История развития жизни на Земле, Биология

Основные этапы развития жизни на Земле представляют собой последовательность процессов, в ходе которых происходила эволюция живых организмов в течение 4 млрд лет. Эры и периоды также демонстрируют, как окружающая среда с ее климатическими изменениями, образованием континентов и океанов и катастрофами планетарного масштаба влияла на развитие органической материи.

Образование планеты Земля

Прежде чем показать таблицу по эрам развития жизни на Земле, следует кратко охарактеризовать сам процесс формирования планеты.

По общепризнанным представлениям считается, что около 13,5 млрд лет назад произошел так называемый Большой Взрыв. После него в течение миллиардов лет из облаков пыли, которые состояли из водорода и гелия, начали образовываться первые звездные светила.

По окончании их цикла жизни, что заняло еще несколько миллиардов лет, они либо превращались в белых карликов («спокойная смерть»), либо взрывались подобно суперновым звездам.

Благодаря таким взрывам образовались первые крупные материальные объекты в космосе, которые содержали различные химические элементы.

Наша планета появилась после формирования Солнца из облака пыли и газа приблизительно 4,6 млрд лет назад.

Отвердевание ее коры произошло довольно быстро, в последующие 100 млн лет. К этому же периоду, или эре, которую ученые называют Катархей, относятся процессы формирования Луны и повышенная активность земных вулканов, обусловившая формирование древнейшей атмосферы.

Появление жизни

Геохронологический рисунок появления и развития жизни позволяет охватить все эры и выявить в каждой из них уровень развития живых организмов.

Тем не менее во многом такая таблица построена на косвенных свидетельствах, и в ней остается много загадок.

Еще более загадочным для современных ученых является факт появления самой жизни, то есть возникновения объектов органической материи, которые могут самостоятельно воспроизводить себе подобных.

Существует две гипотезы, касающиеся появления жизни на планете Земля:

Земная гипотеза

Согласно земной гипотезе, жизнь зародилась приблизительно 4 млрд лет назад, в Архейскую эру, Эоархейский период, в центре геотермальных источников.

Именно они смогли создать комбинацию необходимых для этого условий, которые включали в себя высокую температуру, повышенное давление, наличие большого количества неорганических веществ (в основном сульфидов металлов и сероводорода, а также воды и углекислого газа).

Считается, что первые органические молекулы являлись нуклеотидами, которые со временем смогли построить первую рибонуклеиновую кислоту (РНК). Этап образования сложной молекулы РНК является самым слабым местом этой теории.

Благодаря синтезу несложных протеинов РНК постепенно эволюционировала в более стабильную к мутациям молекулу ДНК.

Космическое происхождение

• В биологии проще всего предположить, что на Землю, как одну из молодых планет нашей галактики, живые организмы попали из космоса.
• Здесь существует две различные гипотезы:

1. Вместе с метеоритом или кометой, которые упали на поверхность планеты. В подтверждение этой гипотезы можно привести два факта: во-первых, момент появления жизни с точностью до нескольких сотен миллионов лет совпадает с процессами интенсивной бомбардировки поверхности Земли метеоритами; во-вторых, является установленным фактом, что некоторые виды бактерий могут выжить в условиях безвоздушного пространства и интенсивного радиоактивного излучения.
2. Благодаря пришельцам, которые в далеком прошлом посетили нашу планету и оставили на ней (случайно или намеренно) часть биологического материала.

Эволюция организмов

Развитая классификация живых существ (их деление на царства, классы и виды), а также ряд генетических исследований указывают на один интересный факт: все существующие организмы имеют единственного доисторического предка. Почему жизнь на планете развивалась по одному, а не по нескольким параллельным путям одновременно, остается загадкой.

За всю историю эволюции существовало около 5 млрд видов организмов, из них 99% уже вымерли. По некоторым оценкам, в наши дни насчитывается около 10−14 млн обитателей Земли, при этом лишь 1,2 млн из них более-менее изучены. Около 86% флоры и фауны человечеству еще предстоит открыть.

Чтобы иметь представления о том, какие организмы и когда существовали на Земле, следует изучить таблицы по эрам и периодам, где кратко будут описаны важные изменения в органическом мире.

Многие данные, особенно датированные миллиардами лет назад, являются предположениями ученых и сопровождаются множеством дискуссий и споров по сей день.

Суперэры Архей и Протерозой

Они также называются эонами. Каждая из суперэр делится на ряд эр, которые разделены периодами. Во всех этих названиях часто употребляются приставки палео-, мезо- и нео-. Они говорят о хронологии периода внутри эры по порядку: начиная с самого раннего (палео-), переходя через средний (мезо-) к конечному (нео-).

Архейский эон охватывает период 4−2,8 млрд лет назад. Он характеризуется словами «первый» или «впервые», ведь именно в эту суперэру появились живые клетки прокариоты и возник бескислородный фотосинтез.

К концу Архея в Неоархейскую эру, около 2,8 млн лет назад, у цианобактерий появляется способность производить органическую материю из неорганической под действием электромагнитного излучения (явление фотосинтеза).

