Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра геологии, геодезии и безопасности жизнедеятельности

Курсовая работа

по дисциплине «Основы палеонтологии и общая стратиграфия»

На тему: «Кораллы - как геологические часы»

Новокузнецк 2019 г.



Введение

Коралловые полипы или просто кораллы -- обширный класс морских организмов, существующих около 500 млн. лет (достоверно -- с ордовикского периода палеозойской эры). Интерес к этим животным возник еще в древности. А после знаменитого путешествия Ч. Дарвина на корабле «Бигль» кораллами, современными и вымершими, занялись специалисты-биологи. Кораллы привлекли их внимание как создатели разнообразных по форме и размерам органогенных образований -- биостромов, биогермов, рифов, а также как индикаторы мелководных условий жизни в открытых тропических и субтропических морях.

Во второй половине нашего столетия естествоиспытатели самого широкого профиля заинтересовались теми особенностями роста кораллов и других беспозвоночных, которые позволяю т использовать их в качестве «геологических часов». Было замечено, что суточные колебания (день-- ночь), фиксируемые в нарастании скелета ныне живущих кораллов, соответствуют длительности суток современного года. Следовательно, изучение вымерших кораллов могло бы помочь установить продолжительность суток в предшествующие геологические эпохи. Эти сведения чрезвычайно важны для геофизиков и геологов-тектонистов, так как позволяют проверить основанные на астрономических расчетах представления о постепенном расширении нашей планеты и уменьшении скорости ее вращения на протяжении геологической истории.

Цель: изучить свойство кораллов определять геологическое время.

Задачи: изучить и описать особенности строения кораллов, особенности роста кораллов, ритмы роста кораллов, закономерности роста эпитеки.



1. Особенности строения кораллов

Тело полипа имеет такую структуру: эктодерма (наружный покров и поверхность глотки), мезодерма (гелеобразное вещество, наполняющее пустоты), и эндодерма (из нее сделаны внутренние стенки тела особи). Как мы уже говорили, у этих многоклеточных есть скелет. Причем, располагаться он может как снаружи, так и внутри. Что касается его состава, то это известь, либо рогоподобное вещество.

Отметим, что коралловые полипы строение имеют схожее с гидроидными. Но никогда не переходят в стадию медузы. Само тело похоже на слегка деформированный цилиндр, на верхней части которого раскинут веер из щупальцев. В каждом таком «пальце» находятся особые капсулы, внутри которых заключена ядовитая субстанция. Умение ей пользоваться у кишечнополостных называется стрекательной функцией. Каждая такая опасная клетка имеет чувствительную ресничку.

Рисунок 1 - Строение одиночного кораллового полипа актинии (Anthozoa)

рост коралл геологический лагуна

Если к полипу приблизилась жертва, либо он почуял опасность, и даже просто изменение давления воды, капсула раскрывается, из нее выскакивает стрекательная нить (трубка, сжатая спиралью в спокойном состоянии, по ней то и подается яд). Она впивается в тело жертвы, а токсичный секрет вызывает паралич и ожог тканей оппонента. После книдоцит (клетка) погибает, на его замену уже через двое суток приходит новый.

Между щупальцами находится рот. Когда в него попадает что-то съедобное, сразу же отправляется в желудок через глотку. Она достаточно длинная и имеет форму сплюснутой трубочки. Весь этот коридор покрыт ресничками, создающими непрерывное движение тока воды внутри полипа.

Благодаря чему животное получает, во-первых, еду (мелкий планктон), а во-вторых, дышит. Ведь обогащенная кислородом вода попадает внутрь его тела, а выводится уже насыщенная углекислым газом. Глотка заканчивается закрытой кишечной полостью. Она поделена на несколько отсеков.

У основания кишечнополостные коралловые полипы расширяются. Если это одиночка, то такая база служит ему для того, чтобы прочнее прикрепиться к субстрату. Если же речь о колонии, то каждый ее член буквально врастает в общее с собратьями «тело» своим основанием. Как правило в одной системе состоят идентичные особи. Но существуют и такие колонии, где объединились разные полипы.

1.1 Описание и особенности

Яркий, разноцветный и кучерявый ковер, или огромные клумбы на морском дне вряд ли оставят равнодушным того, кому посчастливилось их наблюдать. Десятки веточек причудливых форм и оттенков все мы привыкли назвать кораллами.

И совсем немногие знают, что, если перед вами неподвижные кусты с разными наростами, значит это лишь оболочка. Известковый скелет остается после гибели своих хозяев - коралловых полипов.

Молодые полипы селятся на таких отвердевших участках и активно колышутся. По этому принципу их и можно отличить в огромной массе «пустышек». Они выбирают округлые пустоты в уже образовавшейся твердой форме. Такой метод «нарастания» способствует образованию больший коралловых рифов. Эти создания вовсе не растения, а животные.

Они относятся к типу кишечнополостных. Если Вы услышите выражения: гидроидные коралловые полипы, медузы коралловые полипы, или сцифоидные коралловые полипы, то знайте, таких не существует.

На самом деле разделяют три класса кишечнополостных:

· Пресноводные гидры (гидроидные). Живут только в несоленой воде. Эти хищники питаются рачками и мелкими рыбами. Подобно ящерицам, гидра может отрастить утраченную часть своего тела. Может существовать в форме полипа, а позже перейти в форму медузы.

· Крупные медузы (сцифоидные).

· И класс коралловые полипы (живут в одной форме, в медуз с течением жизни не перевоплощаются). Остановимся подробнее на них.

Их дом - только соленые воды. Не будет соли - эти морские обитатели просто погибнут. Требовательны они и к температуре, она должна быть не ниже 20 градусов со знаком плюс. Обычно эти беспозвоночные образуют целые колонии, но встречаются и одиночные особи, способные жить на немалой глубине.

Размножается полип либо путем образования нароста на материнской особи, либо путем деления. Если это актиния, т.е. коралл-одиночка, он плодится последним способом. Есть и те, кто плодится по животному типу. Встречаются среди них раздельнополые существа и гермафродиты.

Сперматозоиды самца выбрасываются наружу и оплодотворяют яйцеклетки внутри самки, куда попадают через рот. В ее гасторальной полости происходит зарождение новой жизни. Полового созревания морские цветы достигают лишь к трем, или даже пяти годам.

