Таблица история развития жизни на земле: Основные этапы развития жизни на Земле кратко в таблице

Содержание

История развития жизни на земле (Реферат)

История развития жизни на земле.

Геохронологическая таблица.

ЭРЫ

Периоды и их

Длительность

(в млн. лет)

Животный и растительный

Мир

Название

и длительность

( в млн. лет)

Возраст

( в млн. лет)

Кайнозойская

(новой жизни).

67

67

Антропоген, 1.5

Появление и развитие человека.

Животный и растительный мир принял современный облик

Неоген, 23.5

Господство млекопитающих, птиц

Палеоген, 42

Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее – парапитеков, дриопитеков. Бурный рас- цвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений.

Мезозойская

(средней жизни), 163

230

Меловой, 70

Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и зубастые птицы еще распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных.

Юрский, 58

Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных.

Триасовый, 35

Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.

Палеозойская

(древней жизнь), 340

Возможно,

Равен

570

Пермский, 55

Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных.

Каменноугольный, 75-65

Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников.

Девонский, 60

Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. Появление стегоцефалов.

Распространение на суше высших споровых.

ЭРЫ

Периоды и их

Длительность

(в млн. лет)

Животный и растительный

Мир

Название

и длительность

( в млн. лет)

Возраст

( в млн. лет)

Силурийский,

30

Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных – щитковых. Выход растений на сушу – псилофиты. Широкое распространение трилобитов, водорослей.

Ордовикский,

60

Кембрийский,

70

Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей.

Протерозойская

(ранней жизни), 2030

2700

Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых- подтипа бесчерепных

Архейская

(самая древняя в истории земли), 900

Возможно,

> 3500

Следы жизни незначительны. Породы органического происхождения указывают на существование бактерий и водорослей.

Основные этапы развития жизни на Земле | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Вопрос 1. Какие основные этапы можно вы­делить в возникновении и развитии жизни на Зем­ле?

Существует много гипотез, пытающих­ся объяснить возникновение и развитие жизни на нашей планете. И хотя они предлагают различные подходы к реше­нию данной проблемы, большинство из них предполагает наличие трех эволюци­онных этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции.

На этапе химической эволюции проис­ходил абиогенный синтез органических полимеров.

На втором этапе формировались белково-нуклеиново-липоидные комплексы (ученые называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы, пробионы, прогеноты и т. д.), способные к упорядоченному об­мену веществ и самовоспроизведению.

В результате предбиологического есте­ственного отбора появились первые при­митивные живые организмы, которые вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему многообразию органической жизни на Земле.

Вопрос 2. Какие гипотезы происхождения эукариотической клетки вам известны?

Большинство ученых считают, что эука­риоты произошли от прокариотических клеток. Существуют две наиболее при­знанные гипотезы происхождения эука­риотических клеток и их органоидов.

Первая гипотеза связывает происхожде­ние эукариотической клетки и ее органо­идов с процессом впячивания клеточной мембраны, а вторая основана на идее сим­биоза между прокариотическими клет­ками.

Вопрос 3. Какие доводы свидетельствуют в пользу гипотезы симбиотического происхождения эукариотической клетки?

Согласно гипотезе симбиотического про­исхождения эукариотической клетки, ми­тохондрии, пластиды и базальные тельца ресничек и жгутиков эукариотической клетки были когда-то свободноживущими прокариотическими клетками. Органоида­ми они стали в процессе симбиоза. В поль­зу этой гипотезы свидетельствует наличие собственных РНК и ДНК в митохондриях и хлоропластах. По строению РНК мито­хондрии сходны с РНК пурпурных бакте­рий, а РНК хлоропластов ближе к РНК ци­анобактерий.

Вопрос 4. Почему ряд ученых считают, что предком прокариотических и эукариотических кле­ток мог быть прогенот? Материал с сайта //iEssay.ru

Сравнивая последовательность нукле­отидов в рибосомных РНК, ученые при­шли к выводу, что все живые организмы можно отнести к трем группам: эукарио­там, эубактериям и архебактериям (две последние группы — прокариоты). По­скольку генетический код во всех трех группах один и тот же, была выдвинута гипотеза, что они имеют общего предка, которого назвали «прогенот» (т. е. праро­дитель). Предполагается, что эубактерии и архебактерии могли произойти от прогенота, а современный тип эукариотической клетки, по-видимому, возник в результа­те симбиоза древнего эукариота (тоже произошедшего от прогенота) с эубактериями.

Таблица развития жизни на земле. Этапы развития жизни на земле

Таблица 1

Эра Период (млн. лет) Растительность и животный мир
Архейская , протерозойская (начало 4500 млн. лет назад) ~3500 Жизнь зародилась в морях. (Никаких ископаемых следов о первых животных существ не осталось.)
Существование одноклеточных морских организмов.
В морях появляются многоклеточные живые существа.
Палеозойская (начало 600 млн. лет назад) 600-500 В морях появляются бесчисленные позвоночные. Среди беспозвоночных находим предков нынешних моллюсков и членистоногих.
Первые морские позвоночные панцирные рыбы (уже вымершие) с хрящевым скелетом, панцирем.
Появляются современные рыбы. Начинает развиваться жизнь на появляющихся участках суши.
Первые новоселы суши — бактерии, грибы, мхи и небольшие беспозвоночные животные, за ними следуют земноводные (амфибии).
400-300 Земля покрывается могучими лесами папоротников и других растений, вымерших к настоящему времени. Распространяются насекомые.
Зарождение пресмыкающихся (рептилий).
Мезозойская (начало 230 млн. лет назад) 230-70 Эра рептилий. Эти животные распространяются не только на появляющихся из воды участках суши, но также и в морях. Некоторые из них достигают огромных размеров.
230-190 Зарождаются млекопитающие. Распространяются первые цветочные растения: голосеменные растения. Исчезают папоротниковые леса.
Зарождаются птицы. Появляются первые покрытосемянные растения (растения, у которых цветы имеют завязи).
Леса голосеменных растений на большей части суши вытесняются лесами покрытосемянных.
Вымирают динозавры и другие крупные рептилии.
Кайнозойская (начало 70 млн. лет назад) 70-20 Млекопитающие распространяются во всей окружающей среде, вытесняя рептилий, численность которых резко сокращается. Значительно распространяются птицы.
70-50 Зарождаются различные классы млекопитающих: плотоядные, рукокрылые и предки современных обезьян и человека. Появляются травоядные (например, крупный рогатый скот, олени, лошади)
20-10 Некоторые млекопитающие (китообразные) заселяют моря.
Появляется австралопитек — прародитель человека.
0,04-0,02 Исчезают некоторые крупные млекопитающие (например, мамонт, шерстистый носорог, саблезубый тигр). Человек становится безраздельным хозяином Земли.

Первая эра — архейская, продолжительностью 900 млн. лет, почти не оставила следов органической жизни. Наличие пород органического происхождения — известняка, мрамора, углистых веществ — указывает на существование в архейскую эру бактерий и сине-зеленых водорослей (цианобактерий) — клеточных предъядерных организмов. Они обитают в морях, но выходят и на сушу.

Вода насыщается кислородом, а на суше происходят почвообразовательные процессы. Бактерии не дали начала образованию новых группировок и остались до нашего времени обособленными. Именно в архейскую эру произошло три крупных изменения в развитии живых организмов: возникновение полового процесса, фотосинтеза и многоклеточности. Половой процесс возник в форме слияния двух одинаковых клеток у жгутиковых, считающихся наиболее древними одноклеточными.

Позднее половой процесс происходил уже при помощи специальных половых клеток — мужской и женской, которые при слиянии образуют зиготу . Из нее развивается организм, содержащий генотип отца и матери, что дает комбинации различных признаков в потомстве, расширяя возможности действия естественного отбора. С появлением фотосинтеза единый ствол жизни разделился на два — растения и животные — за счет дивергенции. Многоклеточность вызвала дальнейшее усложнение организации живых организмов: дифференциацию тканей, органов, систем и их функций.

В протерозойскую эру (продолжительность 2 000 млн. лет) развиваются зеленые водоросли, в том числе и многоклеточные. Остатки животного мира редки и малочисленны. Предками многоклеточных организмов, вероятно, были организмы, подобные колониальным формам одноклеточных жгутиковых, а первые многоклеточные животные — близки губкам и кишечнополостным.

Известны остатки всех типов беспозвоночных животных, в том числе иглокожих и членистоногих. Полагают, что в конце протерозойской эры появились первичные хордовые — подтип бесчерепных, единственным представителем которых в современной фауне является ланцетник. Появляются двустороннесимметричные животные, развиваются органы чувств, нервные узлы, усложняется поведение животных, возрастает подвижность и энергия в процессах жизнедеятельности в целом.

В палеозойскую эру, продолжительностью 330 млн. лет (древняя жизнь), подразделяемую на несколько периодов, происходили дальнейшие эволюционные преобразования органического мира. В кембрийском периоде (570-490 млн. лет назад), кроме бактерий и одноклеточных водорослей, были распространены крупные многоклеточные водоросли. Для кембрия и ордовика (490-435 млн. лет назадхарактерно наличие остатков ископаемых простейших, кишечнополостных, губок, червей (три типа), иглокожих, моллюсков, членистоногих, хордовых.

Силур (435-400 млн. лет назад) богат остатками ископаемых трилобитов и особенно плеченогих (в настоящее время их осталось около 200 видов). Обнаружены остатки бесчелюстных позвоночных — щитковых (предки миног). Дальнейшее развитие эволюции продолжалось по пути дивергенции типов животного мира с заменой низкоорганизованных примитивных форм более высокоорганизованными. В конце силурийского периода часть зеленых многоклеточных водорослей приспособилась к жизни на суше. Возможно, это были псилофиты. Они уже имели ткани.

Появились грибы. С середины девона (400-435 млн. лет назад) постепенно убывают псилофиты, исчезая к концу этого периода. А на смену им появляются плауновые, хвощевые и папоротниковые — споровые растения. В период девона появляются челюстноротые панцирные рыбы (их потомки — современные хрящевые рыбы, например, акулы и скаты), двоякодышащие. Однако выход на сушу осуществила другая группа рыб — кистеперые. Самыми примитивными наземными позвоночными считаются древние земноводные, берущие начало от одной из групп кистеперых.

На основе наследственной изменчивости в процессе естественного отбора плавники превратились в конечности для передвижения по суше. Для дыхания на суше развились легкие. Древнейшие земноводные — стегоцефалы (панцирноголовые) обитали в болотистых местах. Стегоцефалы соединили в себе признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Животные девона, как и растения, обитали во влажных местах, поэтому не могли распространяться в глубь суши и занимать места, удаленные от водоемов.

В каменноугольный период (345-280 млн. лет назад) произошел крупный эволюционный подъем в развитии наземной растительности. Этот период отличался теплым влажным климатом. На Земле образовались огромные леса, состоящие из гигантских папоротников, древовидных хвощевых и плауновых — высотой 15-30 м. Они имели хорошую проводящую систему, корни, листья, но их размножение еще было связано с водой. Леса каменноугольного периода образовали месторождения каменного угля.

В этот период произрастали и семенные папоротники, у которых вместо спор развивались семена. Семенные папоротники (древнейшие голосеменные) ясно указывают на происхождение семенных растений от споровых. Появление семенных растений было крупным ароморфозом, определившим дальнейшую эволюцию растений. У семенных растений оплодотворение происходит уже без участия воды, а зародыш находится в семени, имеющем запас питательных веществ.

С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием влажный климат почти повсеместно сменился сухим. Древовидные папоротники стали вымирать, лишь в отдельных сырых местах сохранились мелкие формы. Вымерли и семенные папоротники. Им на смену пришли более жизнестойкие голосеменные растения, которые благодаря распространению семян освоили засушливые места обитания. Распространение и пышное развитие голосеменных продолжалось почти до конца мезозойской эры. В каменноугольный период шло интенсивное развитие насекомых, пауков, скорпионов, имеющих воздушное дыхание и откладывающих яйца с защитной оболочкой, защищающей от высыхания.

Вместе с тем начали исчезать трилобиты . Существавало много плеченогих, моллюсков, рыб (особенно акул), иглокожих, развивались кораллы. Ранее существовавшие типы и классы дивергировали, приспосабливались к различным местам обитания. При наступлении засушливых условий в конце каменноугольного периода крупные земноводные исчезают, сохраняются лишь мелкие формы в сырых местах. На смену земноводным пришли пресмыкающиеся, более защищенные и приспособленные к существованию в условиях более сухого климата на суше.

Появление древнейших пресмыкающихся — новый ароморфоз в развитии животного мира. В основном это были травоядные животные, но некоторые перешли к хищному образу жизни. Появились зверозубые рептилии, от потомков которых, полагают, произошли первые млекопитающие.

Зверозубые ящеры — переходная форма. Таким образом, в палеозойскую эру, а именно в пермском периоде (280-230 млн. лет назад), растения и животные уже вышли на сушу: это сосудистые (споровые и голосеменные) растения, кистеперые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, членистоногие (пауки, как предполагают, появились в силуре). Сухой и теплый климат пермского периода способствовал их становлению. Архейская, протерозойская и палеозойская эры дали большой фактический материал, на основании которого можно судить об основных направлениях эволюции органического мира.

В триасовом периоде мезозойской эры в условиях континентального климата усилилось развитие голосеменных, у которых оплодотворение происходило уже без участия воды, что является крупнейшим ароморфозом. Для мезозойской эры характерно необыкновенно богатое развитие голосеменных растений, продолжавшееся до середины мелового периода, когда в связи с увеличивающейся засухой и увеличением яркости Солнца на первый план выходит недавно возникшая группа растений — покрытосеменные. Двудольные и однодольные растения появились уже в конце мезозоя, а в меловом периоде они начинают процветать.

Для покрытосеменных растений характерен крупный ароморфоз — появление цветка, приспособленного к опылению. Идиоадаптационные изменения цветка способствовали многочисленным частным приспособлениям к опылению. В дальнейшем происходила идиоадаптация цветка, в результате которой выработались приспособления к распространению плодов и семян, а также к уменьшению испарения воды листьями. Пышное развитие покрытосеменных растений одновременно было связано с развитием высших форм членистоногих (насекомых) опылителей: бабочек, шмелей, пчел, мух и др.

Мезозойская эра (“эра динозавров”; подробнее разобрана в таблице 2) характеризуется поразительным развитием и последующим очень быстрым вымиранием гигантских пресмыкающихся. На суше обитали гигантские ящеры — динозавры, живородящие ихтиозавры, крокодилы, летающие ящеры. Гигантские пресмыкающиеся относительно быстро вымерли. Первые мелкие млекопитающие появились в триасе, их размножение осуществлялось уже путем живорождения, детенышей они выкармливали молоком. Они имели постоянную температуру и дифференцированные зубы.

