Жизнь в воде

Жизнь в воде требует специальных приспособлений. Вода не такая прозрачная, как воздух, кроме того, свет проникает лишь в верхние слои океана. Чем глубже водоем, тем меньше растений и животных может выживать на дне.

В океанах на большой глубине можно обнаружить очень странные существа, которые никогда не видели солнечного света. Некоторые глубоководные жители могут светиться. Питаются они тем, что опускается с поверхности и из верхних слоев воды: фактически на глубине все время идет медленный «дождь» из погибших организмов, и глубоководные жители следят за тем, чтобы как можно меньше еды достигло дна. Большая часть глубоководных животных хищники. Разнообразие их относительно невелико, но есть организмы, которые способны существовать на глубине более 11 километров.

Для дыхания животным нужно использовать кислород, который присутствует в воде в растворенном виде. Для того чтобы извлечь растворенный в воде кислород, необходимы жабры, а для того чтобы вдохнуть атмосферный воздух, нужно добраться до поверхности и сделать вдох. Так поступают морские млекопитающие – киты, дельфины, тюлени.

Вода более плотная, чем воздух, поэтому для движения вперед нужно тратить больше сил.

По этой причине водные обитатели приобрели обтекаемую форму тела и гребные лопасти, например такие, как хвост и плавники рыбы.

 

Жизнь между мирами

Больше всего удивительных организмов встречается в прибрежной полосе морей и океанов, где обилие света и кислорода делает эти места очень привлекательными для многих растений и животных. Кроме того, прибрежная зона богата органическими веществами, которые приносят впадающие в моря реки.

Водоросль фукус

Морская звезда

Прибрежная зона моря необычайно красива, особенно там, где дно каменистое. Бурые, красные, зеленые водоросли медленно перебирает прибой. Каждая водоросль служит домом множеству обитателей подводных зарослей, таких как многощетинковые черви – полихеты, моллюски и другие существа. Рачки–бокоплавы снуют среди водорослей, а на камнях сидят неподвижные животные – губки, кишечнополостные, мшанки и другие существа. Двустворчатые моллюски – устрицы и мидии – образуют огромные колонии. На дне можно обнаружить морских ежей, морских звезд и других иглокожих.

Черное и соединяющееся с ним Азовское моря не так привлекательны для исследователей, так как в глубинах Черного моря содержится много сероводорода, который в больших количествах могут переносить лишь немногие организмы, кроме того, не все могут выносить пониженную соленость этих морей.

Планктонные рачки

Водоросли и растения – разные группы живых организмов. По многим признакам водоросли близки к простейшим, хотя среди водорослей встречаются очень крупные, например, ламинария – морская капуста. Длина ламинарии достигает 150 метров. Некоторые виды ламинарии используются в пищу.

Важную роль в жизни океана играет планктон. Это организмы, которые не способны самостоятельно плавать или перемещаются лишь на небольшие расстояния. Морские течения и волны перемещают их вместе с водой. Планктон состоит из мелких, часто одноклеточных водорослей – фитопланктона, и парящих в толще воды живых организмов – зоопланктона. Фитопланктон использует энергию солнечного света и служит, в свою очередь, пищей зоопланктона. Рачки, личинки многих беспозвоночных в неисчислимых количествах носятся в верхних слоях морей и служат пищей многим более крупным водным жителям, в том числе рыбам. Самые крупные животные на Земле, киты, тоже питаются планктоном, отцеживая его при помощи усов – особых выростов во рту, работающих как мелкое сито. Несмотря на то что планктон часто незаметен, его хватает для поддержания жизни большого количества видов морских животных, в том числе и таких гигантов, как синий кит, вес которого достигает 150 тонн при длине около 33 метров.

Диатомовые одноклеточные водоросли

Коралловые полипы – кишечнополостные животные, ведущие малоподвижный образ жизни. Чаще всего они селятся колониями и строят известковые домики, которые крепятся один к другому. Коралловые полипы – единственные животные, деятельность которых столь масштабна, что может быть отмечена на географической карте. Огромное количество домиков этих полипов образует океанские острова и целые архипелаги коралловых атоллов.

Кораллы

Коралловые рифы служат препятствием для морских волн, поэтому в рифовой зоне вода всегда насыщена кислородом и хорошо прогрета. Именно поэтому среди коралловых построек живут удивительные рыбы и другие животные.

 

Как устроено морское дно?

Глубины моря всегда интересовали людей. С тех пор как были построены первые морские суда, способные уходить далеко от берега, важно было не сесть на мель, не натолкнуться на морские скалы. Знание расположения отмелей могло обеспечить хороший улов рыбы.

Для измерения глубины нужен лот. Это прочный шнур с грузом на конце, а на шнуре нанесены отметки глубины. В некоторых местах лот не доставал до дна, и в древности многие люди считали, что глубину океана измерить невозможно и дна просто нет.

Сегодня удается получить довольно точную картину морского дна при помощи эхолота. Эхолот – звуковой прибор, который улавливает эхо от звуков, которые он сам и издает. По времени, прошедшему от подачи сигнала до его возвращения, можно определить глубину.

Прибрежные отмели вдоль берегов континентов называются материковой отмелью, или шельфом. Эта отмель слегка наклонена в сторону океана. Глубина вдоль океанских берегов не более 200 метров. Шельф может отходить от берега недалеко, всего на пару километров, а может тянуться на тысячу километров.

За материковым шельфом морское дно обрывается довольно резко, и глубина сразу нарастает до 2500–3000 метров. Большая часть Мирового океана расположена над плоскими подводными равнинами, лежащими на большой глубине. Раньше люди думали, что морское дно очень ровное и лишь в некоторых местах на нем поднимаются острова. На самом деле поверхность морского дна очень неровная: как и на суше, на ней есть возвышенные участки и долины, расположенные в толще морской воды.

Горные хребты на морском дне бывают так высоки, что их вершины приподнимаются над поверхностью воды в виде цепи островов. Примером таких островов могут служить Курильские и Гавайские острова. Иногда острова образуются из–за разрывов материка. Такие острова обычно довольно крупные, и отходят они от материкового берега очень медленно. Так образовались острова Гренландия, Мадагаскар и некоторые другие.

 

Как движется вода?

Вода в океане постоянно перемешивается. Легкие волны или жестокие штормовые валы служат причиной перемешивания воды. Во время шторма высота волны может достигать 30 метров.

Волны постепенно разрушают каменистые берега и обкатывают оторвавшиеся камешки друг о друга, до тех пор, пока они не превратятся в гальку или песок. Сила волн так велика, что всего за несколько лет берег может отступить на несколько метров.

Жители океанских берегов могут видеть, как два раза в сутки вода отступает от берега и снова поднимается. Это приливы и отливы. Вода отходит от берега и возвращается к нему из–за того, что ее перемещает сила притяжения Луны. Люди считали, что это дыхание моря, которое казалось им большим живым существом. Если прибрежная отмель пологая, понижение уровня океана в результате отлива может обнажить морское дно на насколько километров. Самые высокие в мире приливы у берегов Северной Америки, они достигают высоты 18 метров.

Многие растения и животные приспособились к временному существованию на воздухе. Моллюски схлопывают раковины, водоросли просто настолько жесткие, что не успевают погибнуть, мелкие рачки и медузы скатываются в небольшие лужи до следующего прилива. Зона вдоль берега, которая осушается и затапливается приливами и отливами, называется литоралью, а временные водоемы, образующиеся во время отлива, – литоральными ваннами.

Вода в океане движется также благодаря сильным течениям. Одно из самых известных морских течений – Гольфстрим в Атлантическом океане. Эта могучая океанская река увлекает массы теплой воды от берегов Америки, перемещая их до берегов Европы у Северного Ледовитого океана. Гольфстрим делает климат берегов, вдоль которых протекает, гораздо более мягким. В этой океанской реке воды в 20 раз больше, чем во всех реках мира.

Течения и круговороты в океане: 1 – северотихоокеанский круговорот; 2 – североатлантический круговорот; 3, 6 – южноиндоокеанский круговорот; 4 – южноатлантический круговорот; 5 – южнотихоокеанский круговорот

Гольфстрим – теплое течение, но есть и холодные. Течения возникают из–за ветров и разницы в температуре морской воды в различных частях океана. Иногда течение вызывается причудливой формой морских берегов. Кроме того, на образование океанических течений влияет плотность воды, которая меняется в зависимости от температуры и насыщенности солями.

Некоторые течения приносят к поверхности воду с больших глубин и доставляют большое количество органических веществ. В таких частях океана жизнь кипит, и вслед за мелкими организмами появляется большое количество рыбы.

 

Что такое ледники?

Большая часть воды на суше находится в виде льда. Там, где выпавший за зиму снег не успевает растаять и накапливается, он через некоторое время превращается в лед. Ледники образуются в полярных областях и высокогорьях. Ледяной панцирь покрывает более одной десятой всей поверхности Земли.

Покровные ледники одевают континент Антарктиду и остров Гренландию. Толщина покровного ледника составляет 3–4 километра. Лед течет, но очень медленно. Тяжелый и твердый лед обрушивается в океан под собственным весом, и многотонные пласты льда становятся айсбергами – гигантскими плавучими горами.

На севере айсберги отрываются от ледника, покрывающего Гренландию. Они не так велики, как те, что образуются из антарктических льдов. Некоторые айсберги поистине огромны и имеют протяженность более 100 километров. Айсберги плавают до тех пор, пока более теплая вода не превратит лед в жидкость. Морские течения носят ледяные глыбы по морям иногда многие десятилетия. Антарктические айсберги могут существовать так долго потому, что внутри них сохраняется очень низкая температура, до минус 60°С. Гренландские айсберги редко существуют дольше двух–трех лет.

Дрейфующие ледяные острова

Образование айсбергов

Плывущая в море ледяная гора выглядит очень красиво, но рассмотреть ее вблизи непросто, так как любое судно, которое рискнет подойти слишком близко, подвергается серьезной опасности и может повторить судьбу «Титаника».

Горные ледники похожи на медленные реки, стекающие с вершин перевалов. Лед с силой заглаживает склон. Именно поэтому склоны ледниковых долин очень гладкие. Там, где проходят ледники, остается много каменных обломков и песка, образующих осыпные валы, которые называются моренами. Часто в таких местах можно обнаружить много валунов округлой формы. Ледники двигаются довольно быстро, проползая в сутки несколько сантиметров или несколько десятков метров. Длина ледника достигает нескольких километров.

Сползание горного ледника

 

Что такое реки?