Но это касается в основном одиночек. Если речь о колонии, то полип подстраивается под ее ритм жизни. Нередко у устоявшихся объединений можно наблюдать синхронный нерест.

Основанием для крепления коралла может быть не только природная форма, но и затонувшие корабли, к примеру. Не все виды полипов дружелюбны. Если одни могут спокойно существовать с соседями иного вида, другие при контакте готовы отравить соперника. В результате жертва несет потери, часть ее колонии отмирает. К тому же кишечнополостные становятся жертвами рыб и морских звезд.

1.2 Виды

1.2.1 Современные формы кораллов

Существует два подкласса этих созданий:

· Восьмилучевые (рис.2)

Такие особи всегда снабжены 8-мью щупальцами. А также у них имеется 8 мезентериальных перегородок (они образуют в теле полипа несколько камер). Как правило, размер у них небольшой, редко превышает 2 сантиметра.

Их скелет может иметь твердую ось и распространяться по мезодерме иголочками. Одиночек среди них не встретишь. Живут колониями. Питаются они преимущественно по животному типу. Потому имеют разнообразный цветной окрас.

Рисунок 2 - Восьмилучевые коралловые полипы



Подкласс делится на 4 отряда:

Ш Альционарии (рис.3)

Их огромное множество, больше, чем каких-либо других видов подобных морских обитателей. Подкласс делится еще на 4 десятка родов. Встречаются полупрозрачные особи.

Твердого скелета не имеют, потому их и прозвали мягкими кораллами. Они считаются самыми простыми. Расти в высоту из-за отсутствия стержня не могут. Компании этих организмов могут стелиться по дну, образовывать шаровидные формы, либо напоминающие ветви дерева, или гриб. Предпочитают тепло и мелководье.

Два раза в сутки представляющие такой тип коралловые полипы сворачиваются внутрь своего тела и сливаются цветом с окружением. Через некоторое время вновь выворачиваются, набухают и радуют наш глаз яркими красками.

Рисунок 3 - Альционарии

Ш Роговые кораллы (рис.4)

Колония может похвастать наличием скелета. Отсюда и разнообразные ажурные формы, которые образуют скопления таких полипов. Встречаются и в тропических морях, но редкие особи способны выживать и на севере. Именно к этому отряду принадлежит и всеми любимый красный коралл (его еще называют благородным), из которого создают украшения и сувениры.

Рисунок 4 - Роговые кораллы

У некоторых особей можно заметить острые иголочки у рта, это спикулы. Сплетенные в венчик. Гигантская горгонария, больше похожая на веер, впечатляет размером в два метра. Лептогоргия больше напоминает маленькое деревце. Ее можно встретить и у нас на Дальнем Востоке.

Ш Голубые кораллы (рис.5)

Выделяется тем, что окружен прочным толстым наружным скелетом. Его толщина способна нарастать до 50 сантиметров. В то время как тело лишь несколько миллиметров в толщину. Имеет очень привлекательный голубой цвет. Все благодаря солям железа. Колония имеет один на всех кишечник, если точнее, то эти органы срастаются.

Рисунок 5 - Голубые кораллы

Ш 

Ш Морские перья (рис.6)

Очень красивые и необычные подводные создания. Их самое основное отличие от прочих, субстрат им не нужен. Перья способны просто воткнуться нижним концом в мягкий песочек на морском дне. Такая особенность дает им возможность передвигаться и не фиксироваться на насиженном месте. Хотя покидают они его достаточно редко. Мелководье их не интересует, селятся там, где поглубже. Насчитывают около двух сотен видов этих созданий.

Их колонии очень яркие и большие, но не по количеству особей, а по размеру. Самые крупные полипы такого рода доходят до двух метров в высоту. Если рассмотреть перо, то можно понять, что это не одно животное, а несколько.

Перо состоит из толстого ствола, который на самом деле является преобразованный телом стандартного полипа. А особи поменьше селятся на этом стволе, образуя разветвления пера. Иногда эти поселенцы срастаются, и становятся похожими на листья. Скелет у этих кишечнополостных не жесткий. По телу разбросаны лишь мелкие палочки.

Живет перо, как единый организм. Каждая особь имеет несколько общих со всей колонией каналов. К тому же вся колония снабжена весьма мощными мускулами. Если один из полипов почувствовал опасность, то это состояние передается и его соседям. К примеру, при приближении врага, все перо начинает светиться, все благодаря особым жировым клеткам.

Потребляют пищу перья по животному типу. В ход идут черви, водоросли, зоопланктон. Когда на морское дно опускается темнота, полип выходит на охоту. Его маленькие пушистые щупальца раскрываются и отлавливают жертв.

Различают среди них женские и мужские полипы. И тут все, как у людей, мужчин гораздо меньше. Оплодотворяются яйцеклетки в толще воды. Когда самец выбрасывает свои половые гормоны, вода вокруг него мутнеет и это заметно невооруженным взглядом. В редких случаях размножение коралловых полипов такого вида происходит просто делением.

К представителям отряда относится веретиллум. Если взглянуть на него днем, то ничего необычного не увидишь: просто желтые, или коричневые плотные трубочки, торчащие вверх. А вот ночью совсем другое дело, многоклеточное преображается до неузнаваемости.

Его тело набухает, а на поверхности раскрываются десятки прозрачных полипов с белыми кисточками. После вся эта красота начинает фосфоресцировать. Если что-то потревожит животных, они начинают светиться еще ярче, либо гонять по телу световые волны.

Рисунок 6 - Морские перья

Еще один интересный представитель - умбеллула. Эти перья способны выжить в самых холодных антарктических водах. Вид у них весьма экзотичный. Очень длинный «стебель», на макушке которого сидят несколько мелких особей. Эти коралловые могут быть в высоту лишь 50 сантиметров, а могут вымахать до двух метров.

Пеннатула -- одна из самых живописных особей. Сама по себе небольшая. Зато способна разрастись в ширину. На стволе ветвится множество аутозоидов, что и придает перу такой богатый вид. Окрас имеют от белого и до ярко-алого.