Предками млекопитающих были зверозубые ящеры. Первые птицы возникли в юрском периоде мезозойской эры — это были зубастые птицы. А в конце мезозоя появились уже первые настоящие птицы. Древние хрящевые рыбы в триасе были вытеснены настоящими костистыми. В результате дивергенции непрестанно увеличивалось видовое разнообразие в пределах каждой систематической группы.

Характеристики Мезозойской эры

Таблица 2

Эра (продолжительность, млн. лет) Период (продолжительность, млн. лет) Начало (млн. лет назад) Климат и среда (глобальные географические изменения) Развитие органического мира
Мир животных Мир растений
Мезозойская (средней жизни), Триасовый (Триас), 40 ± 5 230 ± 10 Ослабление климатической зональности, сглаживание температурных различий. Начало движения материков. Начало расцвета рептилий — начинается «век динозавров»; появляются черепахи, крокодилы и др. Возникновение первых млекопитающих, настоящих костистых рыб. Распространены папоротниковые, хвощевидные, плауновидные. Вымирают семенные папоротники.
Юрский (Юра), 190 — 195 ± 5 Климат, вначале влажный, сменяется к концу периода засушливым в области экватора. Движение континентов, формирование Атлантического океана. В океане появление новых групп моллюсков, в том числе головоногих, а также иглокожих. Господство пресмыкающихся на суше, в океане и воздухе. В концу периода появление первоптиц — археоптерикса. Широко распространены папоротники и голосемянные, появляется хорошо выраженная ботанико-географи-ческая зональность.
Меловой (Мел), 136 ± 5 Во многих районах Земли похолодание климата. Выраженное отступление морей, сменившееся обширным увеличением площади Мирового океана и новым поднятием суши. Интенсивные горообразовательные процессы (Альпы, Анды, Гималаи). Появление настоящих птиц, а также сумчатых и плацентарных млекопитающих. В водоемах преобладание костистых рыб. Расцвет насекомых. Вымирание крупных рептилий и примитивных мезозойских млекопитающих. Резко сокращается численность папоротников и голосеменных. Появляются первые покрытосеменные растения.

Кайнозойская эра (новая жизнь) длится, примерно, 60-70 млн. лет. Первый ее период — палеоген, второй — неоген, а третий — антропоген, который продолжается по настоящее время. В течение этой эры сформировались континенты и моря в их современном виде. В палеогене покрытосеменные растения распространились по всем материкам и пресноводным водоемам. Во второй половине этого периода начались бурные горнообразовательные процессы. Наступило похолодание, вечнозеленые леса сменились листопадными. Происходила быстрая идиоадаптация форм в различных местных условиях.

В конце неогена — начале антропогена с севера наступали ледники, на пути сползания ледников погибло все живое, остались только те формы, которые смогли уцелеть и приспособиться к изменившимся условиям среды. Развилась арктическая флора. В антропогене происходит окончательное формирование современного растительного мира. В кайнозое распространились брюхоногие и двустворчатые моллюски, среди членистоногих процветают насекомые.

Крупные ароморфозы насекомых — развитие трахейной системы дыхания, ротового аппарата жующего типа, твердого хитинового покрова, членистых конечностей и нервной системы обеспечили их процветание. Птицы и млекопитающие заняли господствующее положение в животном мире благодаря повышению интенсивности функций центральной нервной системы (в особенности функций головного мозга), усложнению строения кровеносной системы (разделение артериальной и венозной крови), постоянной температуре тела и повышению уровня обменных процессов и др. Быстрая идиоадаптация к изменяющимся условиям среды обеспечила их процветание.

Жизнь на Земле зародилась свыше 3,5 млрд лет назад, сразу после завершения формирования земной коры. На протяжении всего времени возникновение и развитие живых организмов влияло на формирование рельефа, климат. Также и тектонические, и климатические изменения, происходившие на протяжении многих лет, влияли на развитие жизни на Земле.

Таблица развития жизни на Земле может быть составлена, исходя из хронологии событий. Всю историю Земли можно разделить на определенные этапы. Наиболее крупные из них — это эры жизни. Они делятся на эры, эры — на периоды, периоды -на эпохи, эпохи — на века.

Эры жизни на Земле

Весь период существования жизни на Земле можно разделить на 2 периода: докембрий, или криптозой (первичный период, 3,6 до 0,6 млрд лет), и фанерозой.

Криптозой включает в себя архейскую (древняя жизнь) и протерозойскую (первичная жизнь) эры.

Фанерозой включает в себя палеозойскую (древняя жизнь), мезозойскую (средняя жизнь) и кайнозойскую (новая жизнь) эры.

Эти 2 периода развития жизни принято делить на более мелкие – эры. Границы между эрами – это глобальные эволюционные события, вымирания. В свою очередь эры делятся на периоды, периоды — на эпохи. История развития жизни на Земле связана непосредственно с изменениями земной коры и климата планеты.

Эры развития, отсчет времени

Наиболее значительные события принято выделять в специальные интервалы времени – эры. Отсчет времени ведется в обратном порядке, от древнейшей жизни до новой. Существует 5 эр:

Периоды развития жизни на Земле

Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.

  • Кембрийский (кембрий).
  • Ордовикский.
  • Силурийский (силур).
  • Девонский (девон).
  • Каменноугольный (карбон).
  • Пермский (пермь).
  • Нижнетретичный (палеоген).
  • Верхнетретичный (неоген).
  • Четвертичный, или антропоген (развитие человека).

Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн. лет.

Протерозойская эра (ранняя жизнь)

6. Пермский (пермь)

2. Верхнетретичный (неоген)

3. Четвертичный или антропоген (развитие человека)

Развитие живых организмов

Таблица развития жизни на Земле предполагает разделение не только на временные промежутки, но и на определенные этапы формирования живых организмов, возможные климатические изменения (ледниковый период, глобальное потепление).

  • Архейская эра. Самые значительные изменения в эволюции живых организмов – это появление сине-зеленых водорослей – прокариотов, способных к размножению и фотосинтезу, возникновение многоклеточных организмов. Появление живых белковых веществ (гетеротрофов), способных к поглощению растворенных в воде органических веществ. В дальнейшем появление этих живых организмов позволило разделить мир на растительный и животный.

  • Мезозойская эра.
  • Триасовый период. Распространение растений (голосеменных). Увеличение количества пресмыкающихся. Первые млекопитающие, костные рыбы.
  • Юрский период. Преобладание голосеменных, возникновение покрытосеменных. Появление первоптицы, расцвет головоногих моллюсков.
  • Меловой период. Распространение покрытосеменных, сокращение других видов растений. Развитие костных рыб, млекопитающих и птиц.

  • Кайнозойская эра.
    • Нижнетретичный период (палеоген). Расцвет покрытосеменных. Развитие насекомых и млекопитающих, появление лемуров, позже приматов.
    • Верхнетретичный период (неоген). Становление современных растений. Появление предков людей.
    • Четвертичный период (антропоген). Формирование современных растений, животных. Появление человека.


Развитие условий неживой природы, изменения климата

Таблица развития жизни на Земле не может быть представлена без данных об изменениях неживой природы. Возникновение и развитие жизни на Земле, новые виды растений и животных, все это сопровождается изменениями и в неживой природе, климате.

Климатические изменения: архейская эра

История развития жизни на Земле началась через этап преобладания суши над водными ресурсами. Рельеф был слабо расчерчен. В атмосфере преобладает углекислый газ, количество кислорода минимально. На мелководье пониженная соленость.

Для архейской эры характерны извержения вулканов, молнии, черные облака. Горные породы богаты графитом.

Климатические изменения в протерозойскую эру

Суша – это каменная пустыня, все живые организмы обитают в воде. В атмосфере накапливается кислород.

Климатические изменения: палеозойская эра

В различные периоды палеозойской эры происходили следующие изменения климата:

  • Кембрийский период. Суша по-прежнему пустынна. Климат жаркий.
  • Ордовикский период. Наиболее значительные изменения – это затопление практически всех северных платформ.
  • Силурийский период. Тектонические изменения, условия неживой природы разнообразны. Происходит горообразование, моря преобладают над сушей. Определены области разных климатов, в том числе и районы похолодания.
  • Девонский период. Преобладает сухой климат, континентальный. Образование межгорных впадин.
  • Каменноугольный период. Опускание материков, заболоченные территории. Теплый и влажный климат, в атмосфере много кислорода и углекислого газа.
  • Пермский период. Жаркий климат, вулканическая деятельность, горообразование, высыхание болот.

В эру палеозоя сформировались горы каледонской складчатости. Такие изменения в рельефе повлияли на мировой океан – морские бассейны сократились, образовалась значительная площадь суши.

Палеозойская эра положила начало практически всем основным месторождениям нефти и каменного угля.

Климатические изменения в мезозое

Для климата различных периодов мезозоя характерны следующие черты:

  • Триасовый период. Вулканическая деятельность, климат резко континентальный, теплый.
  • Юрский период. Мягкий и теплый климат. Моря преобладают над сушей.
  • Меловой период. Отступление морей от суши. Климат теплый, но в конце периода глобальное потепление сменяется похолоданием.

В мезозойскую эру сформированные ранее горные системы разрушаются, равнины уходят под воду (Западная Сибирь). Во второй половине эры сформировались Кордильеры, горы Восточной Сибири, Индокитая, частично Тибета, сформировались горы мезозойской складчатости. Преобладает жаркий и влажный климат, способствующий образованию болот и торфяников.

Климатические изменения — кайнозойская эра

В кайнозойскую эру произошло общее поднятие поверхности Земли. Изменился климат. Многочисленные оледенения земных покровов наступающих с севера изменили облик материков Северного полушария. Благодаря таким изменениям были сформированы холмистые равнины.

  • Нижнетретичный период. Мягкий климат. Разделение на 3 климатические зоны. Формирование континентов.
  • Верхнетретичный период. Сухой климат. Возникновение степей, саванн.
  • Четвертичный период. Многократное оледенение северного полушария. Похолодание климата.

Все изменения на протяжении развития жизни на Земле можно записать в виде таблицы, которая отразит самые значительные этапы в становлении и развитии современного мира. Несмотря на уже известные методы исследования, и сейчас ученые продолжают изучать историю, совершают новые открытия, которые позволяют современному обществу узнать, как развивалась жизнь на Земле до появления человека.

Развитие жизни на Земле длится более 3 млрд лет. И этот процесс продолжается до сих пор.

Первыми живыми существами в архее были бакте­рии. Затем появились одноклеточные водоросли, жи­вотные и грибы. На смену одноклеточным пришли многоклеточные. В начале палеозоя жизнь была уже очень разнообразной: в морях обитали представители всех типов беспозвоночных, на суше появились первые наземные растения. В следующие эры в течение мно­гих миллионов лет формировались и вымирали разные группы растений и животных. Постепенно живой мир становился всё более похожим на современный.

2.6. История развития жизни

Ранее учёные полагали, что живое произошло от живо­го. Споры бактерий были занесены из космоса. Одни бактерии создавали органические вещества, другие потребляли и разрушали их. В результате возникла древнейшая экосистема, компоненты которой были связаны круговоротом веществ.

Современные учёные доказали, что живое произошло из неживой природы. В водной среде из неорганических веществ под действием энергии Солнца и внутренней энергии Земли образовались органические вещества. Из них сформировались древнейшие организмы — бактерии.

В исто­рии развития жизни на Земле выделяют несколько эр.

Архей

Первыми организмами были прокариоты. В архейской эре уже существовала био­сфера, состоявшая в основном из прокариот. Самые первые живые сущест­ва планеты — бактерии. Некото­рые из них были способны к фо­тосинтезу. Фотосин­тез осуществляли цианобактерии (сине-зелёные).

Протерозой

По мере увеличения содержания кислорода в атмосфере начали появляться эукариотные организмы. В протерозое в водной среде возникли однокле­точные растения, а затем одноклеточные животные и грибы. Важным событием протерозоя было возникно­вение многоклеточных организмов. К концу протеро­зоя уже появились различные типы беспозвоночных и хордовых животных.

Палеозой

Растения

Постепен­но на месте тёплых мелководных морей возникала су­ша. В результате от многоклеточных зелёных водорос­лей произошли первые наземные растения. Во второй половине палеозоя возникли леса. Они состояли из древних папоротников, хвощей и плаунов, которые размножались спорами.

Животные

В начале палеозоя морские беспозвоночные достиг­ли расцвета. В морях развивались и распространялись позвоночные животные — панцирные рыбы.

В палеозое появились первые наземные позвоночные — древнейшие земноводные. От них в конце эры произошли первые рептилии.

Самыми много­чис­лен­ными в морях палеозоя (эры древней жизни) были трилобиты — иско­паемые членистоногие, внешне похожие на гигантских мокриц. Трилобиты — существовали в начале палеозоя, полностью вымерли 200 млн лет назад. Они плава­ли и ползали в мелководных заливах, питаясь растениями и останками животных. Существу­ет предположение, что были среди трилобитов и хищники.

Самыми первыми среди жи­вотных стали осваивать сушу паукообразные и гигантские ле­тающие насекомые — предки современных стрекоз. Размах их крыльев достигал 1,5 м.

Мезозой

В мезозое климат стал более засушливым. Посте­пенно исчезали древние леса. На смену споровым пришли растения, размножающиеся семенами. Среди животных достигли расцвета пресмыкающиеся, в том числе динозавры. В конце мезозоя многие виды древ­них семенных растений и динозавры вымерли.

Животные

Самыми крупными из динозав­ров были брахиозавры. Они достигали более 30 м в длину и весили 50 т. Эти динозавры имели громадное туловище, длинные хвост и шею, малень­кую голову. Если бы они жили в наше время, то были бы выше пятиэтажных домов.

Растения

Самые слож­но­орга­ни­зо­ван­ные растения — цветковые. Они появились ещё в середине ме­зозоя (эры средней жизни). Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Кайнозой

Кайнозой — время расцвета птиц, млекопитаю­щих, насекомых и цветковых растений. У птиц и млекопитающих в связи с более совершенным строе­нием систем органов возникла теплокровность. Они стали менее зависимы от условий среды обитания и широко распространились на Земле.

Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.

Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.

Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.

Существует пять эр:

  • Архейская;
  • протерозойская;
  • палеозойская;
  • мезозойская;
  • кайнозойская.


Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.

Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.


Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.

Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O 2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.


Палеозойская эра включает шесть периодов.

Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.

Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.

Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.

Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.

Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.

Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.


