Как происходило развитие жизни на земле. Развитие жизни на земле
Каждого из нас порой волнуют такие вопросы, на которые сложно найти ответы. К ним относится понимание смысла своего существования, устройство мира и многое другое. Полагаем, что каждый однажды задумывался по поводу развития жизни на Земле. Эры, которые нам известны, очень сильно отличаются между собой. В этой статье мы подробно разберем, и как именно проходила ее эволюция.
Катархей
Катархей - когда земля была безжизненной. Повсюду были вулканические извержения, ультрафиолетовые излучения и отсутствовал кислород. Эволюция жизни на Земле начала свой отсчет именно с этого периода. За счет взаимодействия химических веществ, которые окутали землю, начинают образовываться свойства, характерные для жизни на Земле. Однако существует и другое мнение. Некоторые историки считают, что Земля никогда не пустовала. По их мнению, планета существует столько же времени, сколько и жизнь на ней.
Эра катархея продолжалась от 5-ти до 3-х миллиардов лет назад. Исследования показали, что в этот период планета не имела ядра и земной коры. Интересен тот факт, что в то время сутки длились всего лишь 6 часов.
Архей
Следующей эрой после катархея, является архей (3,5-2,6 миллиардов лет до н.э.). Он делится на четыре периода:
- неоархей;
- мезоархей;
- палеоархей;
- эоархей.
Именно во время архея зародились первые простейшие микроорганизмы. Мало кому известно, но залежи серы и железа, которые мы добываем сегодня, появились именно в этот период. Археологи нашли остатки нитчатых водорослей, возраст которых позволяет отнести их к периоду архея. В это время эволюция жизни на Земле продолжалась. Появляются гетеротрофные организмы. Образуется грунт.
Протерозой
Протерозой - это один из наиболее длительных периодов развития Земли. Он разделяется на следующие этапы:
- мезопротерозой;
- неопротерозой.
Данный период характеризуется появлением озонового слоя. Также именно в это время, как утверждают историки, полностью сформировался объем мирового океана. Палеопротерозойская эра включала в себя сидерийский период. Именно в нем произошло формирование анаэробных водорослей.
Ученые отмечают, что именно в протерозое произошло глобальное оледенение. Оно длилось на протяжении 300 миллионов лет. Подобной ситуацией характеризуется и ледниковый период, который был гораздо позднее. Во время протерозоя появились Среди них губки и грибы. Именно в этот период сформировались залежи руды и золота. Неопротерозойская эра характеризуется формированием новых континентов. Ученые отмечают, что вся флора и фауна, которая существовала в этот период, не является предком современных животных и растений.
Палеозой
Ученые изучают геологические эры Земли и развитие органического мира достаточно долго. По их мнению, палеозой является одним из наиболее значимых для нашей современной жизни периодом. Он длился около 200 миллионов лет и делится на 6 временных отрезков. Именно в эту эру развития Земли начали формироваться наземные растения. Стоит отметить, что в период палеозоя животные вышли на сушу.
Эру палеозоя исследовали многие известные ученые. Среди них А. Седжвик и Э. Д. Филлипс. Именно они разделили эру на определенные периоды.
Климат палеозоя
Многие ученые проводили исследования, чтобы выяснить Эры, как мы говорили ранее, могли длиться достаточно долго. Именно по этой причине на протяжении одного летоисчисления на определенном участке Земли в разное время может быть абсолютно противоположный климат. Так было и в палеозое. В начале эры климат был более мягкий и теплый. Зональности как таковой не было. Процент кислорода постоянно возрастал. Температура воды составляла от 20 градусов по Цельсию. Со временем начала появляться зональность. Климат стал более жарким и влажным.
К концу палеозоя, как следствие образования растительности, начался активный фотосинтез. Появилась более выраженная зональность. Образовались климатические пояса. Данный этап стал одним из наиболее важных для развития жизни на Земле. Эры палеозоя дали толчок для обогащения планеты флорой и фауной.
Растительный и животный мир эры палеозоя
В начале палеозийского периода жизнь была сосредоточена в водоемах. В середине эры, когда количество кислорода достигло высокого уровня, началось освоение суши. Ее самыми первыми жителями были растения, которые сначала совершали свою жизнедеятельность на мелководье, а потом перебрались и на берег. Первые представители флоры, которые освоили сушу, - псилофиты. Стоит отметить, что они не имели корней. К эре палеозоя также относят процесс формирования голосеменных. Появились также древовидные растения. В связи с появлением на земле флоры, постепенно начали появляться и животные. Ученые предполагают, что первыми возникли растительноядные формы. Достаточно длительное время длился процесс развития жизни на Земле. Эры и живые организмы постоянно видоизменялись. Первые представители фауны - беспозвоночные и пауки. Со временем появились насекомые с крыльями, клещи, моллюски, динозавры, рептилии. В позднем периоде палеозоя произошли значительные климатические изменения. Это привело к вымиранию некоторых видов животных. По предварительным подсчетам погибло около 96% обитателей воды и 70% суши.
Полезные ископаемые эры палеозоя
Именно с палеозойским периодом связано образование многих полезных ископаемых. Начали формироваться залежи каменной соли. Стоит также подчеркнуть, что некоторые нефтяные бассейны берут свое начало именно с Начали формироваться угольные толщи, которые составляют 30% от общего количества. Также именно с палеозойским периодом связано образование ртути.
Мезозой
Следующим после палеозоя, был мезозой. Он длился около 186 миллионов лет. Геологическая история Земли взяла свое начало гораздо раньше. Однако именно мезозой стал эрой активности как климатической, так и эволюционной. Сформировались основные границы материков. Началось горообразование. Произошло деление Евразии и Америки. Считается, что именно в климат был наиболее теплым. Однако в конце эры начался ледниковый период, который существенно изменил флору и фауну земли. Произошел естественный отбор.
Флора и фауна в эру мезозоя
Эра мезозоя характеризуется вымиранием папоротников. Преобладают голосеменные и хвойные. Формируются покрытосеменные растения. Именно в мезозойском периоде наступает расцвет фауны. Наиболее развитыми становятся рептилии. В данном периоде существовало большое количество их подвидов. Появляются летающие рептилии. Их рост продолжается. К концу некоторые представители весят около 50 килограмм.
В мезозое постепенно начинается развитие цветоносных растений. К концу периода наступает похолодание. Снижается количество подвидов околоводных растений. Постепенно вымирают и беспозвоночные. Именно по этой причине появляются птицы и млекопитающие.
По мнению ученых, птицы взяли свое начало от динозавров. Возникновение млекопитающих они связывают с одним из подклассов пресмыкающихся.
Кайнозой
Кайнозой - это именно та эра, в которой мы сегодня живем. Она началась около 66 миллионов лет назад. В начале эры по-прежнему происходило деление континентов. На каждом из них преобладала своя флора, фауна и климат.
Кайнозой отличается большим количеством насекомых, летающих и морских животных. Преобладают млекопитающие и покрытосеменные. Именно в это время все живые организмы сильно эволюционируют и отличаются большим количеством подвидов. Появляются злаковые. Самое главное преобразование - это появление человека разумного.
Эволюция человека. Начальные этапы развития
Точный возраст планеты определить невозможно. Ученые спорят касаемо этой темы на протяжении длительного времени. Одни считают, что возраст Земли составляет 6000 тысяч лет, другие, что более 6 миллионов. Полагаю, что мы никогда не узнаем правды. Самым главным достижением кайнозойской эры является появление человека разумного. Давайте более подробно разберем, как именно это происходило.
Существует большое количество мнений, относительно формирования человечества. Ученые неоднократно сравнивали самые разнообразные наборы ДНК. Они пришли к выводу, что наиболее схожий организм с человеком имеют обезьяны. Доказать данную теорию до конца невозможно. Некоторые ученые утверждают, что организм человека и свиньи также достаточно схож.