Что интересно, если такие полипы не активны на определенный момент времени, то они сгибаются и практически лежат на дне. Они могут светиться частями, т.е. либо только боковая полипоидная часть, либо только сами маленькие крайние полипы. Люминесценция при этом может быть разного цвета.

· Шестилучевые

Их легко отличить от полипов предыдущего подкласса по числу щупалец. Количество этих «пальцев» 6-лучевых должно быть кратным шести. Дополнительные отростки на этих веточках не растут. А вот их самих может быть очень много. Отсюда и причудливые формы. Живут они как по одиночке, так и группами.

К особенности коралловых полипов можно отнести и парное количество септ. Эта цифра, как правило, тоже кратна шести. Шестилучевые коралловые полипы строение имеют, подразумевающее либо полное отсутствие скелета, либо наоборот - жесткую и плотную его форму. Так как формируются «кости» в эктодерме, скелет находится не внутри животного, а снаружи. Из него и получаются знакомые нам морские сады.

Если говорить о представителях подкласса, то самые известные - актинии. Так как твердой основы в виде скелета они не имеют, служить материалом для формирования рифа не могут. Но эти создания приспособились и нашли способ сосуществовать с другими живыми организмами.

Это может быть раба клоун. У этой малышки есть специальная пленка на поверхности тела. Благодаря ей актиния не жалит своего компаньона, а наоборот, защищает его от других опасностей. Рыба, в свою очередь, проводит время от времени генеральную уборку на теле полипа.

Прекрасно ладит актиния и с раком -отшельником. Кишечнополостное гнездиться прямо на раковине компаньона, и путешествует таким образом на немалые растения. Сам же «транспорт» в накладе так же не остается, ведь стрекательная функция его соседки защищает от врагов.

Интересно и то, что актиния животное живородящее. Малыши развиваются прямо в теле матери и на свет появляются уже полноценные детеныши. Хищные полипы имеют очень большое количество стрекательных клеток. Потому их добычей нередко становятся не только микроорганизмы, но и мальки.

Рисунок 7 - Шестилучевой коралловый полип

Мадрепоровые - так же многочисленный представитель подкласса. Этих полипов аж три с половиной тысячи видов. Именно их чаще всего мы видим, погружаясь на дно моря, в качестве коралловых рифов.

Образовывать большие заросли мадрепоровым помогает твердый известковый скелет. Он наружный и сплошной. Процесс его образования таков: эктодерма полипа выделяет очень тонкие ниточки. Из которых формируется сетка. В эту секту попадают частички карбоната кальция, и постепенно накапливаясь, образуют плотный «панцирь».

Привыкшие к групповому существованию такие полипы срастаются между собой, скелетной частью, а иногда даже имеют общие щупальца и рот. На фоне мощных «костей» их тело становится очень тонким.

С виду колония таких морских жителей может напоминать кусты, цветы, решетку, или огромную шаровидную клумбу. К примеру, меандрины, слившиеся в единое полушарие, напоминают формой мозг. Сами по себе полипы мелкие, но объединяются в гигантские группы. Одиночки тоже встречаются, но редко. В диаметре размер таких отшельников доходит до полуметра.

1.2.2 Древние формы кораллов

Представители класса кораллы известны уже из очень древних силурийских отложений и встречаются в более или менее значительном количестве в осадках всех систем до четвертичной включительно, а местами среди морских отложений образуют значительные рифообразные скопления, как напр. на о-ве Готланде, среди девонских известняков Эйфеля, у нас на Урале и в других местах. В наиболее древних палеозойских отложениях преобладают, построенные по четверному типу, Zoantharia rugosa или Tetracorallia, но встречаются и Zoantharia tabulata, причисляемые теперь многими учеными к Hexacorallia, а также трубчатые кораллы, примыкающие к современной группе Alcyonaria или O ctocorallia; впрочем, организация палеозойских кораллов настолько своеобразна, что место их в системе, принятой для классификации ныне живущих кораллов, до сих пор точно не установлено.

С окончанием палеозойской эры, наряду с представителями других классов животного и растительного царства, претерпевают значительное изменение и кораллы. Не только появляются новые роды и семейства, ранее не существовавшие, но угасает целая группа Tetracorallia и полным господством пользуются уже в морях мезозойской эры Hexacorallia, мало отличающиеся от современных тропических строящих кораллов. Что касается ныне не существующих групп палеозойских кораллов, то одни из них -- Zoantharia rugosa или Tetracorallia имели вид чаш или конусов, более или менее искривленных, достигали иногда значительной величины, обладали многочисленными, хорошо развитыми звездчатыми пластинками и сморщенной наружной оболочкой; другие представляли колонии сросшихся столбиков с немногими короткими звездчатыми пластинками и параллельными поперечными перегородками, от которых они и получили название Zoantharia tabulata; наконец, третьи -- трубчатые кораллы -- состояли из трубкообразных клеток, то свободнолежащих, то взаимно-переплетающихся, образуя дернообразные массы. К Zoantharia rugosa принадлежит чашевидный Zaphrentis, довольно распространенный в силурийских и девонских отложениях Европы и Америки, большие семейства Cyathophyllidae и Cystiphillidae, представители которых встречаются во всех коралловых рифах палеозойской эры. Чашечки их достигают значительной величины и обладают многочисленными звездчатыми пластинками; принадлежащие к этим семействам кораллов имеют вид клубней или чаш, иногда соединенных в ветвистые колонии. В других случаях неделимые, теснясь плотно друг к другу, образуют плотные массы, поверхность которых покрыта круглыми или угловатыми чашечками. К Zoantharia rugosa относится также руководящая форма нижних горизонтов среднего отдела девонской системы Calceola sandalinа -- раковина башмачок (см. Девонская система, фиг. 5 таблицы), обладающая твердой известковой крышечкой и долго причислявшаяся к плеченогим моллюскам. Из группы Zoantharia tabulata пользовался широким распространением во всех отложениях палеозойской эры род Favosites, угловатые столбчатые клетки которого срастались вместе, образуя колонии, по внешнему виду похожие на пчелиные соты; Chaetete s -- очень распространенный в наших каменноугольных отложениях, крупные массы которого, состоящие из очень тонких столбчатых клеток, часто смешиваются неспециалистами с окаменелой древесиной, и многие другие. Наконец, из вымерших трубчатых кораллов упомянем клубнеобразные Heliolites, мелкие трубчатые клетки которых связаны очень твердой, пористой промежуточной массой; силурийский род Halysites -- ценные кораллы, у которых овальные отверстия длинных, трубкообразных клеток располагались одно за другим, как звенья цепи; девонский ряд Aulopora, ветвящиеся трубочки которых часто густой сетью оплетают колонии других кораллов и раковины моллюсков.

