Лекционный материал на тему - Четвертичный период кайнозойской эры

Последний геологический и ныне идущий четвертичный период был выделен в 1829 году ученым Жюлем Денуайе. В России его также называют антропогеновым. Автором этого названия в 1922 году стал геолог Алексей Павлов. Своей инициативой он хотел подчеркнуть, что именно данный период ассоциируется с появлением человека.
Уникальность периода По сравнению с другими геологическими периодами четвертичный период отличается крайне малой длительностью (всего 1,65 млн. лет). Продолжаясь и сегодня, он остается незавершенным. Еще одна особенность - наличие в четвертичных отложениях остатков человеческой культуры. Этот период характеризуется многократными и резкими климатическими изменениями, кардинально влиявшими на природные условия. То, какое мороженое вы выбираете, зависит от характера Периодически повторяющиеся похолодания приводили к оледенению северных широт и увлажнению низких широт. Потепления вызывали ровно обратный эффект. Осадочные образования последних тысячелетий отличаются сложным строением разреза, относительной кратковременностью формирования и пестротой пластов. Четвертичный период делится на две эпохи (или отдела): плейстоцен и голоцен. Граница между ними пролегает на отметке 12-тысячелетней давности

Основные географические изменения произошедшие за этот период времени включали формирование проливов Босфор и Скагеррак в ледниковые эпохи, которые соответственно превратили Черное и Балтийское моря в пресноводные, а затем их затопление (и возвращение соленой воды) путем повышения уровня моря; периодическое затопление Английского канала, создание сухопутного моста между Великобританией и европейской частью света; периодическое появление сухопутного Берингийского перешейка, образующего мост между Азией и Северной Америкой; и периодическое внезапное наводнение скэблендэ северо-запада Америки ледниковой водой.
Нынешняя протяженность Гудзонова залива, Великих озёр и других крупных озёр Северной Америки является следствием перестройки Канадского щита с момента последнего ледникового периода; в течение четвертичного периода постоянно менялись береговые линии.

На протяжении всего четвертичного периода, планета вращалась вокруг Солнца. Небольшие сдвиги вызывали ледниковые периоды. Около 800 тыс лет назад возникла циклическая картина: ледниковый период длился около 100 тыс лет, за которым следуют более теплые межледники от 10 тыс до 15 тыс лет каждый. Последний ледниковый период закончился около 10 тыс лет назад. Уровни моря быстро росли, и континенты достигли своих нынешних очертанийКогда температура понижалась, ледниковые плиты распространялись от полюсов и покрывали большую часть Северной Америки и Европы, части Азии и Южной Америки, и всю Антарктику. С таким количеством воды, запертой в ледниках, уровень моря падает

Животный мир : Около 90% животных представленных четвертичными окаменелостями, были признаны Чарльзом Лайелем как похожие на современные формы. Многие роды и даже виды моллюсков, насекомых, морских животных и наземных млекопитающих, живущих сегодня, были похожи или идентичны со своим предкам плейстоценовой эпохи.

Млекопитающие: Многие плейстоценовые окаменелости демонстрируют впечатляющие различия. Например, саблезубые кошки, шерстистые мамонты и пещерные медведи широко известны из музейных экспонатов и популярной литературы, уже вымерли. Расширение отдельных сред обитания, таких как обширные сухие степные луга были благоприятными нишами для бизонов, лошадей, антилоп и их хищников. Некоторые виды, включая шерстистых мамонтов и шерстистых носорогов, благодаря густому меху адаптировались к холодным тундровым условиям. Многие млекопитающие питались небольшими кустарниками и травами, которые росли на постоянно движущихся краях ледяных покровов. Около 10 тыс лет назад климат начал нагреваться, и большинство из этих так называемых представителей мегафауны вымерло. Осталось лишь несколько меньших, хотя все еще впечатляюще крупных представителей, таких как слоны, носороги и бегемоты.
Птицы: В четвертичный период птицы продолжали развиваться во всем мире и населяли разнообразные места обитания. Однако многие гигантские нелатающие птицы вымерли, включая додо, или маврикийского дронта. Также исчезли икрупные летающие птицы, включая тераторниса мерриама, который имел размах крыльев более 3,5 м, а вес около 15 кг.