Дождь и снег, падающие на сушу, пополняют запасы пресной воды, которая собирается в реки. Равнинные реки обычно довольно извилистые и текут неторопливо, горные реки текут по долинам и несутся с большой скоростью.

Ливень – это очень сильный дождь. Если за минуту уровень воды поднимается в луже более чем на 1 миллиметр, то дождь называют ливнем.

Самая длинная река в мире – Нил. Его длина более 6 тысяч километров. Больше всего воды выносит в море Амазонка.

Реки всегда были важны для людей: они давали людям пресную воду, возможность ловить рыбу и передвигаться на лодках. Первые цивилизации возникли возле больших рек, потому что жизнь в речных долинах обеспечивала, помимо прочего, большие урожаи – вода приносит органические вещества, которые удобряют почву.

Реки начинаются в горах или других возвышенных местах из источников, дающих начало небольшим ручьям. По мере того как поток движется, в него поступает все больше воды из притоков и со склонов речной долины, и постепенно тоненький ручей превращается в большую полноводную реку.

Русло реки

Реки переносят очень много частиц почвы и горных пород. Эти частицы откладываются по берегам и сносятся в моря. Чем более мутная вода, тем больше частиц несет река.

Иногда русло реки неожиданно обрывается уступом и вода некоторое время летит в воздухе, прежде чем снова коснется земли. Такие места называются водопадами.

Некоторые водопады – колоссальные каскады воды. Самый высокий в мире водопад Анхель находится в Южной Америке. Вода отрывается от каменного уступа и падает с высоты более километра. Правда, река, которая дает начало этому водопаду, не очень полноводная. Ниагарский водопад на границе США и Канады ниже, но он несет огромное количество воды, которая обрушивается широкой пенной стеной.

Водопад Анхель

 

Как образуются озера?

Во впадинах земной поверхности, которые заполняются водой, образуются озера. Озеро может образоваться и в кратере потухшего вулкана. Иногда горные обвалы засыпают горные долины, и возникает естественная запруда.

Такие озера появляются неожиданно, например, в результате землетрясений. Самые глубокие озера возникают в разломах земной коры. Трещины заполняются водой, и образуются такие озера, как Байкал и Иссык–Куль. Глубина озер может быть несколько сотен метров.

Самое глубокое озеро в мире – Байкал. Его глубина 1637 метров. Это озеро содержит около одной пятой всей пресной воды в мире. Возраст Байкала – около 2 миллионов лет. Байкал существовал задолго до того, как возник человек, и по его берегам ходили животные, которые давно вымерли. Благодаря уникальным условиям в этом озере встречаются животные и растения, которые невозможно обнаружить нигде в мире.

Озера бывают проточными и бессточными. Проточными называют озера, из которых вытекает хотя бы один ручей или река. В бессточные озера реки лишь впадают. Озера могут быть и солеными. Соленые озера иногда гораздо солонее моря. Так, Мертвое море – это озеро, которое в 8 раз солонее океана.

Больше всего разнообразных обитателей озер вблизи береговой линии. Тут лучше прогревается вода. Корни и нижние части многих растений погружены в воду, а листья находятся в воздухе. Обилие растительной пищи привлекает разнообразных беспозвоночных, а вслед за ними появляются рыбы и лягушки. Большие глубины доступны не для всех растений. Длинные черешки листьев кубышки и кувшинки позволяют им занимать участки дна, недоступные для других растений, стебли которых не могут достичь поверхности с большой глубины.

Бухта Песчаная на Байкале

Для того чтобы получить доступ к солнцу, некоторые растения жертвуют связью с дном и отправляются в свободное плавание. Так живет ряска, покров которой бывает таким густым, что воды может быть не видно. Плоские зеленые диски ряски – это стебли, а листьев у нее нет.

 

Как работает бриз?

Вода и суша нагреваются по–разному, поэтому из–за разницы температур в прибрежных областях возникает ветер, который невозможно почувствовать вдали от морских берегов. Жаркие лучи солнца нагревают сушу гораздо быстрее, чем поверхность моря. Прохладных^ морской воздух днем перемещается с моря на берег. Когда солнце садится, суша быстро остывает, а море еще долго хранит накопленное за день тепло. Поэтому ночью ветер дует в противоположном направлении, с берега на море. Такие ветра называются бризами.

Схема образования бриза

Сила ветра используется многими растениями и животными. Семена часто распространяются при помощи ветра, и широкие выросты – крылатки – на них работают как паруса, унося семена далеко от родительских растений. Таким образом разлетаются семена многих деревьев, например липы, березы, ясеня и клена. Чем шире крылатка семени, тем дальше его может унести ветер. Семена одуванчика пролетают более 10 километров от растения, на котором они созрели. В степи некоторые растения к моменту созревания семени засыхают, и после того как сухое растение отламывается у корня, его долго носит ветер. Такие растения называют перекати–полем.

Ветер играет очень важную роль в жизни насекомых. Насекомые – первые животные, поднявшиеся в воздух и способные к активному полету. Несмотря на то что они машут крыльями и могут менять направление полета, ветер, конечно, с легкостью подхватывает насекомых и уносит их на большие расстояния. Большая часть насекомых в ветреную погоду не рискует подниматься в воздух. Насекомые определяют силу ветра с помощью множества ветрочувствительных щетинок, расположенных на теле. Для того чтобы определять силу ветра, на теле насекомого располагается множество ветрочувствительных щетинок. Почти всюду можно найти наездников – маленьких паразитических насекомых. Малейшее дуновение ветра среди травы уносит их очень далеко. Приземлиться они могут только в тот момент, когда порыв ветра утихнет.

Невзирая на ветер некоторые насекомые, могут пересекать океан.

Летящий жук–бронзовка

Неторопливые шмели пролетают до 50 километров в день, а стрекозы и некоторые бабочки гораздо больше.

Птицы полагаются на силу мощных крыловых мышц. Некоторые из них вынуждены постоянно махать крыльями, другие же держат крылья практически неподвижно и могут планировать часами. Многие морские и хищные птицы способны не опускаться на землю в течение многих часов. Их поддерживают в воздухе потоки теплого воздуха, поднимающиеся вверх. Скорость полета птиц невелика, всего несколько десятков километров в час, и лишь стриж может достигать скорости 170 км/ч. Уменьшить нагрузку на крыловые мышцы птице позволяет множество приспособлений для облегчения тела: кости птиц полые, а многие парные органы становятся одиночными. Полет птиц облегчает также обтекаемая форма тела.

 

Что такое почва?

В результате разрушения гор образуется довольно много мелких частиц, так называемого мелкозема. В него легко попадают воздух и вода, что создает хорошие условия для жизни многих организмов. Совместная деятельность этих существ стала причиной образования почвы. Тип почвы зависит от того, на какой горной породе она находится. Почва, образовавшаяся на граните, отличается от той, что возникла на известняке.

Если порода твердая, то почва образуется на ней очень медленно, а на мягких породах этот процесс длится всего несколько лет.

Растения постоянно изменяют почву. Их корни переплетаются в верхних слоях и по мере роста разрыхляют почву: отмершие части растений и опавшие листья пополняют запасы органических веществ в почве, то есть добавляют в почву так называемый гумус, или перегной.

Пожалуй, еще более активно изменяют почву бактерии. Они заняты в основном тем, что из сложных биологических молекул в гумусе делают более простые. Животные тоже очень важны для развития почвы. Личинки насекомых, дождевые черви, кроты постоянно перемешивают все, что называется почвой.

Одни из первых на безжизненных скалах появляются лишайники. Для их жизни нужно очень немногое, и они поселяются даже на голой скале, получая все необходимое из воздуха.

Вода и воздух в почве необходимы корням растений. Чем больше в почве растительных остатков и минеральных веществ, тем лучше чувствуют себя растения. Поскольку на лугах и в лесах растут разные растения, почва остается богатой, так как каждый вид приносит в нее что–то свое.

Бактерии

Когда человек из года в год засевает поля одинаковыми растениями, например пшеницей или картофелем, почва истощается. Для того чтобы поля оставались плодородными, их из года в год засеивают разными сельскохозяйственными культурами.

Кроме того, в почву вносят удобрения. Удобрения нужны для того, чтобы растения получали больше минеральных и органических веществ. Удобрения бывают минеральными – их вырабатывают на химических заводах, и органическими – их создают живые организмы. Органические удобрения – это, например, торф, навоз, птичий помет. Важнейшие минеральные удобрения содержат азот, калий, фосфор.

Растения плохо растут на бедных почвах, но избыток удобрений тоже может принести вред. Если химических удобрений много, то растения начинают накапливать их в себе, а, значит, эти неиспользованные химические вещества попадут к нам в пищу. Поскольку мы довольно сильно отличаемся от растений, удобрения, приносящие растениям пользу, попадая к нам в организм, вредят здоровью.

Почвоведы для исследования слоев почвы – горизонтов – выкапывают специальные ямы с гладкими стенками, на которых хорошо видны темные и светлые слои. Такая яма называется почвенным разрезом. Верхняя часть почвы покрыта перегнивающими остатками растений, чуть ниже все переплетено корнями, а дальше химические вещества под действием просачивающейся воды опускаются в более низкие слои и образуют характерный полосатый рисунок. Почвенные горизонты отличаются размерами почвенных частиц и цветом. Иногда почвы бывают довольно сильно насыщены разнообразными солями, и не все растения могут выдержать, когда их корни находятся фактически в крепком соляном растворе. Обычно такие растения имеют довольно странный вид и похожи на растения засушливых областей.

Типы почв получили свое название по цвету почвенных горизонтов: черноземы, красноземы, серые лесные, бурые, каштановые почвы. Чернозем имеет черный цвет благодаря

большому количеству органических веществ, а краснозему такой яркий оттенок придают крошечные частицы железа.

Почвенные горизонты

Почва и растительный покров очень сильно влияют друг на друга, и часто, глядя на лес или луг, можно довольно точно определить, какая почва находится под ногами, и, наоборот, по почвенному разрезу можно сказать, какие растения пронизывают почву корнями.

Несколько десятилетий назад был разработан способ выращивания растения без почвы. Песок, мелкие камешки или гравий, поливают специальными питательными растворами, и растения живут в таких условиях, образуют цветки и плоды. Такой способ разведения растений называется гидропоникой.

