ИЗУЧЕНИЕ РАННИХ ЭТАПОВ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Деление истории Земли на эры и периоды

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.

Эры и периоды в жизни на Земле

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

Архейская эра

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

Протерозойская эра

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 O2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.

Палеозойская эра

Палеозойская эра

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

Мезозойская эра

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

Кайнозойская эра

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.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (123 4,46 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/delenie-istorii-zemli-na-ery-i-periody/

Начальные этапы развития жизни на Земле

Естественные науки призваны помочь человечеству познать как самих себя, так и окружающий мир и, конечно же, выяснить каким образом на нашей планете возникла жизнь во всех её формах и проявлениях.

Не вдаваясь в религиозные догмы о сотворении мира высшей духовной силой – Богом, мы изучим гипотезы происхождения живой материи, которыми оперирует биология.

Основные этапы развития жизни на Земле помогут нам раскрыть проблему её происхождения и проявления в окружающем мире.

Представление ученых о процессе эволюции живой природы

Если собрать воедино все биологические виды организмов, как современных, так и давно вымерших, получится астрономическое число – до одного миллиарда видов.

Неудивительно, что ученые, жившие в разное время, стремились выделить основные этапы развития жизни на Земле, приведшие к возникновению этих видов живых организмов, а также к формированию современной картины природы.

Основатель систематики Карл Линней еще в 18 веке в основу этой науки положил принцип «живое от живого», в котором утверждал, что жизнь может возникнуть только от уже существующей живой субстанции. Линней не допускал даже намека на так называемое самозарождение организмов. Немецкий биолог Э.

Подводя итог всему выше сказанному, можно утверждать, что существующие в науке гипотезы о происхождении жизни классифицируются на две группы. Первая – абиогенная, она включает представления об образовании живой материи из неживой природы (А. Опарин, Д. Холдейн, С. Миллер). Другая – биогенная, содержит идеи о появлении живых существ только от себе подобных (Р. Вирхов, К. Линней, Ч. Дарвин).

Имели ли первичные организмы общую предковую форму

Первые этапы развития жизни на Земле, а именно абиогенный (химический), затем период появления биополимеров (белков и нуклеиновых кислот), названный предбиологическим и, наконец, этап биологической эволюции (формирование первичных одноклеточных организмов). Они были объединены и названы биопоэзом. Некоторые исследователи (например, Д.

Бернал, С. Миллер) предложили идею о прогеноте – прародителе, от которого произошли архебактерии, эубактерии, ядерные клетки. Другие же исследователи считают, что эукариоты возникли не от прогенота, а явились результатом симбиоза, или же образовались вследствие изменений наружной мембраны протобионта. Рассмотрим эти гипотезы более детально.

Гипотеза Опарина – Холдейна

Среди множества научных версий, пытающихся объяснить явление, известное в науке как предбиологический этап развития жизни Земле, большой популярностью пользуется гипотеза коацерватных капель.

Она сформулирована российским ученым А. И. Опариным. Похожие идеи были высказаны и британским исследователем Д. Холдейном.

Идеи ученых перекликались с давно известной в биологии гипотезой о самозарождении жизни.

Суть гипотезы коацерватов

Академик А. Опарин предположил, что группы молекул органических соединений, появившиеся в результате процессов химического этапа, смогли создать достаточно плотную оболочку. Тем самым они отделялись от первичного бульона – водной среды древнего океана.

Эти группы молекул ученый назвал коацерватами. Они уже были способны к самостоятельному существованию, продолжая осуществлять обмен с первичным раствором. К очень важным, по мнению Опарина, свойствам коацерватов относилась их способность к росту и дроблению (размножению). Д.

Холдейн, опирался на опыты Миллера-Юри, в которых был экспериментально получен комплекс органических веществ из смеси метана, аммиака, водорода и углекислого газа. В него входили молекулы аминокислот и простых сахаров.

Это привело к возможности появления обособленных структур – пробионтов.