Рептилии и амфибии: Вымершие рептилии, ящерицы и черепахи были больше, чем ныне существующие, а крокодилы - меньше, при этом у змей не было тенденции к определенному размеру тела.
Размер тела сыграл сложную роль в вымирании позднечетвертичных рептилий. Более крупные виды ящериц и черепах были явно затронуты механизмами вымирания, такими как чрезмерная эксплуатация и введение инвазивных видов, что привело к преобладанию крупногабаритных животных среди вымерших таксонов.
Морская фауна
С самого начала четвертичного периода киты и акулы доминировали в морях, и находились на вершине пищевой цепи, над выдрами, тюленями, дюгонями, рыбой, кальмарами, ракообразными, ежами и микроскопическим планктоном, заполняющим нижний трофический уровень.

Человек
Фактически, четвертичный часто считается «эрой людей». Человек прямоходящий (Homo erectus) появился в Африке в начале этого периода, и у него развивались большие мозги и более высокий интеллект. Первые современные люди эволюционировали в Африке около 190 тыс лет назад и рассеялись в Европу и Азию, а затем в Австралию и Америку. Наш вид сильно изменил наземную и морскую жизнь, и теперь, по мнению ученых, человечество вызывает глобальные изменения климата.

Растительный мир: Несмотря на значительные климатические различия между плейстоценовой и голоценовой эпохой, большая часть растительной жизни не изменилась. Плейстоценовая эпоха имела два основных климатических условия: ледниковый и межледниковый. В ледниковый период большая часть земли была покрыта льдом, а растительность была в основном тундровая, которая включала мхи, осоки, кустарники, лишайники и низкорослые травы; однако во время межледникового периода или времени, когда большая часть почвы не была покрыта льдом, существовали лесные массивы и хвойные леса. Возникновение тропических лесов произошло во время начала голоцена. Эта среда обитания позволила многим животным и растениям процветать. В течение этого периода развивались хвойные и лиственные леса, а также саванны, где паслись и процветали травоядные животные.

Ма́монты (лат. Mammuthus) - вымерший род млекопитающих, живших в четвертичном периоде, из семейства слоновых. Достигали высоты 5,5 метров и массы тела 10-12 тонн. Таким образом, мамонты были в два раза тяжелее самых крупных современных наземных млекопитающих - африканских слонов.
Мамонты появились ок.1,6 млн лет назад (в плейстоцене) и вымерли примерно 10 тысяч лет назад; обитали в Европе, Азии, Африке и Северной Америке. Найдены многочисленные кости мамонтов в стоянках древнего человека каменного века; обнаружены также рисунки и скульптуры мамонтов, сделанные доисторическим человеком. В Сибири и на Аляске известны случаи нахождения трупов мамонтов, сохранившихся благодаря пребыванию их в толще многолетней мерзлоты. Основные виды мамонтов по размерам не превосходили современных слонов, но при этом североамериканский подвид Mammuthus imperator достигал высоты 5 метров и массы 12 тонн, а карликовые виды Mammuthus exilis и Mammuthus lamarmorae не превышали 2 метра в высоту и были массой до 900 кг.
Мамонты были отлично приспособлены к жизни в суровых условиях холодного климата

 Mammuthus sungari (Zhou, M.Z, 1959)

 Mammuthus rumanus (Stefanescu, 1924)

 Mammuthus lamarmorae (Major, 1883)

 Mammuthus armeniacus (Falconer, 1857)

Mammuthus trogontherii Pohlig, 1855

Mammuthus subplanifrons Osborn, 1928

Mammuthus primigenius Blumenbach, 1799

Mammuthus meridionalis Nesti, 1825

Mammuthus imperator (Leidy, 1858)

Mammuthus exilis Maglio, 1970

Mammuthus columbi Hibbard, 1955

Mammuthus africanavus Arambourg, 1952

Palaeoloxodon antiquus (Falconer & Cutley, 1847)

Elephas falconeri (Busk, 1867)

Гигантский бегемот (лат. Hippopotamus major) - вымерший вид из семейства бегемотовых, проживавший в плейстоцене на территории Европы. Его ископаемые кости обнаружены на территории нынешних Франции, Италии, Нидерландов, Испании и Великобритании. Время существования от 2,588 до 0,126 миллионов лет назад. Гигантский гиппопотам являлся объектом охоты неандертальца.