Мезозойская эра делится на 3 периода:

Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.

Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.

Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.


Кайнозойская эра состоит из трех периодов:

Нижнетретичный период или палеоген (65 – 24 млн. лет назад). Исчезновение большинства головоногих моллюсков, появляются лемуры и приматы, позднее парапитеки и дриопитеки. Развитие предков современных видов млекопитающих – носорогов, свиней, кроликов и др.

Верхнетретичный период или неоген (24 – 2,6 млн. лет назад). Млекопитающие населяют сушу, водные просторы, воздух. Появление австралопитеков – первых предков людей. В этот период сформировались Альпы, Гималаи, Анды.

Четвертичный период или антропоген (2,6 млн. лет назад – наши дни). Знаменательное событие периода – появление человека, сначала неандертальцев, а вскоре Homo sapiens. Растительный и животный мир обрел современные черты.

19 декабря 2016

Существует целый комплекс наук, изучающих основные этапы развития жизни на Земле, все они рассматривают этот вопрос разносторонне, ведь это фундаментальная проблема естествознания. Очень важно значение палеонтологии, изучающей остатки растений и животных уже прошедших эпох, она непосредственно связана с исследованием эволюции мира.

Эта наука изучает основные этапы развития жизни на Земле путем рекоструирования облика, внешних сходств и различий, образа жизни доисторических, уже вымерших животных и растений, также определяется примерное время существования того или иного вида. Но палеонтология не могла бы существовать как отдельная наука без множества других, ей вспомогающих, эта наука находится на стыке биологических и геологических дисциплин. Основные этапы развития жизни на Земле воссоздаются с помощью таких дисциплин, как:

  • историческая геология;
  • стратиграфия;
  • палеография;
  • сравнительная анатомия;
  • палеоклиматология и многие другие.

Все они взаимосвязаны между собой, без одной не могут существовать другие.

Геологическое время

Чтобы выделить основные этапы развития жизни на Земле, необходимо иметь представление о таком понятии, как геологическое время. Как же людям удалось выделить какие-то временные этапы? Вся тайна кроется в изучении горных пород. Дело в том, что породы, возникшие в более позднее время, накладываются поверх тех, что существовали ранее. А возраст этих слоев возможно определить путем изучения оставшихся в них ископаемых.

Среди всего их разнообразия выделяются так называемые руководящие ископаемые, которые наиболее многочисленны и широко распространенные. К сожалению, с помощью горных пород нельзя установить абсолютный возраст, но и здесь ученые не останавливаются, добывая эти знания из вулканических пород. Как известно, они возникают из магмы. Так и выделяются основные этапы развития жизни на земле.

Коротко процесс определения абсолютного возраста вулканических пород выглядит так: изверженные породы содержат некоторые элементы, если определить их содержание в горной породе, то можно достаточно точно определить абсолютный возраст породы. Конечно, возможны погрешности, но они не превышают пяти процентов. Кроме этого определяется и возраст нашей планеты, все ученые придерживаются своей цифры, но общепринятое значение равняется пяти миллиардам лет. Теперь выделим основные этапы развития жизни на Земле, таблица будет нам в этом случае хорошим помощником.

Эры, эпохи и периоды

Всего палеонтологи выделяют пять этапов или, по-другому, эры, каждая из которых делится на периоды, все они состоят из эпох, а последние — из веков. Архейская и протерозойская эры — это наиболее древние времена, которые охватывают порядка трех миллиардов лет. Они отличительны полным отсутствием позвоночных и наземных растений, которые появляются в «эру древней жизни», захватывающей более трехсот миллионов лет. Далее идет «эра средней жизни», мезозойская (сто семьдесят пять миллионов лет), ее отличительные черты — развитие пресмыкающихся, птиц, млекопитающих, растений, как цветковых, так и покрытосемянных.

Самая последняя, пятая, эра — кайнозойская, также ее называют «эрой новой жизни», она началась семьдесят миллионов лет назад, мы и сейчас живем в ней. Эта эра отличается быстрым развитием млекопитающих и появлением человека. Сейчас мы разобрали этапы развития жизни на Земле кратко, предлагаем рассмотреть каждую эру отдельно.

Видео по теме

Архейская эра

Этот этап охватывает промежуток от трех тысяч девятисот до двух тысяч шестисот миллионов лет назад. Часть осадочных пород, то есть образованных с помощью частиц водной среды, остались в Африке, Гренландии, Австралии и Азии. Все они содержат:

  • биогенный углерод;
  • строматолиты;
  • микрофоссилии.

При этом происхождение вторых в данную эпоху не совсем ясно, например, в протерозое они связаны с цианобактериями. В архейской эре все организмы относились к прокариотам, а источником кислорода служили сульфаты, нитраты, нитриты и так далее. Все существующие организмы на планете внешне напоминали пленки плесени, в основном располагались на дне водоемов, в вулканических областях.

Протерозойская эра

Важно упомянуть то, что эта эра также подразделяется на периоды, которых насчитывается три. Кроме того, это самый продолжительный период нашей истории (примерно два миллиона лет). Если рассматривать рубеж этой эры и архейской, то именно в этот период наша планета сильно изменилась, перераспределились суша и водные просторы. Земля представляла собой ледяную пустыню, но по окончании этого периода процентное содержание кислорода достигло одного процента, что способствовало устойчивой жизнедеятельности одноклеточных организмов, развивались бактерии и водоросли.

В конце протерозоя образовались многоклеточные животные, этот период также имеет название «век медуз». На смену одноклеточным организмам приходят многоклеточные, которые качественно изменяют состав атмосферы, что способствует развитию жизни на нашей планете.

Палеозой

Она включает целых шесть периодов, первую половину называют ранним палеозоем, а вторую — поздним. Ранний и поздний палеозой отличаются животным и растительным миром.

На первом этапе эволюцию можно проследить исключительно в подводном мире, заселение суши началось только в девоне, который относится к позднему палеозою.

Мезозойская эра

Сейчас мы переходим к самой интересной эре, богатой загадочной и разнообразной жизни, развивающейся на протяжении примерно ста восьмидесяти пяти миллионов лет. Как видно из таблицы, она тоже делится на три периода. Меловой, по сравнению с юрским и триасовским, наиболее продолжительный (семьдесят один миллион лет).

Что касается климата, то все зависит от расположения материков. Отличия от нашего климата заключаются в том, что:

  • он был гораздо теплее современного;
  • не было перепадов температуры между экваторами и полюсами.

Кроме того, воздух был влажный, что способствовало бурному развитию живых организмов.

Если перейти к вопросам фауны, то самая уникальная группа — это всем известные динозавры. Они заняли господствующие позиции над остальными формами жизни благодаря строению своего организма, физиологическим данным и реакции.

Итак, разбирая вопрос о том, каковы основные этапы развития жизни на Земле, мы выделили пять ступеней. Для полной картины осталось рассмотреть еще одну. Предлагаем приступить прямо сейчас.

Кайнозойская эра

Это новая эра, которая длится по сей день. Континенты приобрели современный вид, исчезли последние динозавры, на Земле преобладают растения и животные, которые вполне для нас привычны. Мы рассмотрели основные этапы развития жизни на Земле кратко, разобрали все ступени отдельно, поставленная нами цель достигнута.

История развития жизни на Земле насчитывает по современным данным около 3,8 млрд лет и подразделяется на геологические эры, выделяемые в зависимости от преобладающих типов живых организмов и уровня организации биосферы, характерного для той или иной эпохи. Переход от одной эры к другой сопровождался крупными ароморфозами и коренной перестройкой всей биосферы (табл. 6.1)

Таблица 6.1

Основные этапы эволюции жизни на Земле

Геологическая эра

Продолжительность

Основные события

Значение

3,8-2,5 млрд лет назад

Зарождение жизни. Формирование прока-риотных клеток (бак-терий и сине-зеленых водорослей). Переход к автотрофному типу питания (хемосинтезу и фотосинтезу)

Возникновение пер-вичной биосферы. Изменение химиче-ского состава атмо-сферы в результате фотосинтеза. Первый экологи-ческий кризис в истории Земли, вы-званный поступле-нием О 2 в атмо-сферу.

Протерозой

2,5 млрд-570 млн лет назад

Возникновение одно-клеточных, а позднее и многоклеточных эукариотных органи-змов. Выделение из эукариот растений (водорослей) и живот-ных (медуз, морских перьев, плоских и кольчатых червей и пр.)

Активное вовлечение живых организ-мов в химические процессы, протекающие в биосфере, что привело к формированию осадочных пород. освоение живыми организмами всей гидросферы.

Палеозой

570-230 млн лет назад

Появление позвоноч-ных животных (рыб), а также беспозвоночных со сложно организо-ванной нервной систе-мой (головоногие мол-люски – аммониты, кальмары, наутилусы и пр.)

Начало освоения суши. Возникновение высших растений с корневой системой (мхи, папоротниковые, хвойные) и наземных животных: беспозвоночные: пауки, насекомые и пр. ; позвоночные: амфибии  рептилии. Эра заканчивается очередным глобальным вымиранием (исчезло около 80% всех существовавших видов).

Возрастание скорости передвижения организмов в вод-ной среде.

Формирование лесных экосистем. Увеличение автономии жизни от вод-ной среды. Нарастание процесса цефализации (усложнение структуры головного мозга)

230-65 млн лет назад

Возникновение цветковых растений и опыляющих их общест-венных насекомых.

Одновременное возникновение динозавров и млекопитающих. Расцвет динозавров, появление птиц. Глобальное вымира-ние динозавров.

Усложнение связей в наземных экосистемах.

Формирование те-плокровности, что привело к сниже-нию зависимости жизни от темпера-турных условий.

Кайнозой

65 млн лет назад – настоящее время

Расцвет насекомых. цветковых растений, птиц и млекопита-ющих, появление человека.

Формирование со-временной биосфе-ры. Зарождение ноосферы – сферы разума. Глобальный экологический кри-зис, порожденный антропогенной деятельностью.

Первый ароморфоз, следы которого доступны для наблюдения — образование прокариотных клеток. Древнейшие достоверные окаменелости, имеющие возраст около 3,8 млрд лет, содержат остатки микроорганизмов с клеточной оболочкой. Известны и осадочные породы возрастом более 3,5 млрд лет, представляющие собой результаты жизнедеятельности бактерий. Таким образом, примерно через 0,7 млрд лет после формирования нашей планеты на ней уже существовала биосфера. Проследить историю предшествовавших событий затруднительно, поскольку само формирование сплошной твердой земной коры к этому времени только успело завершиться и более древние породы переплавлялись в недрах молодой планеты.

Предполагается, что первичные организмы были гетеротрофами, так как использовали в качестве пищи готовые органические вещества первичного «бульона». Они существовали в бескислородных условиях, т.е. являлись анаэробными. Постепенное исчерпание исходных пищевых ресурсов стало стимулом для поисков нового источника органических соединений. У ряда видов бактерий возникает способность использовать энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений (Н 2 , Н 2 S, NH 3 и пр.) для синтеза органических веществ. Такой процесс – хемосинтез, являющийся одним из типов автотрофного питания, сохранился вплоть до настоящего времени и играет важную роль в биогеохимических циклах химических элементов в биосфере. Однако энергетически более выгодным оказался другой тип автотрофного питания – фотосинтез, осуществляющийся за счет энергии солнечного света.

Возникновение фотосинтеза является вторым важнейшим ароморфозом. С его помощью стало возможным получать ресурсы (углекислый газ) для синтеза органических соединений непосредственно из атмосферного воздуха, отдавая взамен молекулярный кислород. Постепенное изменение химического состава атмосферы способствовало ускорению биологического круговорота веществ и ускорению процесса эволюции в целом. Около 2 млрд лет назад концентрация кислорода в атмосфере достигла 1% современной (точка Пастера), что привело к целому ряду важных последствий:

дыхание становится эффективным способом обеспечения организмов энергией.

в верхних слоях атмосферы образуется озон О 3 , защищающий поверхность Земли от ультрафиолетового излучения Солнца.

накопление свободного кислорода вызвало экологический кризис (первый в истории Земли) и соответствующий естественный отбор, в результате которого возникают аэробные организмы, способные существовать только в условиях атмосферы, содержащей кислород.

Следующим крупным эволюционным шагом (ароморфозом) было возникновение эукариот, особенностью которых является своего рода «разделение труда» между ядром и органоидами клетки. Около 1 млрд лет назад возникло половое размножение, способствующее комбинированию генов различных особей. Повышается гибкость реагирования популяции и вида в целом на изменение условий жизни, и возрастает скорость эволюционного процесса. В процессе эволюции биосферы определилась ее «двухслойная» структура – бактериальное основание и эукариотная «надстройка». «Основание» неизмеримо более устойчиво, и даже в настоящее время мы обнаруживаем точно такие же микробные сообщества, какие были характерны для ранних этапов развития биосферы.

Дальнейший ароморфоз – многоклеточность, точные механизмы возникновения которой остаются до сих пор неизвестными. Возникновение многоклеточных организмов сопровождалось повышением устойчивости экосистем и открыло возможности для их эволюции в разных направлениях.

Около 600 млн лет назад в истории Земли произошло событие, получившее название «большого взрыва эволюции животных». В течение примерно 70 млн лет возникают почти все известные ныне планы строения тела, почти все из существующих и вымерших типов животных. В течение последующих 100 млн лет эволюция шла в основном по пути усовершенствования и специализации форм, возникших в данный период. Здесь основной ароморфоз – формирование жесткого скелета (наружного – у трилобитов и, позже, внутреннего – у рыб). Примерно 500 млн лет назад начинается выход на сушу растений (псилофитов – близких родственников зеленых водорослей). В результате адаптации к наземной среде формируются специализированные органы: жесткий стебель, корневая система, покровная ткань. Возникновение наземных растений позволило фотосинтезирующим структурам биосферы располагаться в трехмерном пространстве, что резко интенсифицировало весь процесс фотосинтеза. Развитие наземной растительности привело к существенному усложнению наземных экосистем (формирование почвы, накопление больших запасов биомассы) и повышению содержания кислорода в атмосфере до современного уровня – 21%.

440-410 млн лет назад возникают первые позвоночные животные — панцирные рыбы, характеризующиеся наличием внутреннего скелета с черепной коробкой, парными конечностями и развитой мускулатурой. Некоторые виды рыб (акулы) мало изменились за последние сотни миллионов лет. Однако дальнейшая эволюция оказалось связанной с группой кистеперых рыб. Их короткие и мясистые плавники позволяли хорошо ползать по дну, что способствовало выживанию в пересыхающих водоемах. В результате около 320 млн лет назад появляются первые представители наземных позвоночных животных – земноводные (родственные современным жабам, лягушкам, тритонам и пр.), характеризующиеся гладкой кожей, пятипалыми конечностями, легочным дыханием и увеличенным размером головного мозга.