В Протерозойский эон, который длился с 2,8 млрд до 635 млн лет назад, происходит образование кислородной атмосферы планеты. Около 1,8 млрд лет назад появляется первая клетка, содержащая ядро, эукариот. Через несколько сотен миллионов лет после ее появления формируются колонии бактерий, которые 1,4 млрд лет назад эволюционировали в красные водоросли.

Около 720 млн лет назад наступает период, который носит название Земля-снежок, а около 635 млн лет назад формируется суперконтинент Паннотия.

Палеозойская и Мезозойская эры

1. Обе эры охватывают период 540−66 млн лет назад и относятся к Фанерозойскому эону.
2. Палеозойская (540−252 млн лет) делится на следующие периоды:

1. Кембрий (540−485 млн). Этот начальный период эры знаменуется появлением первых рыб.
2. Ордовик (485−444 млн). Заселение планеты беспозвоночными.
3. Силур (444−419 млн). Возникновение первых сухопутных растений.
4. Девон (419−359 млн). Развитие мира амфибий.
5. Карбон (359−299 млн). Первые рептилии, заселение насекомыми, развитие примитивных гигантских деревьев и папоротников.
6. Пермь (299−252 млн). Вымирание 95% морских и около 70% сухопутных видов живых существ. Точные причины этой катастрофы неизвестны, предполагается, что она была связана с действием вулканов или падением огромного метеорита на поверхность планеты. В это время также происходит образование суперконтинента Пангея.

• Мезозойская эра длилась с 252 млн до 66 млн лет назад.
• Ее основные периоды и события живого мира следующие:

1. Триас (252−201 млн). После великого вымирания в Пермский период появляются первые динозавры на суше, активно идет эволюция морских гигантских рептилий. В это время возникают также яйцекладущие млекопитающие (в настоящее время это утконос и ехидна).
2. Юра (201−145 млн). Появление первых цветущих растений, птиц и сумчатых млекопитающих, которое сопровождается исчезновением гигантских амфибий. Морская жизнь продолжает развиваться, появляются многие виды губок, звезд, ежей, двустворчатых моллюсков и других беспозвоночных. Возникают многие виды летающих рептилий (птерозавры).
3. Мел (145−66 млн). Расцвет динозавров, который характеризуется появлением многих их видов (птеродактиль, тиранозавр, стегозавр и другие). Появление первых примитивных живородящих млекопитающих. А также Меловой период — это время расцвета крупных насекомых (появление пчел и муравьев) и цветущих растений. Заканчивается он массовым исчезновением 75% живых существ планеты (в основном крупных ее обитателей) из-за предположительного столкновения планеты с крупным космическим объектом и последующими пагубными изменениями климата.

Палеоген, Неоген и Четвертичный периоды

1. Все они относятся к Кайнозойской эре, которая началась после исчезновения динозавров и длится по сей день.
2. Важными событиями в живом мире являются следующие:

1. Палеоген (66−23 млн). Формирование современных классов и отрядов животных и растений, их расцвет. Активные процессы образования континентов, включая столкновение Индии с Азией и обледенение Антарктиды.
2. Неоген (23−2,58 млн). Устойчивый климат, который подобен современному. Образование ледяных шапок в Гренландии и в Арктике. В это время появились австралопитеки и первые далекие предки человека в Африке (6 млн лет назад).
3. Четвертичный (2,58 млн — наши дни). Исчезновение разнообразной мегафауны и мегафлоры планеты из-за повторяющихся ледниковых циклов. Эволюция человека, которая насчитывает многие виды (прямоходящий, неандертальцы, человек Гейдельбергский, люди Денисова). Анатомически современные люди появились приблизительно 250 тыс. лет назад. Около 50 тыс. лет назад они начали колонизацию Европы и Азии, вытесняя другие виды гоминидов.

Таким образом, жизнь на Земле постоянно развивалась от простого к сложному.

• Если всю историю продолжительностью 4 млрд лет представить в виде 12 месяцев одного года начиная с января, то человек появился лишь в последний день последнего месяца, а его цивилизация начала свое развитие в последнюю минуту года.

Биология в лицее

Мы с вами живём в эпоху динозавров! Нет-нет, не удивляйтесь этому заявлению. Конечно, мы знаем, что динозавры давно вымерли. Но посмотрите вокруг, и вы увидите их повсюду: на страницах книг и журналов, в кино и мультфильмах, на вкладышах жевательных резинок. Из всех живых существ прошлого динозавры — самые знаменитые. Но всё-таки не только они были прежними обитателями нашей планеты.

Учёные считают, что развитие жизни на Земле началось около 3,5 млрд лет назад, причём не на суше, а в океане, где для этого были более благоприятные условия. Примерно 500 млн лет назад в океане уже обитали разнообразные водоросли и всевозможные животные: медузы, кораллы, морские лилии. Особенно много было трилобитов. Эти животные, дальние родственники раков, были одеты панцирем и имели разные размеры (от 2 до 75 см). Они жили у дна, где медленно ползали и плавали. Позже трилобиты полностью вымерли.

Трилобиты — вымершие животные, дальние родственники раков. Они были одеты панцирем и имели разные размеры (от 2 до 75 см). Жили трилобиты в морях у дна, где медленно ползали и плавали.

Со временем в морях появились различные рыбы, в том числе огромный (около 10 м в длину) хищник динихтис — гроза других морских обитателей.