Hippopotamus major Cuvier, 1824

Пеще́рный медве́дь (лат. Ursus spelaeus) - доисторический вид медведей (или подвид бурого медведя), живший в Евразии в среднем и позднем плейстоцене и вымерший примерно 15 000 лет назад. Появился около 300 тыс. лет назад, предположительно, эволюционировав из этрусского медведя (Ursus etruscus).
Видовое название «пещерный» (лат. spelaeus) этот медведь получил, поскольку его кости во множестве находят в пещерах. Особенно многочисленны его окаменелые остатки в районах горного и равнинного карста. Длина тела пещерного медведя достигала 2,7-3,5 м, что на 30 % крупнее современного бурого медведя. Передняя часть тела была более развита чем задняя, ноги короткие и сильные, голова массивная. Череп пещерного медведя отличается от черепа бурого медведя более крутым лбом, а также отсутствием передних ложнокоренных зубов.
Водился пещерный медведь только в Евразии (включая Ирландию и Англию), на территории которой образовывал несколько географических рас. В частности, в альпийских пещерах, лежащих на больших высотах (до 2445 м над уровнем моря), и в Гарцских горах (Германия) к концу плейстоцена развились карликовые формы этого вида. На территории современной России пещерный медведь водился на Русской равнине, на Жигулёвской возвышенности, на Урале, в Западной Сибири.

Ursus spelaeus (Rosenmüller, 1794)

Арктотерии (лат. Arctotherium, от др.-греч. ἄρκτος «медведь» и θηρίον «зверь») — вымерший род южноамериканских короткомордых медведей, живших в плейстоцене, около 2 млн. — 10 тыс. лет назад.
Предки арктотериев мигрировали из Северной Америки в Южную во время великого межамериканского обмена, после образования панамского перешейка. Ближайшие вымершие родичи — североамериканские короткомордые медведи арктодусы, из ныне живущих — очковый медведь.
Род арктотерий был описан Г. Бурмейстером в 1879 году, а в 2008 был отнесён к подсемейству Tremarctinae, куда входят также арктодусы, очковый медведь и плионарктосы.
В отличие от арктодусов, арктотерии эволюционировали в сторону уменьшения размеров и снижения специализации на хищничестве. Это может объясняться конкуренцией с более поздними мигрантами, такими, как американские львы (Panthera leo atrox) и ягуары. Все перечисленные крупные хищники, а также и саблезубые кошки, заняли опустевшие к тому времени экологические ниши сумчатых саблезубых и некоторых фороракосов.

Аctotherium Burmeister, 1879 или Bravard, 1957

Ужа́сный волк (лат. Canis dirus) - вид вымерших млекопитающих из рода волков, существовавший в эпоху плейстоцена на территории Северной Америки. Особи этого вида, вымершего около 16 тыс. лет назад, являются самыми крупными из всего семейства псовых, поэтому вид прозвали «ужасным».
Canis dirus перестал существовать во времена ледникового периода после того, как на территорию современной Северной Америки пришли первые племена людей-переселенцев. Вид вымер, как большинство животных фауны той эпохи плейстоцена, из-за перемены климата. В конце последнего ледникового периода температура начала повышаться, исчезали либо уходили на север крупные травоядные — основной рацион ужасного волка. В итоге он не мог обеспечивать себя достаточным количеством пищи, так же, как короткомордый медведь и американский лев. Кроме того, из-за мощного и приземистого костяка хищник не был особо проворным и быстрым — качества, необходимые для выживания и присущие другим волкам того времени.

Canis dirus Leidy, 1858

Реконструкция ужасного волка североамериканского и южноамериканского происхождения

Dire Wolf fossils at the National Museum of Natural History, Washington, D.C.