Эволюция человека просматривается невооруженным глазом. Сначала для населения были важны биологические факторы, а сегодня - социальные. Неандерталец, кроманьонец, австралопитек и другие - все это через которые прошли наши предки.
Парапитек - это первая ступень развития современного человека. На данном этапе существовали наши предки - обезьяны, а именно шимпанзе, гориллы и орангутанги.
Следующим этапом развития были австралопитеки. Первые найденные остатки находились на территории Африки. По предварительным данным, их возраст составляет около 3 миллионов лет. Ученые исследовали находку и пришли к выводу, что австралопитеки достаточно схожи с современным человеком. Рост представителей был достаточно небольшим, примерно 130 сантиметров. Масса австралопитеков составляла 25-40 килограмм. Орудиями, скорее всего, они не пользовались, поскольку они так и не найдены.
Человек умелый был схож с австралопитеком, но, в отличие от них, пользовался примитивным орудием. Его кисти рук и фаланги пальцев были более развитыми. Считается, что именно человек умелый - прямой наш предок.
Питекантроп
Следующим этапом эволюции был питекантроп - человек прямоходящий. Первые его останки были найдены на острове Ява. По мнению ученых, питекантропы проживали на территории Земли около миллиона лет назад. Позже останки человека прямоходящего были найдены во всех уголках планеты. Исходя из этого, можно сделать вывод, что питекантропы населяли все континенты. Тело прямоходящего человека мало чем отличалось от современного. Однако были незначительные отличия. Питекантроп имел низкий лоб и четко выраженные надбровные дуги. Ученые выяснили, что прямоходящий человек вел активный образ жизни. Питекантропы занимались охотой и изготовляли простые орудия труда. Они жили группами. Так питекантропам было легче охотиться и защищаться от врага. Находки в Китае позволяют сделать вывод, что они также умели пользоваться огнем. У питекантропов появилось абстрактное мышление и речь.
Неандерталец
Жили неандертальцы около 350 тысяч лет назад. Найдено около 100 остатков их жизнедеятельности. Череп неандертальцев был куполообразным. Их рост составлял около 170 сантиметров. Они имели достаточно крупное телосложение, развитую мускулатуру и хорошую физическую силу. Им пришлось жить в ледниковый период. Именно благодаря этому неандертальцы научились шить одежду из кожи и постоянно поддерживать огонь. Существует мнение, что неандертальцы жили только на территории Евразии. Стоит также отметить, что они достаточно тщательно обрабатывали камень для будущего орудия. Неандертальцы часто использовали дерево. С него они создавали орудие труда и элементы для жилищ. Однако стоит отметить, что они были достаточно примитивные.
Кроманьонец
Кроманьонцы имели высокий рост, который составлял около 180 сантиметров. Они имели все признаки современного человека. За последние 40 тысяч лет их вид абсолютно не изменился. Проанализировав останки человека, ученые сделали вывод, что средний возраст кроманьонцев составлял около 30-50 лет. Стоит отметить, что они создавали более сложные виды оружий. Среди них ножи и гарпуны. Кроманьонцы ловили рыбу и поэтому, помимо стандартного набора оружия, они создавали и новое для комфортной рыбалки. Среди них иглы и многое другое. Из этого можно сделать вывод, что кроманьонцы обладали хорошо развитым мозгом и логикой.
Свое жилище человек разумный строил из камня или вырывал его в земле. Кочующие население для большего удобства создавало временные шалаши. Стоит также отметить, что кроманьонцы приручили волка, превратив его со временем в сторожевого пса.
Кроманьонцы и искусство
Мало кому известно, что именно кроманьонцы сформировали концепцию, которая сейчас нам известна, как понятие творчества. На стенах большого количества пещер были найдены наскальные рисунки, сделанные кроманьонцами. Стоит подчеркнуть, что кроманьонцы всегда оставляли свои рисунки в труднодоступных местах. Возможно, они выполняли какую-то магическую роль.
Техника нанесения рисунков у кроманьонцев была разнообразная. Одни четко прорисовывали изображения, а другие выцарапывали их. Кроманьонцы использовали цветные краски. Преимущественно красный, желтый, коричневый и черный. Со временем они даже начали вытачивать фигурки людей. Все найденные экспонаты вы можете с легкостью найти практически в любом археологическом музее. Ученые отмечают, что кроманьонцы были достаточно развитыми и образованными. Они любили носить украшения из костей убитых ими животных.
Существует достаточно интересное мнение. Раньше считалось, что кроманьонцы вытеснили неандертальцев в неравной борьбе. Сегодня ученые предполагают иначе. Они считают, что на протяжении определенного количества времени неандертальцы и кроманьонцы жили бок о бок, но более слабые погибли от резкого похолодания.
Подведем итоги
Геологическая история Земли взяло свое начало много миллионов лет назад. Каждая эра внесла свою лепту в нашу современную жизнь. Мы часто не задумываемся о том, как развивалась наша планета. Изучая информацию о том, как формировалась наша Земля, остановиться невозможно. История эволюции планеты способна заворожить каждого. Настоятельно рекомендуем беречь нашу Землю, хотя бы для того, чтобы спустя еще миллионы лет историю нашего существования было кому изучать.
ИЗУЧЕНИЕ РАННИХ ЭТАПОВ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
План
1. Масштабы геологического времени.
2. Основные подразделения геологической истории Земли.
3 Резкий рост разнообразия ископаемой фауны
1. МАСШТАБЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ
Очень многие науки занимаются изучением эволюци-
онного развития организмов, исследуя различные аспекты
Ископаемые останки растений и животных, которые суще-
ствовали в давние геологические эпохи на Земле, изучают-
ся палеонтологией - пауком о вымерших растениях и жи-
вотных, о смене их во времени и пространстве, обо всех
доступных изучению проявлениях жизни в геологическом
прошлом. Для этого они изучают останки древних форм
жизни и сопоставляют их с современными организмами. Им
удается определить время существования вымерших форм,
чтобы па этой основе восстановить филогенез. Филогенез
представляет собой историческую преемственность расте-
ний и животных, а также всех остальных групп организмов,
их эволюционную историю. Но палеонтологии не достаточ-
но исключительно своих данных. Ей обязательно нужны
сведения и результаты исследований многих других наук,
которые близки ей по направленности. К ним можно отнес-
ти биологические, геологические и географические дисципли-
ны К тому же известно, что сама палеонтология находится
на «стыке» геологии и биологии. Палеонтологии также не-
обходима «помощь» таких наук, как историческая геология,
стратиграфия, палеография, палеоклиматология и др. Это
нужно, чтобы иметь возможность разобраться и правильно
определить время существования вымерших организмов,
понять условия их жизни и закономерности перехода их
останков п ископаемое состояние. Использование данных
сравнительной анатомии просто необходимо палеонтоло-
гам; чтобы, проанализировать строение, физиологию, образ
жизни п эволюцию вымерших форм. К тому же с помощью
сравнительной анатомии довольно просто установить гомо-
логию органов и структуру разных видов Что такое гомо-
логия!- Она представляет собой сходство, которое основы-
вается на родстве. Если в организмах присутствуют гомо-
логичные органы, :-зто является прямым доказательством
родственных связей этих организмов. Эти подтверждает,
что организмы имеют либо общих предков, либо являются
потомками вымерших организмов. Как пришло, нее гомо-
логичные органы имеют одинаковое строение, их развитие
происходит из аналогичных эмбриональных зачатков, а так-
же следует указать, что они занимают одш аковое положе-
ние в организме.