По мнению Опарина и Холдейна, начальные этапы развития жизни на Земле, приведшие к образованию первичных комплексов – предшественников клеток, обеспечили основу для дальнейшего процесса эволюции живой материи.

Нужно отметить, что для проведения экспериментов ученые удачно смоделировали возможные условия, которые могли быть в атмосфере и в первичном мировом океане, а именно: высокая температура и давление, ионизирующее облучение и электрические разряды.

Пробионты и их свойства

Наиболее ранние этапы развития жизни на Земле – катархей, а затем и архей, ознаменовались переходом от самоорганизующихся коацерватов (пробионтов) к первичным живым клеткам.

Он стал возможным благодаря уникальным свойствам пробионтов: способности к образованию изолированных мембран, возможностью к простейшим формам размножения, элементарным процессам обмена с внешней средой.

Самоорганизованные молекулы нуклеопротеидов, возникшие в результате химического этапа, обеспечили у пробионтов проявление важнейшего свойства живой материи – способности к передаче наследственной информации.

Характеристика первых живых организмов

Достаточно давно (приблизительно 3,5 миллиарда лет назад) образовались осадочные породы, в которых были обнаружены следы органической жизни. Они имели вид известковых оболочек цианобактерий и остатков муреиновых стенок бактериальных клеток.

Геохимические условия литосферы в архейскую эру постоянно менялись, поэтому первичные экосистемы прокариот могли адаптироваться к ним путем накопления многих фенотипических вариантов.

Фотосинтез, осуществляемый сине-зелеными водорослями (цианобактериями), обеспечил кардинальное изменение газового состава первичной атмосферы Земли, позволившее дальнейший выход живых существ из водной среды обитания на сушу.

Деятельность первых прокариотических организмов, а ними являлись в основном серо- и железобактерии, привела к образованию не только осадочных пород, но также нефти и природного газа.

Почему стало возможным появление эукариотических клеток

Как мы уже упоминали ранее, фотосинтетическая активность зеленых и пурпурных серобактерий, а также железобактерий способствовала формированию экранирующего озонового слоя и появлению аэробных эукариотических клеток.

Иными словами, первые 3 этапа развития жизни Земле привели к образованию биоценозов, содержащих одноклеточные и многоклеточные эукариотических организмы. Большинство ученых склонны считать, что их возникновение произошло около 600 миллионов лет тому назад.

Вначале ядерные организмы были представлены одноклеточными жгутиковыми формами. В результате дивергенции от них произошли первые растения – водоросли, а также простейшие и грибы.

К первой из них относится неспособность прокариотических клеток к повышению организации и к дифференциации. Вторая причина – жесткий ригидный наследственный материал прокариот, представленный единственной кольцевой молекулой ДНК, называемой плазмидой.

Симбиоз, приведший к революционным изменениям в природе

Появления ядерных клеток в научных кругах принято объяснять с позиции симбиогенеза – теории, предложенной А. Шимпером.

Так формирование клеточного ядра, наличие которого служит главным признаком эукариотов, а также образование хлоропластов и митохондрий стало возможным в результате трансформации некоторых аэробных бактерий.

Проникнув в первичную клетку с наследственным веществом, обособленным мембраной, бактерии синхронизировали свой обмен веществ с клеткой хозяина. В итоге они потеряли способность к самостоятельному существованию вне клетки и стали её обязательными органеллами.

Заслуживающей внимания является и гипотеза, объясняющая появление хлоропластов. Ведь нельзя забывать, что именно возникновение этих органоидов обеспечило феномен автотрофного питания и процесса фотосинтеза. Вслед за А. Шимпером, такие известные российские ученые, как К. С. Мережковский, Б. М.

Козо-Полянский и другие обратили внимание на группу фотосинтезирующих бактерий, способных к симбиозу с гетеротрофными клетками. Попав в цитоплазму, они, по-видимому, ассимилировались с клеточным метаболизмом и стали функционировать в качестве органоидов, в последствии названных хлоропластами. Сами же гетеротрофные клетки видоизменились в одноклеточные зеленые водоросли, став первыми автотрофными эукариотами.