В почве ни на минуту не прекращается жизнь. В небольшом комочке умещается огромное количество маленьких организмов. Больше всего здесь бактерий. В почве живут особые грибы и водоросли. Насекомые и их личинки прокладывают в почве тоннели, питаясь органическими остатками, корнями растений и друг другом. Муравьи и термиты создают под поверхностью почвы огромные гнезда с миллионным населением. В почву проникают и более крупные животные. Многие звери и птицы устраивают себе подземные убежища, а некоторые из них, например кроты, слепыши и цокоры, редко покидают свои галереи и выходят на поверхность.

Норы альпийского сурка

Растения разных природных зон приспосабливаются к специфическим условиям жизни. В пустынях корни растений достигают большой глубины, чтобы добыть хотя бы немного влаги. Корни верблюжьей колючки проникают на глубину до 20 метров. Кактусы, растущие в похожих условиях, распространяют свои корни вдоль поверхности почвы, чтобы собирать редкую влагу с возможно большей поверхности. Толстый стебель кактуса служит надежным запасом влаги.

Кактус и похожий на него молочай

Если почва очень влажная, растения приспосабливаются и к таким условиям. Некоторые из них испаряют огромное количество влаги через свою листву. Эвкалипты – австралийские деревья, обладающие такими свойствами. Их используют для осушения заболоченных земель.

Частицы почвы могут переноситься на большие расстояния водой или ветром. Пыльные бури порой срывают большую часть плодородного слоя и переносят его за тысячи километров.

Эвкалиптовая роща

 

Жизнь на экваторе

Первые представления о природных зонах, по–видимому, сформировались в Древней Греции. Греки считали, что на крайнем севере и крайнем юге, где океан заморожен, жизнь невозможна, как невозможна она в центральном жарком поясе, где океан кипит. Населенными считались два умеренных пояса, лежащих между холодными и жарким поясами. Сами греки и другие известные им народы жили в северном поясе, а обитаемость южного пояса лишь предполагалась.

Джунгли, экваториальные дождевые леса, сельва – все это пояс экваториальной растительности. Здесь круглый год ровная температура и высокая влажность и огромное количество видов животных и растений, многие из которых еще не открыты.

Постоянное тепло и частые дожди вызывают бурный рост растений и жестокую борьбу за место и солнечный свет. Всего за несколько лет дерево достигает огромной высоты, а в средней полосе для того, чтобы дерево выросло до высоты 30 метров, нужно более ста лет.

Лианы, как кустарники и деревья, прорастают в земле из семян, но вскоре начинают цепляться при помощи усиков за молодые деревца и поднимаются вверх вместе с ними. Иногда лианы так сильно обвивают дерево, что оно не выдерживает их вес. Лианы могут так стянуть древесный ствол, что дерево больше не может расти в толщину и засыхает.

Ярусное строение дождевого леса

В дождевых лесах экваториальной зоны не редкость растения, которые никак не связаны с почвой, а растут в кронах деревьев. Такие растения называются эпифитами. Среди эпифитов немало орхидей. Корни эпифитных орхидей устроены таким образом, что способны впитывать влагу из воздуха – влажный климат обеспечивает достаточное количество воды для поддержания их жизни. Эпифиты есть и в средней полосе. Зеленые мхи, взбирающиеся по стволам живых и влажных деревьев – это настоящие эпифиты. Иногда почва накапливается в дуплах или развилках ветвей, и в таких местах могут расти некоторые папоротники.

Так как все растения пытаются максимально полно использовать малейшие лучи солнечного света, полог экваториального леса оказывается очень плотным, и в таких джунглях царит полумрак. На дне этого лесного океана выживают немногие растения, но зато в кронах кипит жизнь. Многие животные населяют верхние этажи этих сырых лесов.

Для изучения животных в кронах деревьев их иногда окуривают дымом и ловят добычу при помощи специальных сетей или воронок. Ежегодно в кронах находят сотни и тысячи

новых для науки видов. Некоторые виды насекомых населяют очень небольшие участки лесов, и шанс, что они попадут на глаза ученому, очень невелик.

Эпифитная бромелия на стволе тропического дерева

Колибри опыляет цветок

Яркие цветки Южной и Центральной Америки привлекают маленьких птиц, способных зависать в воздухе – колибри. Они такие легкие и так быстро машут крыльями, что могут питаться нектаром цветов, не совершая посадку. Таким образом, некоторые растения опыляются не ветром или насекомыми, как бывает чаще всего, а птицами.

В экваториальных лесах под действием солнечного света образуется большое количество органических веществ. На одной и той же площади в экваториальном лесу находится в тысячу раз больше живых организмов, чем в пустыне, если сравнить их вес. Все эти растения выделяют много кислорода. Значительная часть кислорода, которым мы дышим, попадает в воздух благодаря растениям экваториальных лесов.

К сожалению, в странах, где больше всего экваториальных лесов, плотность населения стала такой высокой, что люди не могут не вырубать эти леса. Восстановление леса на том же месте оказывается практически невозможным, в лучшем случае, это потребует очень долгого времени.

 

Какие бывают леса?

Экваториальная зона, конечно, не единственное место, где растут деревья. Леса есть в тропиках и субтропиках и, конечно, в умеренной зоне. Леса средней полосы России в северной части, а также леса Сибири называются тайгой. Тайга – это лес, где больше всего хвойных деревьев. В России самой распространенной древесной породой является лиственница. Много также ели, пихты, сосны. Все это деревья, образующие таежные леса.

Ель

В тайге есть и лиственные деревья – береза, осина, ольха, но их относительно немного. Таежный климат отличается малым количеством тепла и влаги, кроме того, резкая смена времен года замедляет рост растений, и большую часть холодного сезона растения замирают и не растут.

Холода таежной зимы сказываются и на жизни животных хвойного леса. Медведь проводит зиму в берлоге, и лишь в некоторые годы в теплую зиму побеспокоенные медведи бродят по лесу, заглядывая и в деревни. Таких медведей называют шатунами, они часто бывают голодны и довольно опасны. Лось, рысь, заяц и белка – типичные обитатели тайги. Все они одеты в теплый мех, а перед зимой он становится еще гуще.

Бурый медведь

Хорошо защищены от холодов и глаз хищников и таежные птицы. Черное перо глухарей и тетеревов делает их едва заметными на фоне темных еловых лап. Бесшумный полет и пестрая окраска совы помогают ей охотиться за добычей.

Южнее тайги располагаются смешанные леса. Здесь хвойные и лиственные деревья встречаются примерно поровну, еще южнее можно найти широколиственные леса, где основные породы – это дуб, клен, вяз, ясень, липа.

Смешанные леса привлекают волков, лис и многих копытных – оленей, косуль и кабанов.

Если ты выбрался с друзьями в лес, помни о том, что разведенный вами костер, может быть, доставит недолгую радость, но последствия такого веселья будут заметны еще многие годы. Кострище очень медленно зарастает, поэтому лучше найти старое и развести огонь на нем.

Конечно, чистая зеленая поляна выглядит более привлекательной для разведения огня, тем более что вокруг старого костра часто бывает намусорено. Вы быстро соберете и зароете мусор у старого кострища и разведете на нем огонь, а на зеленую поляну сходите просто так, это будет реальное полезное дело. Возможно, животные и растения не чувствуют радости от того, что остались в живых благодаря вашей заботе, но то, что лес остался красивым, – полностью ваша заслуга.

Рысь

Если все же приходится разводить костер на новом месте, лучше осмотреться, прежде чем начинать таскать дрова и подносить спичку к сложенному очагу. Нельзя разводить огонь под деревьями. Хочется верить, что вам не приходилось попадать в лесной пожар, но, возможно, вы видели съемки этого ужасного бедствия. Большая часть пожаров возникает из–за небрежности людей.

Хорошее место для костра можно найти на берегу реки. Важно, чтобы около кострища не было сухой травы или листьев, а также зарослей тростника, лишайников или сухого мха. Не нужно начинать валить лес для того, чтобы вскипятить котелок чая. В большинстве случаев можно собрать хворост или использовать валежник, кроме того, древесина, высохшая под лесным пологом, часто лучше горит. Самое важное – потушить костер. Несколько угольков, забытые в «пожаробезопасном» месте могут стать причиной чудовищного лесного пожара, гибели тысяч растений и животных и даже людей.

Заяц

 

Степи

Южнее зоны широколиственных лесов лежат степи. Они возникли там, где дождей и снега оказывается недостаточно для того, чтобы вырос лес, но вполне хватает для разнообразных трав. В зоне степей климат гораздо теплее, чем в тайге.

Мак

Степь переживает бурные времена весной, когда влаги много и появляется огромное количество цветов. Тюльпаны, маки и фиалки незаметны большую часть года, но весной они покрывают степь сплошным ковром.

Большая часть степей располагается в зоне черноземных и каштановых почв. Хорошие условия для роста трав привели к тому, что большая часть степей была распахана под посевы. Участков настоящей, непаханой степи осталось очень немного, и в истинном виде степь теперь можно увидеть лишь в некоторых заповедниках, где ковыль вьется по ветру, как и в те времена, когда человек еще не пришел в степь с плугом.

 

Жизнь в тундре

Огромные безлесные просторы Севера занимает тундра. Лето здесь короткое и нежаркое, зато день и ночь сияет невысокое солнце; зима суровая, ветреная и морозная, кроме того, полярная ночь длится несколько месяцев. Средняя годовая температура тундры не поднимается выше 0°С.

Почвы северных тундр бедны органическими веществами. Земледелие в зоне тундры практически невозможно, потому что всего в нескольких сантиметрах от поверхности начинаются слои, которые не оттаивают даже летом – вечная мерзлота. Тем не менее местами удается выращивать картофель, лук и ячмень.

Тундра

В тундре очень много воды. Из иллюминатора самолета тундра выглядит как огромный озерный край.

Животные, населяющие тундру, очень выносливы, они могут подолгу переносить морозы, сильные ветра и жизнь на промороженной земле. На Севере животные и растения не так разнообразны, как в южных краях.

Растения могут рассчитывать всего на пару месяцев теплой погоды и должны успеть за это время вырасти, зацвести и образовать плоды. Времени так мало, что почти все растения зацветают в одно время.

Несмотря на то что тундра безлесна, в ней можно найти и деревья. Это карликовые березы и другие низкорослые деревянистые растения. Высота взрослой березы всего 20–30 сантиметров. Такой небольшой рост позволяет ернику – зарослям березы успешно сопротивляться натиску ветра и получать больше тепла, располагаясь около почвы.

Длина стебля полярной ивы может достигать 5 метров, но не в высоту, а в длину. Как и карликовая береза, эта ива стелется по земле.

