Агуу хувиралтын түүх 3; Эх газрын шилжилт

Дэлхийн бүрэн хэмжээний мөстлөгөөс хойш 150 сая жилийн дараа хуурай газарт амьтан, ургамал байтугай амьдралын шинж тэмдэг ч үгүй байв. Харин шинэ агуу хувиралт өөрчлөлтийн улмаас бидний өвөг - эрт үеийн загасан төрөлтнүүд эзэгнэж байсан төрөлх далайн уснаас хагацах цаг ирэв. Эх газрууд хөдөлгөөнд орж, загаснуудын амьдарч дассан далайг өөрчилснөөр амьдрал агуу хувьсалд ороход хүрсэн юм. Хуурай газарт түрүүлэн хүрсэн ургамал эх газрыг ногоон өнгөөр хучих үед уушгаар амьсгалж, хөлтэй болсон бидний өвөг дээдэс эх газарт тэмүүлэх болжээ.

Өдийгөөс 450 сая жилийн өмнө экватор орчимд гурван жижиг эх газар оршин байв. Тэдний дундах гүехэн ус бүхий Япетус далай (Iapetus Ocean)-н ёроолоор шүр мэтийн ургамал тархаж, амьтадын хувьд жинхэнэ диваажин байжээ. Арандаспис (Аrandaspis) хэмээн нэрлэгдэх бидний өвөг тухайн үед сээр нуруу бүхий хамгийн эртний загас хэлбэртэй байв. 20 см урттай уг загас сэлүүргүй учир усан дотор тийм ч сайн сэлж чаддаггүй байсан бөгөөд элсэн доторхи бичил биетнээр хооллох тайван дөлгөөн амьтан байсан хэмээн төсөөлөгдөнө. Гэвч диваажин удаан үргэлжилсэнгүй. Далайн ёроолоор мөлхөх, хөвөх мэтийн олон янзын амьдралын хэлбэр бүхий амьтадын бие сонирхол татахуйц өөрчлөлтөд орох болжээ.

Үүний учрыг тайлахад тухайн үеийн амьтадын төлөөлөл болсон триболит (Trilobite) туслав. Триболитын хэлбэр өөрчлөгдсөн байдал Лондоны Байгалийн Түүхийн Музейн доктор Ричард Фортигийн анxаарлыг татжээ. Анх хавтгай хэлбэртэй байсан триболит 400 сая жилийн өмнө биеийнхээ эргэн тойронд өргөс мэт тэмтрүүл бүхий айдас төрүүлэм төрхтэй болсон байв. Хувьслын үүднээс авч үзвэл өргөсүүд биеэ хамгаалах зорилготой гэж үзэхэд эндүүрэх явдалгүй юм. Тухайн үеийн далайн амьтад амьд үлдэхийн төлөөх өрсөлдөөнд орж, триболит янз бүрийн дайсны хялбар олз болж байв. Ийм нөхцөлд явагдсан хувьсал тирболитыг өөрийгөө хамгаалах "зэвсэгтэй" болгоход хүргэжээ. Тэгвэл амьтадыг ширүүн өрсөлдөөнд хүргэсэн шалтгаан дэлхийн гүнд байв. Дэлхийн гүний хэсэг хэдэн мянган хэмээр хэмжигдэх халуун учир тогтмол хөдөлгөөнд орж байдаг.

Мантын конвекц (Mantle convection) гэж нэрлэгдэх үзэгдлийн нөлөөгөөр эх газрууд ч бас хөдөлж байдаг. Уг үзэгдэл япетус далайн ойролцоох гурван эх газрыг аажим хөдөлгөөнд оруулж, хооронд нь ойртуулж байв. Эх газрын хөдөлгөөн хэдийгээр жилд хэдхэн см-ээр хэмжигдэх боловч хэдэн арван мянган жилийн дотор япетус далайг бүрэн устгажээ. Шүрэн ой үргэлжилж байсан далайн ёроол хуурай газар болон өргөгдөж, эртний загас болон триболитын амьдрах орчин гурван эх газар нэгдэж үүссэн шинэ эх газрын эргэн тойронд шилжив. Шинэ эх газрын эрэг орчимд далайн амьтадын амьдрах орчин хязгаарлагдаж, амьдралын төлөөх тэмцэл ширүүсэв. Загаснуудын зарим нь хүчирхэг эрүү шүдтэй, том биетэй болон хувьсаж, триболит ч бас хэлбэр дүрсээ өөрчлөхөөс өөр аргагүйд хүрэв. Бие даан чөлөөтэй хөдлөх чадваргүй триболитын ихэнх нь устаж мөхсөн бол шинэ хувьсалд орж, өргөстэй болсон хэсэг нь өрсөлдөөнд тэсэн үлджээ.