Кишечнополостные появились еще в Докембрии. В Вендских отложениях встречаются отпечатки странных медузоподобных организмов.

Кораллы и коралловые рифы были широко распространены уже в палеозое. Однако на рубеже перми и триаса произошло почти полное вымирание всех кораллов. Они появились снова лишь много миллионов лет спустя, и это были уже совсем другие кораллы: шестилучевые (процветающие и по сей день), тогда как палеозойские группы - четырехлучевые кораллы (ругозы), табуляты и др. исчезли бесследно.

На самом деле кораллы - симбиотические организмы. В тканях кишечнополостного полипа живут и размножаются симбиотические водоросли - зооксантеллы. Без них полип погибает. Поэтому кораллам, как и растениям, для жизни необходим свет. Именно поэтому колонии кораллов могут существовать только на сравнительно небольшой глубине.

· Одиночная ругоза, или четырехлучевой коралл Heliophyllum (рис. 8) (Девонский период).

Гелиофилл (лат. Heliophyllum) -- род широко распространённых одиночных четырёхлучевых кораллов, описанный из средне- и верхнедевонских отложений Афганистана, Австралии, Австрии, Канады (провинции Северо-Западные территории и Онтарио), Чешской Республики, Германии, Казахстана, Монголии, Российской Федерации, Испании, Соединённого Королевства и Соединённых Штатов Америки (штаты Аляска, Индиана, Айова, Кентукки, Нью-Йорк и Огайо).

Кораллы конические, редко почкующиеся. В зоне пузырей на септах развиты поперечные балочки. Трабекулы септ веерообразно расходятся. Большие септы достигают оси.



Рисунок 8 - Одиночная ругоза, или четырехлучевой коралл Heliophyllum (Девонский период)

· Гжелия (Gshelia Stuckenberg) - род четырёхлучевых кораллов из Московской области (Россия), живший в позднем каменноугольном периоде (рис.9).

Коралл цилиндрической или узкоконической формы. Септы имеют различную длину и толщину: большие септы сильно утолщены и доходят почти до центра, малые, тонкие и короткие, составляют около одной четверти длины больших. Главная септа такой же длины, как и остальные большие септы. Днища редкие, имеется пузырчатая ткань, обычно занимающая пространство, равное длине малых септ. На ранней стадии имеется столбик, пропадающий с ростом коралла.



Рисунок 9 - Гжелия (Gshelia Stuckenberg)

· Подкласс Табулятоморфы. Subclassis Tabulatomorpha

Вымершие колониальные кораллы с наиболее просто устро­енным известковым скелетом. Колонии состоят из различных по форме и строению кораллитов. Они могли стелиться в виде кус­тиков по поверхности субстрата (кустистая, стелющаяся, инкрус­тирующая колонии) или подниматься вертикально вверх над суб­стратом, располагаясь изолированно или частично соприкасаясь (кустистовертикальная колония), а иногда плотно прилегать друг к другу (массивная колония). При срастании кораллитов боковы­ми сторонами образуются цепочки (цепочечная колония), а когда многоугольные кораллиты по всем сторонам соседствуют с подо­бными многоугольными, возникает сотовая (массивная) колония. Поперечное сечение крраллитов может быть округлым, эл­липтическим, многоугольным, а их форма и размеры нередко из­меняются в пределах одной колонии. Наряду с крупными корал-литами появляются и мелкие, а иногда пузыревидные образования, слагающие сплошной промежуточный скелет. Внутренние полости кораллитов могут сообщаться друг с другом с помощью пор, со­единительных трубок, соединительных пластин; в двух послед­них случаях формируется несплошной промежуточный скелет.

Во внутренней полости кораллитов находятся вертикальные и горизонтальные элементы. Септы могут быть гребневидными, массивными, чешуевидными, шипообразными и пластинчатыми. Днища табулятоморфных кораллов имеют форму горизонтальных полных или прерывистых пластин, а также воронко- или пузыре­видных образований. Поперечник отдельных кораллитов 0,1-10 мм, а колоний -- до 1,5 м.

Табулятоморфные кораллы известны почти повсеместно, встречаясь со среднего кембрия до неогена включительно. Они вели неподвижный донный образ жизни, обитали в нормально-морских бассейнах и участвовали в палеозойском рифостроении.

Подкласс Tabulatomorpha включает три надотряда: Chaetetoidea, Tabulatoidea, Heliolitoidea.

Надотряд Chaetetoidea (O-N). Скелет хететоидей состоял из плотно прилегающих друг к другу мелких, почти капиллярных кораллитов, слагавших массивные колонии. Размеры колоний иногда могли достигать 1 м и более. Внутри кораллитов наблюдаются горизонтальные днища и единичные септы в видесептальных выступов. Рост септальных выступов завершается раз­делением материнского кораллита на две и более дочерние особи. Поперечные сечения кораллитов округлые, многоугольные, ме­андрически изгибающиеся, звездчатые. Для хететоидей характер­ны общие плоскости остановки роста, поэтому колония иногда раскалывается на серию скорлуповатых пластин.

Надотряд Tabulatoidea (€2-Р). Табулятоидеи имели кустисто-стелющиеся, кустистовертикальные, массивные и цепочечные ко­лонии. Кораллиты роговидные, цилиндрические или призмати­ческие, их поперечное сечение квадратное, многоугольное, ок­руглое, эллиптическое, полулунное. Септы мелкие шипообразные, реже в виде чешуи, пластин или отсутствуют. Число септ непос­тоянное. Днища горизонтальные, реже воронко- и пузыревидные. У некоторых табулятоидеи внутренние полости соседних корал­литов сообщались с помощью пор, соединительных трубок и со­единительных пластин. В составе надотряда выделяется 7 отря­дов; ниже описано пять.