Рост растений в тундре замедленный, поэтому следы любой деятельности человека остаются на многие годы. Старая колея от машины, которая в лесу давно бы уже заросла, в тундре сохраняется очень долго. Лишайники подрастают в этой зоне всего на 1–3 миллиметра в год.

Карликовая береза

Лишайник

Мхи и лишайники в тундре часто не образуют сплошного ковра, который можно увидеть в тайге, а растут небольшими подушками. Так они лучше защищены от вездесущего ветра тундр.

 

В песках

Пустыня – это тундра наоборот. Вместо холода – палящая жара, вместо избытка влаги – почти полное ее отсутствие.

Любые тяжелые условия заставляют живые организмы либо приспосабливаться и выживать, либо пережидать плохие времена и вылезать только когда наступают подходящие условия.

Пустыня летом

Спячка – один из самых популярных в животном мире способов избежать тяжелой жизни. Хорошо известно, что многие животные севера пережидают зимние морозы в сонном оцепенении. Жаркий сезон в пустыне тоже можно переждать во сне. Так поступают черепахи, суслики и другие животные.

Пустыня весной

Все материки нашей планеты населены людьми. Только в Антарктиде, которая была открыта последней, тяжелые климатические условия не позволяют создать постоянных поселений, зато Антарктида – это материк, где ученые разных стран могут проводить свои опыты, не заботясь о государственных границах – в Антарктиде нет стран.

С древних времен человек селился там, где было удобнее всего жить, где близко была хорошая вода и доступное топливо, где можно добыть еду и укрыться от непогоды, найти одежду и создать необходимые инструменты. На вулканических породах почвы обычно очень плодородны. По этой причине люди, несмотря на то что знали об опасности соседства с действующим вулканом, селились у самого подножия. Это не раз приводило к массовой гибели людей.

Поселок «Мирный» в Антарктиде

Всего 2 тысячи лет назад на Земле проживало не больше людей, чем сегодня в России. Около 2 тысяч народов населяют Землю. В среднем около 40 человек приходится на один квадратный километр суши. В тундре и высоких горах людей почти нет. Больше всего людей живет на равнинах. Самое высоко расположенное селение находится в Южно–Американских Андах, на высоте 5200 метров над уровнем моря. Многие деревни в Тибете тоже находятся выше пятитысячной отметки.

Около 13% суши превращено в пашни. Кажется, что еще так много земель может быть использовано, но на самом деле почти все пригодные для сельского хозяйства территории уже распаханы, а население продолжает расти. Невозможно посеять пшеницу на крутых скалах или в тундре: рельеф и климат – это преграды, которые не удается преодолеть.

 

Как изучать прошлое земли?

Как люди изучают то, что уже не существует? История занимается событиями, которые давно произошли, философия изучает рассуждения давно умерших людей, палеонтология пытается понять, какова была жизнь на Земле в древние времена. Насколько достоверны результаты этих трудов? Многие события оставляют настолько ясные следы, что по ним можно воссоздать картину прошлого примерно так же, как следователю удается распутать следы преступника.

По строению организма можно догадаться, как именно он развивался. Многие схожие приспособления возникали у разных животных. Копательные конечности, например, можно найти у насекомого медведки и у крота, хотя они не родственники. Известно, что французский биолог Жорж Кювье мог воссоздать облик животного по одной небольшой кости и рассказать, как оно жило.

Долгое время люди не знали возраст Земли. Скорость накопления осадков в морях позволила примерно оценить срок существования нашей планеты – он оказался гораздо больше чем предполагали прежде.

Одна из разновидностей радиоуглеродного анализа основана на распаде радиоактивного изотопа углерода

Большую пользу в изучении прошлого оказали радиоактивные вещества. Атомы такого вещества постепенно распадаются на части и превращаются в другое вещество. Скорость этого процесса неизменна при любых условиях. По содержанию радиоактивных веществ и продуктов их распада можно определить возраст горной породы. Это природные часы, заведенные в незапамятные времена и постоянно работающие вокруг нас. Оказалось, что возраст древнейших на Земле горных пород и возраст лунного грунта, доставленного на Землю для изучения, примерно одинаковый. Возможно, все небесные тела действительно возникли примерно в одно время – около 5 миллиардов лет назад.

 

Сколько живут живые существа?

Живые организмы могут жить веками или считанные часы. Личинки живут несколько лет, а взрослые насекомые всего пару месяцев. Мыши и полевки живут пару лет, более крупные животные, такие, как зайцы и белки, до десяти лет. Волки могут жить и дольше. Размеры животного и продолжительность жизни взаимосвязаны, хотя и относительно небольшие животные могут жить долго. Например, черепахи живут по полтора века.

Растения могут жить и гораздо дольше. Существуют деревья, возраст которых достигает нескольких тысяч лет. Они находятся под охраной как самые старые живые организмы на планете. Это секвойи, растущие в Северной Америке, и австралийские эвкалипты. Долгожители есть и среди растений средней полосы.

Секвойя вечнозеленая

Дуб, например, может жить около 1000 лет, липа – 500, сосны и можжевельники – по 400. Продолжительность жизни людей всего несколько десятилетий, и лишь немногие живут более 100 лет.

Сегодня на Земле живет не меньше трех миллионов видов живых организмов – растений, животных, бактерий, грибов и простейших.

Условия, в которых может существовать жизнь, разнообразны. Есть организмы, живущие в очень горячих источниках и замороженных арктических пространствах, высоко в горах и на дне океанов. Среди всех известных нам планет жизнь существует только на Земле. С тех пор как из вещества, оставшегося после образования Солнца, возникли планеты, прошло несколько миллиардов лет. Наша раскаленная планета остыла и покрылась твердой корой, на которой сейчас мы и находимся. В недрах Земли по–прежнему бушуют огненные бури, но теперь они вырываются на поверхность гораздо реже. Почему же именно на Земле возникла жизнь? Причин несколько.

Солнце, которое дает нашей планете свет и тепло, испускает и другие лучи, которые губительны для всего живого. Толстый слой воздуха, окружающий Землю, – атмосфера – служит защитой от этих лучей и резких перепадов температур.

Все, что мы называем живым, так или иначе связано с водой. На Земле очень много воды, и большая ее часть находится в океанах. Вода есть не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы. Благодаря тому, что Земля находится не очень далеко от Солнца и не слишком близко к нему, основная масса воды остается жидкой, а не замерзает и не превращается в раскаленный пар.

Атмосфера Земли состоит из разных газов, но для дыхания большинства организмов необходим газообразный кислород. Он в достаточном количестве есть на Земле, но на других известных нам планетах атмосфера слишком тонкая или непригодна для дыхания.

Существуют разные предположения о том, как появилась жизнь, – как сложные молекулы стали способны размножаться и, развиваясь, превратились в бактерий, простейших, грибы, растения и животных. Конечно, никто не мог видеть, как именно это произошло, возможно, жизнь зарождалась на Земле не один раз – мы можем только догадываться и вряд когда–нибудь будем знать это точно.

 

Как живут растения?

Растения живут в океанах, на суше, растения летают по воздуху, растут в горах и пустынях. Почему растений так много и почему они так важны для жизни на планете? Откуда берется вся эта огромная масса зеленых листьев, стволы и ветви деревьев и луговые травы? Многие думают, что растения используют вещества, которые содержатся в почве, и из них строят свой организм. На самом деле растения, в отличие от животных и грибов, питаются совсем по–другому. Конечно, вещества, поступающие из почвы важны для растения, особенно вода.

Растения сами создают сложные молекулы из простых: из углекислого газа, который содержится в воздухе, и воды, поступившей из почвы, под действием света возникает пища. Это фантастическое появление пищи из воды и воздуха называется фотосинтезом. В процессе фотосинтеза происходит выделение кислорода в воздух. Так что без растений кислород в воздухе, вероятно, довольно скоро подошел бы к концу.

Схема фотосинтеза

Вещества, образовавшиеся в листьях, могут потом дальше превращаться в другие соединения. Растения «делают» себя сами, и растения «делают пищу» для всех. Животные, которые питаются зелеными растениями, от тли до оленя, используют уже созданную пищу – растения. То же самое делаем и мы, когда грызем яблоко, едим жареную картошку и овощи. Растительноядные животные, в свою очередь, могут стать чьей–нибудь добычей.

Человек издавна использует растения для своих нужд. Огромные пространства нашей планеты заняты посадками сельскохозяйственных культур. Мы нуждаемся в растительных углеводах – химических соединениях, дающих нам энергию, и витаминах. Семена многих растений используются для получения масел. Изысканный вкус пище придают пряности, и все они – растительного происхождения. Такие растения, как хлопок и лен, нужны людям для производства тканей.

Трудно перечислить все, что можно сделать из древесины. Например, она нужна для производства книг серии «Я познаю мир», ну и других вещей из бумаги, конечно, тоже. Достаточно посмотреть вокруг и на себя, и ты увидишь множество предметов, которые не появились бы, если бы не было растений.

Коров, а значит, мяса и молочных продуктов, овец, дающих шерсть, и многих других необходимых для нашей жизни животных просто не было бы без растений, которые служат им пищей. Кроме того, растения очень красивы и радуют глаз в любое время года.

Существование цветковых растений, которых на Земле больше всего, зависит от насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок и обеспечивают образование плодов. Многие растения выработали специальные приспособления для привлечения насекомых. Именно для этого нужны яркие венчики цветков, причем на лепестках может быть узор, не видимый человеческому глазу, но заметный для насекомых. Как правило, линии и пятна на лепестках указывают на источник нектара.

Строение цветка

Так пчела опыляет цветок

Нектарники в цветке растения выделяют сладкую жидкость, но расположены они обычно в глубине цветка, так что насекомые, пытающиеся добраться до нектара, неминуемо заденут пыльники и перенесут пыльцу на другой цветок. Этот процесс – перекрестное опыление – обеспечивает разнообразие потомства.

Некоторые орхидеи очень похожи на насекомых определенных видов, и эта имитация привлекает опылителей. Многие опылители прилетают на цветки ориентируясь на запах. Ряд растений издает тошнотворный трупный запах, обеспечивая себе достаточное количество опылителей – падальных мух.

Не всем цветковым растениям для опыления и размножения нужны насекомые. Пыльца может переноситься ветром, как это происходит, например, у лещины. Ее сережки – едва ли не первые цветы в Европейской России, они распускаются, когда на деревьях еще не распустились листья и пыльца может беспрепятственно летать по лесу. Хвойные растения тоже опыляются ветром, и в период массового «пыления» сосны все в лесу кажется присыпанным тончайшей желтой пудрой, и даже на лужах лежит ненамокающий светлый покров.