Бидний өвөг ч бас триболитын хувь тавиланг давтахаас өөр аргагүй байсан юм. Өнөөх тайван дөлгөөн Арандаспис 60 сая жилийн дараа сэрвээтэй, гарамгай сэлэгч естэноптерон (Eusthenopteron) болон хувирсан байв. Гэхдээ энэ нь өрсөлдөөнд ялахад хангалтгүй байсан бололтой. Естэноптерон болон түүний дараах удмын олдворууд зөвхөн европ тив болон хойд америк, канадын зүүн эргээс их хэмжээгээр олддог. Үнэндээ энэ бүс нутаг 450 сая жилийн өмнөх гурван жижиг эх газрын мөргөлдөн нийлсэн хэсэг юм. Дөнгөж үүссэн шинэ эх газрын гадарга элсэн цөл мэт үржил шимгүй байв. Үргэлжлэн явагдах мантын конвекцийн нөлөөгөөр эх газруудын мөргөлдсөн хэсэг 40 сая жилийн турш өргөгдөж, Каледони (Caledonia) хэмээх аварга нурууг үүсгэжээ.

Каледонийн нуруу өнөөгийн Гималайн адил 8000 м-ийн өндөртэй байсан гэдэг. Сонирхолтой нь өнөөдөр олдож буй естэноптероний төрлийн олдворууд зөвхөн энэ нурууны хоёр бэлийн бүс нутагт л хамаарч байна. Аварга уул нуруу үүлний хөдөлгөөнд саад болж их хэмжээний бороо оруулах болжээ. Улмаар нурууны бэл рүү урсан үүсэх гол мөрөн шинэ усан орчинг бүрдүүлэв. Каледонийн нуруунаас эх авсан том голууд эх газрыг туулан далайд цутгах болов. Энэхүү шинэ орчин амьдралын төлөөх тэмцэлд хүчин мөхөсдөж, далайгаас зугтах сул доройчуудын сүүлчийн хоргодох газар болжээ. Харин эх газарт анхдагч хэлбэрийн бутлаг ургамлууд ургаж эхэлсэн байна. Гэвч нар шарж хуурай улирал эхлэхэд голууд хатаж, борооны улирал эхлэх үед усаар бүрхэгдэж үерт автах орчны эрс тэс өөрчлөлт амьтад үржин амьдрахад хэтэрхий хүнд нөхцөл байв. Энэ хүнд нөхцөлийг өөрчлөхөд амьтадын өөрсдийн үүрэг оролцоо чухал байсан гэдэг.

Ma - сая жилийн өмнө (million years ago)

Америкийн Пенсилвани мужийн замын ойролцоо улаан өнгийн газрын давхарга ил гарсан байдаг. 370 сая жилийн өмнө Каледонийн нурууны нэг хэсэг байсан энэ газар (Red hill)-аас загаснуудыг татах ургамлын нэгэн төрлийг илрүүлжээ. 370 сая жилийн өмнө үүссэн дэлхийн анхны мод Археоптерис (Archaeopteris)-ын үндэс газрын гүнд тархаж хөрсийг, улмаар голын голдрилыг ойролцоох орчны хамт тогтворжуулж байв. Вержиниа мужийн их сургуулийн доктор Стивен Шеклэр археоптерисийн үүсгэж байсан орчинг судлаж байна. Олдворт тулгуурласан судалгаанаас үзвэл уг мод өвс ургамалгүй хоосон газар нутагт маш хурдан тархаж, 20 хүртэл өндөр, өтгөн шигүү ой үүсгэж байжээ. Улмаар хөвд төрлийн ургамал тархах, нуур цөөрөм үүсгэх нөхцөлийг бий болгов. Модны навч газарт унаж, бактерийн тусламжтайгаар задлагдан загас болон планктоны хоол тэжээлийг үүсгэв. Археоптерисийн ойн ачаар далайгаас зугтсан сул доройчууд цэнгэг усанд зохицон хувьсаж, хуурай газарт хүрэх анхны алхамаа хийжээ.

Өмнөд Америкийн Андын нуруу 400 сая жилийн өмнөх Калидоний нуруутай адил эх газрын хөдөлгөөний нөлөөгөөр үүсчээ. Андын нурууны бэлээр халуун орны ширэнгэ ойн дундуур урсах амазон мөрний загаснуудад усан дор орсон модны мөчир, навч хоол тэжээлийн чухал үүсгүүр болдог. Гэвч загаснууд жил бүрийн 6 сараас тун хүнд давааг давах хэрэгтэй болдог. Бороо үл орох хуурай улирал эхлэхэд Амазоны усны түвшин зарим хэсэгтээ 18 м-ээр багасдаг. Энд тэндгүй цөөрөм, тогтоол ус үүсч, халуун хуурай улирал 4 сарын турш үргэлжилнэ. Тогтоол усны төвшин багасч ус халах үед түүнд шингэсэн хүчилтөрөгчийн хэмжээ багасна. 370 сая жилийн өмнө цэнгэг усанд амьдрах болсон загаснуудад ч бас үүнтэй адил нөхцөл тохиолдож байв.