Постепенное понижение температуры и влажности воздуха способствовало росту давления естественного отбора в сторону большей независимости живых организмов от водной среды. У растений возникают семена, снабженные защитной оболочкой, – появляются голосеменные (хвойные) деревья и кустарники. У позвоночных животных возникают внутреннее оплодотворение и яйцо – миниатюрный индивидуальный водоем для эмбриона. Эти два ароморфоза стали главными признаками нового класса животных – рептилий (пресмыкающихся). Уровень их общей организации был настолько высок и открывал столь широкие возможности для разнообразных адаптаций, что рептилии оставались в определенном смысле полновластными хозяевами Земли на протяжении 220 млн лет. Они были представлены широким спектром самых разнообразных видов (динозавры, крокодилы, змеи, черепахи, птеранодоны, ихтиозавры и пр.).

Первые теплокровные животные, млекопитающие (звери) появились одновременно с динозаврами, однако в течение 150 млн лет оставались малочисленной и не играющей существенной роли в биосфере группой. В процессе глобальных климатических изменений теплокровность становилась значительным преимуществом. Примерно 65 млн лет назад подавляющее большинство видов пресмыкающихся вымирает, и опустевшие экологические ниши заполняют млекопитающие и птицы. Помимо особенностей, связанных с регуляцией температуры тела, млекопитающие отличаются приспособлениями, способствующими высокоорганизованной нервно-психической деятельности: развитый головной мозг, длительный период воспитания и обучения детенышей. Характерное практически для всех млекопитающих живорождение обеспечивает более высокую выживаемость потомства.

Таким образом, можно констатировать, что в процессе развития жизни на нашей планете происходило постепенное усложнение экосистем, сопровождающееся возрастанием видового разнообразия, экспансией жизни, охватывающей в настоящее время всю поверхность планеты, усиливающейся дифференциацией биосферы на локальные экосистемы. Результатом миллиардов лет эволюции экосистем является современная биосфера Земли, включающая около 10 млн ныне существующих видов, из которых лишь один – Homo sapiens — оказался способным осуществлять сознательное преобразование биосферы в процессе разумной трудовой деятельности.

Лекция 9. Особенности геологического уровня организации материи

План лекции:

1.История планеты Земля.

2.Внутреннее строение и история геологического развития Земли.

3.Современные концепции развития геосферных оболочек.

4.Химическая эволюция Земли.

5.Литосфера как абиотическая основа жизни.

6.Экологические функции литосферы: ресурсная, геодинамическая, геофизическая, геохимическая.

7.Географическая оболочка Земли.

8.Эволюция климата Земли.

9.Происхождение планет солнечной системы.

Лекция 10. Человек, разум, ноосфера

План лекции:

1.Происхождение человека.

2.Эволюция человека.

3.Этапы развития человеческого общества.

4.Поведение и высшая нервная деятельность.

Поделись статьей:

Похожие статьи

Кроссворд — Развитие жизни на земле

Свободное

 место 

для ЛЮБОЙ

(в пределах разумного)

вашей

 рекламы. 

20 руб/день. 

[email protected]

Просмотров за сутки 9000

Посетителей 3500

Биол Кроссворд
Химия Кроссворд
Задания. Тесты.
   

 


1. юра 2. палеозой протерозой 3. палеонтология 4. антропоген 5. мезозой 6. риниофит 7. кайнозой 8. архей 9. силур 10. карбон 11. ихтиостега 12. трилобит

  1. Эра, в которой господствовали пресмыкающиеся, в т.ч. и динозавры.
  2. По горизонтали. Эра древней жизни. По вертикали.  Эра ранней жизни.
  3. Наука, исследующая ископаемые организмы, условия их жизни и захоронения.
  4. Период, в котором появился человек.
  5. Эра средней жизни.
  6. Первое наземное растение.
  7. Эра новой жизни.
  8. Самая древни эра.
  9. Период палеозойской эры, в котором произошел выход растений и беспозвоночных на сушу.
  10. Период расцвета папоротникообразных.
  11. Первое земноводное.
  12. Древнейшее членистоногое.

     

     

     

Опрос
Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

История жизни на Земле | Эпохи, временная шкала и эволюция — видео и расшифровка урока

Временная шкала геологических эр

Геологическая временная шкала Земли почти идентична истории жизни на Земле, за исключением Гадейской эры. Это связано с тем, что геологическая временная шкала или порядок геологических событий, таких как формирование океанов, извержение вулканов, продолжительность существования пустынь и движение тектонических плит, происходили в последовательности с жизнью, которая существовала на этой планете. История как жизни, так и геологической временной шкалы организована в 5 подгруппах, расположенных от самого большого промежутка времени к самому маленькому: эоны, эры, периоды, эпохи и века. Чтобы понять временную шкалу жизни, которая существовала на Земле, важно понять, как ученые определяют возраст как горных пород, так и остатков живых существ, иначе известных как окаменелостей .

Геологическое время: определение возраста горных пород и окаменелостей

Потому что людей не было около 4 лет.6 миллиардов лет назад, чтобы зафиксировать зарождение нашей планеты, ученые должны опираться на данные геологических и ископаемых, чтобы определить относительный возраст как планеты, так и существующей на ней жизни. И геологическая хронология, и возраст жизни определяются примерно одинаково. Современные ученые полагаются на то, что называется радиоактивным датированием , чтобы определить точный и точный возраст как горных пород, так и окаменелостей. Радиоактивное датирование измеряет скорость распада элемента в горной породе или в окаменелостях. Углерод-14 обычно используется при датировании окаменелостей, потому что все живые существа основаны на углероде, а поток углерода можно проследить через углеродный цикл. Для геологических объектов, таких как горные породы и минералы, часто используют рубидий-87 и калий-40. Зная, сколько времени требуется молекулам в объекте для распада, ученые могут рассчитать период полураспада объекта. Период полураспада объекта относится к количеству времени, которое потребуется для того, чтобы половина количества вещества подверглась радиоактивному распаду или распаду.Если известен период полураспада объекта, можно рассчитать, когда объект был впервые создан, когда нет очевидного распада.

Радиоактивное датирование, однако, является относительно новым, и исторически широко использовались другие методы датирования. Относительное датирование используется для определения относительного возраста горных пород и окаменелостей. Относительный возраст горных пород можно определить, поняв, что породы, находящиеся глубже в Земле, старше, а породы, расположенные ближе к поверхности, моложе. Точно так же окаменелости организмов, которые находятся глубже в Земле, старше, чем окаменелости, найденные ближе к поверхности.Используя эту логику, ученые могут определить относительный возраст горных пород и окаменелостей, увидев, что находится выше, а что ниже рассматриваемого объекта. Когда ученые определяют относительный возраст горных пород и окаменелостей в районе, ученые классифицируют геологические события в этом районе. Информация, полученная в результате изучения геологических событий, помогает определить, какая жизнь существовала в определенное время в определенной области. Таким образом, геологическая хронология и история жизни на Земле идут рука об руку.

Гадейская эра

Гадейская эра является первой в докембрийской эре , охватывающей период от 4,6 миллиарда лет назад до примерно 4 миллиардов лет назад. Гадейская эра исключается из истории жизни на Земле, потому что в этот временной период жизни на Земле не было. Это эпоха, когда Земля формировалась. Солнечная система была новой и была полна газов, горных пород, минералов и других элементов, которые вращались вместе, сталкивались и объединялись, образуя первые планеты. Тепло, выделяемое движением столкновений небесных обломков, превратило раннюю Землю в вулканическую планету с постоянными температурами, достаточно высокими, чтобы расплавить горные породы, реками лавы, текущими по всей поверхности, и токсичной атмосферой, состоящей из водорода, гелия, аммиака и метана. другие газы.Один интересный факт о нашей планете в эпоху Гадея заключался в том, что очень близко к ранней Земле находилась планета-сестра. На самом деле так близко, что они столкнулись, оторвав примерно одну треть массы обеих сфер и оставив две трети ее в виде большей планеты. Они оставались относительно близко, поскольку со временем охлаждались, меньший из двух вращался вокруг большего. Когда они оба остыли, большая стала планетой Земля, а меньшая известна сегодня как наша Луна.

Это показывает, как Земля могла выглядеть в эпоху Гадея.

Архейская эра

Архейская эра происходила сразу после гадейской эры и идет следующей в докембрии. Архейская эра имела место между 4 миллиардами и 2,5 миллиардами лет назад. Атмосфера по-прежнему была очень токсичной, и хотя Земля была холоднее, чем во времена Гадейского эона, она все же была намного горячее, чем сегодняшняя холодная Земля. Жизнь впервые зародилась в эту эпоху в виде обитающих в воде прокариотических организмов, первые из которых прожили около 3 лет.5 миллиардов лет назад. Эти прокариотических организмов были названы так из-за их древней структуры, похожей на бактерию и лишенной отдельного ядра или других органелл из-за отсутствия внутренних мембран. Это были организмы, способные к фотосинтезу и растущие в матах, покрывающих подводные поверхности. Окаменелые остатки некоторых из этих организмов находятся в структурах, называемых строматолитами, которые похожи на древний риф и были созданы слоями формирующими мат организмами, называемыми цианобактериями. Эти организмы сыграли фундаментальную роль в изменении Земли, потому что они производили кислород. Некоторые ученые считают, что во многом благодаря этим организмам атмосфера превратилась из токсичной в атмосферу, полную кислорода, что привело к первому буму многоклеточной жизни в следующую эру.

Протерозойская эра

Протерозойская эра длилась от 2,5 миллиардов до 541 миллионов лет назад. За это время атмосфера Земли изменилась с атмосферы, состоящей в основном из водорода, аммиака и метана, на атмосферу, наполненную кислородом.Это проложило путь к формированию эукариотических форм жизни, которые произошли от прокариотической жизни примерно 2 миллиарда лет назад. Эти организмы уникальны тем, что эукариотические клетки имеют четкое ядро ​​и органеллы. В течение этой эпохи поверхность Земли дважды замерзала в два различных ледниковых периода. Однако эти ледниковые периоды не остановили эволюцию жизни, и к концу протерозойской эры существовала разнообразная группа организмов. К ним относятся странности, такие как Grypania Spiralis , древняя водоросль, найденная в том, что сейчас является Верхним озером, и считается одним из древнейших эукариотических организмов.

Палеозойская эра

Палеозойская эра начинается 541 миллион лет назад и продолжается до 252 миллионов лет назад. Это первая эра фанерозойского эона года, начавшаяся 542 миллиона лет назад и продолжающаяся до наших дней. Это эпоха, которая является самым коротким промежутком времени, но о которой у нас есть много информации из-за разнообразия жизни, жившей в этот период времени. В пределах этой эры выделяют 6 периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский.

Эпоха началась с кембрийского периода и началась с взрыва жизни, известного как кембрийский взрыв. Теперь богатая кислородом атмосфера и более холодная планета обеспечили идеальный ландшафт или, скорее, морской пейзаж для этого великого разнообразия жизни. Многоклеточные организмы господствовали в океанах, и такие организмы, как Anomalocaris canadensis, один из древнейших когда-либо обнаруженных хищников. Ордокийский период г. г. был отмечен эволюцией наземных растений, которые быстро колонизировали сушу, а в силурийский период г. г. последовали наземные позвоночные.На тот момент одним из самых распространенных существующих организмов были трилобиты. Трилобиты представляют собой группу из 20 000 видов ранних членистоногих с множеством сегментированных тел и твердой оболочкой. Трилобиты являются ключевой окаменелостью, поскольку они легко узнаваемы и широко распространены. Ученые используют трилобитов в летописи окаменелостей, чтобы определить относительный возраст географических объектов.

Трилобит.

В девонский период древние папоротники, мхи и ранние деревья покрывали ландшафт вместе с ранними позвоночными и бескрылыми насекомыми. Девонский период также известен как век рыбы; именно в это время рыба впервые эволюционировала в океанах, начиная с бесчелюстных панцирных рыб, а затем развилась челюстная рыба, включая плакодерм и саркоптеригов, которые являются рыбами с кистеперыми плавниками. В период каменноугольного периода года, названный так в честь крупных месторождений угля и нефти, обнаруженных в этот период, ландшафт меняется. По мере движения тектонических плит, образующих Пангею, на северном и южном полюсах образуются ледяные шапки; становится все больше и больше земной суши, доступной для развития жизни.Районы становятся более заболоченными, начинают формироваться поймы и дельты. Жизнь в этот период включала самые ранние хвойные деревья, насекомых с крыльями, как у стрекоз, и наземных рептилий, способных откладывать яйца. Конец палеозойской эры — пермский период , в котором образовался суперконтинент Пангея, вызвавший массовые изменения климата. Области в центре суперконтинента превратились в пустыни, а районы с пресной водой начали высыхать. Конец палеозойской эры отмечен крупнейшим массовым вымиранием в истории жизни на Земле.Ученые считают, что сочетание извержений вулканов, возможных ударов метеоритов и большого выброса метана в атмосферу стало причиной исчезновения примерно 96% жизни, в основном в океанах.

Мезозойская эра

Мезозойская эра начинается примерно 252 миллиона лет назад и продолжается до 65,5 миллионов лет назад. Эта эпоха состоит из трех основных периодов; триасовый период , юрский период и меловой период .В эту эпоху наблюдается эволюция динозавров, начавшаяся в триасовом периоде и превратившаяся в чрезвычайно разнообразную группу организмов к юрскому периоду. Растения также претерпели разнообразие в это время, начиная с древних папоротниковидных растений и гинкгофитов, достигая больших высот как древние хвойные деревья, а к концу мелового периода цветущие растения, известные как покрытосеменные , доминировали в ландшафте. Эта эра закончилась вторым массовым вымиранием, уничтожившим 80% жизни на Земле. Ученые считают, что это было вызвано падением метеорита 66 миллионов лет назад, вызвавшим огромное цунами и множественные изменения климата. Все динозавры вымерли, кроме древних предков современных птиц.

Художественная реконструкция лесотозавра.

Кайнозойская эра

Кайнозойская эра начинается 65,5 миллионов лет назад и продолжается до наших дней.Это эпоха млекопитающих, которые сильно развились и диверсифицировались за этот период времени. Это немного неправильное название, так как многие другие группы организмов претерпели лишь значительное разнообразие, например, цветковые растения, птицы, насекомые и рыбы. В эту эпоху были палеогеновый период, неогеновый период и четвертичный период.