Биогеоценозы вендского периода

Итак, сосуществование сразу нескольких видов безъядерных организмов – бактерий – могло привести к формированию новой живой системы – эукариотической клетки.

Продолжая изучать первые этапы развития жизни на Земле, остановимся на вендском периоде протерозойской эры, которая пришла на смену архею. В водной среде – основной колыбели жизни на планете, сформировались первые биогеоценозы.

Продуцентами в них являлись фотосинтезирующие бактерии, а также одноклеточные и колониальные зеленые водоросли.

Они выделяли кислород, синтезировали органические вещества, которыми пользовались гетеротрофные организмы: одноклеточные простейшие, а также многоклеточные формы: кишечнополостные и трилобиты.

Вендским периодом заканчиваются первые этапы развития жизни на Земле.

Эрам и периодам, следующими за ним, предстояло осуществить дальнейшие процессы эволюции живой природы, в основе которых лежала наследственная изменчивость и естественный отбор.

Источник: https://FB.ru/article/293540/nachalnyie-etapyi-razvitiya-jizni-na-zemle

Этапы развития жизни на Земле

Наша планета образовалась около 4,5 млрд. лет назад. Поверхность Земли была в то время очень горячей, и никакой жизни на ней не существовало.

Самым древним остаткам живых организмов, которые чем-то походили на современных бактерий, предположительно 3,5 млрд. лет.

Заглянуть в прошлое Земли, проследить этапы развития жизни помогает палеонтология — наука о вымерших растениях и животных, чьи окаменевшие остатки сохранились в толщах осадочных пород.

Геологические эры

Первые миллионы лет жизнью Земли управляли извержения вулканов и землетрясения

Палеонтология развивалась рука об руку с геохронологией, изучающей геологическую историю Земли.

Изучая строение, условия возникновения и напластования осадочных пород и научившись определять их абсолютный возраст, ученые создали геохронологическую шкалу, разделив геологическую историю Земли на ряд периодов.

Продолжительность этих периодов измеряется миллионами лет, все они разделены на 5 эр: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Архей — самая древняя эра, а в кайнозое мы живем.

Зарождение жизни

На заре своего существования Земля представляла собой раскаленный безжизненный шар, и только 3,5 млрд. лет назад она остыла настолько, что на ее поверхности образовалась твердая земная кора.

Пары воды, содержавшиеся в первичной атмосфере, сконденсировались и стали выпадать в виде дождей, образовав древний океан, над которым возвышался единственный материк, впоследствии расколовшийся на части. В земной коре происходили постоянные изменения, сопровождавшиеся грандиозными климатическими колебаниями.

Именно в океане появились первые живые организмы, напоминавшие бактерий, а потом и одноклеточные водоросли.

В древнейшей атмосфере Земли не было кислорода, однако водоросли были способны использовать энергию солнечного света для производства питательных веществ. При этом они выделяли кислород, который стал накапливаться в воздухе, создав условия для возникновения более сложно устроенных организмов.

Появление кислорода оказалось губительным для организмов, привыкших к бескислородной среде, так произошло первое на Земле вымирание. Прошло немало времени, прежде чем в океане появились первые многоклеточные организмы. Это были губки, медузы и организмы, напоминающие червей. Их остатки обнаружены в породах, возраст которых насчитывает около 600 млн. лет.

Развитие жизни на Земле было тесно связано с передвижением материков, которое влекло за собой изменения климата и уровня Мирового океана.

Французский ученый Жорж Кювье (1769—1832) — основоположник сравнительно-анатомического метода в биологии. Он применил его и к ископаемым остаткам, заложив основы палеонтологии.

Согласно принципу последовательного напластования осадочных и вулканических пород, каждый нижележащий пласт старше вышележащего (если их последовательность не была нарушена).

Сравнивая окаменелости из различных пластов осадочных пород, Кювье первым попытался выявить в геологической истории Земли ряд этапов с характерным для каждого из них составом животных и растений.