Отряд Auloporida (Э2-P). Наиболее примитивный отряд, име­ющий кораллиты роговидной, реже цилиндрической формы. Они соединены друг с другом в местах почкования, образуя кустис­тые, обычно стелющиеся по субстрату колонии (рис. 118). Днища и септы развиты слабо или отсутствуют.

Отряд Lichenariida (O-S1). Массивные колонии, как и в отря­де Favositida, имеющие вид пчелиных сот, но стенки кораллитов сплошные, без соединительных пор и каналов.

Отряд Halysitida (O2-S). Цепочечные колонии из вертикаль­но расположенных кораллитов, имеющих овальное сечение, срас­тающихся узкими сторонами и образующих одно- и многорядные цепочки. Септальные образования и горизонтальные днища развиты хорошо.

· Подкласс Tetracoralla (Четырехлучевые кораллы) Rugosa, (Ругозы)

Одиночные и колониальные вымершие организмы с известковым скелетом и хорошо развитыми скелетными элементами внутри кораллитов.

На ранних стадиях роста коралла его внутренние поперечные пластины (септы) закладываются закономерно - кратно четырем. Вначале закладываются главная и противоположная септы. Затем появляются две боковые и две противоположно-боковые. Все последующие септы закладываются в четырех секторах (рис.10). Отсюда происходит название - «Четырехлучевые кораллы».



Рисунок 10 - Двусторонне-симметричное заложение септ у четырехлучевых кораллов с образованием главной (гл), противоположной (пр), боковых (бп) и добавочных боковых (бд) септ.

На внешней стенке кораллита часто развиты горизонтальные морщины (складки, руги). Это определило другое название подкласса - «Ругозы(морщинистые кораллы)».

Во внутренней полости кораллитов (рис.11) находятся разнообразные скелетные элементы: септы (с)- вертикальные, радиально расположенные перегородки, днища (д)- поперечные перегородки, пузырчатая ткань (п) (диссепименты)- внутрискелетные мелкие известковые пластинки, столбик (ст) - вертикальное образование внутри кораллита.

По присутствию разного количества внутренних элементов выделяют однозонные, двухзонные и трехзонные кораллы (рис.11).

Данное разделение кораллов используется как для одиночных, так и для колониальных форм.



Рисунок 11 - Схема строения однозонных (первая фигура), двухзонных (две средние фигуры) и трехзонных кораллов (последняя фигура): с - септы, д - днища, ст - пузырчатая ткань, п - столбик

Одиночные ругозыимеют коническую, цилиндрическую (прямую или изогнутую), грибовидную или дисковидную форму, иногда встречаются кораллы туфелькообразной или пирамидальной формы. Ось симметрии кораллита обычно изогнутая. Часто встречается боковой тип приростания кораллитов. Размеры кораллитов в длину до 25 см, в поперечнике - до 6 см.

Колониальные ругозыбывают массивные (рис. 24 - кораллиты плотно прилегают друг к другу) и кустистые (кораллиты не соприкасаются друг с другом). Форма колоний полушаровидная, караваеобразная, пластинчатая.

Поперечное сечение кораллитов в колонии достигает 4 см, размеры самой колонии - до 1.5 м в поперечнике и 0,5 в высоту.

Четырехлучевые кораллы (ругозы) существовали с раннего ордовика по пермь. В эволюции ругоз отмечается усложнение строения скелетов за счет появления новых скелетных элементов.

Самые древние ругозы появились в раннем ордовике. Они имели только днища и относились к однозонным кораллам. В конце ордовика появились двухзонные кораллы, обладающие днищами и пузырчатой тканью. С силура известны трехзонные кораллы с днищами, пузырчатой тканью и столбиком.

«Пузырчатые» и «крышечные» кораллы существовали только в силуре и девоне.

Колониальные формы ругоз появились позже одиночных (со среднего ордовика).

Тетракораллы - ругозы являлись обитателями верхней сублиторали нормально-морских бассейнов тропиков и субтропиков. Участвовали в образовании коралловых известняков и рифогенных построек. Имеют большое значение для биостратиграфии и палеогеграфии.

1.3 Значение

Для человека коралловые - не только объект промысла, но весьма ценный с эстетической точки зрения объект. Огромные заросли, которые образуют полипы, зовутся рифами. В основе такого ландшафта - скелеты мадрепоровых особей.

Их дополняет особый вид водорослей, которые также содержат известь. В постройке рифа участвую еще моллюски и раки. Мадрепоровые коралловые полипы достаточно чувствительны. Если вода теряет соли, животные начинают гибнуть. Опреснение может происходить в связи с активными дождями, либо рядом с устьями рек.

Трупы полипов отравляют окружающую среду. Потому, если гибнет риф, умирает и все его обитатели других видов, рыбы к примеру. Черви, моллюски, рачки и ежи неотделимо сосуществуют с рифами.

Кто-то ползает, или плавает у поверхности, другие просверливают дыры в извести и селятся внутри. Если такой зверь не успел вовремя выбраться наружу, колония может замуровать его внутри. Однако, заключенный не умрет, а станет жить в изоляции, получая небольшие порции пищи.

Удача заметить среди полипообразный прижившуюся гигантскую тридакну. Этот моллюск просто огромен, вес его может превысить две сотни килограммов. Но самое главное - его внешний вид. Яркая мантия беспозвоночного выступает за створки раковины и выглядит впечатляюще.

Находят укрытие в зарослях и мурены. Правда используют рифы они не для укрытия, а для того, чтобы до поры до времени оставаться незамеченными для своих жертв. Так же негативно влияет на основу рифов заиление, недостаток кислорода и похолодание.

Сточные воды -- наиболее губительны для морских садов. В Карибском бассейне в последние годы происходить массовое уничтожение рифов. Огромные потоки туристов, и как следствие, большое количество отходов, загрязняют среду обитания многоклеточных.

Рифы делятся на три типа:

· Береговые (исходя из названия понятно, что они образуются на морских берегах)

· Барьерные (находятся на расстоянии от берега)

· Аттолы (целые острова, имеющие форму кольца. С наружной стороны такого образования глубоководье. Внутри же совсем мелко, вода лазурно-голубая и чистая). Зафиксированы такие аттолы, габариты которых превышают размеры целого моря.