Динихтис — вымершая примитивная рыба. Его добычей наряду с другими рыбами были древнейшие акулы. Длина головы динихтиса превосходила 1 м.

Постепенно живые существа заселили и сушу. Примерно 350 млн лет назад она уже была покрыта пышными лесами, но в них не было знакомых нам деревьев. Там росли в основном гигантские папоротники, хвощи и плауны. Отмирая, они создавали на Земле залежи камен-ного угля. Поэтому время расцвета этих растений называют каменноугольным периодом в истории Земли.

Каменноугольный период — один из периодов геологической истории Земли. В начале каменноугольного периода, примерно 350 млн лет назад, климат на большей части суши был очень тёплым. Затем он заметно охладился. Планета пережила по меньшей мере две эпохи оледенения.

В каменноугольном периоде на Земле господствовали леса из древовидных хвощей, плаунов и папоротников. Их высота достигала 30 — 40 м. Отмирая, они падали в тропические болота, где постепенно превращались в каменный уголь. Этому способствовал климат.

В то же время возникли первые семенные растения. В воде процветали кораллы, моллюски, иглокожие, ракообразные и рыбы.

Каменный уголь — полезное ископаемое. Примерно 300 млн лет климат на нашей планете был тёплым и влажным. В таких условиях древовидные папоротники быстро росли.

Но так как их непрочные стволы легко обламывались под действием сильного ветра и ливней, они падали во влажную почву, а затем покрывались слоями песка и глины. Поступление кислорода было затруднено, поэтому папоротники почти не разлагались.

Под давлением вышележащих слоев залежи древовидных папоротников постепенно уплотнялись, со временем превратившись в твёрдый каменный уголь. Сейчас мы используем каменный уголь в качестве топлива.

В этот период в лесах ползали многоножки, пауки, скорпионы, летали гигантские стрекозы. Некоторые стрекозы достигали в размахе крыльев почти 1 м. Климат в то время был тёплым и влажным, и в многочисленных болотах хорошо себя чувствовали древние земноводные — стегоцефалы, которые произошли от древних рыб.

Стегоцефалы — вымершая группа земноводных животных. Стегоцефалы — одни из первых позвоночных, которые вышли на сушу.

Шло время, и на смену земноводным пришли произошедшие от них пресмыкающиеся. Расцвет древних пресмыкающихся (их ещё называют древними ящерами) начался примерно 225 млн лет назад.

Вот тогда-то и наступила на Земле настоящая эпоха динозавров, которая продолжалась многие и многие миллионы лет. Кто же такие динозавры? Это одна из групп древних пресмыкающихся.

Большинство, обитавших тогда динозавров были наземными животными.

Период в истории Земли, когда динозавры особенно процветали, это юрский период (по названию гор Юра в Европе, где впервые были найдены отложения того времени). Вот почему один из фантастических фильмов о динозаврах называется «Парк юрского периода». Динозавры вымерли примерно 65 млн лет назад.

Юрский период — один из периодов развития Земли, начался примерно 190 млн лет назад. В юрском периоде единый континент начал распадаться на части. На суше жили динозавры, в воде — ихтиозавры, а воздушно-наземную среду населяли летающие ящеры, или птерозавры. Млекопитающие на фоне динозавров были мелкими и почти незаметными.

К тому времени на Земле появились разнообразные цветковые растения, а также птицы и млекопитающие. Эти животные произошли от древних пресмыкающихся.

Среди птиц и зверей прошлого было много удивительных и неповторимых. Например, огромная хищная птица фороракос ростом до 2 м, саблезубый тигр с 15-сантиметровыми зубами, большерогий олень (размах его рогов достигал 4 м), мамонт — покрытый густой шерстью родственник слонов.

Как видите, развитие жизни на Земле продолжалось несколько миллиардов лет. За это время одни виды и группы организмов давали начало другим. Многие, появившись, исчезали, другие сохранились и живут до сих пор.

Динозавры

Слово «динозавр» в переводе с греческого языка означает «ужасный ящер». Сейчас учёным известно приблизительно 500—600 видов этих вымерших пресмыкающихся.

Динозавры вымерли примерно 65 млн лет назад. Их остатки — многочисленные скелеты — встречаются на всех материках.

Из современных пресмыкающихся ближе всего к динозаврам крокодилы.

Диплодок

Название переводят как «двуотростковый» (на позвонках хвоста снизу двойные отростки, которые, по-видимому, укрепляли волочившийся по земле хвост). Длина ящера до 27 м, масса около10 т. Растительноядный. Мог вставать на задние ноги, дотягиваясь до высоких ветвей деревьев.

Компсогнат

Название переводят как «изящная челюсть». Один из самых маленьких динозавров: длина до 74 см,

масса около 3 кг. Питался ящерицами и насекомыми.

Брахиозавр

Название означает «плечистый ящер». Длина почти 23 м, высота до 12 м, масса до 75 т. Питался

растениями.

Трицератопс

Название переводят как «трёхрогий». Длинадо 9 м, масса до 12 т. Питался растениями.

Стегозавр

Название переводят как «ящер под крышей». Длина более 7 м, масса 4 т. Питался растениями.