Большое значение для палеонтологии имеет и развитие
таких наук, как функциональная анатомия и сравнительная
физиология. Они помогают палеонтологам правильно понять,
как функционировали органы у вымерших с рганизмов. Для
анализа строения, жизнедеятельности и условий существо-
вания вымерших животных ученые используют принцип ак-
туализма, который был выдвинут геологом Д. Геттоном. Впо-
следствии он был детально разработан одним из крупнейших
геологов XIX и. Ч. ЛаЙелем. Согласно этом} принципу все
закономерности и взаимосвязи, которые можно наблюдать в
явлениях и объектах неорганического и органического мира
в нынешнее время, имели место в прошлом. Безусловно, никто
не может дать стопроцентной гарантии, но многие ученые
приходят к выводу, что в большинстве случаев зтот принцип,
верен. Как известно, палеонтологическая летопись, которая
представлена ископаемыми останками вымерших организ-
мов, иногда не дает полной картины из-за многочисленных
пробелов. Эти пробелы возникают из-за специфичности ус-
ловий захоронения останков организмов и очень маленькой
вероятности совпадения всех необходимых для этого фак-
торов. Чтобы воссоздать филогенез организмов полностью,
реконструировать недостающие звенья на релословном дре-
ве, недостаточно только палеонтологических данных и мето-
дов. Помочь в этом может метод тройного параллелизма, ко-
торый был введен в пауку немецким ученым 3. Геккелем. Он
Общая биология 377
основан на сравнении палеонтологических, сравнительно-ана-
томических и эмбриологических данных. Ученый опирался
на закон, который был сформулирован им самим. Это ос-
новной биогенетический закон. В его основе лежит понима-
ние того, что индивидуальное развитие организма (онтоге-
нез) - это сжатое повторение филогенеза. Это значит, что
детальное изучение и анализ ныне развивающихся организ-
моз даст возможность понять, как происходили эволюци-
онные изменения всех живых организмов, в том числе и тех,
которые давно вымерли. Гораздо позже ученый А, Н. Се-
верцов доказал, что Геккель немного ошибался. Северцо-
чым выведена теория филэмбриогенеза, в которой он дока-
зывает, что как раз благодаря эволюции онтогенеза воз-
можно проявление филогенеза. Существуют частные слу-
чаи, когда эволюционная перестройка какого-либо из орга-
нов протекает с помощью изменения поздних стадий его
индивидуального развития, т. е. новые признаки формиру-
ются в конце онтогенеза (это Северцов назвал анаболией).
Тогда действительно можно наблюдать описанное Геккелем
соотношение между онтогенезом И’филогенезом. Лишь в
подобных случаях возможно привлечение эмбриологичес-
ких данных для исследования филогенеза. Севсрцовым при-
водятся интересные примеры реконструкции гипотетичес-
ких недостающих звеньев в филогенетическом древе. Ис-
следование онтогеиезов современных организмов необхо-
димо еще и для того, чтобы иметь правильное представле-
ние о возможных изменениях онтогенеза, которые и дают
толчок к эволюции;
Чтобы понять сущность эволюционного процесса и сде-
лать причинный анализ хода филогенеза, необходимы выво-
ды зволюциоиистики. Эта наука является аналогом теории
.шолюции и называется иначе дарвинизмом от имени велико-
го создателя теории естественного отбора Ч. Дарвина. Пред-
ставители этой науки изучают сущности механизмов, общих
закономерностей и направлений эволюционного процесса.
Сама наука является теоретической базой всей современной
биологии. Эволюция организмов - это особая форма суще-
ствования живой материи во времени. К тому же все совре-
менные проявления жизни на любом уровне организации
живой материи можно понять, лишь учитывая эволюцион-
ную предысторию.
Вот далеко не полный перечень наук, участвующих в
изучении и анализе развития жизни на Земле в прошлые
ппохи. Палеонтологи привлекают данные систематики, био-
географии. Также ученых очень интересуют вопросы про-
исхождения человека и его эволюции, так как здесь есть
существенные отличия от всех остальных классов живот-
ных в связи с развитием трудовой деятельности и соци-
альными условиями.
Чтобы разобраться в эволюции организмов, надо знать,
как она проходила во времени, учитывать продолжительность
всех ее этапов. Осадочные породы помогают определить воз-
раст местности. Более древние породы лежат под более по-
здними пластами
Чтобы правильно определить относительный возраст пла-
стов осадочных пород разных регионов, необходимо сопоста-
вить сохранившиеся в них ископаемые организмы. Это воз-
можно сделать благодаря палеонтологическому методу, пред-
ложенному в работах английского геолога У. Смита в конце
XVIII - начале XIX в. Ученые выяснили, что среди ископае-
мых организмов, которыми характеризуется каждая эпоха,
можно выделить некоторое количество наиболее распростра-
ненных видов. Эти виды стали называться руководящими не
копаемыми.
Абсолютный возраст осадочных пород, т. е. тот проме-
жуток времени, который прошел с начала их образования, ус-
тановить достаточно трудно. Информацию об этом можно по-
лучить, исследуя вулканические породы, образовавшиеся из
остывающей магмы. В магме следует учитывать содержание
радиоактивных элементов и продуктов распада. Известно, что
радиоактивный распад в таких породах начинается со време-
ни их кристаллизации из расплавов магмы, причем продолжа-
ется он с неизменной скоростью до тех пор, пока не исчерпа-
ются все запасы радиоактивных элементов.
Благодаря этому определить возраст породы достаточно
легко. Для этого нужно только определить содержание в гор-
ной породе того или иного радиоактивного элемента и продук-
тов его распада, учитывая скорость распада, и можно достаточ-
но точно вычислить абсолютный возраст данной породы.
Для’осадочных пород приходится учитывать приблизи-
тельный возраст по отношению к абсолютному возрасту сло-
ев вулканических пород. Продолжительное и кропотливое ис-
следование относительного и абсолютного возраста горных
пород в разных регионах земного шара, которое проводилось
несколькими поколениями геологов и палеонтологов, позво-
лило обозначить основные вехи геологической истории Зем-
ли. Границы между этими подразделениями соответствуют
разного рода изменениям геологического и биологического
(палеонтологического) характера. Это могут быть изменения
режима осадконакопления в водоемах, которые приводят к
формированию иных типов осадочных пород, усиление вул-
канизма и горообразовательных процессов, вторжение моря
(морская трансгрессия) благодаря опусканию значительных
участков континентальной коры или повышению уровня оке-
ана, существенные изменения фауны и флоры..Поскольку по-
добные события происходили в истории Земли нерегулярно,
длительность различных эпох, периодов и эр неодинакова.
Иногда создает трудности огромная длительность древней-
ших геологических эр (археозойской И протерозойской), ко*
торые к тому же не разделены на меньшие временные проме-
жутки (во всяком случае, нет еще общепринятого деления).
Это возникло в первую очередь из-за самого фактора време-
ни, т. е. древности отложений археозоя и протерозоя, которые
подвергались за.свою длительную историю значительному
метаморфизму и разрушению, в результате чего стирались су
Шествовавшие когда-то вехи развития Земли и жизни. Отло-
жения архейской и протерозойской эр содержат чрезвычайно
мало ископаемых останков организмов; по этому признаку
археозой и протерозой объединяют под названием «крипто
зой» (этап скрытой жизни), противопоставляя объединению
трех последующих эр - фанерозой (этан явной, наблюдаемой
жизни). Возраст Земли определяется различными учеными
по-разному, .но можно указать приблизительную цифру - 5
млрд лет
2. ОСНОВНЫЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ
ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
Археозойская и протерозойская эры, которые составля
ют криптоз’оЙ, длились примерно 3,4 млрд лет. Это говорит о
том, что криптозой составляет 7/8 всей геологической исто
рии. Стоит заметить, что в отложениях пород этого периода
сохранилось лишь небольшое количество ископаемых остаи-
373 Биология
ков вымерших организмов. Поэтому ученым трудно точно
определить, как же развивалась жизнь в течение этого доста-
точно продолжительного промежутка времени.