Цэнгэг усны загаснууд хуурай улирлын үед хүчилтөрөгчийн дутагдлаа хэрхэн нөхөх нь тулгамдах асуудал болжээ. Үүнээс гадна ач ивээлээ хайрлаж байсан археоптерисийн ой нэрмээс болж, түүнээс унасан навчийг задлах бактерийн ажиллагаа тогтоол усан дахь хязгаарлагдмал хүчилтөрөгчийг их хэмжээгээр зарцуулж байв. Мөхөлд ч хүргэж мэдэх энэхүү хүнд нөхцөлийг бидний өвөг дээдэс хэрхэн даван туулав. Хариултыг мөн л Амазоноос мэдэж болно. Тэнд хуурай улирлын үед хүчилтөрөгчөөр дутмаг цөөрөм, тогтоол усанд чөлөөтэй сэлж, хааяа уснаас толгойгоо гаргах сонирхол татам загастай тааралдана. Тэр бол хүчилтөрөгчийн дутагдлаас огт халшрахгүй уушигт загас (Armored plecos) бөгөөд эсрэгээр усан доор удаан байвал амьсгалж чадахгүй бүтэж үхэхэд хүрнэ. Энэ уушигт загас бидний өвөгтэй хамгийн ойрын төрөл болох нь сүүлийн үеийн судалгаагаар тодорхой болжээ.

Шведийн Апсала их сургуулийн доктор Пер Алберг бидний өвгийг амазоны уушигтай загастай адилхан байсан гэж үзэж байна. Эдгээр загаснууд адил цаг хугацаанд далайгаас цэнгэг усанд шилжсэн нь палентологийн олдворуудаар батлагджээ. Нэгэнт хүчилтөрөгчөөр дутмаг орчинд уушиг үүсч болох нь мэдээжийн зүйл. Эрдэмтэдийн төсөөлж байгаагаар уушиг нь загасны цагаан хоолойн хэлбэрийн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй ажээ. Загасанд хүчилтөрөгч дутагдах үед цагаан хоолойн нэгэн хэсэг тэлж томрох болжээ. Улмаар судсаар бүрхэгдэж, илүү их хүчилтөрөгчийг шингээж авахуйц болон хувьсав. Ийнхүү цэнгэг усанд амьдрах явцад олж авсан уушиг амьдралыг үндсээр нь өөрчилж, далайн уснаас хуурай газарт, дараа нь тэнгэрт хүрэхэд түлхэц болов. Каледоны бэлээр үргэлжлэх археоптерисийн ой, түүн дундуур урсах гол мөрөн бидний өвгийн хувьд далайн дараах хоёр дахь эх нутаг нь болжээ. Гэвч амьдрал хуурай газарт шилжихэд уушигнаас гадна хөл, гар хэрэгтэй.

1987 онд Кембрижийн их сургуулийн Женифер Кларк зүүн грийнланд нутгийн 360 сая жилийн өмнөх цаг үед хамаарах газрын давхаргаас нэгэн чухал олдворыг илрүүлжээ. Биеийн бүрэн хэмжээтэйгээр дэлхийд цорын ганцад тооцогдож буй уг олдвор хуруу бүхий хөлтэй байв. Дэлхийн хамгийн анхны хөлтэй амьтанд тооцогдсон Акантостега (Acanthostega)-гийн бие 1 м урттай, сүүл нь загасны адил сэлүүртэй боловч хөлтэй загас гэмээр гайхалтай амьтан юм. Мөн гавлын яс нь илүү хүчирхэг болж, хүзүүгээ эргүүлэн толгойгоо хөдөлгөх боломжтой болжээ. Естэноптероны урд сэлүүр хувьсаж, акантостеганы урд хөл болон хувирсан байв.

10 сая жилийн дотор өрнөсөн энэхүү хувьсал доктор Кларкийн хувьд оньсого мэт байв. Тэрээр анх хуурай газарт алхахын тулд хувьссан гэж үзэж байсан ч хөлний бүтцийн нарийвчилсан шилжилгээгээр биеийн жинг дааж, алхах боломжгүй байсан нь тодорхой болжээ. Биеийн хоёр талд байрлах акантостеганы хөл хүндийн хүч үйлчлэх хуурай газарт ямар ч үүрэггүй эрхтэн байв. Нөгөө талаас бүх биеийн ясны бүтцийн шинжилгээгээр биеэ хоёр тийш мурилзуулан хөдлөх боломжтой байсныг тогтоожээ. Гэхдээ энэ хөдөлгөөн усан орчинд тийм ч их хурдан урагшлах боломж олгохгүй. Ердийн загасны адил сэлүүр хөлнөөс илүүтэйгээр усны эсэргүүцлийг бага мэдрэх тул илүү хурдан сэлж чадна.