Лев (лат. Panthera leo) — вид хищных млекопитающих, один из четырёх представителей рода пантер (Panthera), относящегося к подсемейству больших кошек (Pantherinae) в составе семейства кошачьих (Felidae). Наряду с тигром — самая крупная из ныне живущих кошек, масса некоторых самцов может достигать 250 кг. Трудно сказать достоверно, массивнее ли крупнейшие подвиды льва, чем крупнейшие подвиды тигров. Связано это с тем, что исторические очень крупные веса амурских тигров в большинстве своём признаны недостаточно достоверными. Достаточными данными о размерах и массе представителей крупнейших подвидов льва (например, барбарийском) наука не располагает. Что касается живущих в неволе животных, они часто являют собой смешение разных подвидов. Существует мнение, что львы в неволе несколько превышают тигров в размерах и массе, также, как и обратное

Panthera leo spelaea  Goldfuss, 1810

Panthera leo fossilis Reichenau, 1906

Panthera leo atrox Leidy, 1853

Panthera zdanskyi  (Mazák, Christiansen & Kitchener, 2011)

Смилодон был размером со льва или тигра, хотя имел куда более крепкое сложение и весил от 160-280 кг (Smilodon fatalis) до 220-400 кг (Smilodon populator), имел короткий хвост. Один из видов смилодона, Smilodon populator, являлся самым крупным представителем подсемейства саблезубых кошек. Смилодоны отличались от других представителей кошачьих мощным телосложением. Верхние клыки имели длину с корнями до 28 см, которые достигали верхнего края глазниц. Они были уплощены с боков, изогнуты и заострены с вогнутой стороны. Коренные зубы напротив были редуцированы.
Чтобы воспользоваться верхними клыками, смилодон мог открыть пасть на 120°, - для этого суставное соединение нижней челюсти и черепа было опущено. Ещё одна особенность смилодонов — развитие сосцевидного отростка, к которому прикреплялись мышцы, опускающие голову при нанесении удара верхними клыками, что является приспособлением, усиливающим это движение. Специализировались в охоте на очень крупных животных, например, мамонтов (вероятно, в основном молодых), мастодонтов, бизонов и иногда — лошадей. Среда обитания — открытые участки, схожие с современными нам саваннами, прериями и пампой.

Smilodon Lund, 1842

Sabertooth cat paleoart artificial recreation

Череп смилодона

Smilodon fatalis Leidy, 1869

Smilodon californicus Bovard, 1907

Smilodon gracilis (Churcher, 1984)

Шерсти́стый носоро́г (лат. Coelodonta antiquitatis) - вымершее млекопитающее семейства носороговых отряда непарнокопытных. Обитал на обширных открытых пространствах Европы и Азии в плейстоцене и раннем голоцене, окончательно исчезнув 8-14 тыс. лет назад. Значительная часть периода существования этого животного пришлась на время последнего в истории Земли оледенения. Шерстистый носорог был типичным представителем так называемой мамонтовой фауны. Основными причинами его вымирания (как и многих других крупных млекопитающих плейстоцена) считаются изменение климата и связанные с ним перемены во флоре.
Шерстистый носорог по внешнему облику был в целом схож с современными носорогами, однако несколько отличался телосложением и некоторыми деталями строения. Кроме того, как следует из названия, он был покрыт густой и длинной шерстью, что было приспособительной чертой к обитанию в холодных тундростепях с чрезвычайно суровым климатом. Как и все носороги, он был исключительно растительноядным животным, питавшимся в основном травянистыми растениями, в изобилии росшими в тундростепи. На значительной части своего ареала он соприкасался с древними людьми, которые охотились на шерстистых носорогов и могли сыграть важную роль в их исчезновении.

Coelodonta antiquitatis Blumenbach, 1799

A woolly rhinoceros (Coelodonta antiquitatis) in a late Pleistocene landscape in northern Spain. (Information according to the caption of the same image in Alan Turner (2004) National Geographic Prehistoric Mammals, Вашингтон: National Geographic

Череп шерстистого носорога с рогом.