Самые древние остатки вымерших организмов ученые
нашли в осадочных толщах Родезии. Осадочные породы име-
ют здесь возраст 2,9-3,2 млрд лет. Были обнаружены следы
жизнедеятельности водорослей (по всей видимости, синезеле-
ных). Это убедительно доказывает, что приблизительно 3 млрд
лет назад на Земле уже существовали фотосинтеэирующие
организмы. Это водоросли. Предполагается, что появление
жизни на Земле должно было произойти намного раньше.
Называют цифру 3,5-4 млрд лет назад. Наиболее изучена про-
терозойская флора. Она представлена нитчатыми формами
длиной до нескольких сотен микрометров и толщиной 0,6-16
мкм. Все они имеют различное строение. Также найдены ос-
татки одноклеточных организмов диаметром 1 - 16 мкм. Ос-
татки этой среднепротерозойской флоры были найдены в Ка-
наде. Ученые исследовали кремнистые сланцы на северном
берегу озера Верхнего и наткнулись на остатки вымерших
г^икреюрганизмов. Возраст отложений составляет примерно
1,9 млрд лет.
Очень часто в осадочных породах, относящихся к про-
межутку времени 2-1 млрд лет назад, ученые находят стро-
матолиты - известковые или доломитовые караваеобразные
тела на дне морских и пресноводных водоемов, возникшие в
результате жизнедеятельности низших водорослей. Это толь-
ко подтверждает версию о широком распространении и актив-
ной фотосинтезирующеи и рифостроительнои деятельности
синезеленых водорослей.
Следующий важнейший этап в эволюции жизни подтверж-
дается рядом находок ископаемых остатков в отложениях, ко-
торые имеют возраст 0,9-3 млрд лет. Среди них найдены пре-
красно сохранившиеся останки одноклеточных организмов раз-
мером 2-8 мкм, в которых удалось различить внутриклеточ-
ную структуру, похожую на ядро; обнаружены также стадии
деления одного из видав этих одноклеточных организмов, на-
поминающие стадии митоза, - способа деления эукариотичес-
ких (т. с. имеющих ядро) клеток.
Если выводы, сделанные после тщательного изучения
найденных останков, верны, то это только подтверждает, что
около 1,6 млрд лет назад эволюция оргапизмон миновала важ-
нейший рубеж: был достигнут уровень организации эукариот.
О первых следах жизнедеятельности червеобразных много-
клеточных можно узнать из позднерифейских отложений. Уже
в вендские времена (примерно 650-570 млн лет назад) суще-
ствовали животные, которых можно было отнести к различ-
ным типам. Отпечатков мягкотелых вендских животных не
так уж много, однако они известны во всех уголках земного
шара. Целый ряд интересных находок ученые сделали на тер-
ритории бывшего СССР, обнаружив их в позднепротерозойо
ких отложениях.
В 1947 г. Р. Спригтом была обнаружена богатая поздне-
. протер озон екая фауна. Ученый нашел ее в Центральной Авст-
ралии. Позднее исследовавший ее М. Глесснер предполагает
что она состоит из трех десятков видов самых разнообразных
многоклеточных животных, которые можно, tii мести к разным
типам. Большую часть найденных форм можно отнести к ки-
шечнополостным. К ним относятся медузопс’/:обные организ-
мы, которые по предположениям находились 8 среднем слое
воды, и находящиеся близ дна полиплоидные формы, кото-
рые по виду напоминают современных альционарий или мор-
ские перья. Ученые подтвердили, что все они. как и подобные
животные адиакарской фауны, не имеют твердого скелета.
Помимо кишечнополостных в кварцитах Паунд, где и
находится эдиакарская фауна, обнаружены останки червеоб-
разных организмов, которых относят к плоек t м и кольчатым
червям. Некоторые из представленных оста t ков считаются
возможными предками членистоногих. К ТОМУ же там же най-
дены останки неизвестной таксономической принадлежности.
Это только лишний раз подтверждает, что в иендское время
существовало большое разнообразие многоклеточных мяг-
котелых животных. Из этого можно сделать вывод: учиты-
вая, что в вендское время существовало огромное разнообра-
зие видов, в том числе и достаточно высокоорганизованных
животных, то, по всей видимости, до вендского периода жизнь
существовала продолжительное время. Предполагается, что
многоклеточные животные появились гораздо раньше - при-
мерно 700-900 млн лет назад.
3. РЕЗКИЙ РОСТ РАЗНООБРАЗИЯ ИСКОПАЕМОЙ
ФАУНЫ
На рубеже протерозойской и палеозойскей эр оче?1ь силь-
но изменятся состав ископаемой фауны. Неожиданно поело
толщ верхнего протерозоя, в которых наблюдалось почти пол-
ное отсутствие жизни, в осадочных породах кембрия, начиная
с самых нижних его пластов, возникает огромное количество
и разнообразие останков ископаемых организмов. Есть среди
них и губки (плеченогие моллюски), а также представители
вымерших членистоногих. Зато уже к концу кембрия возни-
кают практически все известные ученым типы многоклеточ-
ных животных. До сих пор исследователи не могут объяснить
такой внезапный скачок в эволюции живых форм.
По всей видимости, обособление всех основных типов
животных совершилось а верхнем протерозое 600-800 млн
лет назад. Ученые предполагают, что примитивные представи-
тели всех групп многоклеточных животных являлись неболь-
шими организмами, лишенными скелета. Тем временем в.ат-
мосфере шло накопление кислорода и увеличивалась мощ-
ность озонового экрана, что и привело к увеличению разме-
ров тела животных и приобретению ими скелета. В результате
организмы получили возможность широкого расселения на
небольшие глубинах различных водоемов, а это стало причи-
ной того, что значительно выросло число разнообразных форм
жизни.
Учебник для 10-11 классов
Глава XIII. Развитие жизни на Земле
Историю живых организмов на Земле изучают по сохранившимся в осадочных горных породах остаткам, отпечаткам и другим следам их жизнедеятельности. Этим занимается наука палеонтология. Для удобства изучения и описания вся история Земли разделена на отрезки времени, имеющие различную длительность и отличающиеся друг от друга климатом, интенсивностью геологических процессов, появлением одних и исчезновением других групп организмов и т. д. В геологической летописи эти отрезки времени соответствуют разным слоям осадочных пород с включенными в них ископаемыми остатками. Чем глубже расположен слой осадочных пород (если, конечно, слои не перевернуты в результате тектонической деятельности), тем древнее находящиеся там ископаемые. Такое определение возраста находок является относительным. Кроме того, нужно помнить, что зарождение той или другой группы организмов происходит раньше, чем она появляется в геологической летописи. Группа должна стать достаточно многочисленной, чтобы через сотни миллионов лет мы могли обнаружить ее представителей при раскопках.
Рис. 71. История развития жизни на Земле и формирование современной атмосферы
Названия этих отрезков времени греческого происхождения. Самые крупные такие подразделения - зоны, их два - криптозой (скрытая жизнь) и фанерозой (явная жизнь). Зоны делятся на эры (рис. 71). В криптозое две эры - архей (древнейший) и протерозой (первичная жизнь). Фанерозой включает в себя три эры - палеозой (древняя жизнь), мезозой (средняя жизнь) и кайнозой (новая жизнь). В свою очередь, эры разделены на периоды, периоды иногда делят на более мелкие части. Для того чтобы выяснить, какие реальные промежутки времени соответствуют эрам и периодам, определяют содержание изотопов различных химических элементов в горных породах и остатках организмов. Поскольку скорость распада изотопов строго постоянная и хорошо известная величина, можно определить абсолютный возраст найденных ископаемых. Чем дальше от нас отстоит тот или другой период времени, тем с меньшей точностью определяется его возраст.