В жизни папоротников, хвощей, плаунов, мхов и, конечно, водорослей – споровых растений – важную роль в размножении играет вода. У этих растений не бывает цветков, а таинственный цветок папоротника, который расцветает над зарытым кладом, – просто легенда.

Важно не путать водоросли и водные растения. Водоросли – более примитивные организмы. Хотя они тоже создают пищу при помощи фотосинтеза, у них нет ни листьев, ни стеблей, ни корней, ни цветков. Водоросли это, например, то что, обычно называют «тиной». Водоросли образуют зеленый налет на стекле аквариума, стоящего на свету. Океанские водоросли могут достигать колоссальных размеров и занимать огромные пространства. В прошлом такие поля водорослей нередко служили причиной гибели судна.

Папоротник

Водные растения отличаются от сухопутных лишь тем, что растут в воде, но, как и сухопутные растения, они имеют стебель, листья и корни, на них распускаются обычные цветки.

 

Что такое клетки?

Развитие оптических приборов вызвало волну невероятных открытий, в том числе и в биологии. Англичанин Роберт Гук рассматривал кору дерева под микроскопом и обнаружил, что вся кора состоит из множества мелких камер, которые он назвал клетками. Это произошло более 300 лет назад. С тех пор многое стало известным, и мы знаем, что все живые существа состоят хотя бы из одной клетки.

Одноклеточные существа – это клетки, которые живут как отдельные организмы. Они способны двигаться, питаться, размножаться, то есть делать все, что может нормальный многоклеточный организм. Одноклеточные – это амебы, инфузории и множество других существ. К одноклеточным грибам относятся дрожжи.

Многоклеточные организмы состоят из большого количества клеток, каждая из которых не может жить самостоятельно, но все вместе они прекрасно работают, и организм живет.

Клетки многоклеточных организмов неодинаковы. Они выполняют разную работу, поэтому и выглядят по–разному.

Группы клеток, которые выполняют одну и ту же функцию, образуют ткани. Несколько тканей могут работать вместе для достижения каких–то целей. Например, для того чтобы рука могла перевернуть страницу, необходимы костная ткань, создающая опору, и мышечная ткань, передвигающая руку, а также другие ткани.

Клетки животных похожи на плотно упакованные воздушные шарики, заполненные супом, только вместо кусочков овощей в жидкости плавают клеточные органе л лы.

Строение клетки у эукариот

Клетки растений отличаются толстой клеточной стенкой, но, как и другие клетки, они имеют жидкое содержимое. В клетках одновременно идет огромное количество сложных химических реакций. Одновременной работой всех клеток обеспечивается жизнь организма. Клетки можно увидеть и без помощи оптических приборов, например, в рыхлой сердцевине арбуза или помидора.

Все клетки имеют клеточную оболочку. Она удерживает жидкое содержимое внутри. Это содержимое называется цитоплазмой. В ней идут все основные процессы жизнедеятельности клетки.

Клетка может приспособиться к жизни в изменяющихся условиях, но до определенного предела. Сильный нагрев или замораживание приводят к гибели клеток. В клетках большинства живых существ, в том числе всех животных, растений и грибов, есть ядро.

Ядро содержит информацию о том, какой должна быть дочерняя клетка, когда произойдет деление.

Эта информация, называемая генетической, в ядре служит как бы набором чертежей будущей клетки, по которым идет постройка всех ее частей.

В клетках растений есть пузырьки с жидкостью – клеточным соком. Эти пузырьки называются вакуолями. В клетках плодов особенно много вакуолей. Фактически сок, который мы пьем, – это клеточный сок из вакуолей.

В клетках растений есть особые образования, которые и превращают углекислый газ и воду в питательные вещества. Эти образования называются пластидами. Как правило, они зеленого цвета. Та зелень, которую мы видим у растений – это зеленый цвет пластид. Пластиды могут быть желтыми, оранжевыми или прозрачными.

Клетки растений упакованы очень плотно и соединены между собой. Когда эти связи становятся слабыми, клетки могут распадаться, как это можно видеть в рассыпчатой сердцевине перезревшего арбуза.

 

Что значит вести растительное существование?

Когда мы задумываемся о том, как живет животное, например кошка, собака, аквариумная рыбка или таракан, многое кажется нам знакомым и понятным. Движения происходят при помощи мышц, глаза нужны для зрения и так далее. У человека и животных очень много общего, и особенности существования животных понятны нам интуитивно.

С растениями дело обстоит сложнее. Мы знаем, что у растений в отличие от животных нет нервной системы. Чувствуют ли они? Вероятно, они не чувствуют изменения окружающего мира так, как животные. Но все же лепестки некоторых растений закрываются на закате или в дождливую погоду, листья поворачиваются вслед за солнцем, рост может ускоряться или замедляться и так далее.

Что значит быть растением? Что значит есть, как растение? Фактически растение начинает питаться с восходом и заканчивает на закате, до тех пор, пока света достаточно для работы пластид.

Растения удивительно разнообразны. Цветковые – деревья, кустарники, лианы и травы – устроены очень сложно, различные ткани образуют стебель, лист, корень; на побегах распускаются цветки и созревают плоды. Другие, как, например, мхи, папоротники, хвощи, устроены проще, не образуют цветков и размножаются при помощи спор. Если посмотреть на подушку зеленого мха, то часто можно обнаружить небольшие образования на тонкой ножке. Это спорангии – в них находятся споры. У папоротников споры образуются в сорусах – коричневых пятнышках, расположенных на нижней стороне многих папоротников.

Стебли могут расти вертикально вверх, могут стелиться по земле, а потом приподниматься, могут обвивать другие растения или цепляться за них, могут уходить под землю, накапливая запасы питательных веществ. В толстых мясистых стеблях растения засушливых областей запасают воду на долгое время между редкими дождями.

Листья тоже изменяются. У некоторых растений они превратились в усики, удерживающие все растения на опоре. В листьях могут запасаться питательные вещества, и тогда образуются луковицы. Иногда листья становятся совсем незаметными, так что растение живет в основном за счет зеленых стеблей, или, наоборот, превращается в огромные зонты, перекрывающие доступ солнечного света к почве.

Как и любой другой живой организм, растение дышит. Для многих жизненных процессов необходим кислород, и растения черпают его из воздуха, который поступает через устьица. Через эти же отверстия проникает и углекислый газ. Это вещество вместе с водой, поступающей через корни, служит сырьем для фотосинтеза – процесса создания питательных веществ под действием солнечного света.

Хвощ не образует цветков и размножается с помощью спор

Чтобы продолжить существование вида, а также для расселения и распространения на новой территории растения размножаются. Из семян, возникающих в плодах, появляются молодые растения, которые через какое–то время тоже зацветают и после опыления образуют плоды.

Существует и иной способ размножения. Например, узамбарскую фиалку можно вырастить, если отломить от взрослого растения лист и поставить его на некоторое время в воду. В нижней части черешка скоро появятся небольшие корни. В это время нужно поместить лист в горшок с влажной землей и спустя несколько месяцев, возможно, удастся увидеть первые цветки.

Размножение частями растения называется вегетативным. Оно может происходить и без помощи человека, если часть растения по каким–то причинам оказывается сломанной и попадает в благоприятные для роста условия. Стебель с листьями, отделенный от традесканции, очень скоро превращается во взрослое растение и зацветает. Способность растений размножаться частями используют и на огороде. Если нужно посадить много картофеля, а посадочного материала не хватает, можно зарыть части клубня, и из каждого кусочка образуется большое растение, которое даст новые клубни. Клубни картофеля – это подземные корневища, другими словами, части стебля, а не корня, как часто думают. В отличие от картофеля, морковь, репа, свекла имеют разросшийся главный корень, который и используют в пищу. В размножении черенками тоже используется свойство растений давать новый организм из части стебля.

Животные, достигнув определенных размеров, как правило, прекращают рост. Растения растут всю жизнь. Многие растения каждый год дают новые листья и побеги. Даже самые старые деревья увеличивают крону. В разное время года рост растений идет с разной скоростью: быстрее всего – весной, медленнее – зимой. Именно поэтому в стволах деревьев образуются годичные кольца. Светлые широкие кольца – это прирост в теплое время года. В тропических лесах годичные кольца в древесине не образуются.

 

Солнце и жизнь

От Солнца зависит существование всего живого на нашей планете. Люди понимали это очень давно, и в разных религиях независимо друг от друга Солнце становилось символом жизни. Без солнечного света растения гибнут, а вслед за ними исчезают и все те, кто питается растениями или растительноядными животными. Светолюбивые растения нуждаются в большом количестве света, а теневыносливые могут расти под пологом леса. К светолюбивым относятся, например, подорожник, одуванчик, иван–чай, а теневыносливые – это ландыши, сныть, многие осоки и мхи.

Большая часть комнатных растений тоже относится к теневыносливым. Но на наших подоконниках темно даже им. Для того чтобы за несколько месяцев добиться пышной зелени на подоконнике, нужно в течение дня

освещать растения при помощи ламп дневного света или специальных ламп для растений. Успех будет достигнут очень быстро.

Иван–чай относится к светолюбивым растениям

Свет играет важную роль и в жизни животных. Ночные и дневные животные живут как будто в разных мирах, несмотря на то что ходят часто по тем же тропам и обладают разными приспособлениями для темноты или яркого света.

Активная жизнь человека проходит в светлое время суток. «Жаворонки» любят вставать раньше и успевают утром сделать множество дел, но к вечеру устают и становятся малоактивными. «Совы» часто засиживаются за работой за полночь, а утром от них не добиться толка.

Кроме света на жизнь обитателей Земли влияет и солнечное тепло. Холодная осень и морозная зима – время покоя большинства растений, они замедляют свой рост, все жизненные процессы замирают в них до весны. Многие животные также проводят холодное время года в покое.

 

Этажи леса

В любом лесу, роще рядом с дачей или в экваториальных джунглях можно найти несколько «этажей» – ярусов растительности. Для каждого из нас лес – это, прежде всего, деревья. Поэтому первый ярус считается самым главным – в него входят самые высокие, взрослые деревья в лесу, он называется древостоем. Жизнь леса зависит от того, какие деревья входят в древостой.

Двигаясь по лесной тропинке, мы замечаем, что лес изменяется. Светлую березовую рощу сменяет мрачный ельник, а за огромными, тенистыми дубравами видны песчаные холмы, поросшие соснами. Разные типы леса ученые называют лесными биотопами.