Эвоплоцефал

Название означает «хорошо защищённая голова». Под кожей имел прочный панцирь из костных пластин. Длина более 5 м, масса 3 т. Растительноядный.

Как развивалась жизнь на Земле? Эволюция жизни на нашей планете — Природа Мира

Для нас само собой разумеющееся жизнь среди различных сообществ животных, которые питаются друг другом. Наши экосистемы построены на основе кормовых отношений, например, львы, едят антилоп или зебр. Животным необходим кислород для извлечения энергии из пищи. Но раньше жизнь на Земле была совсем другой.

В окружающей среде, лишенной кислорода и с высоким содержанием метана, на протяжении большей части своей истории Земля не была гостеприимным местом для животных и растений.

Самые ранние формы жизни, о которых мы знаем, были микроскопическими организмами (микробами), которые оставили следы своего присутствия в горных породах возрастом около 3,7 миллиарда лет.

Эти следы переставляют собой молекулы углерода, производимые живыми существами.

Доказательства существования микроорганизмов сохранились также в созданных ими твердых структурах строматолитах, которые имеют возраст 3,5 миллиарда лет. Ученые изучают сегодня редкие живые строматолитовые рифы, чтобы лучше понять самые ранние формы жизни на Земле.

Кислородная атмосфера

По крайней мере 2,4 миллиарда лет назад, цианобактерии подготовили фундамент для значительных преобразований. Они стали первыми на Земле фотосинтезаторами, которые производили питательные вещества с использованием воды и энергии Солнца, и результате выделяли кислород. Это вызвало резкое повышение уровня кислорода в атмосфере, сделав окружающую среду менее благоприятной для других микроорганизмов, которые не могли его переносить.

Свидетельством кислородной катастрофы являются изменения в породах морского дна. Когда есть кислород, железо химически реагирует с ним (окисляется) и разрушается. Горные породы, относящиеся к периоду до этого события, покрыты полосами железа. Породы, датируемые периодом после кислородной катастрофы, не имеют железных полос.

После первоначального импульса кислорода он стабилизировался на более низких уровнях, на котором оставался еще пару миллиардов лет.

На самом деле, когда цианобактерии умирали и перемещались на морское дно, их разложение, вероятно, привело к снижению уровня кислорода.

Таким образом, океан по-прежнему не был подходящей средой для большинства форм жизни, нуждающихся в достаточном количестве кислорода.

Многоклеточная жизнь

Однако происходили и другие изменения. В то время как микроорганизмы способны обрабатывать множество химических веществ, они не имеют специализированных клеток, которые необходимы для многоклеточных организмов. Тела животных имеют различные клетки: кожу, кровь, кости, содержащие органеллы, каждая из которых выполняет свою особую функцию. Микробы – это всего лишь одиночные клетки, не имеющие ни органелл, ни ядер для упаковки своей ДНК.

Но произошло нечто революционное, когда одни микроорганизмы начали жить внутри других, выступая для них в качестве органелл.

Митохондрии, органеллы, перерабатывающие пищу в энергию, возникли в результате этих взаимовыгодных отношений. Кроме того, впервые ДНК было упаковано в ядра.

Новые сложные клетки (эукариотические клетки) имели специализированные части, играющие особые роли для поддержания всей клетки.

Клетки тоже стали жить вместе из-за определенных преимуществ. Группы клеток могут питаться более эффективно или получить защиту.

Живя коллективно, клетки начали поддерживать потребности группы, выполняя определенные функции.

Некоторым клеткам было предназначено создавать соединения, удерживающие группу вместе, в то время как другие производили пищеварительные ферменты, которые могли расщеплять пищу.

Первые животные

Гигантская морская губка

Эти кластеры специализированных взаимодействующих клеток в конечном итоге стали первыми животными, которые, согласно данным ДНК, эволюционировали около 800 миллионов лет назад. Губки были одними из самых ранних животных. Хотя химические соединения губок сохраняются в породах возрастом 700 миллионов лет, молекулярные данные указывают на то, что они развивались еще раньше.

Уровень кислорода в океане был по-прежнему низким по сравнению с сегодняшним днем, но губки способны переносить его нехватку. Хотя, как и другим животным, губкам для метаболизма нужен кислород, они не потребляют его в большом количестве, так как малоактивны. Они ведут оседлый образ жизни, питаясь частицами пищи из воды, которая прокачивается через их тела специализированными клетками.

Губки имеют примитивное тело, состоящее из слоев клеток вокруг заполненных водой полостей и поддерживаемых твердыми частями скелета. Эволюция все более сложных и разнообразных строений тела в конечном итоге приведет к появлению отдельных групп животных.

Инструкции по сборке строения тела животного заложены в его генах. Некоторые гены действуют как дирижеры оркестра, контролируя экспрессию многих других генов в определенных местах и ​​в определенное время, чтобы правильно собрать компоненты. Хотя они не были реализованы немедленно, есть свидетельства того, что части инструкций для сложных тел присутствовали даже у самых ранних животных.

Благодаря своим твердым скелетам губки стали первыми строителями рифов на Земле.

Окаменелый останки эдиакарского животного

Примерно 580 миллионов лет назад (эдиакарский период), помимо губок, произошло распространение других организмов.