§ 55. Развитие жизни в криптозое
По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5-7 млрд лет назад. Около 4 млрд лет назад стала остывать и затвердела земная кора, на Земле возникли условия, позволившие развиваться живым организмам. Эти первые организмы были одноклеточными, не имели твердых оболочек, поэтому обнаружить следы их жизнедеятельности очень трудно. Неудивительно, что ученые долгое время считали, что Земля значительную часть времени своего существования была безжизненной пустыней. Хотя на криптозой приходится около 7/8 всей истории Земли, интенсивное изучение этого зона началось только в середине XX в. Применение современных методов исследования, таких, как электронная микроскопия, компьютерная томография, методов молекулярной биологии позволило установить, что жизнь на Земле намного древнее, чем представлялось ранее. В настоящее время науке неизвестны такие осадочные породы, в которых бы не было следов жизнедеятельности. В самых древних известных на Земле осадочных породах, возраст которых 3,8 млрд лет, обнаружены вещества, входившие, по-видимому, в состав живых организмов.
Архей. Архей - самая древняя эра, начался более 3,5 млрд лет назад и продолжался около 1 млрд лет. В это время на Земле были уже довольно многочисленны цианобактерии, окаменевшие продукты жизнедеятельности которых - строматолиты - найдены в значительных количествах. Австралийскими и американскими исследователями были найдены и сами окаменевшие цианобактерии. Таким образом, в архее уже существовала своеобразная «прокариотическая биосфера». Цианобактериям обычно для жизнедеятельности нужен кислород. Кислорода в атмосфере еще не было, однако им, по-видимому, хватало кислорода, который выделялся при химических реакциях, протекавших в земной коре. Очевидно, биосфера, состоящая из анаэробных прокариот, существовала еще раньше. Важнейшим событием архея явилось возникновение фотосинтеза. Нам неизвестно, какие именно организмы явились первыми фотосинтетиками. Самым ранним свидетельством существования фотосинтеза являются содержащие углерод минералы с таким соотношением изотопов, которое характерно именно для углерода, прошедшего через процесс фотосинтеза. Эти минералы имеют возраст более 3 млрд лет. Возникновение фотосинтеза имело огромное значение для дальнейшего развития жизни на Земле. Биосфера получила неиссякаемый источник энергии, а в атмосфере начал накапливаться кислород (см. рис. 71). Содержание кислорода в атмосфере еще долго оставалось низким, однако появились предпосылки бурного развития аэробных организмов в дальнейшем.
Протерозой. Протерозойская эра - самая длинная в истории Земли. Она продолжалась около 2 млрд лет. Примерно через 600 млн лет после начала протерозоя, около 2 млрд лет назад, содержание кислорода достигло так называемой «точки Пастера» - около 1% от его содержания в атмосфере, современной нам. Ученые считают, что такая концентрация кислорода достаточна для того, чтобы обеспечить устойчивую жизнедеятельность одноклеточных аэробных организмов. Медленное, но постоянное увеличение содержания кислорода в атмосфере способствовало совершенствованию клеточного дыхания, возникновению окислительного фосфорилирования. Окислительное фосфорилирование, будучи значительно более эффективным способом утилизации энергии углеводов, чем анаэробный гликолиз, в свою очередь, вело к процветанию аэробных организмов. Накопление кислорода в атмосфере привело к формированию озонового экрана в стратосфере, что сделало принципиально возможной жизнь на суше, защитив ее от смертоносного жесткого ультрафиолета. Прокариоты - бактерии и одноклеточные водоросли - жили, по-видимому, и на суше, в пленках воды между минеральными частицами в зонах частичного затопления вблизи водоемов. Результатом их жизнедеятельности стало образование почвы.
Рис. 72. Флора и фауна позднего протерозоя.
1 - многоклеточная водоросль; 2 - губка; 3 - медуза; 4 - ползающий кольчатый червь; 5 - сидячий кольчатый червь; 6 - восьмилучевой коралл; 7 - примитивные членистоногие неясного систематического положения
Не менее важным событием было и возникновение эукариот. Когда оно произошло, неизвестно, так как зафиксировать его очень трудно. Исследования на молекулярном уровне дали основание некоторым ученым предположить, что эукариоты могут быть столь же древними, как и прокариоты. В геологической же летописи признаки деятельности эукариот появились примерно 1,8-2 млрд лет назад. Первые эукариоты были одноклеточными организмами. По-видимо-му, уже у них сформировались такие фундаментальные признаки эукариот, как митоз и наличие мембранных органелл. Ко времени 1,5-2 млрд лет назад относят возникновение одного из самых важных ароморфозов - полового размножения.
Важнейшим этапом в развитии жизни явилось возникновение многоклеточности. Это событие дало мощный толчок увеличению разнообразия живых организмов, их эволюции. Многоклеточность делает возможными специализацию клеток в пределах одного организма, возникновение тканей и органов, в том числе органов чувств, активное добывание пищи, передвижение. Эти преимущества способствовали широкому расселению организмов, освоению всех возможных экологических ниш и в конечном итоге формированию современной биосферы, пришедшей на смену «прокариотической». Первые многоклеточные организмы появились в протерозое не менее 1,5 млрд лет назад. Однако некоторые ученые считают, что это произошло гораздо раньше - около 2 млрд лет назад. Это были, по-видимому, водоросли.
Вспышка разнообразия животных. Конец протерозоя, примерно 680 млн лет назад, ознаменовался мощной вспышкой разнообразия многоклеточных организмов и появлением животных (рис. 72). До этого периода находки многоклеточных редки и представлены растениями и, возможно, грибами. Возникшая в конце протерозоя фауна получила название эдиакарской по местности в Южной Австралии, где в середине XX в. в слоях возрастом 650-700 млн лет были обнаружены первые отпечатки животных. Впоследствии похожие находки были сделаны и на других материках. Эти находки послужили причиной выделения в протерозое особого периода, получившего название венд (по названию одного из славянских племен, живших на берегу Белого моря, где обнаружено множество ископаемых остатков представителей этой фауны). Венд продолжался примерно 110 млн лет. За это короткое по сравнению с предыдущими эпохами время возникло и достигло значительного разнообразия большое количество видов многоклеточных животных, относящихся к типам кишечнополостных, червей, членистоногих. Некоторые из этих животных имели до 1 м в длину, по-видимому, они были студенистыми, как медузы. Отличительная особенность животных вендо-эдиакарской фауны - отсутствие какого бы то ни было скелета. Вероятно, тогда еще не было хищников, от которых надо было защищаться.
С чем же связана такая вспышка разнообразия? Ученые предполагают, что в конце протерозоя наша планета претерпевала значительные потрясения. Была очень высокой гидротермальная активность, шло горообразование, оледенения сменялись потеплением климата. В атмосфере увеличилось содержание кислорода. Повышение содержания кислорода до 5-6% от современного уровня, по-видимому, было необходимым для успешного существования многоклеточных животных довольно крупных размеров. Эти изменения в среде обитания, очевидно, и привели к появлению новых типов и их бурному развитию. Кончался криптозой, эон «скрытой жизни», охватывающий более 85% всего времени существования жизни на Земле, начинался новый этап - фанерозой.
- Как определяется относительный и абсолютный возраст палеонтологических находок?
- Какие основные ароморфозы можно выделить в эволюции одноклеточных организмов?
- Как жизнедеятельность живых организмов повлияла на изменение геологических оболочек Земли?
- 4. Чем можно объяснить возникновение большого разнообразия многоклеточных животных в конце протерозоя?
На Земле
Вспомните!