Для развития растениям нужен свет, вода, воздух, подходящая почва и климат, а также отсутствие сильных соперников. В лесу насекомые, грызуны, копытные и другие животные питаются растениями, а их, в свою очередь, поедают хищники или падальщики. За какую бы нить мы не потянули, пытаясь распустить сеть взаимоотношений между организмами, мы увидим, что начинают цепочку поедателей друг друга растения, живущие за счет солнца.

Вкусы лесных травоядных различаются, и если кто–то предпочитает дубовую листву, его ни за что не заставишь есть сочную траву на поляне или питаться нектаром цветов. Именно поэтому от типа леса – биотопа – зависит состав его жителей.

Деревья, конечно, очень важны, но в лесу гораздо больше видов растений поменьше. Деревья, не достигшие половины роста своих родителей, образуют отдельный ярус – подрост.

Еще ниже располагаются кустарники. Часто молодые деревца подроста и кустарники растут вперемешку, но молодые деревья в благоприятных условиях могут стать высокими, а многоствольные кустарники – нет. Кустарниковая растительность леса называется подлеском.

Если света достаточно, то следующий ярус может быть довольно густым, а если лес тенистый – разреженным. Лесные травы и кустарнички составляют травяно–кустарничковый ярус. Кустарнички – это невысокие растения

с тонкими, но хотя бы частично одеревеневшими стеблями.

Цепи питания

В самом низу растут мхи и лишайники. Как правило, они скрыты травами и не образуют сплошного покрова, но в темных ельниках или на севере мохово–лишайниковый ярус бывает очень мощным и занимает всю поверхность почвы.

Если бы в лесной зоне с древних времен не практиковалась вырубка леса, расчистка земель под поля или другие нужды – словом, если бы не рубили деревья, леса занимали бы большую площадь.

Но есть место, где лес может никогда не вырасти. Это пойма реки – земля, которая оказывается под водой во время самого большого разлива. Весеннее половодье возникает из–за таяния снегов. Талая вода стекает в низины и попадает в реки, которые широко разливаются и затапливают окрестные земли.

Через некоторое время вода спадает, обогащая пойменные почвы смытыми питательными веществами. Каждый год пойма получает прекрасные естественные удобрения, которые приносит река. Поэтому приречные луга покрываются буйными травами.

Не все растения могут выдержать ежегодное затопление. Пойменная флора своеобразна. Настоящий лес на затопляемом берегу не вырастает. Некоторые деревья и кустарники тем не менее могут жить у самой кромки воды и прекрасно растут, даже когда круглый год находятся в воде. Это разнообразные ивы. Ива, ветла, верба – все это народные названия одного и того же ботанического рода. Ива белая, или ива ломкая, – большие раскидистые деревья, которые часто растут вдоль больших и малых рек и в деревнях. Ивы могут быть и довольно крупными кустарниками, как ива трехтычинковая, или совсем маленькими, как ива черничная.

 

Какие бывают животные?

Многоклеточные организмы, которые активно двигаются и питаются другими организмами, называются животными. Животные очень разные. Губки, например, ведут прикрепленный образ жизни и постоянно фильтруют воду, отцеживая пищевые частицы. Кишечнополостные могут быть прикрепленными, и тогда они называются полипами, или плавающими, и тогда это медузы. Полипы могут быть одиночными, как пресноводная гидра, а могут образовывать колонии. Огромные колонии коралловых полипов, их известковые домики образуют архипелаги. Множество атоллов – кольцевидных островов с внутренним заливом – лагуной, появилось в результате тихой жизни незаметных существ – коралловых полипов. Кишечнополостные добывают пищу, обездвиживая жертву при помощи стрекательных клеток. Среди медуз есть виды, прикосновение к которым вызывает ожог, опасный для жизни.

Медуза крестовичок

Армия червей – плоских, круглых, кольчатых – заселила практически все, где возможна жизнь. Множество червей обитает в Мировом океане и на суше. Среди плоских и круглых червей немало опасных паразитов, живущих внутри своих хозяев и причиняющих им ощутимый вред. Многие из них вызывают тяжелые болезни. Круглые черви живут в почве, растениях, животных, грибах, гниющей древесине и множестве других мест. Дождевые черви известны каждому рыболову и любителю прогулок после дождя. Они относятся к кольчатым червям. Большинство кольчатых червей – океанические жители. Все это – беспозвоночные животные.

Дождевой червь

 

Как устроены животные?

На Земле несколько миллионов видов животных, большая часть которых – насекомые. Среди насекомых самый большой отряд – жуки. Никто не знает, сколько их на самом деле, потому ежегодно ученые открывают очень много новых видов.

Большинство животных не имеет внутреннего скелета. Они называются беспозвоночными. К позвоночным относятся рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и звери.

Поскольку животные могут двигаться, они переносят разнообразные вещества во всей биосфере. Многие насекомые обеспечивают размножение растений, а потом разносят их семена. Грибные споры, например, часто переносят на теле некоторые грибные жуки.

Мясо, молоко, яйца, икра, мед – всего этого не было бы в жизни человека, если бы не было животных. Человек выступает в роли хищника. В отличие от природных хищников человек располагает совершенными орудиями массового убийства животных.

Все животные, от слонов до маленьких мух, устроены похоже. Животные кажутся очень разными, их более миллиона видов. Одни из них большие, другие совсем маленькие, среди них есть долгожители, а есть и такие, что живут меньше суток. Однако всех животных объединяет несколько признаков. Прежде всего, все животные состоят из клеток. Клетки животных, как и клетки растения, неодинаковы. Их размеры, форма, расположение в организме зависят от того, какую работу выполняет та или иная группа клеток – ткань.

Клетки животных обычно очень мелкие, и их практически невозможно увидеть без микроскопа. Как и в растительных клетках, под клеточной оболочкой находится цитоплазма, в ней – ядро. В отличие от растений клетки животных не имеют толстых клеточных стенок. Кроме того, у животных в клетках нет пластид. Солнечный свет приносит животным лишь тепло и возможность видеть, но не дает пищу. Пища в клетки животных поступает снаружи, а не образуется внутри. Нет в клетках животных и вакуолей с клеточным соком.

Пища животных – это готовые органические вещества. Животные питаются растениями или другими организмами. Некоторые животные питаются только растительной пищей. Их называют растительноядными. К ним относятся многие грызуны, копытные, многие домашние животные, например коровы, козы, лошади. Немало животных, которые питаются только другими животными, обеспечивая свое существование охотой. Это хищники. Тигр, волк, лев, гепард относятся к хищникам. Хищник не обязательно большой и страшный. Для того чтобы назвать животное хищником, достаточно знать, что оно питается другими животными.

Например, жуки–жужелицы часто питаются только другими насекомыми и поэтому, конечно, тоже являются хищниками. Лучше других живут всеядные животные. Чем шире меню, тем больше шансов, что, как бы ни изменились условия, удастся найти какой–нибудь корм. Животные, которые питаются только какой–то одной пищей, очень уязвимы, и малейшие изменения в природе могут привести их к гибели. Часто они находятся под охраной человека, как, например, сумчатый коала, обитающий в лесах Австралии и питающийся листьями эвкалиптов.

Пантера и леопард–хищники

Животные, которые могут питаться за счет других, не вызывая их гибели, называются паразитами. К паразитам относятся комары, которые питаются кровью. Комар – наружный паразит. Внутренние паразиты живут внутри тела хозяина и питаются внутри его кишечника или едят ткани, то есть едят животное заживо.

Для движения животным необходимо иметь нервную систему, которая обеспечивает прием информации из окружающего мира и ее обработку. Для переноса питательных веществ и кислорода нужна система кровообращения, для вывода из организма ненужных остатков – выделительная система, для обеспечения клеток необходимым кислородом – дыхательная система. Особые органы нужны для питания, кроме того, необходимо обеспечить размножение.

От других организмов животные отличаются развитыми органами чувств. Никакие другие организмы не способны воспринимать состояние окружающего мира так полно, как животные.

Они могут видеть, слышать звуки, чувствовать запахи и вкус, ощущать форму, поверхность и температуру предметов, и часто все это нужно делать одновременно.

Все эти качества позволили некоторым животным стать прекрасными охотниками. Те, кто питаются такими стремительными объектами, как насекомые, должны быть еще быстрее, чтобы не умереть с голода. Развитые органы чувств позволяют птицам совершать колоссальные перелеты, некоторые из них покрывают более 15 тысяч километров.

 

теплый снег

Благодаря тому что снег содержит много воздуха, он служит отличным теплоизолятором. Если на улице трещит мороз, достигающий даже минус 30–40°С, жизнь под снегом не прекращается, потому что снежное одеяло сохраняет более высокую температуру. Под снегом так тепло, что некоторые грызуны рождают там детей, которые не замерзают.

Ласка несет грызуна

Мышевидные грызуны прокладывают между почвой и снегом хитрую сеть тоннелей, часть которых можно видеть ранней весной, когда снег уже сошел, а новая трава еще совсем маленькая. Эти же ходы служат им охотничьими угодьями. Ласки и горностаи, которые питаются мышами, тоже проникают в эти ходы.

Известно, что многие куриные птицы, к которым относятся тетерева, глухари и куропатки, ныряют в снег и ночуют там. Осыпающийся при прыжке снег прикрывает их сверху. Птица в тайге может неожиданно вылететь прямо из–под лыж.

Мягкие, теплые зимы с оттепелями приводят к тому, что некоторые насекомые, замершие в ожидании будущей весны, выходят в оттепели и путешествуют по белым просторам. Часто на полях в оттепель можно увидеть мохнатых гусениц бабочек–медведиц, гусениц совок или комаров.

 

Миграции животных

Со сменой времен года на большей части земной поверхности меняются и условия жизни животных. Порой какую–то часть года животное вынуждено провести вдали от родных мест. Причины, которые заставляют животных покинуть места, где они родились, могут быть разными: наступление холодов, жары или сухого сезона или может кончиться пища. Такие вынужденные путешествия называются миграциями.

Животные, приспособившиеся к смене времен года, остаются, а те, кто предпочитает переждать неблагоприятное время где–то в другом месте, собираются в дорогу. Птенцы, детеныши, мальки – потомство этого года ко времени, когда надо уходить, становится уже достаточно крепким, чтобы выдержать далекое путешествие.

