Развитие жизни в криптозое: докембрий период

§ 55. Развитие жизни в криптозое

По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5—7 млрд лет назад. Около 4 млрд лет назад стала остывать и затвердела земная кора, на Земле возникли условия, позволившие развиваться живым организмам. Эти первые организмы были одноклеточными, не имели твердых оболочек, поэтому обнаружить следы их жизнедеятельности очень трудно. Неудивительно, что ученые долгое время считали, что Земля значительную часть времени своего существования была безжизненной пустыней. Хотя на криптозой приходится около 7/8 всей истории Земли, интенсивное изучение этого зона началось только в середине XX в. Применение современных методов исследования, таких, как электронная микроскопия, компьютерная томография, методов молекулярной биологии позволило установить, что жизнь на Земле намного древнее, чем представлялось ранее. В настоящее время науке неизвестны такие осадочные породы, в которых бы не было следов жизнедеятельности. В самых древних известных на Земле осадочных породах, возраст которых 3,8 млрд лет, обнаружены вещества, входившие, по-видимому, в состав живых организмов.

Архей. Архей — самая древняя эра, начался более 3,5 млрд лет назад и продолжался около 1 млрд лет. В это время на Земле были уже довольно многочисленны цианобактерии, окаменевшие продукты жизнедеятельности которых — строматолиты — найдены в значительных количествах. Австралийскими и американскими исследователями были найдены и сами окаменевшие цианобактерии. Таким образом, в архее уже существовала своеобразная «прокариотическая биосфера». Цианобактериям обычно для жизнедеятельности нужен кислород. Кислорода в атмосфере еще не было, однако им, по-видимому, хватало кислорода, который выделялся при химических реакциях, протекавших в земной коре. Очевидно, биосфера, состоящая из анаэробных прокариот, существовала еще раньше. Важнейшим событием архея явилось возникновение фотосинтеза. Нам неизвестно, какие именно организмы явились первыми фотосинтетиками. Самым ранним свидетельством существования фотосинтеза являются содержащие углерод минералы с таким соотношением изотопов, которое характерно именно для углерода, прошедшего через процесс фотосинтеза. Эти минералы имеют возраст более 3 млрд лет. Возникновение фотосинтеза имело огромное значение для дальнейшего развития жизни на Земле. Биосфера получила неиссякаемый источник энергии, а в атмосфере начал накапливаться кислород (см. рис. 71). Содержание кислорода в атмосфере еще долго оставалось низким, однако появились предпосылки бурного развития аэробных организмов в дальнейшем.

Протерозой. Протерозойская эра — самая длинная в истории Земли. Она продолжалась около 2 млрд лет. Примерно через 600 млн лет после начала протерозоя, около 2 млрд лет назад, содержание кислорода достигло так называемой «точки Пастера» — около 1% от его содержания в атмосфере, современной нам. Ученые считают, что такая концентрация кислорода достаточна для того, чтобы обеспечить устойчивую жизнедеятельность одноклеточных аэробных организмов. Медленное, но постоянное увеличение содержания кислорода в атмосфере способствовало совершенствованию клеточного дыхания, возникновению окислительного фосфорилирования. Окислительное фосфорилирование, будучи значительно более эффективным способом утилизации энергии углеводов, чем анаэробный гликолиз, в свою очередь, вело к процветанию аэробных организмов. Накопление кислорода в атмосфере привело к формированию озонового экрана в стратосфере, что сделало принципиально возможной жизнь на суше, защитив ее от смертоносного жесткого ультрафиолета. Прокариоты — бактерии и одноклеточные водоросли — жили, по-видимому, и на суше, в пленках воды между минеральными частицами в зонах частичного затопления вблизи водоемов. Результатом их жизнедеятельности стало образование почвы.

Рис. 72. Флора и фауна позднего протерозоя.
1 — многоклеточная водоросль; 2 — губка; 3 — медуза; 4 — ползающий кольчатый червь; 5 — сидячий кольчатый червь; 6 — восьмилучевой коралл; 7 — примитивные членистоногие неясного систематического положения

Читать еще:  Можно ли давать хомяку гранат?

Не менее важным событием было и возникновение эукариот. Когда оно произошло, неизвестно, так как зафиксировать его очень трудно. Исследования на молекулярном уровне дали основание некоторым ученым предположить, что эукариоты могут быть столь же древними, как и прокариоты. В геологической же летописи признаки деятельности эукариот появились примерно 1,8—2 млрд лет назад. Первые эукариоты были одноклеточными организмами. По-видимо-му, уже у них сформировались такие фундаментальные признаки эукариот, как митоз и наличие мембранных органелл. Ко времени 1,5—2 млрд лет назад относят возникновение одного из самых важных ароморфозов — полового размножения.