Эти разнообразные существа на морском дне – с телами в форме листьев, лент и даже одеял – жили вместе с губками в течение 80 миллионов лет. Их окаменелости можно найти в осадочных породах по всему миру.

Однако строение тела большинства эдиакарских животных не было похоже на современные группы.

К концу эдиакарана уровень кислорода повысился, приблизившись к уровням, достаточным для поддержания жизни, основанной на кислороде.

Первые губки, возможно, действительно помогли увеличить количество кислорода, поедая бактерии, удаляя их из процесса разложения.

Следы организма под названием Dickinsonia costata предполагают, что он мог двигаться по морскому дну, предположительно питаясь матами микробов.

Конец эдиакарского вымирания

Однако около 541 миллиона лет назад большинство эдиакарских существ исчезло, что свидетельствует о серьезном изменении окружающей среды. Возможно, определенную роль сыграли эволюция строения тела животных, кормовые взаимоотношения и инженерии окружающей среды.

Норы, найденные в летописи окаменелостей, датируемые концом эдиакарского периода, показывают, что червеобразные животные начали раскапывать дно океана.

Эти первые инженеры-экологи потревожили и, возможно, аэрировали отложения, нарушив условия жизни других эдиакарских животных.

По мере того, как условия окружающей среды ухудшались для одних животных, они улучшались для других, потенциально способствуя смене видов.

Кембрийский взрыв

Кембрийский период (541-485 миллионов лет назад) стал свидетелем бурного взрыва новых форм жизни. Наряду с новым образом жизни роющих животных появились твердые части тела, такие как ракушки и шипы. Они позволяли животным более радикально изменять среду обитания, например рыть норы. Также произошел сдвиг в сторону более активных животных с определенными головами и хвостами для направленного движения и преследования добычи. Активное питание хорошо вооруженных животных, таких как трилобиты, могло еще больше разрушить морское дно, на котором жили мягкие эдиакарские существа.

Уникальные способы кормления разделили окружающую среду, освободив место для большего разнообразия жизни.

В 1909 году четвертый секретарь Смитсоновского института Чарльз Дулитл Уолкотт обнаружил окаменелости сланцевых отложений Берджесса, которые выявили беспрецедентное биоразнообразие кембрийской жизни.

Пока одни организмы рыли дно океана, другие прятались в отложениях, прикреплялись к губкам или плавали вверху.

Многие из этих странно выглядящих организмов были эволюционными экспериментами, например, пятиглазая опабиния. Однако некоторые группы, такие как трилобиты, процветали и доминировали на Земле в течение сотен миллионов лет, но в конечном итоге вымерли.

Строматолитовые рифообразующие бактерии также сократились, а рифы, созданные организмами, называемыми брахиоподами, возникли по мере того, как условия на Земле продолжали меняться.

Сегодняшние доминирующие строители рифов, твердые кораллы, появились лишь 200 миллионов лет спустя.

Однако, несмотря на все изменения, которые должны были произойти, к концу кембрия были созданы почти все существующие типы животных (моллюски, членистоногие, кольчатые червецы и т. д.), а также появились пищевые сети, формирующие основу для современной экосистемы Земли.

Не все нашли? Используйте поиск по сайту ↓

Развитие жизни на Земле, эры и периоды (Таблица биология)

Развитие жизни на Земле началась с момента появления первого живого существа — это примерно 4,1—3,7 млрд. лет назад (по разным данным) и продолжается по текущий день. Сходство между всеми организмами указывает на наличие общего предка, от которого произошли все другие живые существа.

Развитие доорганической природы

Стадия истории Земли	Физико- химические условия	Процессы, происходящие на Земле
Звездная стадия (> 6 млрд. лет)	Поверхность Земли раскалена до 1000С°, все элементы находятся в виде атомов	Вследствие вращат. движения при постепенном снижении температуры атомы тяжелых металлов перемещались к центру, а на поверхности остались атомы легких элементов (N, Н, С, O); при их взаимодействии выделялось много газов, поднимавшихся вверх
Планетарная стадия (4,6– 6млрд. лет)	Первичная атмосфера	Газы образовали первичную атмосферу. Появились химические соединения: Н2O в виде водяного пара, NH4, NH3Н2, CO2, СО
Первичный океан	С охлаждением планеты ниже 100С° началась конденсация водяных паров. НаЗемлю полились горячие ливни, что привело к образованию больших водоемов. Возникали частые грозы; из недр извергались карбиды (соединения металла с углеродом). В горячей воде они растворялись и образовывали углеводы, там же растворялись газы, соли, которые вступали в химические взаимодействия

Таблица развитие жизни на Земле

Таблица содержит основные эры с их периодами и соответствующее им развитие жизни на Земле – животной и растительной.