Некоторые птицы пролетают каждый год огромные расстояния, перемещаясь с Крайнего Севера в жаркие страны. Другие просто откочевывают к югу. Зимой вместо улетевших на юг птиц появляются другие, которых сложно встретить летом. Эти птицы выводят птенцов на севере, где зима по сравнению с нашей гораздо суровее. Основной причиной птичьих путешествий служит не холод. Птицы могут поддерживать постоянную температуру тела, поэтому они защищены от мороза не хуже мохнатых зверей. Перо и пух – прекрасный теплоизолирующий материал, недаром они используются для производства зимней одежды, а пуховики до появления новейших полых волокон были единственной теплой и легкой одеждой полярников и альпинистов.

Тундровые гуси в Индии

Птиц заставляет тронуться в путь голод. Насекомоядная птица обречена на гибель в землях, которые покрываются снегом и где насекомые выходят после зимовки только весной. Птицы, которые питаются семенами, хищники и падальщики могут прокормить себя и в мороз.

Млекопитающие тоже охотно пускаются в путь, когда становится нечего есть. Как и птицы, звери способны переносить низкие температуры и зимовать в Заполярье, но только при условии доступного корма. Северные олени каждый год двигаются на юг, где они смогут добывать корм из–под снега. В пустыне, покрывающейся весенними цветами, появляются и звери. Некоторые из них спасаются от погодных сложностей и бескормицы, впадая в спячку, другие же приходят и уходят.

Многие рыбы нерестятся – откладывают икру – далеко от тех мест, где живут остальную часть года. Известнее других, пожалуй, путешествие лосося и угря.

Лососевые рыбы многочисленны и разнообразны. Некоторые из них, например, горбуша, семга, кета, живут в море, а на нерест поднимаются в чистые верховья рек. В пути им приходится преодолевать высокие пороги, нередко перепрыгивая их. По мере того как лосось движется вверх по реке, его облик, окраска, форма челюстей меняются. Те рыбы, которые достигают верховий невредимыми, откладывают икру, слабеют и в конце концов гибнут. В такое время они становятся добычей медведей, которые выбрасывают их на берег ударом лапы. Рыбы, живущие в море, а для размножения заходящие в реки, называются проходными.

Угорь – пресноводная рыба, отдаленно напоминающая змею. Тело угря вытянутое, длинное. Угри живут в пресноводных водоемах, но могут на некоторое время выползать на сушу и даже ползти некоторое время, чтобы перебраться в другой водоем. Но это не все чудесные особенности этой рыбы. Хотя угорь – пресноводная рыба, размножается он в Атлантическом океане, в Саргассовом море. Саргассы – скопления океанских водорослей, которые в прошлом часто служили причиной гибели судов. Из икринки, отложенной в Атлантическом океане, появляется крошечная полупрозрачная личинка, которая отправляется в путь к европейским рекам. Приплывает она уже достаточно взрослой, сильно изменившись.

Речной угорь

Миграции не редкость и среди беспозвоночных. Бабочка–монарх пересекает Северо–Американский континент, чтобы прилететь из Канады и зимовать на деревьях в Мексике. Бабочки из года в год зимуют на одних и тех же деревьях, которые находятся под тщательной охраной человека. Саранча, собираясь в огромные стаи, пускается в путь в поисках пищи. В прошлом эти насекомые опустошали поля, вызывая голод и смерть большого количества людей. Морские крабы выходят на сушу, где появляются их личинки, которые через некоторые время начинают неутомимо двигаться к заветной цели – полосе прибоя, за которой – их новый дом.

 

Как меняются организмы?

Почему в прошлом слонов не было, а были мамонты, а еще раньше не было мамонтов, но были какие–то другие животные? Климат, оледенение планеты, состав атмосферы, вулканическая активность меняются от тысячелетия к тысячелетию.

Среди животных остается все больше тех, кто быстрее на охоте, лучше замаскирован, рождает больше потомков. Потом условия меняются, и на охоте становятся первыми другие, например, те, кто меньше увязает в только что выпавшем снегу.

Изучение ископаемых растений и животных позволило установить, что виды постепенно, от поколения к поколению изменяются. Что же вызывает эти изменения? Выжить и оставить потомство удается только тем, кто лучше других избегает опасностей и добывает пищу, а все остальные вымирают. Следующее поколение уже состоит из детей особей, лучше приспособленных к этим условиям, и снова неприспособленные к жизни погибают. Передача признаков родителей потомкам называется наследственностью.

Пеликозавр–ископаемое животное

В конце концов, организмы меняются так, что становятся уже непохожими на тех, кто первым вступил в эту гонку. Но и условия постоянно меняются, а вслед за ними и организмы. Жизнь на такой изменчивой планете существует только потому, что все виды стремятся стать «лучшими в этом мире», но вот они достигли успеха, а мир уже опять изменился, и нужно приспосабливаться дальше. Это эволюция.

Из многочисленных потомков может выжить хотя бы часть, если они разнообразны. Один лучше переносит холод, другой – жару, один лучше обходится без воды, а другой видит в темноте, один быстрее бегает, другой лучше прячется. Никто не знает, что произойдет в следующем году. Изменчивость организмов защищает вид от вымирания – больше шансов, что среди разных организмов хотя бы несколько окажутся такими, что новые условия не будут для них проблемой. Так работает естественный отбор.

Животные рождают много детенышей, растения рассеивают огромное количество семян, а грибы – спор. Это гарантия того, что хотя бы часть потомства попадет в такие условия, которые позволят не только выжить, но и оставить потомство. У всех животных, сколько бы ни было потомков, выживает в среднем всего два детеныша, то есть столько же, сколько родителей. Львы, тщательно оберегающие львят, или лосось, откладывающий тысячи икринок, добиваются того же результата, но разными путями. Львы хотят, чтобы выжил каждый, и заботятся о небольшой семье, а икры лососей так много, что хотя бы несколько мальков станут большими лососями и вернутся в реку, где они появились на свет.

Ни один вид не может сохранить всех потомков от всех родителей. Если бы это произошло хотя бы с одним видом организмов, скажем, с божьими коровками, то уже через несколько лет в воздухе было бы темно от этих жуков. Только бесконечное количество пищи может вызвать бесконечное увеличение числа животных. Земля не так велика, как кажется, и большая часть животных гибнет, но каждый вид меняется так, чтобы осталась хотя бы часть потомков, – это борьба за существование.

Кажется, все очень просто – домашняя кошка один вид, а камышовая – другой. Волк – это один вид, а лиса другой. А разные породы собак? Оказывается, породы собак – не виды. Как же понять, что такое вид? Организмы, которые относятся к одному виду, дают потомство, которое, в свою очередь, тоже способно продолжить род. То есть любая домашняя кошка и кот могли бы образовать пару, и у них появились бы котята. Но у лисицы и волка не может быть общих потомков. Следовательно, лиса и волк – разные виды.

Группу близких, похожих друг на друга видов, называют родом. Например, шиповник и роза, подосиновик и подберезовик, большая синица и синица–московка относятся к разным видам, но к одним и тем же родам.

Несколько близких родов образуют семейство. Например, пантеры, кошки, рыси относятся к семейству кошачьих.

Кошки относятся к семейству кошачьих

Считается, что все живые существа – это близкие или дальние родственники. Кошки, мыши, собаки, свиньи – млекопитающие, а курицы, синицы, орлы и зяблики – птицы. Птицы и млекопитающие – это более крупные группы, которые называют классами. И те и другие относятся к позвоночным, так как у них есть внутренний скелет. Насекомые же имеют наружный скелет и шесть ног. Все организмы с такими признаками относятся к классу насекомых. Но и позвоночные, и насекомые – это животные.

Нетрудно заметить, что для построения родословного древа живых организмов необходимо сравнивать и искать похожих. Но не все признаки одинаковы. Некоторые можно использовать для выяснения родственных отношений, а другие могут завести в тупик. Например, узкие листья ивы и лилии вовсе не свидетельство того, что эти растения – близкие родственники, но строение цветка одуванчика и астры показывает, что они принадлежат к одному семейству.

 

Как появилась жизнь?

Можно считать практически бесспорным, что в момент образования Земли жизни на ней не было. Условия были настолько суровыми, что ни одна из известных людям форм жизни не могла существовать в таком мире. Мы знаем, что возраст Земли около 5 миллиардов лет. Когда же появились первые живые организмы? Самым древним остаткам живых существ почти 4 миллиарда лет.

Что же происходило до этого? Как именно зародилась жизнь на нашей планете? Это один из тех вопросов, на которые, скорее всего, никогда не удастся получить точный ответ – мы можем лишь предполагать. Пока не найдено следов организмов старше 3,85 миллиарда лет. Это не значит, что их не было.

Долгое время Земля была пылающим шаром

Выдвигаются гипотезы, что жизнь могла попасть на Землю из космоса вместе с веществом, из которого образовалась Земля, или была принесена метеоритами. Даже если жизнь зародилась не на Земле, как она возникла в космосе?

Большинство ученых считает, что жизнь появилась благодаря тому, что простые молекулы превращались во все более и более сложные до тех пор, пока они не начали создавать себе подобных, размножаться, жить. Многие органические соединения и сложные молекулы можно получить сегодня в лаборатории, но пока не найдено способа сделать так, чтобы они жили и размножались самостоятельно.

Что же за существа были те, кто стали первыми обитателями Земли? Считается, что это были бактерии и синезеленые водоросли, похожие на те, что мы можем найти на Земле и сегодня. Конечно, обнаружить следы отдельных бактерий очень трудно, но их колонии нередко были довольно большие и оставили довольно внушительные следы.

В те далекие времена, вероятно, возникли и первые экосистемы. Экосистема – это несколько видов, которые живут вместе и влияют друг на друга. Например, можно изучать экосистему пруда, в которой живут растения, водоросли, водные насекомые, рыбы и водоплавающие птицы. Вслед за организмами, которые создают питательные вещества из воды и углекислого газа, появляются те, кто использует эти вещества. Водоросли питаются за счет фотосинтеза, то есть создают пищу при помощи солнечного света, их поедают другие организмы, точно так же, как растительноядные животные питаются зелеными частями растений, способных использовать солнечный свет. Скорее всего, в самых древних сообществах организмов не было существ, способных использовать солнечный свет, то есть питаться за счет фотосинтеза, – энергию им давали химические реакции, то есть хемосинтез. Такие организмы есть и в наше время. Однако с появлением существ, живущих благодаря Солнцу, они оставили ведущие позиции на планете. Фотосинтезирующие организмы – единственная причина того, что в нашей атмосфере более одной пятой составляет кислород. Около 2 миллиардов лет назад кислорода стало так много, что некоторые организмы стали использовать его для дыхания. Так произошла кислородная революция. В результате большинство организмов на Земле сегодня не может обойтись без кислорода.