Важнейшим этапом в развитии жизни явилось возникновение многоклеточности. Это событие дало мощный толчок увеличению разнообразия живых организмов, их эволюции. Многоклеточность делает возможными специализацию клеток в пределах одного организма, возникновение тканей и органов, в том числе органов чувств, активное добывание пищи, передвижение. Эти преимущества способствовали широкому расселению организмов, освоению всех возможных экологических ниш и в конечном итоге формированию современной биосферы, пришедшей на смену «прокариотической». Первые многоклеточные организмы появились в протерозое не менее 1,5 млрд лет назад. Однако некоторые ученые считают, что это произошло гораздо раньше — около 2 млрд лет назад. Это были, по-видимому, водоросли.

Вспышка разнообразия животных. Конец протерозоя, примерно 680 млн лет назад, ознаменовался мощной вспышкой разнообразия многоклеточных организмов и появлением животных (рис. 72). До этого периода находки многоклеточных редки и представлены растениями и, возможно, грибами. Возникшая в конце протерозоя фауна получила название эдиакарской по местности в Южной Австралии, где в середине XX в. в слоях возрастом 650—700 млн лет были обнаружены первые отпечатки животных. Впоследствии похожие находки были сделаны и на других материках. Эти находки послужили причиной выделения в протерозое особого периода, получившего название венд (по названию одного из славянских племен, живших на берегу Белого моря, где обнаружено множество ископаемых остатков представителей этой фауны). Венд продолжался примерно 110 млн лет. За это короткое по сравнению с предыдущими эпохами время возникло и достигло значительного разнообразия большое количество видов многоклеточных животных, относящихся к типам кишечнополостных, червей, членистоногих. Некоторые из этих животных имели до 1 м в длину, по-видимому, они были студенистыми, как медузы. Отличительная особенность животных вендо-эдиакарской фауны — отсутствие какого бы то ни было скелета. Вероятно, тогда еще не было хищников, от которых надо было защищаться.

С чем же связана такая вспышка разнообразия? Ученые предполагают, что в конце протерозоя наша планета претерпевала значительные потрясения. Была очень высокой гидротермальная активность, шло горообразование, оледенения сменялись потеплением климата. В атмосфере увеличилось содержание кислорода. Повышение содержания кислорода до 5—6% от современного уровня, по-видимому, было необходимым для успешного существования многоклеточных животных довольно крупных размеров. Эти изменения в среде обитания, очевидно, и привели к появлению новых типов и их бурному развитию. Кончался криптозой, эон «скрытой жизни», охватывающий более 85% всего времени существования жизни на Земле, начинался новый этап — фанерозой.

  1. Как определяется относительный и абсолютный возраст палеонтологических находок?
  2. Какие основные ароморфозы можно выделить в эволюции одноклеточных организмов?
  3. Как жизнедеятельность живых организмов повлияла на изменение геологических оболочек Земли?
  4. 4. Чем можно объяснить возникновение большого разнообразия многоклеточных животных в конце протерозоя?

Докембрий (Криптозой)

Докембрий, докембрийский период или криптозой — первая часть геологической истории Земли. Докембрий — это общее название сразу трёх эонов истории Земли — Катархея (4,6-4,0 млрд. лет назад), Архея (4,0 до 2,5 млрд. лет назад) и Протерозоя (2,5 млрд. до 541 млн лет назад). Таким образом, Докембрий охватывает большую часть истории Земли (4,6 млрд. лет назад — 541 млн лет назад, или 90% всей геологической истории Земли). Докембрий, состоящий из трёх эонов, предшествует последнему эону — Фанерозою — который продолжается и сегодня.

Читать еще:  Отит у кошки лечение в домашних, у кота неприятный запах из уха

Докембрий — это период становления Земли, период первоначального развития земной коры, становления атмосферы и первый период развития жизни. Учёные распределили периоды — Докембрий и Фанерозой — таким образом, что докембрийский период заканчивается с началом эры Палеозой и Кембрийским периодом. Кембрийский период известен таким удивительным явлением, как «кембрийский взрыв», когда на планете появилась масса живых организмов. Огромное разнообразие развитых форм живых организмов в кембрийском периоде до сих пор вызывает жаркие споры учёных, однако об этом можно будет узнать в одной из последующих статей.