В период палеогена произошло интенсивное разнообразие многих растений и животных, включая пингвинов, лошадей и приматов, а также пальм, трав и других цветковых растений. В этот период также произошло глобальное потепление и таяние обеих полярных шапок; на южном полюсе были растения джунглей и аллигаторы! В конце этого периода во многих районах появились пастбища. Период неоген отличается образованием многих горных хребтов из-за движения тектонических плит по мере отделения Пангеи. Многие из семейств растений и животных, которые мы знаем сегодня, впервые появились в этот период, и он также отмечен появлением сухопутного моста между современной Россией и Аляской, что позволило многим животным мигрировать с континентов.Также в неогеновый период ранние гоминиды эволюционировали в Африке и разделились на отдельные группы. Конец эры Cenozoix знаменуется четвертичным периодом, в котором мы находимся сейчас. В этот период наблюдается цикл сильного потепления и похолодания, с ледниковыми периодами, за которыми следуют межледниковые периоды каждые 100 000 лет или около того. Современный homo sapiens также развивался в это время и мигрировал во многие части мира.

Антропоцен

Антропоцен — это неофициальная эпоха на геологической шкале времени, относящаяся к периоду времени, когда люди оказали длительное влияние на планету.Это относится к периоду времени, в котором мы находимся в настоящее время. Есть некоторые разногласия по поводу термина антропоцен, потому что когда дело доходит до геологического времени, единица времени должна быть отмечена измеримыми географическими изменениями. Некоторые ученые утверждают, что мы все еще находимся в году голоцена года, который относится к периоду времени после последнего крупного ледникового периода, охватывающему примерно 11 650 лет назад до наших дней. Однако из-за огромного количества доказательств, свидетельствующих о длительном воздействии человека на планету, включая изменения в атмосфере, вызванные выбросами парниковых газов, начиная с промышленной революции 1800-х годов, радиоактивными материалами, отложившимися после размещения атомной бомбы в 1950-х годах, и массовое вымирание, которое мы наблюдаем в разнообразии жизни в мире, мы совершенно определенно находимся в этой новой эпохе.

Краткий обзор урока

Геологическая временная шкала и история жизни на Земле идут рука об руку. Когда ученые определяют возраст как горных пород, так и окаменелостей, для получения более точного возрастного диапазона часто используется радиоактивная датировка . Относительная датировка используется для определения относительного возраста горных пород и окаменелостей. Земля образовалась 4,6 миллиарда лет назад, когда Солнечная система формировалась из небесных обломков газов, горных пород и минералов. По мере того как обломки медленно собирались вместе, Земля формировалась и начиналась в -й эре Гадея -го года как шар из расплавленной породы.Когда Земля остыла, между 4 и 2,5 миллиардами лет назад началась -архейская эра . Этот период отмечен развитием прокариотической , или бактериоподобной жизни. Самая известная жизнь того времени — это цианобактерии, которые образовали строматолиты и помогли наполнить атмосферу кислородом. Затем наступила -протерозойская -я эра, которая длилась от 2,5 до 541 млн лет назад и отличается развитием эукариотической и некоторой многоклеточной жизни.Гадей, архей и протерозой относятся к докембрию .

Следующей была палеозойская эра , которая началась 541 миллион лет назад и продолжалась до 252 миллионов лет назад. Эта эра отмечена 6 периодами: кембрийским, ордовикским, силурийским, девонским, каменноугольным и пермским периодами. Кембрийский период был периодом времени, когда произошло наибольшее увеличение как количества видов, так и видового разнообразия. Затем наступила -мезозойская -я эра, начавшаяся с 252 миллионов лет назад и продолжавшаяся до 65 лет.5 миллионов лет назад. Эта эра отмечена тремя периодами: триасовым, юрским и меловым периодами, и эта эра наиболее заметно отмечена эволюцией динозавров. Наконец, кайнозойская эра началась 65,5 миллионов лет назад и продолжается до наших дней. Эта эпоха — период времени, когда люди эволюционировали, а также все растения, животные и грибы, которые мы видим сегодня. Эти три временных периода, палеозой 90 005, мезозой и кайнозой 90 006 отмечены событиями массового вымирания.Антропоцен года года — это период времени, в котором мы находимся в настоящее время, который отмечен долговременным влиянием людей на планету и отличается от года голоцена года, который начался после последнего ледникового периода.

8.1: Краткая история жизни на Земле

Разнообразие видов, экосистем и ландшафтов, окружающих нас сегодня, является продуктом, возможно, от 3,7 миллиардов (т.е. 3,7×1093,7×109) до 3,85 миллиардов лет эволюции жизни на Земле. (Мойзисис и др., 1996; Федо и Уайтхаус, 2002). Жизнь, возможно, сначала возникла в суровых условиях, возможно, сравнимых с глубоководными термальными источниками, где в настоящее время обнаружены хемо-автотрофные бактерии (это организмы, которые получают свою энергию только из неорганических, химических источников).

Предполагалось также подземное развитие жизни. Слои горных пород глубоко под континентами и дном океанов, которые ранее считались слишком бедными питательными веществами для поддержания жизни, теперь, как было обнаружено, поддерживают тысячи штаммов микроорганизмов. Типы бактерий были собраны из образцов горных пород почти на 2 мили ниже поверхности при температуре до 75 градусов по Цельсию. Эти хемо-автотрофные микроорганизмы получают свои питательные вещества из таких химических веществ, как углерод, водород, железо и сера. Глубокие подземные сообщества могли развиться под землей или возникнуть на поверхности и быть погребены или иным образом перенесены в подземные слои горных пород, где они впоследствии развивались изолированно. В любом случае, это, по-видимому, очень старые сообщества, и вполне возможно, что эти подземные бактерии могли быть ответственны за формирование многих геологических процессов в истории Земли (напр.г., переход минералов из одной формы в другую и эрозия горных пород) (Fredrickson and Onstott, 1996).

Самые ранние свидетельства существования фотосинтезирующих бактерий, предположительно цианобактерий, датируются от 3,5 до 2,75 миллиардов лет назад (Schopf, 1993; Brasier et al., 2002; Hayes, 2002). Эти первые фотосинтезирующие организмы должны были нести ответственность за выделение кислорода в атмосферу. (Фотосинтез — это образование углеводов из углекислого газа и воды в результате действия световой энергии на светочувствительный пигмент, такой как хлорофилл, что обычно приводит к образованию кислорода).До этого атмосфера в основном состояла из двуокиси углерода, а другие газы, такие как азот, окись углерода, метан, водород и сернистые газы, присутствовали в меньших количествах.

Вероятно, потребовалось более 2 миллиардов лет с момента появления фотосинтеза, прежде чем концентрация кислорода в атмосфере достигла сегодняшнего уровня (Hayes, 2002). По мере того, как уровень кислорода повышался, некоторые из ранних анаэробных видов, вероятно, вымерли, а другие, вероятно, стали ограничиваться местами обитания, которые оставались свободными от кислорода.Некоторые предположили, что образ жизни постоянно находится внутри аэробных клеток. Первоначально анаэробные клетки могли быть включены в состав аэробных клеток после того, как эти аэробы поглотили их в качестве пищи. В качестве альтернативы анаэробы могли вторгнуться в аэробных хозяев и стать внутри них паразитами. В любом случае между этими аэробными и анаэробными клетками впоследствии развились более тесные симбиотические отношения. В этих случаях выживание каждой клетки зависело от функции другой клетки.

Эволюция этих симбиотических отношений была чрезвычайно важным шагом в эволюции более сложных клеток, имеющих ядро, что характерно для эукариот или эукариот (eu = хороший, или истинный; и karyon = ядро, или ядро). Недавние исследования горных пород из Западной Австралии показали, что самым ранним формам одноклеточных эукариот может быть не менее 2,7 миллиарда лет (Anon, 2001). Согласно современным теориям, прошло достаточно времени над теми 2.7 миллиардов лет, чтобы некоторые гены вторгшегося анаэроба были потеряны или даже перенесены в ядро ​​аэробной клетки-хозяина. В результате геномы предков-захватчиков и предков-хозяев смешались, и теперь с генетической точки зрения эти два объекта можно рассматривать как одно целое.

Эволюционная история эукарии описана в различных стандартных справочниках и поэтому подробно здесь не рассматривается. Вкратце, эукариоты составляют три хорошо известные группы — Viridiplantae, или зеленые растения, грибы и Metazoa, или животные.Есть также много базальных групп эукариот, которые чрезвычайно разнообразны, и многие из них являются эволюционно древними. Например, Rhodophyta, или красные водоросли, которые могут быть сестринской группой Viridiplantae, включают ископаемых представителей, датируемых докембрием, 1025 миллиардов лет назад. Stramenopiles включает небольшие одноклеточные организмы, такие как диатомовые водоросли, грибовидные виды водяной плесени и ложной мучнистой росы, а также чрезвычайно крупные многоклеточные бурые водоросли, такие как ламинария.

Самыми ранними известными зелеными растениями являются зеленые водоросли, появившиеся в кембрии, по крайней мере, 500 миллионов лет назад.К концу девона, 360 млн лет назад, растения стали достаточно разнообразными и включали в себя представителей, сходных с современными растениями. Зеленые растения сыграли чрезвычайно важную роль в формировании окружающей среды. Подпитываемые солнечным светом, они являются основными производителями углеводов, сахаров, которые являются важными пищевыми ресурсами для травоядных животных, которые затем становятся жертвами хищных плотоядных. Эволюция и экология насекомых-опылителей тесно связана с эволюцией покрытосеменных, или цветковых растений, начиная с юрского и мелового периодов.

Грибы, которые восходят к докембрийским временам примерно от 650 до 540 миллионов лет назад, также играют важную роль в формировании и поддержании биоразнообразия. Разрушая мертвый органический материал и используя его для своего роста, они возвращают питательные вещества обратно в экосистемы. Грибы также вызывают ряд заболеваний растений и животных. Грибы также образуют симбиотические отношения с видами деревьев, часто на бедных питательными веществами почвах, таких как во влажных тропиках, что позволяет их деревьям-симбионтам процветать в сложной среде.

Метазоа, возраст которых превышает 500 миллионов лет, также были ответственны за формирование многих экосистем, от специализированных трубчатых червей глубоководных, сообществ гидротермальных жерл на дне океана до птиц, живущих на больших высотах в Гималаях, таких как импейский фазан и тибетский улар. Многие виды животных паразитируют на других видах и могут существенно влиять на поведение и жизненный цикл своих хозяев.

Таким образом, эволюционная история Земли физически и биологически сформировала нашу современную среду.Многие существующие ландшафты основаны на остатках более ранних форм жизни. Например, некоторые существующие крупные скальные образования представляют собой остатки древних рифов, образовавшихся 360–440 миллионов лет назад сообществами водорослей и беспозвоночных (Veron, 2000).

Глоссарий

Фотосинтез
образование углеводов из двуокиси углерода и воды в результате действия световой энергии на светочувствительный пигмент, такой как хлорофилл, обычно приводящее к образованию кислорода

2.1: Краткое изложение эволюции жизни на Земле во времени

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
Без заголовков

Эта глава представляет собой краткий обзор эволюции жизни на Земле во времени.

Историческая геология. Историческая геология имеет отношение ко всем другим наукам, связанным с изучением физической среды!. Эта глава представляет собой очень краткое изложение истории жизни и дискуссий о некоторых крупных геологических событиях, сформировавших планету Земля. На рис. 2.1 показаны многие ключевые геологические и биологические события, которые произошли, повлияв на жизнь и приведшие к настоящему.

Земля образовалась из скопления пыли, газов, астероидов и малых планетезималей в звездной туманности (как обсуждалось в Глава 1 ). В этот ранний период истории Земли условия на поверхности планеты, вероятно, были слишком жаркими для существования океанов. Однако со временем поверхность достаточно остыла, чтобы образовались и сохранились океаны. Однако химический состав океанов и атмосферы сильно отличался от того, что существует сегодня. На ранней Земле не было значительного количества свободного кислорода в воздухе или океанах, а океаны были богаты органическими соединениями, необходимыми для развития эволюции и жизни. Древнейшие осадочные породы на Земле сохраняют свидетельства биологической активности , но только на примитивном микробном уровне. Ранняя эволюция происходила на молекулярном, межклеточном и микробном уровнях в течение первых 3 миллиардов лет истории Земли. Со временем примитивные формы жизни начали использовать фотосинтез в качестве источника энергии, и постепенно (в течение миллиарда лет) атмосфера и океаны стали богатой кислородом средой, позволяющей эволюционировать более сложным формам жизни.


Рисунок 2.1. Геологическая шкала времени с основными моментами эволюции и событиями в истории Земли.

Активность: Хронология Земли | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Деятельность: Хронология Земли | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth Подходит для печати

Научная и инженерная практика NGSS:

Концепции поперечной резки NGSS:

Основные дисциплинарные идеи NGSS:

Материалы

  • Таблица 7. 4.
  • Метровая рейка или измерительная лента
  • Веревка или пряжа (длиной не менее 5 м)
  • Малярная или малярная лента
  • Маркеры
  • Каталожные карточки

Рабочий лист

Таблица 7.4. События в геологической и эволюционной истории Земли

Процедура

  1. Отрежьте веревку для временной шкалы
    1. Отмерьте и отрежьте 4,6 м прямой веревки или пряжи.
    2. Эта веревка длиной 4,6 м представляет все 4.6 миллиардов лет с момента образования Земли.
    3. Оберните два конца веревки малярной лентой, чтобы они не изнашивались.
       
  2. Пометьте один конец веревки как «сегодня», а другой конец как «4,6 миллиарда лет назад».
     
  3. С помощью линейки отмерьте 0,5 м от нынешнего конца веревки.
     
  4. Используйте клейкую ленту, чтобы обозначить эту точку 0,5 м как «500 миллионов лет назад».
     
  5. Продолжайте измерять и маркировать сегменты веревки с шагом 500 миллионов до конца веревки.
     
  6. Подготовьте каталожные карточки событий
    1. Заполните пропущенные ячейки в списке нескольких крупных событий в истории Земли (таблица 7.4.).
    2. На одной стороне пустой карточки напишите название события и его краткое описание.
    3. Напишите дату события на обратной стороне каталожной карточки.
       
  7. Прикрепите каталожные карточки событий к временной шкале в соответствующих местах.
     
  8. Покажите свою хронологию своим одноклассникам.

 

Практические вопросы:

  1. Если вся веревка длиной 4,6 м представляет 4,6 миллиарда лет, сколько времени представлено следующими длинами:
    1. 10 см
    2. 1 мм
       
  2. Термин «докембрий» относится к периоду времени до кембрийского взрыва около 542 миллионов лет назад.
    1. Какое значение кембрийского взрыва для жизни на Земле?
    2. Как соотносится продолжительность докембрия с количеством времени после кембрийского взрыва?
       