Так выглядели обитатели океанов 2600 млн лет назад

 

Как возникли многоклеточные организмы?

На Земле лишь самые простые существа состоят из одной клетки. Все сложно организованные растения, животные и грибы состоят из нескольких клеток, и у большинства многоклеточных организмов клеток действительно очень много.

Переход к дыханию кислородом вызвал необходимость того, чтобы весь кислород доходил до всех клеток. Но вначале кислорода было довольно мало, так что его было недостаточно для проникновения в глубь клеточных слоев. И лишь когда деятельность фотосинтезирующих одноклеточных привела к тому, что атмосфера Земли насытилась кислородом, появились многоклеточные организмы.

Узнать, какова была концентрация кислорода в прошлом, позволяют геологические изыскания. Некоторые минералы не могут существовать в атмосфере, богатой кислородом, и, если бы их удалось обнаружить в каком–нибудь слое земной коры, то это означало бы, что кислорода в те времена было довольно мало. Хотя жизнь возникла довольно давно, первые многоклеточные существа появились чуть более одного миллиарда лет назад. Это были растения.

Многоклеточные животные появились еще позже – 600 миллионов лет назад. Как ни странно, это были крупные существа, напоминающие медуз. В те времена на всей планете не было ни одного хищника.

Пейзаж времен палеозоя

По всей видимости, первые многоклеточные существа не стали предками современных многоклеточных организмов, видимо, многоклеточные существа возникали не один раз. Первые существа с твердым скелетом появились около 540 миллионов лет назад. Об этих организмах мы знаем гораздо больше, их облик известен нам гораздо лучше, чем внешний вид самых древних организмов, ведь по скелету – неважно, раковине, панцирю или кости – можно представить то существо, чьей частью он был.

Поскольку до момента появления скелета ясных отпечатков не оставалось, все, что происходило до этого, назвали эрой скрытой жизни, или криптозоем, а все, что произошло потом, – палеозоем. Скелет стал настоящей революцией. Это опора, а значит движение, высокий рост, защита, возможность противостоять силе тяжести на суше и завоевать новые пространства.

Нужно помнить, что суша в то время была безжизненной, и все живое существовало лишь в океане. Что же вызвало появление скелета у древних организмов? Вероятно, увеличение количества кислорода позволило вести более активную жизнь. Активность привела к быстрому накоплению твердых отходов в организме и развитию скелета.

Некоторые организмы образовывали колонии таких размеров, что меняли облик древних водоемов. Это известковые водоросли и губки.

Вероятно, первыми существами, которые начали уничтожать других, стали головоногие моллюски, к которым относятся современные осьминоги, каракатицы и кальмары.

Несмотря на то что позвоночные животные появились тоже достаточно давно, они занимали не самые почетные места в древнем раскладе сил. Бесчелюстные панцирные – предки рыб, уже были похожи на рыб, которых мы едим или разводим в аквариумах. Панцирь покрывал и бесчелюстных, и первых настоящих рыб. Но рыбы обрели привычный для нас облик лишь миллионы лет спустя.

 

Как заселили пресные воды?

Если взять стакан с очень соленой водой и стакан с пресной водой, а потом сделать так, чтобы вода в двух стаканах сообщалась через шланг, то, не перемешивая воду, через некоторое время мы увидим, что вода стала равной солености в каждом из стаканов.

Покровы живых существ позволяют солям выходить в воду, и в конце концов именно это служит причиной гибели морских организмов в пресной воде. Для того чтобы выжить в новых условиях, стали необходимы органы, которые отвечали бы за то, чтобы не произошло критической потери солей, то есть почки. Рыбы стали первыми существами с почками, первыми проникли в пресные воды и превратились там в полноправных хозяев.

Примерно то же происходит с организмом, заплывшим из соленой воды в пресную. Химический состав всех организмов на Земле близок по концентрации солей к морской воде. Это еще одно свидетельство того, что жизнь возникла в морях.

Для того чтобы организм, живущий в воде, смог перейти к жизни на суше в воздушной среде, ему пришлось сильно измениться. Прежде всего, стало необходимым обзавестись покровами, которые защитили бы его от потери воды и смерти от высыхания.

Сила тяжести – еще одно, возможно, самое тяжелое препятствие для выхода на сушу. Попробуйте, купаясь в море или озере с каменистым дном, зайти по пояс, найти тяжелый камень и приподнять его над водой. Как только вы вынете камень из воды, он сразу станет тяжелее. Примерно такие ощущения должны были испытывать существа, привыкшие к жизни в плотной воде и попавшие в легкий воздух.

Все эти причины оказались достаточно вескими для того, чтобы почти два миллиарда из четырех, в течение которых на Земле существует жизнь, на суше, скорее всего, не было ни одного живого существа. Также на планете не было почвы. Для ее образования необходимы живые существа. Водоросли и лишайники настолько нетребовательны к условиям обитания, что заселяют голые камни. Известно, что именно они становятся первыми постоянно живущими организмами на застывших лавовых потоках после извержения вулкана.

Почва привлекла растения, а за растениями пришли и животные. Вероятно, первыми наземными растениями стали печеночные

мхи. Далекие потомки первых зеленых поселенцев живут на Земле и сейчас. Их довольно много в лесах средней полосы.

Лес каменноугольного периода

Вероятно, жизнь вышла на сушу прямо из морской воды. Возможно, в тот момент на Земле не было не только пресноводных организмов, но и вообще пресной воды. Подводные растения не нуждаются в системе проведения воды – она окружает их со всех сторон. Большая часть растений живет на суше и выкачивает воду с растворенными минеральными солями из почвы. Они называются сосудистыми. Все хвойные, цветковые растения, выработали особые трубочки, которые называют сосудами.

Опора и возможность поднять воду над поверхностью Земли привели к появлению древесных растений, появились леса, и органические вещества стали вырабатываться на планете в больших количествах. Развитие растений с мощными корнями изменило облик Земли. Берега стали более или менее постоянными, и появились реки и озера.

 

Как позвоночные выбрались на сушу?

Вдоль берегов древних морей плавали кистеперые рыбы. Долгое время они считались вымершими, но оказалось, что они живут в глубинах океанов и сейчас. От кистеперых рыб произошли существа, название которых говорит об их образе жизни. Это земноводные, к которым относятся тритоны, саламандры, лягушки и жабы. Земноводные не могли удаляться далеко от водоемов, потому что вода была местом развития потомства и потому, что временами лишь в воде можно было найти достаточное количество пищи.

Однако в каменноугольном периоде на суше зашумели леса из древововидных растений. Леса эти были скорее похожи на болота, так как все растения стояли в воде. В это время можно было обнаружить стрекоз с размахом крыльев 70 сантиметров или метровую многоножку.

Выход амфибий на сушу

Постепенно мелкие земноводные стали все больше времени проводить на суше и превратились в рептилий, или пресмыкающихся. Так появились существа, которые заслужили славу самых известных обитателей Земли прошлого. Пресмыкающиеся продолжали развиваться, и среди них появились гиганты – динозавры.

Каменноугольный период получил свое название из–за того, что древовидные растения тех времен используют сейчас как ископаемое топливо – каменный уголь.

 

В глубь континентов

Для того чтобы завоевывать все более отдаленные пространства, растения и животные были вынуждены защитить свое потомство, которое оказалось гораздо более уязвимым и не могло существовать без воды. Папоротники, хвощи и плауны, а также земноводные могут существовать лишь там, где влажно.

Семя растения в плотной оболочке и яйцо пресмыкающегося это и есть те два достижения, которые продвинули жизнь в глубь континентов.

Древние ящеры, пресмыкающиеся стали соперниками других известных нам классов позвоночных: птиц и млекопитающих.

Птицы, способные к полету, и млекопитающие, вынашивающие детей внутри тела, лучше защищали потомство от бед. Кроме того, активность этих животных стала такой высокой, что птицы и млекопитающие, единственные из всех, стали теплокровными. Быстро или медленно бегает ящерица, ползает змея или плывет крокодил – это зависит от температуры воздуха или воды. Птица и зверь активны тогда, когда сыты.

Полярные и даже умеренные широты так и остались практически незаселенными пресмыкающимися, их стихия – теплые страны. Тепло за счет еды – эта особенность позволила теплокровным расселиться в холодных странах.

 

Почему вымерли динозавры?

Около 70 миллионов лет назад значительная часть видов исчезла с лица Земли, а оставшиеся продолжили развитие и дали начало тем, кто населяют Землю сегодня. Больше всего разнообразие живых существ сократилось в морях, хотя проявилось это и на суше. Большую известность получило исчезновение динозавров.

Возможно, они погибли потому, что на Землю упал большой метеорит и поднял много пыли, в результате чего изменился климат. Но пыль не может так долго висеть в воздухе – судя по ископаемым данным вымирание динозавров происходило довольно медленно.

Возможно, уменьшение видов на всей планете стало последствием того, что появилось много цветковых растений. Они усваивали гораздо больше минеральных солей, поэтому меньше солей стекало в океаны, в результате чего состав воды и почвы изменился настолько, что выдержать новые условия смогли немногие.

На Земле появлялось все больше хищников, не зависящих от солнечного тепла – млекопитающих. Динозавры были настолько велики, что млекопитающие не представляли для них серьезной опасности, но климат в целом стал более холодным, и ночное оцепенение делало уязвимыми их детенышей. Динозавры не вынесли изменившихся условий.

 

Как появились люди?

Со времени выхода работ Дарвина люди любят поспорить о происхождении человека от обезьяны. Действительно, сходство поразительное. Но много доводов, которые заставляют задуматься – так ли это? Независимо от того, какой точки зрения ты придерживаешься, неплохо узнать подробнее, как объясняют происхождение человека ученые.

Далекие предки человекообразных обезьян жили на деревьях. Когда–то то по травяным равнинам земли ходили обезьяны, которые предпочитали передвигаться на двух ногах. Они были совсем небольшими – около метра.

Человекообразная обезьяна

Прошло около полумиллиона лет, прежде чем эти существа начали создавать орудия труда, то есть предметы, облегчающие жизнь. Принято считать, что именно тогда появились первые люди. По большому счету, это основное занятие людей и в наши дни. Ученые называют первого человека человеком умелым. Организм древних людей позволял им вести дневной образ жизни, как и большинству людей в наши дни.

Спустя некоторое время в Африке появился человек разумный, того же вида, что и автор, и читатели этой книги. Вместе с ними и их предки – неандертальцы. Долгое время люди жили в Африке, потом заселили Евразию и относительно недавно проникли в Америку.

Ступени эволюции человека