Период	Условия неживой природы	Развитие растительного мира	Развитие животного мира
Катархей Эоархей Палеоархей Мезоархей Неоархей	Преобладание суши над морем; бассейны мелководья с пониженной соленостью; слабое расчленение рельефа; нет климатического обособления; в атмосфере много углекислого газа и мало кислорода	Появление многоклеточности полового размножения и фотосинтеза. Простейшие одноклеточные организмы дали начало бактериям и жгутиковым организмам, от которых обособились одноклеточные водоросли (ветвь растительного мира) и губки и кишечнополостные (ветвь животного мира) Этапы возникновения жизни: 1 этап – Образование в водах океана из неорганических веществ органических в результате действия ультрафиолетовой радиации, грозовых разрядов и химических реакций 2 этап – Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты концентрируются — образуют коацерваты, действующие как открытые системы, способные к росту 3 этап – В результате соединения и взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образуются живые существа — пробионты (протоклетки), способные к самовоспроизведению 4 этап – Прогрессивное усложнение гетеротрофных примитивных организмов, возникновение автотрофного питания и свободного кислорода (предъядерные организмы — бактерии, гетеротрофы и фототрофы и синезеленые)
На суше – каменная пустыня (жизнь -только в воде), начинает формироваться почва, в атмосфере начинается накопление кислорода за счет жизнедеятельности бактерий	1. Ядерные организмы – появление ядерных автотрофных фотосинтезирующих растений (зеленые водоросли) и простейших; обогащение воды кислородом — среда обитания животных 2. Многоклеточные организмы – прогрессивное усложнение животных и растений. Беспозвоночные животные: кишечнополостные, черви, моллюски; различные водоросли. 3. Органные организмы – прогрес. усложнение тела животных (хордовые бесчерепные)
Кембрий (530–490млн.лет)	Суша бесплодна и пустынна	Расцвет водорослей	Широкое распространение морских беспозвоночных – трилобитов (древних членистоногих), медуз, плече-ногих
Ордовик (490–442млн.лет)	Суша оставалась не обжитой, но появились первые лишайники	Выход на сушу лишайников	Основными обитателями морей были членистоногие (откладывали икру на суше), также были головоногие, кишечнополостных, иглокожих, кораллов, губок и других беспозвоночных
Силур (442–418млн.лет)	Продолжается горообразование; моря теплые, преобладают над сушей *	Первые наземные растения (псилофиты); тело растения дифференцируется на ткани и органы, выполняющие опред. функцию	Выход беспозвоночных на сушу (паукообразные), пышное развитие кораллов, трилобитов; появление бесчелюстных позвоночных – щитковых
Девон (418–353млн.лет)	Климат сухой, континентальный; на суше – высокие горы, моря теплые	Псилофиты исчезают, появляются споровые растения -папоротники, хвощи, плауны.	В морях господствуют рыбы – челюстные, панцирные, кистеперые, двоякодышащие
Каменноугольный (353–290млн.лет)	Происходит опускание материков, много заболоченными пространств; климат теплый и очень влажный, в атмосфере много кислорода и углекис. газа. В конце периода было значительное похолодание – вымирание многих видов.	Расцвет папоротникообразных; появление семенных папоротников	Появление первых земноводных – стегоцефалов
Пермь (290–248млн.лет)	Сухой жаркий климат, бурная вулканическая деятельность и горообразование; болота высыхают	Исчезновение древовидных папоротников; появление семенных растений (голосеменные)	Вымирание трилобитов и многих земноводных; появление пресмыкающихся, развитие насекомых, кистеперых рыб и акул
Триасовый пер. (248–200млн.лет)	Резкоконтинентальный теплый климат, вулканическая деятельность	Развитие голосеменных	Расцвет пресмыкающихся; появление первых млекопитающих и настоящих костных рыб
Юрский пер. (200–140млн.лет)	Наступление морей на сушу; климат мягкий и теплый	Развитие и господство голосеменных; появление первых покрытосеменных	Расцвет пресмыкающихся; появление археоптерикса (первоптицы); процветание головоногих моллюсков
Меловой пер. (140–65млн.лет)	Отступление морей; климат теплый, в конце похолодание	Распространение покрытосеменных, сокращение папоротников и голосеменных	Широкое распространение костных рыб; появление настоящих птиц и высших млекопитающих
Палеоген (65–24млн.лет)	Формирование современных континентов. Климат мягкий, появление трех географических зон: тропики, субтропики, умеренная зона	Господство покрытосеменных	Бурный расцвет насекомых
Неоген (24–2,6млн.лет)	Господство млекопитающих, появление лемуров, позднее – приматов
Антропоген (2,6млн. лет – наши дни)	Неоднократное оледенение северного полушария	Окончательное формирование современного растит. мира	Животный мир принял современный облик. Значимое событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homosapiens.

_______________

Источник информации:

1. Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, – СПб.: 2004.

2. Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л. Богданова —М.: 2012.

Этапы развития жизни на Земле

☰

Возраст Земли составляет более 4.5 миллиардов лет, или более 4500 миллионов лет. За это время планета сильно менялась. Весь этот период, от возникновения планеты до нашего времени, подразделяют на отрезки.

При этом в более крупных выделяют более мелкие.

В основе подразделения лежат важные события в истории Земли, которые приводили к ее геологическому и климатическому изменению, массовому вымиранию живых форм, расцвету новых типов и классов живых организмов.

В некоторых учебниках, в более старом или упрощенном изложении, выделяют шесть эр в истории планеты – Катархей, Архей, Протерозой, Палеозой, Мезозой и Кайнозой. Говорят, архейская эра, палеозойская эра и т. п. Однако при более новом или глубоком подходе Катархей, Архей и Протерозой считают эонами, а палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эру объединяют в эон Фанерозой.