Тодорхойгүй байсан анхны хөлний үүрэг мөн л Рэд Хиллээс олджээ. 1998 онд Филаделпийн Шинжлэх Ухааны Академийн доктор Тэд Дэшлер уг газраас 8 см урттай аварга загасны шүдийг олжээ. Шүдний хамт олдсон олдворуудаас тухайн үеийн уушигт загаснууд дотроо хамгийн хүчирхэг махчин загас болох Гинерпетон (Hynerpeton)-ийг илрүүлэв. Үнэн чанартаа далайгаас зугтсан сул доройчуудыг цэнгэг усанд ч бас хүчирхэг дайснууд хүрээлж байв. 5м урт биетэй гинерпетонтой тулсан дөнгөж 1 м урттай акантостеганы хувь тавилан хэрхэн төгсөх нь ойлгомжтой юм. Харин амьд үлдэхийн тулд шинээр олж авсан эрхтэн нь хөл байв. Доктор кларк цоо шинэ өнцөгөөс хөлний үүргийг судалж, одоо амьдарч буй алиалагч загас ( Antennarius striatus)-нд анхаарлаа хандуулжээ. Алиалагч загас далайн ёроолоор алхах болон хоол болох жижиг загаснуудыг отон хүлээх үедээ сэрвээгээ хөлний адил ашигладаг.

Акантостеган гүехэн усан дотор урагшлах, усанд унасан мөчир ургамал зэргийг замаасаа холдуулан зайлуулахад хөлөө ашиглаж байсан хэмээн төсөөлж байна. Усны гүехэн хэсэг том биетэй гинерпетон мэтийн хүчирхэг дайснаас зугтахад туслана. Нөгөө талаас анхны мод археоптерис навчнуудаа мөчрийн хамт унагадаг онцлогтой байв. Иймд их хэмжээгээр унасан мөчир навчны хоорондуур урагшлах, нуугдах үед хөл зайлшгүй шаардлагатай болжээ. Гинерпетон хэмээх аймшигт дайсантай тулсан бидний өвөг амьд үлдэхийн тулд соёогоо хурцлан тэрсэлдэх бус тэмцлээс зайлсхийх аргыг сонгожээ. Энэ нь бидний өвгийг урьдчилан таамаглах аргагүй хувьсалд хүргэнэ. Уушигтай бас хөлтэй болсон акантостеганы бие үе удам солигдох явцад усанд бус газарт илүү зохицон хувьсана. Ийнхүү сул доройгоос усанд амьдарч, үр удмаа үлдээх боломжгүй болсон бидний өвөг газарт гарах бэлтгэл хангагджээ.

Ирландийн баруун урд байрлах Валэнсиа арал хэдэн зуун сая жилийн өмнө каледонийн нурууны бэл байсан газар билээ. 1992 онд энд хийсэн малтлагаар бидний өвгийн үлдээсэн хамгийн эртний хөлийн мөрийг илрүүлжээ. Энэхүү 260 ширхэг мөр биднийг хүрсэн түүхийн харгис ширүүн, уртаас урт аялалын хамгийн эхний мөрүүд байсан юм. Хуурай газарт алхсан хамгийн анхны энэхүү амьтан бол акантостеганы үр удам, 360 сая жилийн өмнө амьдарч байсан Педерпес (Pederpes) юм. Сул доройгоос үл таних орчинд, үл мэдэх ирээдүйд зориглон хийсэн түүний алхам энэхүү цорын ганц төрлийн амьтнаас хуурай газрын бүхий л сээр нуруутанг төрүүлэн гаргах агуу хувьслын эхлэл болжээ.

Эх газарт хүрсэнээс хойш  амьдралын хувьсал огцом хурдсав. Энэ хувьсал далайн усанд байх үетэй харьцуулахад илүү олон төрлийн орчинд олон янзын амьтадыг бий болгов. 360 сая жилийн өмнө анхны модтой учирсан бидний өвөг 60 сая жилийн өмнө дахин өөр нэгэн модтой хувь тавилангийн уулзалт хийх болно. Анхны үр жимс ургуулагч мод (Angiosperm) модонд авирахаас илүүтэйгээр ашиглаж чаддаггүй байсан сүүн тэжээлтний хөлийг гар болгон хувиргана. Урд хөлийнх нь эрхий хуруу бусад хурууны эсрэг чиглэн байрласнаар мичин төрөлтөн түгэн дэлгэрэнэ. Удалгүй ойгоос гарсан бидний өвөгт сэтгэл санаагаа илэрхийлж, харилцан ойлголцоход энэхүү гар туслах болно.

үргэлжилнэ ...

Биологи, Түүх