  3. Великое кислородное событие — внезапное увеличение концентрации газообразного кислорода (O 2 ) в атмосфере, начавшееся около 2. 5 миллиардов лет назад (подробнее см. Строительные блоки жизни).
    1. Какое более раннее эволюционное событие, вероятно, вызвало Великое событие насыщения кислородом?
    2. Как вы думаете, как организмы выжили до Великого события оксигенации в мире с низкой концентрацией газообразного кислорода?
       
  4. Середина временной шкалы находится 2,3 миллиарда лет назад (2,3 метра с каждого конца). Используйте свои собственные слова, чтобы описать жизнь на Земле с 90 231 до 90 232 этого момента на временной шкале.

Изучение нашей жидкой Земли, продукт Группы исследований и разработок учебных программ (CRDG) Педагогического колледжа. Гавайский университет, 2011 г. Этот документ можно свободно воспроизводить и распространять в некоммерческих образовательных целях.

хиллис2е_ч28

Концепция 18.3: Основные события в эволюции жизни можно прочитать в летописи окаменелостей

Откуда мы знаем о физических изменениях в окружающей среде Земли и их влиянии на эволюцию жизни? Чтобы реконструировать историю жизни, ученые в значительной степени полагаются на летопись окаменелостей. Как мы уже видели, геологи разделили историю Земли на эоны, эры и периоды на основе их различных комплексов ископаемых (см. Таблицу 18.1). Биологи называют совокупность всех организмов всех видов, живущих в определенное время или в определенном месте, биотой. Все растения, живущие в определенное время или в определенном месте, составляют его флору, а все животные — его фауну.

Описано около 300 000 видов ископаемых организмов, и их число неуклонно растет. Однако количество названных видов составляет лишь ничтожную долю от когда-либо живших видов.Мы не знаем, сколько видов жило в прошлом, но у нас есть способы сделать разумные оценки. Из современной биоты названо около 1,8 миллиона видов. Фактическое число живых видов, вероятно, превышает 10 миллионов, а возможно, и намного больше, потому что многие виды еще не открыты и не описаны биологами. Таким образом, количество описанных ископаемых видов составляет всего около 3 процентов от предполагаемого минимального числа живых видов. Жизнь существует на Земле около 3 лет.8 миллиардов лет. Многие виды существуют всего несколько миллионов лет, прежде чем подвергнуться видообразованию или вымерли. Отсюда мы знаем, что биота Земли должна была многократно меняться в течение геологической истории. Таким образом, общее число видов, живших на протяжении эволюционного времени, должно значительно превышать число живущих сегодня. Почему на сегодняшний день по окаменелостям описано только около 300 000 из этих десятков миллионов видов?

Несколько процессов способствуют скудости окаменелостей

Только крошечная часть организмов когда-либо становится окаменелостями, и только крошечная часть окаменелостей когда-либо обнаруживается палеонтологами.Большинство организмов живут и умирают в среде, богатой кислородом, в которой они быстро разлагаются. Организмы вряд ли превратятся в ископаемые, если только они не будут перенесены ветром или водой в места с недостатком кислорода, где разложение происходит медленно или вообще не происходит. Кроме того, геологические процессы трансформируют многие породы, уничтожая содержащиеся в них окаменелости, а многие породы, содержащие окаменелости, глубоко погребены и недоступны. Палеонтологи изучили лишь небольшую часть участков, содержащих окаменелости, хотя каждый год находят и описывают много новых.

Летопись окаменелостей наиболее полна для морских животных, у которых был твердый скелет (устойчивый к разложению). Среди девяти основных групп животных с твердым панцирем около 200 000 видов были описаны по окаменелостям, что примерно вдвое превышает количество живых морских видов в тех же группах. Палеонтологи в значительной степени опираются на эти группы в своих интерпретациях эволюции жизни. Насекомые и пауки также относительно хорошо представлены в летописи окаменелостей, поскольку они многочисленны и имеют твердый экзоскелет (90–210, РИСУНОК 18.9 ). Летопись окаменелостей, хотя и неполная, достаточно хороша, чтобы четко задокументировать фактическую историю эволюции жизни.

Рисунок 18.9: Окаменелости насекомых Кусочки янтаря — окаменевшей древесной смолы — часто содержат насекомых, которые сохранились, когда были пойманы в липкую смолу.

Объединив информацию о физических изменениях в истории Земли с данными палеонтологической летописи, ученые составили портреты того, как могли выглядеть Земля и ее обитатели в разное время.В целом мы знаем, где находились континенты и как менялась жизнь с течением времени, но многие детали известны плохо, особенно в отношении событий более отдаленного прошлого.

Докембрийская жизнь была небольшой и водной

Жизнь впервые появилась на Земле около 3,8 млрд лет назад ( РИСУНОК 18.10 ). Летопись окаменелостей организмов, живших до фанерозоя, фрагментарна, но ее достаточно, чтобы установить, что общее число видов и особей резко возросло в позднем докембрии.

Рисунок 18.10: Ощущение времени жизни На верхней временной шкале показана 4,5-миллиардная история Земли. Большая часть этой истории приходится на гадейскую, архейскую и протерозойскую эры, временной отрезок продолжительностью 3,8 миллиарда лет, в течение которого происходили зарождение жизни и эволюция клеток, фотосинтез и многоклеточность. Последние 600 миллионов лет расширены на нижней временной шкале и детализированы на рис. 18.12.

На протяжении большей части своей истории жизнь обитала в океанах, и все организмы были маленькими.Более 3 миллиардов лет все организмы жили в мелководных морях. Эти моря постепенно начали кишеть микроскопическими прокариотами. После появления первых эукариот около 1,5 млрд лет назад, в протерозое, микроорганизмами питались одноклеточные эукариоты и мелкие многоклеточные животные. Небольшие плавающие организмы, известные под общим названием планктон, были извлечены из воды и съедены более крупными фильтрующими животными. Другие животные поглощали отложения на морском дне и переваривали останки находящихся в них организмов.Но все же потребовался почти миллиард лет, прежде чем эукариоты начали быстро диверсифицироваться в множество различных морфологических форм, которые мы знаем сегодня.

Что ограничивало разнообразие многоклеточных эукариот (с точки зрения их размера и формы) на протяжении большей части их раннего существования? Вполне вероятно, что причиной стала совокупность факторов. Мы уже отмечали, что уровни O 2 увеличивались на протяжении всего протерозоя, и вполне вероятно, что высокие концентрации O 2 в атмосфере и в растворе были необходимы для поддержания крупных многоклеточных организмов.Кроме того, геологические данные указывают на серию очень холодных периодов в конце протерозоя, которые привели к образованию морей, в значительной степени покрытых льдом, и континентов, покрытых ледниками. Гипотеза «Земли-снежного кома» предполагает, что холодные условия ограничивали жизнь теплыми местами, такими как горячие источники, глубокие термальные источники и, возможно, несколько экваториальных океанов, избегающих ледяного покрова. Последнее из этих протерозойских оледенений закончилось около 580 миллионов лет назад, как раз перед тем, как в палеонтологической летописи появилось несколько крупных ветвей многоклеточных эукариот (90–210, РИСУНОК 18. 11 ). Многие многоклеточные организмы, известные с позднего протерозоя и раннего фанерозоя, сильно отличались от любых современных животных и могут быть членами групп, не оставивших живых потомков.

Рисунок 18.11: 90–210. Диверсификация многоклеточных организмов: «Кембрийский взрыв» 90–211. Вскоре после окончания протерозойских оледенений (около 580 млн лет назад) в летописи окаменелостей появляются несколько крупных радиаций многоклеточных организмов. (A) Эти микроскопические окаменелости из скальной формации Доушантуо в Китае являются остатками крошечных четырех- и восьмиклеточных стадий многоклеточных организмов.(B) Необычные мягкотелые морские беспозвоночные, в отличие от любых животных, живущих в настоящее время, характеризуют окаменелую фауну, сохранившуюся в Эдиакаре на юге Австралии. (C) К началу фанерозоя ископаемые фауны, такие как те, что сохранились в канадских сланцах Берджесс, включают вымерших представителей некоторых основных групп животных, живущих сегодня.

Жизнь быстро расширялась в кембрийский период

Кембрийский период (542–488 млн лет назад) знаменует начало палеозоя, первой эры фанерозоя.Концентрация O 2 в кембрийской атмосфере приближалась к современному уровню, а оледенения позднего протерозоя закончились почти на 40 млн лет раньше. Произошла геологически быстрая диверсификация жизни, которую часто называют кембрийским взрывом . Это название несколько вводит в заблуждение, поскольку серия излучений, к которой оно относится, на самом деле началась до начала кембрия и продолжалась около 60 миллионов лет в начале кембрия (см.11). Тем не менее, 60 миллионов лет представляют собой относительно короткий промежуток времени, особенно если учесть, что первые эукариоты появились примерно на миллиард (= 1000 миллионов) лет назад. Многие из основных групп животных, представленных современными видами, впервые появились во время этих эволюционных излучений. РИСУНОК 18.12 дает обзор многочисленных континентальных и биотических нововведений, характерных для фанерозоя.

Рисунок 18.12: Краткая история многоклеточной жизни на Земле Геологически быстрый «взрыв» жизни до и во время кембрия привел к возникновению нескольких групп животных, представители которых сохранились до наших дней.Следующие три страницы изображают историю жизни на протяжении фанерозоя. На картах Земли показаны перемещения основных континентов за последние полмиллиарда лет, а также соответствующие биоты для каждого периода времени. Реконструкции художников основаны на окаменелостях, подобных тем, что показаны на фотографиях.

По большей части окаменелости говорят нам только о твердых частях организмов, но в некоторых хорошо изученных кембрийских ископаемых пластах сохранились мягкие части многих животных.Многоклеточная жизнь была в основном или полностью водной в течение кембрия. Если в то время на суше и существовала жизнь, то она, вероятно, ограничивалась микроорганизмами.

Многие группы организмов, возникшие в кембрии, позже диверсифицировались

Оставшуюся часть палеозойской эры геологи делят на ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды. Каждый период характеризуется разнообразием определенных групп организмов. Массовые вымирания ознаменовали конец ордовика, девона и перми.

Ордовик (488-444 млн лет назад)

В ордовикский период на континентах, располагавшихся в основном в Южном полушарии, еще не было многоклеточной жизни. Эволюционная радиация морских организмов была впечатляющей в раннем ордовике, особенно среди животных, таких как брахиоподы и моллюски, которые жили на морском дне и отфильтровывали из воды мелкую добычу. В конце ордовика, когда на южных континентах сформировались массивные ледники, уровень моря упал примерно на 50 метров, а температура океана понизилась.Около 75 процентов всех видов животных вымерли, вероятно, из-за этих серьезных изменений окружающей среды.

Силур (444–416 млн лет назад)

В силурийский период континенты начали сливаться воедино. Морская жизнь оправилась от массового вымирания в конце ордовика. Впервые появились животные, способные плавать в открытой воде и кормиться над дном океана. Рыбы разнообразились, поскольку костяная броня уступила место менее жесткой чешуе современных рыб, появились первые челюстные рыбы и первые рыбы с поддерживающими лучами в плавниках.Тропическое море не прерывалось сухопутными преградами, и большинство морских организмов были широко распространены. На суше первые сосудистые растения появились в конце силура (около 420 млн лет назад). Примерно в то же время возникли первые наземные членистоногие — скорпионы и многоножки.

Девонский период (416–359 млн лет назад)

Темпы эволюционных изменений ускорились во многих группах организмов в девонский период. Основные массивы суши продолжали медленно двигаться навстречу друг другу. В океанах произошли большие эволюционные изменения кораллов и панцирных кальмароподобных головоногих моллюсков.

Наземные сообщества резко изменились в течение девона. Плавающие мхи, хвощи и древовидные папоротники стали обычным явлением, а некоторые достигли размеров больших деревьев. Их корни ускорили выветривание горных пород, в результате чего образовались первые лесные почвы. Первые растения, дающие семена, появились в девоне. К этому периоду относятся самые ранние ископаемые многоножки, пауки, клещи и насекомые, как и самые ранние наземные позвоночные.

Массовое вымирание около 75 процентов всех морских видов ознаменовало конец девона.Палеонтологи не уверены в его причине, но два больших метеорита столкнулись с Землей примерно в то время и могли быть ответственны или, по крайней мере, способствовать этому фактору. Продолжающееся слияние континентов с соответствующим сокращением площади континентальных шельфов также могло способствовать этому массовому вымиранию.

Каменноугольный период (359–299 млн лет назад)

Крупные ледники образовались на высокоширотных участках южных массивов суши в каменноугольный период, но на тропических континентах росли обширные болотные леса.В этих лесах преобладали гигантские древовидные папоротники и хвощи с мелкими листьями. Их окаменелые останки сформировали уголь, который мы сейчас добываем для получения энергии. В морях морские лилии (группа иглокожих, родственная морским звездам и морским ежам) достигли наибольшего разнообразия, образуя «луга» на морском дне.

Разнообразие наземных животных значительно увеличилось в течение каменноугольного периода. Улитки, скорпионы, многоножки и насекомые были многочисленны и разнообразны. Насекомые развили крылья, став первыми животными, способными летать.Полет давал травоядным насекомым легкий доступ к высоким растениям, а окаменелости растений того периода свидетельствуют о том, что насекомые их жевали (90–210 РИСУНОК 18.13 ). Наземные позвоночные разделились на две линии. Земноводные стали крупнее и лучше приспособлены к наземному существованию, а сестринская линия привела к амниотам — позвоночным с хорошо защищенными яйцами, которые можно откладывать в сухих местах.

Рисунок 18.13: Доказательства диверсификации насекомых Края этого ископаемого листа папоротника из каменноугольного периода были обгрызены насекомыми.

Пермь (299-251 млн лет назад)

В течение пермского периода континенты объединились в единый суперконтинент под названием Пангея . Пермские породы содержат представителей многих основных групп насекомых, известных нам сегодня. К концу периода амниоты разделились на две линии: рептилий и вторую линию, которая привела к млекопитающим. Рыбы с лучистыми плавниками стали обычным явлением в пресных водах Пангеи.