На схеме показаны не все эры и периоды. Первый период Фанерозоя и одновременно палеозойской эры – это Кембрий. Поэтому все время до него называют Докембрием.

Важность такого деления связана с так называемым кембрийским взрывом, когда примерно 540 миллионов лет назад началось активное образование видов, имеющих внешний или внутренний скелет и являющихся предками ныне существующих типов животных.

Это тот момент, с которого палеонтологическая летопись становится более полной и достоверной.

Период не является мельчайшей единицей времени при описании этапов развития жизни на Земле. Отдельные периоды подразделяют на эпохи, а эпохи на ярусы. Чем ближе к нашему времени, тем мельче подразделение, так как у ученых больше материала для фиксации важных изменений, происходящих в истории развития жизни на Земле.

Важно отметить два нюанса. С одной стороны, Фанерозой – самый короткий эон – длится всего около 500 миллионов лет. Однако именно в это время появляются почти все сложные формы жизни. С другой стороны, несмотря на примитивность жизни в более ранние эоны, именно в них были “изобретены” все основные химические процессы и свойства, характерные для всего живого. А также все клеточные органеллы.

Поэтому, можно было бы сказать, что жизнь долго разгонялась, тестировала в процессе эволюции разные варианты, пока не нашла наилучший. После чего стала развиваться на полной скорости. Однако кембрийскому взрыву предшествовало накопление кислорода в атмосфере. И вероятно именно это сыграло ключевую роль в ускорении темпов эволюции.

Первые следы жизни на Земле датируются возрастом в 3.5 миллиарда лет назад. Однако вероятно жизнь могла возникнуть раньше, на границе между Катархеем и Археем, – около 3.8 млрд лет назад. Конец Катархея связывают с последней метеоритной бомбардировкой и последующим охлаждением Земли.

К катархею относят период времени, когда Земля уже сформировалась как планета за счет гравитационного притяжения окружающей материи, но ее поверхность еще не остыла, она подвергалась частым бомбардировкам космических тел. Катархей начался примерно 4.6 миллиарда лет назад, закончился около 4 миллиардов лет назад. Жизни в катархее скорее всего не было, хотя некоторые гипотезы допускают ее возникновение.

1. Продолжало формироваться ядро планеты. Его окружала мантия, на поверхности которой находились расплавленные породы – магма. В последующем ее остывание приводило к образованию земной коры.
2. В начале катархея температура была высокой из-за активных геологических процессов, падения астероидов и радиоактивного распада.
3. Падение тела, из которого в последствии образовалась Луна, привело к частичному плавлению мантии Земли, увеличению количества магмы и выбросу в атмосферу большого количества веществ.
4. Многие вещества осели, но в атмосфере остались пары воды, углекислый газ и водород.
5. Тяжелая атмосфера создавала большое давление. Поэтому, несмотря на высокую температуру, вода стала конденсироваться в жидкость. Появились океаны.
6. Вода поглощала углекислый газ, уменьшая парниковый эффект. Это понижало температуру. Она падала также из-за снижения активности процессов внутри Земли.
7. В конце катархея температура упала ниже 100 градусов.

В архее происходят следующие этапы эволюции жизни в указанной последовательности:

1. Хемосинтез – добыча энергии окислением неорганических веществ.

2. Гликолиз – добыча энергии бескислородным окислением органических веществ.

3. Разделение на бактерий и архей.

4. Появление у прокариот фотосинтеза, при котором кислород не выделяется.

5. Появление цианобактерий, у которых в процессе фотосинтеза кислород выделяется.

6. Поскольку большинство прокариот анаэробы, накапливающийся в конце архея начале протерозоя кислород вызывает их гибель.

Архей закончился 2.5 миллиарда лет назад. Следующий эон – Протерозой – самый длинный, длился около 2 млрд лет, с 2.5 млрд лет назад до 0.54 млрд. За это время происходят такие этапы развития жизни на Земле:

1. Смена анаэробных сообществ на аэробные.

2. Появление прокариотических колоний похожих на многоклеточные водоросли.

3. Появление эукариот около 1.7 млрд лет назад.

4. Появление многоклеточных организмов около 1.2 млрд лет назад.

5. Впервые возникло половое размножение у красных водорослей.

6. Появление грибов.

7. У животных появилось половое размножение и пищеварительный тракт.

8. Ближе к фанерозою развивается эдиокарская биота – относительно сложные организмы, в основном придонные, малоподвижные и сплюснутые. Вероятно они не являются предками современных типов.

9. Формирование озонового слоя и вылазки организмов на сушу.

Палеозой – первая эра фанерозойского эона – начался 540 млн лет назад и закончился примерно 250 млн лет назад. Палеозой включает периоды – Кембрий, Ордовик, Силур, Девон, Карбон, Пермь. За это время в эволюции жизни на Земле произошли следующие важные события:

1. Быстрое развитие многих типов животных, представители которых дожили до нашего времени. В том числе появляются примитивные хордовые и членистоногие.

2. 485 млн лет назад появляются первые позвоночные.

3. 435 млн лет назад растения и грибы выходят на сушу.

4. Через несколько миллионов лет появляются сухопутные членистоногие.