Как объяснил когда-то известный каждому Чарльз Дарвин, прежде чем обрести круговую форму, риф должен пройти первые две стадии. Т.е. сначала кораллы образуются по берегу острова, потом в результате повышения уровня воды, одни уходят глубже, а новые образуют еще одну береговую линию. Так получаются барьерные формы.

Когда же остров уходит под воду, образуется кольцо из морских обитателей. Когда скелеты полипов начинают возвышаться над водой, получаются коралловые острова. Обрывистый берег из известковых скелетов сменяется белоснежным песком (раскрошенные волнами скелеты полипов), а по центру острова небольшая полоса почвы.

Если заглянуть прямо под нее в толщу воды можно увидеть нагромождение пустых скелетов, живые полипы селятся чуть дальше от берега. Чаще всего острова небольшие, да и растительность на них скромная, ведь без пресной воды долгое время обходиться могут немногие.

Там селятся кокосовые пальмы, кактусообразные растения и похожие на ананасовые низкорослые кусты. В размолотой известковой крошке обитают моллюски и ракообразные. Во время приливов эта часть острова тонет, а с отливом вновь предстает человеческому взору.

По самому краю острова селятся определенные виды коралловых, способные без проблем переносить постоянное биение волн. В основном это шарообразные, грибовидные и другие «упитанные» полипы. Ветвистые особи облюбовали места поглубже. Как и сами кораллы. Те, кто селится рядом с ними, весьма ярко разрисованы. Особенно маленькие рыбки.

Колонии, которые образуются в лагунах и заливах, имеют кардинальные отличия. На таких берегах полипам не нужен субстрат, они спокойно дрейфуют по дну, либо втыкаются в него нижним концом. Чаще всего встретить там можно хрупкие, тонкие, сильно разветвленные и ажурные формы. Ведь в бухтах волны не беспокоят кишечнополостных, и им не нужно наращивать кости. Еще одно отличие от прибойных поседений - менее яркий цвет особей.

Но люди не только любуются садами моря, а еще и применяют их на практике. Известь скелетов полипа идет в переработку для производства неплохого строительного материала. В тропических странах из него строят буквально все, и дома, и шопинг-молы. Кроме того, известь служит наполнителем для фильтров, а также как абразив для шлифовки.

Нашли применение кораллам и в медицине. Особенно они популярны в аптеках Азии. Если говорить о значении в масштабах живой природы, то полипы активно участвуют в регулировании численности животных и рыб, сосуществующих с ними.

Все объясняется тем, что коралловые - одно из звеньев пищевой цепочки. К тому же рифы -- это основа уникальных экосистем, в которых органично существуют множество живых организмов. Речь не только о мелких рыбешках. Такие сады дают пристанище и барракудам и акулам. Кроме того, не стоит забывать и о функции фильтраторов.



2. Особенности роста кораллов

Еще в конце X IX в. английский натуралист Р. Уилтфилд заметил правильное волнистое чередование изгибов поверхности кораллов Acropora palmata и объяснил это чередование сезонными изменениями температуры воды. Тем не менее должно было пройти 30-- 40 лет, чтобы появились новые работы в этом направлении. Их успех связан с применением электронной микроскопии, рентгеновского и других физико-химических методов. Возникла даже теория биоминерализации, объясняющая механизм формирования скелета.

Этот подход привел к выяснению роли симбионта кораллов -- одноклеточных жгутиковых водорослей эооксантелл -- как стимуляторов роста современных колониальных шестилучевых кораллов склерактиний. Американский зоолог Т. Горо, изучавший с помощью радиоактивного изотопа углерода выделение кораллами карбоната кальция, обнаружил в конце 50-х годов прямую зависимость между скоростью роста кораллового скелета и фотосинтезом эооксантелл. Оказалось, что при дневном освещении скелетное вещество отлагается в девять раз быстрее, чем ночью. Кроме того, стало известно, что зооксантеллы вырабатывают вещество, которое контролирует выделение и формирование минеральной составляющей скелета кораллов. Показательно, что у кораллов, лишенных симбиоза с зооксантеллами, менее интенсивен обмен веществ и, соответственно, меньше скорость роста колоний.

Довольно стройную теорию роста кораллов в 70-е годы выдвинул английский зоолог Д. Барнз. По его представлениям, мягкие ткани и скелет этих организмов растут независимо друг от друга, причем рост мягких тканей связан з поступлением пищи, а рост скелета -- с интенсивностью солнечного освещения. Непосредственно не зависящие друг от друга факторы пищи и освещенности дна косвенно связаны друг с другом : изменение одного компенсируется изменениями другого.

Признавая важную роль солнечного света в образовании скелета кораллов, Барнз вместе с тем показал, что избыток освещения тормозит и даже приостанавливает выделение карбоната кальция, тогда как там, где этого избытка нет, выполняющие эту функцию клетки-каликобласты продолжаю т увеличиваться в числе. В настоящее время известно, что скорость роста кораллов зависит не только от суточных изменений освещенности и температурного режима в разные сезоны, но и от видовых особенностей кораллов и особенностей среды (повышения динамики водных масс, резкого изменения интенсивности накопления осадков и пр.). Так, кустистые колонии современных склерактиний, находясь в нормальных условиях существования, увеличивают длину своих побегов на 10-- 30 см в год, тогда как прирост колоний массивных кораллов составляет 2,5-- 3 см в год, а одиночные формы вырастают на 5-8 см в год. Замедление роста полипов с возрастом обусловлено спадом их энергетических ресурсов. Поскольку клетки-каликобласты, несмотря на уменьшение роста тканей, продолжают выделять карбонатное вещество с прежней интенсивностью, на «старческой» стадии роста наступает утолщение всех скелетных элементов.

2.1 Ритмы роста кораллов

Британец Баркер изучил ритмику нарастания пластин, гребней и полос на раковинах современных и древних моллюсков и продемонстрировал, что в меловом периоде (137--67 миллионов лет назад) лунный месяц недалеко от штата Пенсильвания складывался из 29,5, а год из 370,3 дней. По астрономическим данным, год в меловой период продолжался 371 дни! А вот в кембрии светло синий-моллюски и зелёные водоросли запечатлели лунные ритмы, складывавшиеся из 32 дней. О ритмах роста древних кораллов говорят и найденные в юрских отложениях Кавказа остатки, на поверхности которых четко видны линии роста разной периодичности и толщины.