К концу перми условия для жизни ухудшились.Массивные извержения вулканов привели к излияниям лавы, которые покрыли большие площади Земли. Пепел и газы, производимые вулканами, блокировали солнечный свет и охлаждали климат. Смерть и разложение массивных пермских лесов быстро израсходовали атмосферный кислород, а потеря фотосинтезирующих организмов означала, что нового атмосферного кислорода было произведено относительно мало. Кроме того, к концу пермского периода большая часть Пангеи располагалась недалеко от Южного полюса. Все эти факторы в совокупности привели к образованию самых обширных континентальных ледников со времен «Земли-снежного кома» позднего протерозоя. Концентрация кислорода в атмосфере постепенно снижалась с 30 до 15 процентов. При таких низких концентрациях большинство животных не смогли бы выжить на высоте более 500 метров, поэтому в конце пермского периода около половины территории суши было непригодным для жизни. Сочетание этих изменений привело к самому резкому массовому вымиранию в истории Земли. По оценкам ученых, в конце пермского периода вымерло около 96 процентов всех многоклеточных видов.

В мезозойскую эру усилилась географическая дифференциация

Несколько организмов, переживших пермское массовое вымирание, оказались в относительно пустом мире в начале мезозойской эры (251 млн лет назад).По мере того как в мезозое Пангея начала медленно распадаться, биоты только что отделившихся континентов начали расходиться. Океаны поднялись и снова затопили континентальные шельфы, образовав огромные мелкие внутренние моря. Концентрация кислорода в атмосфере постепенно повышалась. Жизнь снова разрослась и разнообразилась, но на первый план вышли разные группы организмов. Три группы фитопланктона (плавающих фотосинтезирующих организмов), преобладающие в современных океанах, — динофлагелляты, кокколитофориды и диатомовые водоросли — в это время приобрели экологическое значение, а их останки являются основным источником мировых нефтяных месторождений.Семеноносные растения заменили деревья, господствовавшие в пермских лесах.

Мезозойская эра делится на три периода: триасовый, юрский и меловой. Триасовый и меловой периоды завершились массовыми вымираниями, вероятно, вызванными ударами метеоритов.

Триас (251–201,6 млн лет назад)

Пангея оставалась практически нетронутой на протяжении всего триаса. Многие группы беспозвоночных диверсифицировались, и многие роющие животные произошли от групп, живущих на поверхности донных отложений.На суше преобладали хвойные и семенные папоротники. Появились первые лягушки и черепахи. Началась великая радиация рептилий, которая со временем породила крокодилов, динозавров и птиц. Появляются первые млекопитающие. Конец триаса ознаменовался массовым вымиранием, в результате которого исчезло около 65 процентов видов на Земле.

Юрский период (201,6–145,5 млн лет назад)

В конце юрского периода Пангея полностью разделилась на два больших континента: Лавразия , которая дрейфовала на север, и Гондвана на юге.Рыбы с лучистыми плавниками быстро диверсифицировались в океанах. Появились первые ящерицы, эволюционировали летающие рептилии (птерозавры). Большинство крупных наземных хищников и травоядных того периода были динозаврами. Несколько групп млекопитающих впервые появились, а самые ранние известные окаменелости цветковых растений относятся к концу этого периода.

Меловой период (145,5–65,5 млн лет назад)

К середине мелового периода Лавразия и Гондвана в значительной степени распались на континенты, которые мы знаем сегодня (хотя Индийский субконтинент все еще был отделен от Азии).Непрерывное море окружало тропики. Уровень моря был высоким, а Земля была теплой и влажной. Жизнь распространилась как на суше, так и в океанах. Разнообразие морских беспозвоночных увеличилось. На суше излучение рептилий продолжалось, поскольку динозавры продолжали диверсифицироваться и появились первые змеи. В начале мелового периода цветущие растения начали подвергаться радиации, которая привела к их нынешнему господству на суше. К концу периода появилось много групп млекопитающих.

Как описано в Концепции 18.2, еще одно массовое вымирание, вызванное метеоритами, произошло в конце мелового периода. В морях вымерли многие планктонные организмы и донные беспозвоночные. На суше вымерли почти все животные крупнее примерно 25 кг массы тела. Многие виды насекомых вымерли, возможно, из-за того, что рост растений, которыми они питались, значительно замедлился после удара. Некоторые виды на севере Северной Америки и Евразии выжили в районах, не подвергшихся разрушительным пожарам, охватившим большинство низкоширотных регионов.

Современные биоты возникли в кайнозойскую эру

К началу кайнозойской эры (65,5 млн лет назад) континенты приближались к своему нынешнему положению, но Индийский субконтинент все еще был отделен от Азии, а Атлантический океан был значительно уже. Кайнозой характеризовался обширной радиацией млекопитающих, но и другие группы претерпевали важные изменения.

Цветковые растения значительно разнообразились и стали доминировать в мировых лесах, за исключением самых прохладных регионов, где леса состояли в основном из голосеменных растений.Мутации двух генов у одной группы растений (бобовых) позволили им напрямую использовать атмосферный азот, образуя симбиозы с несколькими видами азотфиксирующих бактерий. Эволюция этого симбиоза стала первой «зеленой революцией» и резко увеличила количество азота, доступного для роста наземных растений. Этот симбиоз остается основополагающим для экологической основы жизни, какой мы ее знаем сегодня.

ССЫЛКА

Симбиоз между растениями и азотфиксирующими бактериями подробно описан в Концепции 25 .2

Кайнозойская эра делится на третичный и четвертичный периоды, которые принято подразделять на эпох ( ТАБЛИЦА 18. 2 ).

Подразделения кайнозойской эры

Третичный период (65,5–2,6 млн лет назад)

В течение третичного периода Индийский субконтинент продолжал дрейфовать на север. Примерно к 55 млн лет назад он впервые вступил в контакт с частями Юго-Восточной Азии. Примерно к 35 млн лет назад Индийская плита полностью перешла в Евразийскую плиту, и в результате Гималаи начали подниматься.

Ранний третичный период был жарким и влажным временем, и ареалы многих растений сместились по широте. Тропики, вероятно, были слишком жаркими, чтобы поддерживать растительность тропических лесов, и вместо этого были покрыты низменной растительностью. Однако в середине третичного периода климат Земли стал значительно прохладнее и суше. Многие линии цветковых растений превратились в травянистые (недревесные) формы, а луга распространились по большей части Земли.

К началу кайнозойской эры фауна беспозвоночных уже стала напоминать современную.Лягушки, змеи, ящерицы, птицы и млекопитающие подверглись интенсивному облучению в течение третичного периода. Три волны млекопитающих рассеялись из Азии в Северную Америку по одному из нескольких сухопутных мостов, которые периодически соединяли два континента в течение последних 55 миллионов лет. В Северной Америке впервые появились грызуны, сумчатые, приматы и копытные.

Четвертичный период (2,6 млн лет назад до настоящего времени)

Мы живем в четвертичном периоде. Он подразделяется на две эпохи: плейстоцен и голоцен (голоцен также известен как недавний).

Плейстоцен был временем резкого похолодания и колебаний климата. В течение 4 больших и около 20 малых «ледниковых периодов» массивные ледники распространялись по континентам, а ареалы популяций животных и растений смещались к экватору. Последний из этих ледников отступил из умеренных широт менее 15 000 лет назад. Организмы все еще приспосабливаются к этим изменениям. Многие высокоширотные экологические сообщества занимают свое нынешнее местонахождение не более нескольких тысяч лет.

Именно в плейстоцене дивергенция внутри одной группы млекопитающих, приматов, привела к эволюции линии гоминоидов. Последующее гоминоидное излучение в конечном итоге привело к виду Homo sapiens — современным людям. Многие виды крупных птиц и млекопитающих вымерли в Австралии и Америке, когда H. sapiens прибыли на эти континенты около 45 000 и 15 000 лет назад соответственно. Многие палеонтологи считают, что это вымирание было результатом охоты и других влияний Homo sapiens .

ССЫЛКА

Эволюция современных людей и их близких родственников в плейстоцене обсуждается в Концепции 23.7

Древо жизни используется для реконструкции эволюционных событий

Летопись окаменелостей раскрывает широкие закономерности эволюции жизни. Чтобы реконструировать основные события в истории жизни, биологи также полагаются на филогенетическую информацию древа жизни. Мы можем использовать филогенез в сочетании с летописью окаменелостей, чтобы реконструировать время таких важных событий, как приобретение митохондрий в предковой эукариотической клетке, несколько независимых источников происхождения многоклеточных организмов и перемещение жизни на сушу. Мы также можем проследить основные изменения в геномах организмов и даже реконструировать последовательности многих генов давно вымерших видов.

ССЫЛКА

Концепция 16.3 описывает, как биологи реконструируют генные последовательности вымерших организмов

Изменения в физической среде Земли явно повлияли на разнообразие организмов, которые мы видим сегодня на планете. Чтобы изучить эволюцию этого разнообразия, биологи изучают эволюционные отношения между видами.Расшифровка филогенетических отношений — важный шаг в понимании того, как разнообразилась жизнь на Земле. В следующей части этой книги будут рассмотрены основные группы живых существ и различные решения, которые эти группы выработали для решения основных проблем, таких как размножение, приобретение энергии, расселение и спасение от хищников.

КОНЦЕПЦИЯ КОНТРОЛЯ 18.

3
  • Почему так мало организмов, существовавших за всю историю Земли, окаменело?
  • Что мы понимаем под «кембрийским взрывом»? Как долго это продолжалось и в каком смысле это был «взрыв»?
  • Каким образом дрейф континентов повлиял на эволюцию жизни?

Вопрос 18.2

Могут ли современные эксперименты проверить гипотезы об эволюционном влиянии древних изменений окружающей среды?

ОТВЕТ Было проведено несколько экспериментов для проверки связи между концентрациями O 2 и эволюцией размера тела у летающих насекомых. Один из них показан на рис. 18.8. Результаты этих экспериментов согласуются с эволюцией большего размера тела у летающих насекомых в гипероксической (с высоким содержанием кислорода) среде.

Эксперименты также проводились в условиях гипоксии (с низким содержанием кислорода), существовавших в конце перми. Эти эксперименты предполагают, что эволюция размеров тела ограничена в условиях гипоксии, даже при сильном искусственном отборе на больший размер тела. Эти последние результаты согласуются с вымиранием многих крупных летающих насекомых в конце пермского периода в результате быстрого уменьшения концентрации O 2 . Гигантские летающие насекомые просто не смогли бы выжить при более низких концентрациях O 2 , существовавших в то время. Массовое вымирание в конце пермского периода — единственное известное массовое вымирание, приведшее к значительной утрате разнообразия насекомых.

Происхождение жизни — обзор

Стратифицированные воды, anoxia
9 Кроцетан Crocetane Isorenieratene в анаэробных окислителях метана (ANMO), зеленые бактерии серы . грязевые вулканы, фотическая зона эвксиния Продукт разложения диароматических каротиноидов Maslen et al. (2009), Тиль и др. (1999a), Pancost (2000), Hartgers et al., (1993), Requejo et al.(1992), Greenwood and Summons (2003) Isorenieratane Каротиноид isorenieratene коричневых пигментированных видов, зеленые серобактерии Фотическая зона euxinia Некоторые губки, Actinomyschetales Bo 6 (1998), Грайс и др. (1996b, 1997), Hartgers et al. (1993), Koopmans et al. (1996a, b), Pancost et al. (1998), Putschew et al. (1998), Саймонс и Кениг (2001), Хартгерс и др. 1994, Рекехо и др. (1992), Мелендес и др. (2013) β-изореньератан Каротиноид β-изореньератен коричневых пигментированных видов, зеленые серобактерии Фотическая зона euxinia Brocks and Schaeffer (2008), Grice et al., (1998b), см. «isorenieratane»; выше) 2,3,6-Триметиларилизопреноиды Продукты расщепления вышеуказанных изорениратанов Фотическая зона эвксиния Ароматизация и деградация β-каротина Hartgers et al. (1993), Koopmans et al. (1996b), Requejo et al. (1992), Summons and Powell (1986) Палаэрениератан и 3,4,5-триметиларилизопреноиды Прекурсоры неизвестны Фотическая зона эвксиния Hartgers et.(1993), Requejo et al. (1992), Грайс и др. (1996b) Окенан Пурпурные серные бактерии (Chromatiaceae) Эвксиния фотической зоны, планктонные условия Brocks et al. (2005), Brocks and Schaeffer (2008) Хлоробактан Зеленые серные бактерии Аноксические и сульфидные условия в присутствии света в микробных матах или планктонных средах (световая зона евксиния) (2005), Грайс и др. (1998d, 2005), Schaeffer et al. (1997) 3-изобутил-4-метилмалеймид Разложение Разложение Продукт деградации BCHL C , D и E Photic Zone Euxinia Chlorobi Grice et al. (1996a, 1997), Pancost et al. (2002) GammacerAne Tetrahymanol в Ciliates Chyshiny на бактериях Химиация стратифицированных вод Тетрагиманол также наблюдалась в грибке, папоротнике и повсеместно-повсеместным a-протеобактерии Rhodopseudomonas Sinninghe Damsté et al.(1995), тен Хейвен и др. (1989), BarbÕ et al. (1990), Harvey and McManus (1991), Ourisson et al. (1987) 9 9 24- 24- 1 N -Propylcholestane PelagoPhyte Algae («Коричневые приливы» и сарцинохрысидалес) , часто встречаются только в морской среде Peters ( 1986), Молдован и др. (1990), Питер и др. (2005) Диностеран (23,24-диметилхолестан) Динофлагелляты, гаптофиты Морские Мелкие и редкие у диатомей Молдавские (Robinsonal19 и Talyzina), et al. (1984), Фолькман и др. (1993) Монометилалканы со средней длиной цепи Цианобактерии Горячие источники, морские, в основном докембрийские Summons and Walter (1990), Kster et al. (1999), Shiea et al. (1990), Thiel et al. (1999b) C 25 C 25 9034 C 25 и C 30 Высокоразветвленные IsoPrenoid (HBI) Alkanes (предшественники: HBI Alkenes) Гриозные диатомомы (RUSUS Rhizosolenia ) Marine C 25 HBI в пеннатные диатомеи Nichols et al.(1988), Sinninghe Damsté et al. (2004a), Фолькман и др. (1994) Crenarchaeol Crenarchaeotes Marine Sinninghe-DamstÕ et al. (2002) Озерный 3β-Methylhopanes типа I метанотрофных бактерий ( Methylococcaceae ), микроаэрофильные протеобактерий Озерного метилотрофы, уксусная кислота бактерия Farrimond и др др. (2000), Саммонс и Янке (1992), Цундель и Ромер (1985a, 1985b, 1985c), Collister et al. (1992) C 30 C 30 C 30 -C 0 37 -C 0 37 Botryococcanes, Cyclobotryocccanes, Polymethylsqualanes 1 Botryococcus Braunii, Race B (HOLOPHYTE ALGA) Свежий до солоноватой воды, третичный Huang et al. (1988), Metzger et al. (1985), Мецгер и Ларжо (1999), Саммонс и др. (2002), Грайс и др. (1998c,d), Maxwell et al. (1968) Макроциклические C 15 –C 34 алканы без предпочтительного числа атомов углерода B.braunii Вода от пресной до солоноватой, третичная Grice et al. (2001), Audino et al. (2001, 2002, 2004) Морской/озерный 4-метилэргостан; 4-метилстигмастан Динофлагеллы DinoflineLes Озерная или морская Малый компонент Marine Volkman (2003) 4-метилхолестаны, 4,4-диметилхолестаны DinoflaGellates Озерный или Морской Незначительный компонент все эукариоты Bird et al. (1971), Брокс и др. (2005), Саммонс и др. (1988) C 20 9034 C 20 9034 C 20 + C 25 HBI Alkanes Pennate DisaToms (Филогенетический кластер, включая Haslea , Pleurosigma , Navicula) , Морская, озерная Centric, Gentus Rhizosolenia ) Nichols et al. (1988), Sinninghe Damsté et al. (2004a) Терригенные среды n — Алканы > C 25 с нечетным даже номером углерода Предпочтение Зеленых установок в целом Terrigenous Non-Marine Algae Hedberg (1968), Tissot и Welte (1984) —C 1 N -C 40 n- C 100 Кутикулярный воск внутренних органов Терригенный del RÚo and Philp (1999), Nip et al.(1986), Тегелаар и др. (1995) Доминантный N -C