Что изучает наука палеонтология?
Какие эры и периоды в истории Земли вам известны?
Около 3,5 млрд лет назад на Земле наступила эпоха биологической эволюции, которая продолжается и сейчас. Менялся облик Земли: разрывая единые массивы суши, дрейфовали континенты, вырастали горные цепи, из морских глубин поднимались острова, длинными языками ползли с севера и с юга ледники. Возникали и исчезали многие виды. Чья-то история была скоротечна, а кто-то сохранялся практически в неизменном виде на протяжении миллионов лет. По самым скромным оценкам, сейчас на нашей планете обитает несколько миллионов видов живых организмов, а за всю долгую историю Земля видела примерно в 100 раз больше видов живых существ.
В конце XVIII в. возникла палеонтология – наука, изучающая историю живых организмов по их ископаемым остаткам и следам жизнедеятельности. Чем глубже расположен слой осадочных пород с окаменелостями, следами или отпечатками, пыльцой или спорами, тем древнее эти ископаемые организмы. Сравнение окаменелостей различных пластов горных пород позволило выделить в истории Земли несколько временных периодов, которые отличаются друг от друга особенностями геологических процессов, климатом, появлением и исчезновением определенных групп живых организмов.
Самые крупные промежутки времени, на которые подразделяют биологическую историю Земли, – это зоны: криптозой, или докембрий, и фанерозой. Эоны делят на эры. В криптозое выделяют две эры: архей и протерозой, в фанерозое – три эры: палеозой, мезозой и кайнозой. В свою очередь эры делят на периоды, а в периодах выделяют эпохи, или отделы. Современная палеонтология, используя новейшие методы исследования, воссоздала хронологию основных эволюционных событий, достаточно точно датируя появление и исчезновение тех или иных видов живых существ. Рассмотрим поэтапно становление органического мира на нашей планете.
Криптозой (докембрий). Это самая древняя эпоха, которая длилась около 3 млрд лет (85 % времени биологической эволюции). В начале этого периода жизнь была представлена простейшими прокариотическими организмами. В самых древних известных на Земле осадочных отложениях архейской эры, обнаружены органические вещества, которые, по-видимому, входили в состав древнейших живых организмов. В породах, чей возраст изотопным методом оценивается в 3,5 млрд лет, найдены окаменевшие цианобактерии.
Жизнь в этот период развивалась в водной среде, потому что только вода могла защитить организмы от солнечного и космического излучения. Первыми живыми организмами на нашей планете были анаэробные гетеротрофы, которые усваивали органические вещества из «первичного бульона». Истощение запасов органики способствовало усложнению строения первичных бактерий и появлению альтернативных способов питания – около 3 млрд лет назад возникли автотрофные организмы. Важнейшим событием архейской эры стало появление кислородного фотосинтеза. В атмосфере начал накапливаться кислород.
Протерозойская эра началась около 2,5 млрд лет назад и длилась 2 млрд лет. В этот период, около 2 млрд лет назад, количество кислорода достигло так называемой «точки Пастера» – 1 % от его содержания в современной атмосфере. Ученые считают, что такой концентрации было достаточно для появления аэробных одноклеточных организмов, возник новый тип энергетических процессов – дыхание. В результате сложного симбиоза разных групп прокариот появились и начали активно развиваться эукариоты. Образование ядра повлекло за собой возникновение митоза , а в дальнейшем и мейоза. Примерно 1,5–2 млрд лет назад возникло половое размножение. Важнейшим этапом эволюции живой природы стало появление многоклеточности (около 1,3–1,4 млрд лет назад). Первыми многоклеточными организмами были водоросли. Многоклеточность способствовала резкому увеличению многообразия организмов. Появилась возможность специализации клеток, образования тканей и органов, распределения функций между частями тела, что привело в дальнейшем к усложнению поведения.
В протерозое сформировались все царства живого мира: бактерии, растения, животные и грибы. В последние 100 млн лет протерозойской эры произошел мощный всплеск разнообразия организмов: возникли и достигли высокой степени сложности разные группы беспозвоночных (губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски). Увеличение количества кислорода в атмосфере привело к формированию озонового слоя, защитившего Землю от излучения, поэтому жизнь могла выходить на сушу. Около 600 млн лет назад, в конце протерозоя, на сушу вышли грибы и водоросли, образовав древнейшие лишайники. На рубеже протерозоя и следующей эры появились первые хордовые организмы.
Фанерозой. Эон, состоящий из трех эр, охватывает около 15 % всего времени существования жизни на нашей планете.
Палеозойская эра началась 570 млн лет назад и продолжалась около 340 млн лет. В это время на планете пели интенсивные горообразовательные процессы, сопровождавшиеся высокой вулканической активностью, сменяли друг друга оледенения, периодически на сушу наступали и отступали моря. В эре древней жизни (греч. palaios – древний) выделяют 6 периодов: кембрийский (кембрий), ордовикский (ордовик), силурийский (силур), девонский (девон), каменноугольный (карбон) и пермский (пермь).
В кембрии и ордовике увеличивается разнообразие животного мира океана, это время расцвета медуз и кораллов. Появляются и достигают огромного разнообразия древние членистоногие – трилобиты. Развиваются хордовые организмы (рис. 139).
В силуре климат становится более сухим, увеличивается площадь суши – единого континента Пангеи. В морях начинается массовое распространение первых настоящих позвоночных – бесчелюстных, от которых в дальнейшем произошли рыбы. Важнейшим событием силура становится выход на сушу споровых растений – псилофитов (рис. 140). Вслед за растениями на сушу выходят древние паукообразные, защищенные от сухого воздуха хитиновым панцирем.
Развитие жизни на Земле" class="img-responsive img-thumbnail">
Рис. 139. Животный мир палеозойской эры
В девоне увеличивается разнообразие древних рыб, господствуют хрящевые (акулы, скаты), но появляются и первые костные рыбы. В мелких пересыхающих водоемах с недостаточным количеством кислорода появляются двоякодышащие рыбы, имеющие помимо жабр органы воздушного дыхания – мешковидные легкие, и кистеперые рыбы, имеющие мускулистые плавники со скелетом, напоминающим скелет пятипалой конечности. От этих групп произошли первые наземные позвоночные – стегоцефалы (земноводные).
В карбоне на суше распространяются леса из древовидных хвощей, плаунов и папоротников, достигавших в высоту 30–40 м (рис. 141). Именно эти растения, падая в тропические болота, не сгнивали во влажном тропическом климате, а постепенно превращались в каменный уголь, который мы используем сейчас в качестве топлива. В этих лесах появились первые крылатые насекомые, напоминающие громадных стрекоз.
Рис. 140. Первые растения суши
Рис. 141. Леса каменноугольного периода
В последний период палеозойской эры – пермский – климат стал более холодным и сухим, поэтому те группы организмов, жизнедеятельность и размножение которых полностью зависели от воды, начали приходить в упадок. Сокращается разнообразие амфибий, чья кожа постоянно требовала увлажнения и личинки которых имели жаберный тип дыхания и развивались в воде. Основными хозяевами суши становятся пресмыкающиеся. Они оказались более приспособленными к новым условиям: переход на легочное дыхание позволил им защитить кожу от высыхания с помощью роговых покровов, а яйца, покрытые плотной оболочкой, могли развиваться на суше и защищали зародыш от воздействия окружающей среды. Образуются и широко распространяются новые виды голосеменных растений, причем некоторые из них дожили до настоящего времени (гинкго, араукарии).
Мезозойская эра началась около 230 млн лет назад, длилась примерно 165 млн лет и включала три периода: триасовый, юрский и меловой. В эту эру продолжалось усложнение организмов и темпы эволюции возрастали. В течение почти всей эры на суше господствовали голосеменные растения и пресмыкающиеся (рис. 142).