5. Около 400 млн лет назад появляются первые древесные растения.

6. Около 350 млн лет назад уже были земноводные, семенные папоротники.

7. 330 млн лет назад появляются пресмыкающиеся, чуть позже от них отделяются будущие предки млекопитающих.

8. Появляются жуки, голосеменные растения.

Палеозой заканчивается 252 млн лет назад массовым пермским вымиранием, в результате которого исчезает около 90% морских видов и около 70% сухопутных. Из наиболее вероятных причин указываются вулканическая активность или столкновение с крупным астероидом.

Мезозойская эра (252 – 66 млн лет назад) включает периоды Триас, Юра, Мел в течение которых произошли следующие этапы развития жизни на Земле:

1. Появляются динозавры (225 млн лет назад) и костистые рыбы.

2. Доминирование голосеменных растений.

3. Появление черепах и двукрылых насекомых.

4. К концу триаса уже появились первые млекопитающие (215 млн лет назад).

5. В начале юрского периода появляются первые летающие и водоплавающие динозавры.

6. К концу юрского периода появляются плацентарные млекопитающие (160 млн лет назад).

7. Появляются птицы (150 млн лет назад) и покрытосеменные растения (130 млн лет назад. Позже появляются общественные насекомые (пчелы, муравьи).

Последняя, кайнозойская эра началась 66 миллионов лет назад с очередной катастрофы в истории Земли, предположительно падения астероида, повлекшего экологическую катастрофу. Вымерли многие группы животных, в том числе динозавры. В кайнозое выделяют палеогеновый, неогеновый и четвертичный периоды.

В палеогене млекопитающие становятся доминирующим классом, среди прочих появляется отряд приматов. Повышается разнообразие птиц. Позже среди млекопитающих появляются крупные и гигантские формы, которые не могли существовать в эпоху динозавров.

Неоген начался примерно 25 млн лет назад. В это время появляются морские и летающие млекопитающие. Сумчатые сохраняются только на изолированных территориях.

В четвертичном, или антропогеновом, периоде, который начался 2.5 млн лет назад, появляется род Homo (человек).

plustilino © 2019. All Rights Reserved

История развития жизни на Земле

Возраст Земли примерно составляет 3,5-5 млрд лет. Для изучения развития жизни на Земле палеонтологи создали геохронологическую шкалу. Она разделена на эры и периоды, длительность которых измеряется миллионами лет.

Геохронологическая шкала

АРХЕЙ – это самая древняя эра, она длилась более 2,5 миллиардов лет. Планета остывала, покрываясь каменной корой. Кислорода еще не было. Температура планеты падала, когда она достигла 100*С, небо закрыли тучи, и на землю пошел дождь.

На планете появились моря и океаны, в них и возникла первая жизнь – микроскопические клетки – крошечные мастерские, выделявшие кислород из ядовитых веществ, наполнявших первородный океан. В Архее клетки научились не только дышать, но и двигаться. А это означало начало Жизни на Земле.

Так что Архей можно назвать царством одноклеточных организмов.

ПРОТЕРОЗОЙ – эра возникновения многоклеточных организмов, она длилась около 2 миллиардов лет. Клетки объединялись, увеличивались в размерах, образуются мембраны и ядра.

Жизнь в морях создавала различные варианты строения живых организмов: губки, медузы, полипы, гидры, моллюски, черви, морские ежи, звезды, лилии.

Но Жизнь постоянно изменялась, и вскоре на арену жизни вышли более развитые организмы.

ПАЛЕОЗОЙ – эра освоения суши.

Ученые разделили ее на пять периодов:

• Кембрий и ордовик: одно из самых важных событий – «скелетная революция». Организмы оделись в твердые скелеты: наружные и внутренние панцири, домики, жесткие шипы. Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, брюхоногих моллюсков, ракоскорпионов, водорослей.
• Силур –пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных – щитковых. Выход растений на сушу – псилофиты. Широкое распространение водорослей. Первые растения получили название псилофиты, что в переводе означает «голоросы» – у них не было листьев.
• Девон – это период царства рыб. Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. И у них появился настоящий костный скелет. Из выроста кишки образовалось легкое. Таких рыб назвали «двоякодышащими». Они стали предками всех наземных животных. Споровые растения все более успешно завоевывали сушу. Вслед за растениями на сушу двинулись насекомые и паукообразные. Для жизни на суше они обзавелись трахеями. Костяные плавники рыб совершили революцию – рыбы сделали попытку выйти на сушу. Ихтиостега – первая амфибия, предки которой были рыбами. В свою очередь ихтиостега дала жизнь настоящим земноводным – стегоцефалам.
• Карбон –расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников.
• Пермь – быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных.

МЕЗОЗОЙ – эра ящеров

• Триас – начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.
• Юрский – господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных растений.
• Меловой – появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и зубастые птицы еще не распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных.

КАЙНОЗОЙ – эра современной жизни

• Палеоген – появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее – парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений.
• Неоген –господство млекопитающих, птиц. Формируются горные системы Альп, Гималаев, Кордильер и Кавказа. Флора приобретает современный вид.
• Антропоген – появление и развитие видов рода Человек, появление вида Человек Разумный. Животный и растительный мир принял современный облик.