Скорость роста кораллов в большинстве случаев изучают способами авторадиографии и рентгенографии, просвечивая образцы скелетной ткани. Лучи рентгена распознали четкое чередование чёрных и ярких полос, отражающих циклические трансформации плотности минерального и органического вещества, которыми сложен жёсткий остов кораллов, завлекающий любителей экзотических сувениров необыкновенной формой, а время от времени и окраской. Любая пара чёрного и яркого слоев в скелетном веществе соответствует одному году судьбы коралла. Интересным выяснилось еще одно подтверждение периодичности роста кораллов.

Серия ядерных испытания на атолле Эниветок в Тихом океане в 1948--1958 годах, совершённых США, стала причиной загрязнению рифовых кораллов радиоактивными осадками натрия и стронция. Радиоактивные слои в структуре кораллов четко обозначились на рентгенограммах. Между взрывами во второй половине 50-ых годов двадцатого века и извлечением коралла на атолле в первой половине 70-ых годов XX века прошло 13 лет, и, как отмечают в издании «Сайнс» американские исследователи Кнутсон, Буддемейер и Смит, оба изученных ими примера кораллов между поверхностью колонии и радиоактивным слоем содержали по 13 пар чёрных и ярких слоев.

Ритмичность в росте скелета кораллов хорошо прослеживается в продольных срезах колоний и отдельных септ в виде чередования темных и светлых полос, характеризующихся различной плотностью карбонатного вещества. Эту полосчатость принято связывать со сменой сезонов. Каждый годичный цикл роста включает одну темную и одну светлую полосу шириной от 2-- 3 до 5-- 6 мм . Разная ширина полос вызвана, по-видимому, не только условиям и обитания коралловых полипов и их видовой принадлежностью , но и индивидуальным и особенностями. Принадлежность темных и светлых полос к том у или ином у сезон у года трактуется неоднозначно. Большинство исследователей полагает, что темные полосы соответствуют зиме, а светлые -- лету.

Представляет интерес связь между составом организмов-эпибионтов, обитающих на колониях кораллов, особенностям и их размещения на этих колониях и сезонностью роста эпибионтов. Так, в 1980 г. Е. М . Парталы были проведены наблюдения над эпибионтам и гидроидных полипов Perigonimus megas, обитающим и в Азовском море. Было замечено, что 15 видов эпибионтов живут на колониях этих полипов круглогодично , два вида весной и летом , один -- исключительно летом , а один -- зимой.

На одиночных склер актиниях Smilotrochus excavatus из маастрихтского яруса Прикаспийской впадины нам удалось обнаружить их прижизненных эпибионтов -- восьмилучевых кораллов Epiphaxum alloporoides, ритмично (с интервалом 3,5-- 5 мм ) окружающих лентовидными колониями краевую чашечную зону коралла.

Особенно явственно ритмичность роста прослеживается в строении эпитеки палеозойских кораллов ругоз, а также мезозойских и кайнозойских склер актиний. Результаты именно этих исследований привели к идее «геологических часов».

Выше уже было сказано, что эпитека включает ритмически чередующиеся лентовидные кольца, слагающиеся из многочисленных микроскопических «струек» . Лентовидные кольца эпитеки -- это своего рода годовые кольца, возникшие в результате смены сезонов. Иначе говоря, они являются прямым и аналогам и темных и светлых полос в скелетном веществе одиночных и колониальных форм. Детальные исследования «струек» показывают, что и они имеют неодинаковую толщину, которая отражает прежде всего реакцию полипов на смену солнечного освещения лунным . При солнечном освещении полип поглощает из воды карбонат кальция значительно интенсивнее, чем при свете луны , и «струйки», отвечающие дневным фазам роста эпитеки, развиты лучше.

Хотя в тропиках различия температур летнего и зимнего периодов далеко не так контрастны , как в средних широтах, смена сезонов здесь сказывается в большей засушливости летних и большей влажности зимних месяцев, что, в свою очередь, влияет на рост эпитеки (голотеки) и скелета кораллов в целом.

2.2 Закономерности роста эпитеки

Было бы ошибкой считать, что эпитека и голотека развиваются исключительно под влиянием рассмотренных выше факторов. Ни различиям и температурного режима, ни изменениям и освещенности нельзя объяснить многие особенности их развития. Так, мы не находим однозначного ответа на вопрос, почему у ряда видов и родов кораллов эти структуры развиты , а у других форм отсутствуют. Неясно также, по какой причине у одних особей данного вида эпитека присутствует в течение всей жизни, тогда как у других она возникала лишь на некоторых ее этапах, а у третьих представлена узкими кольцами или вообще отсутствует, хотя все формы кораллов жили совместно.

Пытаясь разобраться в этом, одни специалисты ссылаются исключительно на внешнюю среду (например, поступление илистого материала), другие выдвигают на первый план физиологические особенности организмов, а вот некоторые новые данные, полученные нами при изучении одиночных склерактиний (монтливалтий) из верхнеюрских и нижнемеловых отложений Горного Крыма.

Из 240 хорошо сохранившихся экземпляров Montlivaltia Crimea из песчано-глинистых сублиторальных отложений берриасского яруса Центрального Крыма 81 экземпляр имеет эпитеку, развитую на всей поверхности, у 142 экземпляров она прерывистая, а 18 экземпляров совсем лишены эпитеки. Иное положение с кораллами вида Paramontlivaltia valanginensis, приуроченными к тем же отложениям. Из 150 экземпляров этого вида 148 характеризуются полностью развитым эпитекальным покровом и только у 2 экземпляров он отсутствует. Отсюда следует, что различные виды кораллов по-разному реагирую т на сходные условия среды в силу своих индивидуальных физиологических особенностей.

Посмотрим теперь, как распределяется эпитекальный покров у тех 142 экземпляров Montlivaltia Crimea, которые обладают прерывистой оболочкой. По особенностям развития эпитеки их можно разделить на четыре группы.