1 N -C 14 и N -C 19 (даже пронумерован) Зеленых заводов в целом Terrigenous Kuhn et et al. (2010), Чжоу и соавт. (2010) C 27 1 -C 27 -C 0 29 10360 29 Водоросли Algae и высшие растения Терригенные (Высокие C 29 %) Грантхэм и Уэйкфилд (1988), Хуан и Мейншеин (1979) , Philp and Gilbert (1986), Moldowan et al.(1985) Isopimarane, Retene, Simonellite, Eudesmane, Fichtelite Conifers Tearigenous Возможное возникновение в водорослевых и микроорганизмах Отто и Wilde (2001), Отто и Simoneit (2002), Blubt et al. (1988), Александр и др. (1983), Noble et al. (1986), Zinniker (2005) Филлокладаны, бейеран, кауран, атисан Хвойные Терригенные Более низкие концентрации в других наземных растениях и, возможно, в водорослях № (1985), (1986) Олеаны, лупаны Покрытосеменные Терригенные Предшественники встречаются также в лишайниках и папоротниках в небольших концентрациях Moldowan et. (1994), Рива и др. (1988), Эквеозор и др. (1988, 1990), Eiserbeck et al. (2011a,b), Мюррей и соавт. (1997), Rullktter et al. (1994) тен Хейвен и др. (1992a,b, 1988), Freeman et al. (1994), Стаут (1992), Пикман и др. (1991) 24-Norlupane, 24,28-биснорлупан AngioSperms Terigenous Cureialeous 9 Curiale Curiale (2006) Cadinanes, BiCadinanes AngioSperms (E.g., Dipterocarpaceae) Терригенные Cox et al. (1986), van Aarssen et al. (1992) Перилен Неясно, вероятны дереворазрушающие грибы, лигнин Терригенные Wakeham et al. (1979), Wilcke et al. (2002), Цзян и соавт. (2000), Кепплер и др. (2007), Грайс и др. (2009), Suzuki et al. (2010) 0 Экстремальные среды
9 9 Archaea Archaea Hypersaline Бактерии и эукариот, но обычно в более низких концентрациях 2,6,10,15 ,19-пентаметиликозан (ПМИ) Археи Гиперсолевой, бескислородный Elvert et al. (1999), Schouten et al. (1997), Thiel et al. (1999a) β-каротан Цианобактерии, водоросли Засушливые, гиперсоленые Koopmans et al. (1997) Регулярные ациклические изопреноиды с 21-30 атомами углерода Haloarchaea Эвапоритовая среда, соленые озера Other Archaea Grice et al., (19) (2002) Изопреноидный глицерин диалкил глицерин тетраферы (ГДГТС) Archaea, Crenarchaeota, thaumarchaeota, метанотрофы и метаногенные Euryarchaeotes горячие источники, холодные озера, а также пресноводные озера и океаны Schouten (2012), de Rosa и Gambacorta (1988), Pitcher et al.(2009), де ла Торре и др. (2008), Пирсон и др. (2004), Sinninghe Damsté et al. (2002), Ким и др. (2008) ГДГЦ разветвленные Бактерии, ацидобактерии Преимущественно почвы Донные отложения и водная толща Weijers et al. (2007b), Sinninghe Damsté et al. (2011), Blaga et al. (2009), Тирни и др. (2009, 2010a)

Жизнь и горные породы могли сосуществовать на Земле | Наука

Окаменелые микробные маты, или строматолиты, являются одними из древнейших окаменелостей, найденных на Земле.Этот скрывался на мелководье 3,4 миллиарда лет назад. Дуг Гамильтон

На рождественской вечеринке десять лет назад в голове Роберта Хейзена зародилась идея. В то время Хазен был самопровозглашенным «хардкорным» физиком-минералогом, и, как и большинство ученых (и игроков в «20 вопросов»), он считал минерал совершенно отдельным зверем от животных и растений. Но вскоре это изменилось.

Во время вечеринки биолог-теоретик Гарольд Моровиц спросил Хейзена, существовали ли глинистые минералы во время Гадея — геологического периода между 4.6 и 4 миллиарда лет назад, когда формировалась ранняя Земля. Хоть и простой вопрос, Хазен был ошеломлен. Моровиц, по сути, спрашивал, отличалась ли минералогия, которая существовала, когда Земля была молода и, возможно, когда зародилась жизнь, от того, что мы видим сегодня.

«Ни один минералог в истории никогда не задавал такого вопроса, — говорит Хейзен. Хотя процесс образования минералов должен быть одним и тем же, независимо от того, происходил ли он миллиарды лет назад или в прошлый вторник, Хейзен понял, что нет причин предполагать, что минералы не могут эволюционировать, так же как жизнь меняется с течением времени.С тех пор он и его коллеги показали, что жизнь не зародилась в изоляции — скорее всего, минералы ей помогли. И по мере развития жизни она создала множество химических ниш, которые позволили образоваться новым минералам.

«Мы видим эту переплетенную совместную эволюцию геосферы и биосферы», — говорит Хазен. «Жизнь порождает камень, камни порождают жизнь». Его команда и другие эксперты в этой области представляют эту идею в новой функции NOVA   Ранистое начало жизни . Я сел с Хазеном, чтобы немного поболтать о фильме и удивительном мире минералов (следующее было отредактировано по длине):

Расскажите немного о фильме Трудное начало жизни ?

Скалистое начало жизни — это история Земли 4.5-миллиардная история, рассказанная глазами минералога, который сам претерпел своего рода трансформацию. Я начинал как минералог, думая, как и большинство минералогов, что минералы — это прекрасные физические объекты — они разнообразны, они разнообразны. Но вы не можете рассказать историю минералов, не рассказав также историю жизни. Сегодня нам известно около 5000 или более видов минералов, каждый из которых отличается своим химическим составом и кристаллической структурой. И из этих 5000 более двух третей являются результатом изменений, которые жизнь внесла в Землю.

Итак, какой же минерал был первым во Вселенной?

Удивительно, но когда мы начали думать о полезных ископаемых в глубоком прошлом, никто не задавал этот вопрос. Разве это не удивительно? В любой области большое значение имеет происхождение — первая жизнь, первые планеты, первые звезды. Но минералоги никогда не задавались вопросом, какой минерал был первым?

Сразу после Большого взрыва все стало слишком горячим, и даже после того, как все немного сконденсировалось, только водород и газообразный гелий составляли основную часть Вселенной.Они не образуют минералы, потому что они газы, а минералы должны быть кристаллами. Следующее, что сделали газообразные водород и гелий, — это сконденсировались в большие звезды. Звезды — это двигатели так называемого нуклеосинтеза, или производства всех химических элементов таблицы Менделеева. Минералы образуются из этих других элементов.

Когда после этой первой звезды ты сможешь получить первый кристалл? Ответ, оказывается, находится в газовых оболочках очень энергичных звезд или взрывающихся сверхновых. По мере того как эти газовые оболочки расширяются и охлаждаются, концентрации элементов достаточно высоки, а температуры достаточно низки, чтобы могли образоваться первые кристаллы.Мы думаем, что этот первый кристалл был микроскопической разновидностью алмаза, потому что звезды богаты углеродом, а алмаз формируется при самой высокой температуре из всех известных кристаллов.

А как насчет первых полезных ископаемых на Земле?

По мере того, как газы вокруг самых ранних звезд остывали, может появиться еще дюжина различных кристаллов, образовавшихся из самых распространенных элементов: кремния, кислорода, магния, азота. Это были самые первые виды минеральных кристаллов, которые засорили космос и образовали пыль тех огромных облаков, которые в конечном итоге сформировали новые солнечные системы.Земля образовалась из одного из этих облаков.

На самых ранних планетах могло быть 400 или 500 минералов. Затем, поскольку планеты, подобные Земле, развивались в течение миллиарда лет, мы, возможно, получили до 1500 минералов, все из которых образовались в результате чистых химических и физических процессов. Помимо этого, мы не знаем никакого другого мыслимого физического или химического процесса, позволяющего землеподобной планете производить больше минералов — до тех пор, пока у вас не появится жизнь.

Как минералы повлияли на молодость?

Минеральные поверхности защищают, организуют и шаблонируют.Они берут эти молекулы, отбирают и концентрируют их… они помогают этим молекулам реагировать, образуя все более и более длинные структуры, такие как клеточные мембраны и полимеры. Мы знаем, что молекулы просто не могут организоваться таким образом в океане или атмосфере — они слишком разрежены, слишком случайны. Именно поверхности, такие как минералы, обеспечивали как энергию, так и механизм концентрации, необходимые для объединения молекул на ключевых этапах зарождения жизни.

Самый большой вопрос: как перейти от молекул, организованных на поверхности минерала, к набору молекул, которые копируют себя? Мы точно знаем, что это фундаментальная характеристика жизни — самовоспроизведение, и мы знаем, что какая-то ранняя система молекул, должно быть, научилась этому трюку. Возможно, этим процессом руководили минералы, а может быть, они были просто удобным местом для встречи и организации молекул, и по чистой случайности именно нужный набор молекул собрался вместе и сформировал эту самовоспроизводящуюся систему.

Роберт Хейзен изучает тонкие срезы горных пород под микроскопом в своей лаборатории в Институте Карнеги.Дуг Гамильтон Кальцит (Камбрия, Англия) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета. Роб Тинворт Азурит (Аризона) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета. Роб Тинворт Флуорит (Камбрия, Англия) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета. Роб Тинворт Гетит (Калифорния) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета.Роб Тинворт Строматолиты, осадочные структуры, образованные матами живых микробов, пробиваются сквозь поверхность воды в заливе Шарк, Австралия. Ископаемые строматолиты представляют собой одни из древнейших известных свидетельств жизни на Земле. Дуг Гамильтон Малахит (Аризона) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета.Роб Тинворт Лабрадорит (Мадагаскар) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета. Роб Тинворт Трилобит из коллекции Музея сравнительной зоологии Гарвардского университета.Хотя трилобиты тесно связаны с современными мечехвостами, они вымерли 251 миллион лет назад. Роб Тинворт Родохрозит (Перу) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета. Роб Тинворт Варисцит (Юта) из коллекции Минералого-геологического музея Гарвардского университета.Роб Тинворт Мартин Ван Кранендонк и Дэвид Фланнери осматривают ископаемый строматолит возрастом 2,7 миллиарда лет. Дуг Гамильтон Зуб древней мегаакулы, найденный недалеко от Чесапикского залива, штат Мэриленд.Дуг Гамильтон

Полезные ископаемые все еще развиваются сегодня?

Да, конечно. Мы вступаем в период очень быстрой эволюции благодаря деятельности человека — антропоцен. Люди изменяют приповерхностную среду, и когда вы делаете это, вы создаете новые химические ниши, где могут образовываться минералы. Мы меняем геохимический цикл практически каждого элемента.Мы добываем вещи, мы строим вещи, мы перемещаем вещи и строим химические заводы. Одним из последствий этого является появление новых полезных ископаемых.

Есть полезные ископаемые, которые встречаются только в шахтных отвалах или кислых стоках шахт. Есть новые минералы, которые встречаются только на древесине шахтных крепей. На свалках теперь есть продукты выветривания старых экранов компьютеров и айфонов, которые формируют новые минералы редкоземельных элементов, которые только-только открываются.

Почему люди должны заботиться о полезных ископаемых?

Минералы удивительно прекрасны.Фильм показывает, что в минералах есть эта эстетическая красота — настоящая магия. Они важны для всех аспектов общества: у нас не было бы ни технологий, ни удобств современной жизни, если бы не царство полезных ископаемых. Об этом легко забыть, потому что мы изолированы от добычи, переработки и химической обработки этих продуктов. Но наш современный мир состоит из полезных ископаемых. Я думаю, что рассмотрение полезных ископаемых в этом более богатом контексте одновременной эволюции геосферы и биосферы просто накладывает гораздо больше важности и интереса на эту тему.

Для документального фильма NOVA вы снимали по всему миру. Какое ваше любимое место для посещения?

Я, безусловно, люблю Марокко и уже был там полдюжины раз. Но отправиться в Западную Австралию — это была привилегия оказаться в этой невероятно отдаленной, невероятно красивой, хотя и редкой, пустынной и опасной земле Пилбара. Скалы возрастом 3,5 миллиарда лет образуют небольшой островок древней Земли, который практически не деформирован. Породы никогда не подвергались таким изменениям и эрозии, которые характерны практически для всех более молодых пород.

Это просто удивительное место. Это как паломничество для геолога. Увидеть это и иметь возможность поделиться этим с некоторыми мировыми экспертами — это то, что любой геолог отдал бы за опыт. Сначала я увидел обнажение собственными глазами, но потом я многому научился у них и смог увидеть его глазами других, более опытных. Это был действительно трансформирующий опыт.

Документальный фильм  Трудное начало жизни  выйдет в эфир в среду, 13 января, в 21:00.м. ET на PBS.

Узнайте об этом исследовании и многом другом в Deep Carbon Observatory.

Поверхность Земли Эволюция Геология Путешествие к центру Земли Минералы

Рекомендуемые видео

.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.