Пеще́рная гие́на (лат. Crocuta crocuta spelaea) - вымерший подвид современной пятнистой гиены (Crocuta crocuta), появилась в Европе приблизительно 500 000 лет назад и была широко распространена в плейстоцене Евразии, от Северного Китая до Испании и Британских островов. Пещерные гиены начали постепенно исчезать из-за смены природных условий и вытесняемые другими хищниками, а также людьми, примерно 20 000 лет назад, и полностью исчезли в Западной Европе около 14-11 тыс. лет назад, а в некоторых областях и ранее.
Пещерная гиена достигала 1 метра высоты в плечах. Весила от 80 до 110 килограммов. Эти животные были ночными хищниками, жили в пещерах и выращивали там же детенышей. Зубная формула пещерной гиены такая же как у пятнистой. Главное различие между ними в длине костей задних и передних конечностей. Разница в пропорциях конечностей указывают на лучшую приспособленность к бегу, чем у современных пятнистых гиен из Африки.

Crocuta crocuta spelaea Goldfuss, 1823?

Большерогий олень, или гигантский олень, или ирландский олень (лат. Megaloceros giganteus) - вымершее парнокопытное млекопитающее из рода Гигантских оленей (Megaloceros). Внешне сходен с ланью, но намного крупнее. Существовал в плейстоцене и раннем голоцене. Отличался крупным ростом и огромными (до 4 м в размахе) рогами, сильно расширенными вверху в форме лопаты с несколькими небольшими отростками. Строение зубов, конечностей и рогов показывает, что большерогий олень обитал на влажных лугах. Жить в лесах могли только самки или самцы, сбросившие рога - самец с рогами просто не смог бы там передвигаться.
Учёные называют причиной вымирания этого оленя наступление леса на открытые пространства, где он не мог обитать. Его вымирание стало частью общего процесса вымирания крупных животных, которому подверглись и многие другие виды. Был распространён в Европе, Азии и Северной Африке. Особенно много скелетов обнаружено в торфяниках Ирландии. На территории бывшего СССР больше всего останков большерогого оленя встречается в стоянках человека древнего каменного века в средних и южных широтах, включая Крым, Северный Кавказ и Казахстан; целые скелеты найдены на территории Рязанской и Свердловской областей.

Megaloceros giganteus  (Blumenbach, 1799)

Степной зубр (лат. Bison priscus) - вымерший вид из рода бизонов семейства полорогих. Обитал в степях Европы, Центральной Азии, Берингии и Северной Америки во время четвертичного периода. Считается, что вид возник в Южной Азии, в то же время и в том же регионе, что и тур.
Степные зубры вымерли в конце плейстоцена, они были замещены в Европе современными зубрами, а в Северной Америке — американским бизоном.
Степной зубр был более 2 метров в высоту и напоминал современные виды бизонов. Кончики рогов были на расстоянии 1 метра друг от друга. Сами же рога были не более полуметра.
Степной зубр время от времени появлялся в наскальной живописи и был найден в мумифицированном виде.

Bison priscus (Bojanus, 1827)

Терато́рнис Мерриа́ма (лат. Teratornis merriami) - вымерший вид хищных птиц из семейства Teratornithidae, единственный в роде Teratornis. Обитал в Северной Америке в эпоху плейстоцена. Птицы имели огромные размеры: размах крыльев от 3,5 метров, масса около 15 кг. Размах крыльев превышает таковой у андского кондора, а по массе тераторнис Мерриама почти в два раза тяжелее калифорнийского кондора. Близкий род Aiolornis, ранее входивший в род Teratornis, включал более крупных птиц (Aiolornis incredibilis), существовавших в более раннее время.
Вид назван в честь американского палеонтолога Джона К. Мерриама (1869-1945), известного своими исследованиями четвертичной фауны Калифорнии.
В крыле тераторниса конечные кости («пальцы») сросшиеся, однако часть большого пальца формирует выступ, способствующий прикреплению длинных и прочных, первичных маховых перьев, с помощью которых птица могла использовать восходящие токи воздуха. Тераторнис Мерриама мог взлетать с места без разбега, просто подпрыгнув. Ноги были очень похожи на таковые у андского кондора, но крепче. Тераторнис был способен удерживать ими добычу, отрывая куски, но не мог сильно захватывать жертву, как другие соколообразные.

Teratornis merriami L. H. Miller, 1909