К первой группе следует отнести прямые и слабо изогнутые одиночные кораллы, у которых на ранних стадиях роста (10-- 12 мм от основания) эпитека всегда присутствует; затем тело коралла резко сужается, а эпитека в этом интервале (обычно 1-- 4 мм ) становится тоньше или исчезает. В течение дальнейшего роста возникает ритмичное чередование промежутков, занятых эпитекой (2-- 6 мм ) лишенных ее (3-- 20 мм ), либо эпитека вообще исчезает.

Вторую группу образую т рогообразные экземпляры, эпитека которых обычно развита неодинаково на выпуклой и вогнутой сторонах. Чаще она оказывается сплошной, более толстой и морщинистой на вогнутой поверхности коралла, прерывистой и тонкой -- на выпуклой поверхности. Подобное нарушение в эпитекальном покрове о б условлено, надо полагать, ускоренным ростом организм а на выпуклой стороне. Третья группа включает единичные экземпляры, в поле сплошного развития эпитеки которых неожиданно появляются участки, где она отсутствует. Мы связываем это явление с травматическим повреждением полипов.

Наконец, к четвертой группе мы относим кораллы, у которых отсутствие эпитеки связано с «омолаживанием». Э то явление состоит в кратковременных и неупорядоченных остановках роста кораллов, причины которых остаются неясными. Особого внимания заслуживают изменения роста эпитеки у кораллов первой группы. При изучении этих кораллов в шлифах удалось подметить, что наличие эпитеки, как правило, сопровождается некоторым увеличением толщины септ и диссепиментов, т. е. общим утолщением скелета.

Нарушения целостности эпитекального покрова особенно широко распространены умонтливалтий, приуроченных к илистым грунтам . Большая часть изученных нами позднеюрских и раннемеловых монтливалтий характеризуется прерывистым эпитекальным покровом , а некоторые из них вообще его лишены . Так, у позднеюрских монтливалтий Крыма и Западной Европы преобладают ритмично повторяющиеся эпитекальные полосы шириною от 1-- 2 до 4 -- 6мм. Указанная общность в развитии эпитеки обусловлена, по-видимому, сходством обстановки обитания: относительно большей глубиной морского бассейна и малым количеством зооксантелл, способствующих, как известно, процессу поглощения СаСО3 из воды.

2.3 Эпитека как «Геологические часы»

Первым мысль об использовании эпитеки в качестве «геологических часов» вы сказал американский палеонтолог Д ж. Уэллс , изучавший с помощью рентгенографического и радиографического метода в ее строение у ругоз Cyathophyllum helianthoides из средне девонских отложений штата Нью -Йорк (США) и провинции Онтарио (Канада). Он подсчитал, что продолжительность года в среднем девоне , если верить кораллам , составляла 400 дней . Аналогичные исследования голотеки современного коралла Manicina areolata, взятого Уэллсом для сравнения, показали, что в кольце его годового прироста умещается 360 «струек» шириной 7-- 10 мм. Месячный прирост этой колонии составляет 0,2 -- 0,4 мм , а дневной -- 0,01-- 0,02 мм .

Несколько позже с применением этой же методики К. Скраттон изучал позднекаменноугольные ругозы. Согласно его наблюдениям, продолжительность года в конце каменноугольного периода составляла 385-- 390 дней. Наконец, в недавно опубликованной работе французских палеонтологов Л. Бовэ и Дж. Шевалье содержатся результаты подсчета продолжительности года в раннетриасовую эпоху, основанные на изучении нескольких видов одиночных и колониальных склерактиний. Результаты всех известных исследований в области «склерохронологии» приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Продолжительность года в разные геологические эпохи

Геологические эпохи (млн. лет назад)	Продолжительность года (дни)	Автор, год
Современная	360	Уэллс (1963)
Раннетриасовая (220 - 230)	380	Бовз, Шевалье (1980)
Позднекаменноугольная (285 - 310)	385 - 390	Уэллс (1963)
Среднедевонская (370 - 385)	400	Скраттон (1965)



Заключение

Данные представленные в курсовой работе, отражающие определенную продолжительность года, можно связать с последовательным уменьшением скорости вращения Земли. Скраттон писал: (Мало вероятно, чтобы в те времена (девонский и каменноугольный периоды.-- Е. К.) год, т. е. пробег Земли вокруг Солнца, длился дольше. Вероятнее всего, сами сутки были короче. Так подтверждается давно подмеченное геофизиками постепенное замедление вращения Земли -- следствие приливного взаимодействия между нашей планетой и Луной».

Приведенные рассуждения, несомненно, очень заманчивы, особенно для специалистов в области геотектоники, разделяющих точку зрения об уменьшении скорости вращения Земли. Тем не менее, относиться к данной гипотезе нужно с большой осторожностью. Во-первых, к этому обязывает сложность методики подсчетов дневных и ночных «струек» эпитеки. Немногочисленность фактического материала -- весьма продолжительные промеж утки геологического времени (ранний палеозой, почти весь мезозой и кайнозой) пока не изучены палеонтологами с точки зрения «геологических часов». Во-вторых, и это тоже важно, мы не располагаем сегодня точными знаниями обо всех факторах, влияющих на рост эпитеки. Существование же здесь некоторых пробелов и спорных положений не позволяет пока с полной уверенностью пользоваться эпитекой в качестве «геологических часов», хотя интересные и обнадеживающие данные, свидетельствующие о замедлении скорости вращения Земли в течение фанерозоя, мы имеем уже сейчас. К тому же мы не можем пренебрегать важным, но далеко не полностью изученным воздействием космических факторов на рост организмов. И здесь уместно вспомнить слова поэта Френсиса Томпсона: «Ты не можешь пошевелить цветок, не потревожив звезду».



Список литературы

1. Кузьмичева E. И. Закономерности развития эпитеки у одиночных склерактиний. -- Бюлл. Моск. о-ва испыт. природы, отдел геол., 1980, т. 55, вып. I, с. 85.

2. Наумов Д. В. КОРАЛЛОВЫЕ РИФЫ ОКЕАНИИ. -- Природа, 1972, № 10.

3. Кусто Жак-Ив, Диоле Ф. ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ КОРАЛЛОВ (пер. с франц.). Л., Гидрометеоиздат, 1975.

Размещено на Allbest.ru