Палеозой

Примерно 580-570 млн. лет назад начался кембрийский период, продолжавшийся 70 млн. лет. Наступила очень важная эпоха развития органической жизни, ознаменовавшаяся возникновением и развитием новых форм животных, имеющих скелет из соединений кальция и кремнезема. За сравнительно короткий период времени (около 100 млн.

лет) появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке (одноклеточные радиолярии и фораминиферы, брюхоногие моллюски, плеченогие, иглокожие и др.). Широко распространились трилобиты, которые стали предками всех нынешних членистоногих.

Животные освоили
морское дно и толщу воды, прибойную полосу океана.

Окаменевшие остатки аммонитов находят в породах, возраст которых 180 млн. лет

Это был настоящий эволюционный взрыв, причины которого до сих пор непонятны. Многие возникшие виды буквально тут же вымерли, не сумев приспособиться к условиям обитания. В ордовикском и силурийском периодах жизнь становилась все более разнообразной.

Широко распространились морские лилии, появились примитивные хордовые — предки позвоночных животных, а затем и первые рыбы, у которых жаберные дуги преобразовались в усаженную зубами пасть, а тело было покрыто мощным панцирем.

К концу силура жизнь шагнула и на сушу — примитивные растения стали осваивать прибрежную полосу.

Настоящими хозяевами морей стали головоногие моллюски аммониты, тело которых было спрятано в спирально закрученную раковину, разделенную множеством перегородок.

На суше распространились папоротники и плауновые, появились первые голосеменные растения, ее начали осваивать первые клещи, пауки, примитивные насекомые, а вслед за ними на сушу потянулись и первые земноводные.

В девонский период в морях обитало множество бесчелюстных позвоночных и рыб

В каменноугольном периоде (карбоне) поймы рек и заболоченные пространства покрывали настоящие леса, состоящие из гигантских плаунов, хвощей, древовидных папоротников и голосеменных растений.

Очень разнообразны были насекомые, среди них появилось множество летающих форм. Карбон стал эпохой расцвета земноводных, среди которых были и мелкие насекомоядные животные, и хищники размером с крокодила.

В пермском периоде хвойные растения заселили внутриматериковые области.

Пресмыкающиеся активно осваивали сушу, среди них были и мелкие виды, и огромные травоядные формы самого причудливого облика. А в лесах уже появились предки современных млекопитающих.

Конец пермского периода ознаменовался грандиозными геологическими катаклизмами: сталкивались материки, появлялись горные хребты.

Не все животные смогли приспособиться к быстро изменяющимся условиям, и около половины их семейств вымерло.

Мезозой

В триасовом периоде основной группой животных на Земле становятся динозавры, освоившие разнообразнейшие места обитания. Появились лягушки, черепахи, крокодилы, первые млекопитающие.

В морях возросла доля моллюсков — двустворчатых, брюхоногих, головоногих.

Господство динозавров продолжалось и в юрский период, среди отложений этого времени найдены остатки первого пернатого животного — археоптерикса.

Тропический климат каменноугольного периода способствовал бурному развитию жизни

В меловом периоде пейзажи уже напоминали современные, в лесах уже росли сосны и кедры, дубы и березы, с цветка на цветок перелетали бабочки, щебетали птицы, шныряли ящерицы и насекомоядные млекопитающие. К концу мелового периода заметно похолодало, что привело к вымиранию многих групп морских животных. В это же время исчезли динозавры.

Кайнозой

В кайнозойскую эру сформировался современный растительный и животный мир

65 млн. лет назад началась кайнозойская эра, которая делится на третичный и четвертичный периоды (в котором мы живем).

На суше господствующее положение заняли млекопитающие, в морях — костные рыбы, в растительном мире преобладали покрытосеменные растения. На Земле прошла череда оледенений.

Несколько миллионов лет назад из животного царства выделились прямоходячие приматы (гоминиды), эволюция которых в итоге привела к возникновению Homo sapiens (человека разумного).

ссылкой

Источник: https://SiteKid.ru/biologiya/etapy_razvitiya_zhizni_na_zemle.html