Триасовый период – начало расцвета динозавров; появляются крокодилы и черепахи. Важнейшим достижением эволюции является возникновение теплокровности, появляются первые млекопитающие. Резко сокращается видовое разнообразие амфибий и почти полностью вымирают семенные папоротники.
Рис. 142. Животный мир мезозойской эры
Меловой период характеризуется образованием высших млекопитающих и настоящих птиц. Появляются и быстро распространяются покрытосеменные растения, постепенно вытесняющие голосеменные и папоротникообразные. Некоторые покрытосеменные растения, возникшие в меловом периоде, сохранились до наших дней (дубы, ивы, эвкалипты, пальмы). В конце периода происходит массовое вымирание динозавров.
Кайнозойская эра, начавшаяся около 67 млн лет назад, продолжается и в настоящее время. Она подразделяется на три периода: палеогеновый (нижнетретичный) и неогеновый (верхнетретичный), общей продолжительностью 65 млн лет, и антропогеновый, который начался 2 млн лет назад.
Рис. 143. Животный мир кайнозойской эры
Уже в палеогене господствующее положение заняли млекопитающие и птицы. В течение этого периода формируется большинство современных отрядов млекопитающих, появляются первые примитивные приматы. На суше господствуют покрытосеменные растения (тропические леса), параллельно с их эволюцией идет развитие и увеличение многообразия насекомых.
В неогене климат становится более сухой, образуются степи, широко распространяются однодольные травянистые растения. Отступление лесов способствует появлению первых человекообразных обезьян. Формируются виды растений и животных, близкие к современным.
Последний антропогеновый период характеризуется похолоданием климата. Четыре гигантских оледенения привели к появлению млекопитающих, приспособленных к суровому климату (мамонты, шерстистые носороги, овцебыки) (рис. 143). Возникли сухопутные «мосты» между Азией и Северной Америкой, Европой и Британскими островами, что способствовало широкому расселению видов, в том числе и человека. Примерно 35–40 тыс. лет назад, перед последним оледенением, по перешейку на месте нынешнего Берингова пролива люди достигли Северной Америки. В конце периода началось глобальное потепление, вымерли многие виды растений и крупных млекопитающих, сформировались современные флора и фауна. Крупнейшим событием антропогена стало появление человека, чья деятельность стала ведущим фактором дальнейших изменений в животном и растительном мире Земли.
Вопросы для повторения и задания
1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?
2. Когда возникли первые живые организмы?
3. Какими организмами был представлен живой мир в криптозое (докембрии)?
4. Почему в пермский период палеозойской эры вымерло большое количество видов амфибий?
5. В каком направлении шла эволюция растений на суше?
6. Охарактеризуйте эволюцию животных в палеозойскую эру.
7. Расскажите об особенностях эволюции в мезозойскую эру.
8. Какое влияние оказывали обширные оледенения на развитие растений и животных в кайнозойскую эру?
9. Как вы можете объяснить сходство фауны и флоры Евразии и Северной Америки?
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Вопросы для рассмотрения:
1. Теории происхождения жихни на Земле.
2. Доказательста древней жизни.
3. Геохронологическая таблица. Разнообразие жизни в каждый период
1. Теории происхождения жизни.
Существует несколько гипотез происхождения жизни на Земле.
1. Жизнь создал Бог.
2. Жизнь принесена из космоса.
3. Жизнь возникла сама собой в результате химических реакций.
По мнению ученых, жизнь возникла 4 млрд. лет назад. Она зародилась в результате спонтанных химических реакций, приведших к образованию органических кислот.
В первой половине 20 века американский химик Стэнли Миллер провел эксперимент, в котором пытался воссоздать условия жизни на Земле, царившие около 4 млрд. лет назад. Через водный раствор, содержащий химические элементы пропускался электрический ток, т.к. в ту эпоху атмосфера Земли изобиловала молниями. В результате этого эксперимента появились несложные углеродные соединения. Позднее в метеоритах были обнаружены тоже сложные углеродные соединения. Поэтому существует предположение, что зарождению жизни способствовали химические вещества, занесенные из космоса. Однако, большинство ученых придерживается третьей гипотезы - жизнь возникла независимо и развивалась постепенно по мере того, как углеродные соединения становились все более разнообразными и сложными.
По мнению ученых, зарождение жизни произошло именно в море, т.к. на суше существовала разрушающая радиация и сильные перепады температуры. В воде же хорошо растворяются минеральные вещества и без труда протекают химические реакции
Наконец, в истории Земли произошло грандиозное событие - возникла достаточно устойчивая сложная молекула, способная к самовоспроизведению. За миллионы лет появился так называемый «первичный бульон» - жидкая среда, изобилующая микроорганизмами. Подобные рассуждения - небеспочвенные догадки ученых. Но существуют убедительные доказательства того, что самые первые примитивные формы жизни быстро расселились по всем морям планеты. О чем свидетельствуют окаменевшие строматолиты возрастом 3,5 млрд. лет.
Неисключен занос жизни из космоса. Ведь находять бактерий на обшивках космических кораблей. Обнаружены остатки бактерий в метеоритах.
2. Доказательства древней жизни.
Наука, изучающая разнообразные данные о жизни прошлых лет, называется палеонтология.
Доказательствами существования древних живых организмов являются:
1. Следы ног или ползания, сохранившиеся на мягком иле, застывающей магме, которые впоследствии затвердевают. Следы могут говорить о размерах животного, способах передвижения.
По костям можно составить представление о положении тела, размерах, способе питания и передвижения. По рубцам на костях, показывающим место прикрепления мышц, делают заключение о расположении и размерах мышц, следовательно, и создают форму тела животного. Окраска, дина шерсти и величина чешуи - эти признаки являются предположительные.
3. Отпечатки листьев, животных.
4. Замороженные в почве или во льду организмы. В Сибири были найдены мамонты, сохранившиеся на протяжении 25 тыс. лет.
5. Содержащиеся в янтаре растения, насекомые, пауки. Янтарь - ископаемая смола хвойных деревьев.
Ископаемые организмы находят погребенные в пепле, в болоте, зыбучем песке, смоляной яме (Лос-Анжелес), в замороженных участках почвы и льда.
3. Геохронологическая таблица. Разнообразие жизни в каждый период.
Возраст ископаемых остатков определяется по радиоуглероду, с помощью которого можно определить возраст любого органического вещества по периоду его распада.
Для упорядочения долгой истории Земли ученые разделяют ее на различные отрезки времени. Самые продолжительные - эры. Эры делят на периоды, а периоды на эпохи.
1. АРХЕЙСКАЯ ЭРА
Началась около 3,8 млрд. лет назад, длилась 1,3 млрд. лет. В начале Архея на планете возникла жизнь: ее химические следы обнаружены в горных породах возрастом 3,7 млрд. лет. Оставившие их микроорганизмы были одноклеточными. Эти примитивные существа были похожи на современных бактерий и питались растворенными в воде органическими соединениями.
2. ПРОТЕРОЗОЙСКАЯ ЭРА
Превендский период 2500- 650 млн. лет назад
В переводе с греч. «протерозой» - «ранняя жизнь».
На Земле появились крошечные цианобактерии - сине-зеленые водоросли, использовавшие для роста энергию солнца. У них наблюдается фотосинтез. Их потомки существуют и сейчас.
Цианобактерии жили в мелководных морях. Некоторые образовывали огромные известковые глыбы — строматолиты, окаменелости которых находят в древних породах. Современные водоросли и сейчас их образуют.
Вендский период 650-540 млн. лет назад
1 млрд. лет назад появились первые животные. Их тела состояли из множества клеток. В конце эры на дне моря жили харнии, похожие на пучки перьев.
3. ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА
В переводе с греч. «палеозой» - «древняя жизнь».
Кембийский период 540-510 (505) млн. лет назад
В этот период сформировались различные многоклеточные животные: трилобиты, брюхоногие, плеченогие и двустворчатые моллюски, ракообразные, паукообразные, губки, кораллы, иглокожие. Многие обзавелись панцирями и раковинами. Многие виды дали начало современным хордовым.
Плеченогие - сидячие животные, имеющие двустворчатую раковину и питающиеся планктоном.
Трилобиты — примитивные членистоногие (предок раков, пауков и насекомых) с удлиненным плоским телом, покрытым твердым панцирем в виде пластинок. Каждый сегмент тела, кроме последнего, нес конечности. Размеры от 1 до 5- 7 см в длину. Были виды до 60- 75 см .
Среди растений преобладали одноклеточные и многоклеточные водоросли, которые интенсивно выделяли кислород.
Ордовикский период 505-438 млн. лет
Характеризуется появлением наутилоидных моллюсков - родственников осьминогов и кальмаров. Из членистоногих были трилобиты, мечехвосты. Жили разноl6;бразные моллюски, кораллы. Появились первые рыбы. У них еще не было плавников и челюстей, зато на голове имелся костяной панцирь, видимо, служивший защитой от хищников. Эти первые рыбы, известные под названием щитковые, были плохими пловцами, а отсутствие челюстей заставляло их питаться следующим образом: они всасывали ил, а затем процеживали его через своеобразные щели, и таким образом во рту оставались мелкие беспозвоночные, которые и служили им кормом. В наше время подобные существа наверняка показались бы примитивными и неуклюжими, но тогда это были самые развитые животные на Земле. Во-первых, у них имелся позвоночник, который в сочетании с другими костями образовывал прочный скелет. Во-вторых, они достигали куда больших размероk4;, чем другие животные. А в-третьих, у них уже были глаза, рот и даже небольшое количество мозга.
Силурийский период 438-408 млн. лет назад
В этот период материки поднялись выше и климат стал прохладным. Фотосинтез сыграл огромную роль в дальнейшей эволюции жизни на Земле. В процессе фотосинтеза выделяется кислород, который в верхних слоях превращается в озон, способный поглощать смертоносные ультрафиолетовые лучи. Слой озона со временем утолщался и наконец, перекрыл доступ лишним ультрафиолетовым лучам. Это дало возможность живым организмам подняться со дна океана на поверхность, а затем и выйти на сушу.
Первыми на суше появились растения. Это стало возможным примерно четыреста десять миллионов лет назад, когда слой озона стал достаточно толст, чтобы окончательно перекрыть доступ смертоносным ультрафиолетовым лучам. Растения осваивали сушу медленно - вплоть до следующего периода они приспосабливались.
Дело в том, что в воде они были способны поглощать воду и пищу через всю свою поверхность, а на суше делать это могли лишь их широко разветвленные и глубоко пущенные в землю корни. Чтобы жить на суше, растениям нужно было иметь систему транспортировки воды, проходящую от корней до самой верхушки, твердую кожицу, сокращающую потери влаги, а также прочное основание для того, чтобы поддерживать стебель или ствол в вертикальном положении.
Первым растением, отвечавшим всем этим, требованиям, была куксония, которая росла в Уэльсе почти четыреста миллионов лет назад. Вслед за ней появились и другие виды наземных растений — мхи, плауны, папоротники, разновидности хвойных деревьев. Во время каменноугольного периода, начавшегося 345 миллионов лет назад, они пышно разрослись, образовав громадные болотистые леса. Некоторые мхи в этих лесах были с десятиэтажный дом, папоротники достигали в высоту сорок пять метров, а уж какими огромными были деревья, трудно даже представить.
Вслед за растениями к жизни на суше стали приспосабливаться и простейшие животные. Приспособившись дышать воздухом.
Вероятно, первыми из них были древнейшие членистоногие, которые в процессе эволюции смогли приобрести себе простейший аппарат для вдыхания воздуха. От этих древних членистоногих в дальнейшем произошли клещи, многоножки, скорпионы и другие насекомые. Все они питались растениями и на протяжении многих миллионов лет были единственными обитателями суши. Самой любопытной из древних насекомых была гигантская стрекоза, размах крыльев которой превышал семьдесят сантиметров.
В морях продолжали господствовать водоросли, рыбы. Появились гигантские ракоскорпионы до 3 м в длину. У некоторых рыб появились челюсти. Это позволило их обладателям употреблять в пищу не только простейшие организмы, но и более крупных животных. Настигнув добычу, они с помощью челюстей разрывали ее на части, а затем проглатывали.
Самыми первыми челюстными рыбами были акантодианы. Потом их вытеснили пласодермы, которые вырастали до очень больших размеров. Самый крупный из них — данклеостеус был длиною десять метров. Вместо зубов на его челюстях были костяные шипы, но это не мешало ему убивать и п;ожирать все, что попадалось на глаза.
Девонский период 408-360 (362) млн. лет назад
Период расцвета рыб. Панцерные рыбы развивались и появились три типа: двоякодышащие, кистеперые и лучеперые (предки современных рыб).
Появились самые крупные морские животные - да(у)нклеостеусы 4 м длины, разрезающий свою жертву пополам. Позднее появились акулы, переселившиеся в океан.
Появились первые амфибии, произошедшие от рыб, вышедших на сушу. Причиной выхода рыб было пересыхание небольших водоемов.
Чтобы не погибнуть, рыбы вынуждены были переползать по суше в другой водоем. Поначалу они делали это неуклюже, и цели, вероятно, достигали очень немногие. Но со временем на плавниках этих рыб образовались наросты, на которые можно было опираться, а кроме жабр появились крошечные легкие, позволяющие поглощать кислород из воздуха. В процессе эволюции плавники окончательно превратились в конечности, а легкие расширились настолько, что позволяли дышать воздухом постоянно. Это произошло примерно 350 миллионов лет назад.
Одной из первых амфибий была ихтиостега. У нее уже
имелись хорошо оформленные легкие и конечности, напоминающие лапы современных земноводных и пресмыкающихся.
Способность передвигаться и по суше, и по воде дала возможность амфибиям маневрировать в случае опасности и питаться как подводными организмами, так и теми, которые жили на суше. В дальнейшем от амфибий произошли пресмыкающиеся, а от них, в свою очередь, птицы и млекопитающие.
Среди земноводных был стегоцефал, имеющий настоящие конечности.
Каменноугольный период 360-286 млн. лет назад
Материки покрыты низменными болотами и папоротниковыми лесами. Гигантские леса теплого и влажного карбона изобиловали гигантскими насекомыми, большими амфибиями. Размах крыльев насекомых достигал 75 см в длину.
В этот период появляются первые рептилии - диметродон, эдафозавр. Вдоль их спин тянется «парус», позволяющий регулировать температуру тела.
Пермь 286-245(250) млн. лет назад
Холодает климат, становится более засушливый. Поднимеются материки, пересыхают озера и моря. Уменьшается число папоротников, хвощей и плаунов. Происходит горообразование. Наступает оледенение южного полушария.
В конце пермского периода появляются животные, похожие на рептилий, давшие начало млекопитающим. В этот период на земле происходит массовое вымирание видов в связи с изменением климата.
4. МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА
«Мезозой» - «средняя жизнь». Называют эрой рептилий.
Триасовый период 245-208 млн. лет
После исчезновения видов на Пангее (один континент) установился теплый и более влажный климат. Леса из древовидных папоротников покрыли пространства.
Появляются динозавры. Появляются первые летающие рептилии. Наличие древнейших яйцекладущих млекопитающих (как утконос и ехидна)
Юрский период 208-144 млн. лет
Меловой период 144-66 млн. лет