Смысл такого распределения геологических периодов в истории Земли заключается в том, что Докембрий или Криптозой (криптозой — с древнегреческого «скрытная жизнь») — это период становления Земли, когда жизнь только-только начинала развиваться, и заканчивается он в тот период, который известен всем палеонтологам, как начало богатых залежей ископаемых живых организмов. С этого момента начинается Фанерозой (с древнегреческого — явная жизнь).

Изначально докембрийский период или криптозой называли азойской эрой, то есть эрой без жизни, первой эрой истории планеты, когда жизни не было. Однако последующие исследования позволили выяснить, что азойская эра была заселена живыми организмами, хоть и не в такой степени, как в последующий фанерозой. Первая жизнь появилась уже в самом начале Архея, 3,7 миллиарда лет назад, после чего называть данный период азойским стало нецелесообразно, и у него появились новые названия — Докембрий (то есть период до Кембрия или кембрийского взрыва жизни) или Криптозой (скрытная жизнь).

История Земли документальный фильм:

Хотите покупать авиабилеты быстро, удобно и выгодно? В этом случае вам стоит знать, что авиабилеты в Туле купить можно на сайте «Business Travel». Выбирайте направление, даты, количество пассажиров и делайте заказ.

Докембрий, или криптозой

  1. Возникновение Земли
  2. Эоны и эры докембрия
  3. Катархей
  4. Архей
  5. Протерозой

Докембрий, или криптозой является самым ранним временем в геологической истории нашей планеты, начиная с образования Земли 4,6 млрд лет назад до начала кембрийского периода палеозойской эры около 542 млн лет назад.

Докембрий считается суперэоном, который включает такие эоны, как катархей, архей и протерозой. Криптозой сменился фанерозойским эоном.

Возникновение Земли

Земля начала формироваться более чем 4,6 млрд лет назад из того же облака газов (в основном водорода и гелия) и межзвездной пыли, которая сформировала Солнце, остальную солнечную систему и даже нашу галактику. На самом деле Земля все еще формируется и остывает от галактической имплозии, которая создала другие звезды и планетные системы в нашей галактике. Этот процесс начался около 13,6 млрд лет назад, когда стал развиваться Млечный Путь.

Когда наша солнечная система начала объединяться, Солнце образовалось из облака пыли и газа, которые продолжали сжиматься с помощью гравитационных сил. Это заставило его пройти процесс слияния и стать источником света, тепла и другого излучения. Во время этого процесса оставшиеся облака газа и пыли, которые окружали Солнце, начали формироваться в более мелкие объекты, называемые планетезималями, которые в конечном итоге образовали планеты, известные нам сегодня.

Земля пережила период катастрофического и интенсивного образования около 4,6-4,4 млрд лет назад. Приблизительно 4,1-3,8 млрд лет назад она превратилась в планету с атмосферой (не такой, как сегодня) и океаном. Считается, что первые признаки жизни появились только около 3,5 млрд лет назад.

Эоны и эры докембрия

Катархей

Земля сформировалась при такой высокой температуре и давлении, что поначалу она была словно расплавленная. Первые миллиарды лет образования Земли (4,6-4,0 млрд лет назад) приходятся на катархей, когда наша планета непрерывно бомбардировалась остатками пыли и обломков (включая астероиды, метеориды и кометы) до тех пор, пока полностью не сформировалась.

Читать еще:  Барбарис кустарник посадка и уход в Подмосковье

Когда Земля начала принимать твердую форму, в ее атмосфере не было свободного кислорода. Было так жарко, что капли воды в атмосфере не могли оседать, чтобы образовать поверхностные воды или лед. Во время катархея первая атмосфера состояла из гелия и водорода, поэтому ни один организм не мог бы выжить.

Вторая атмосфера Земли была сформирована главным образом из таких летучих соединений, как водяной пар, монооксид углерода, метан, аммиак, азот, диоксид углерода, хлористоводородная кислота и сера, вызванных постоянными извержениями вулканов, осаждавшими планету. Свободного кислорода в это время еще не было.

Около 4,1 миллиарда лет назад поверхность Земли – или кора – стала охлаждаться и стабилизироваться, создавая сплошную поверхность с ее скалистым ландшафтом. Облака образовались, когда Земля начала остывать, создавая огромные объемы дождевой воды, которые наполнили океаны.

Архей

В течение следующих 1,5 млрд лет (4,0 – 2,5 млрд лет назад) архейского эона зародилась первая жизнь.

Архейский эон подразделяется на четыре эры:

  • Эоархей (4,0-3,6 млрд лет назад);
  • Палеоархей (3,6-3,2 млрд лет назад);
  • Мезоархей (3,2-2,8 млрд лет назад);
  • Неоархей (2,8 – 2, 5 млрд лет назад).

Первая жизнь появилась в океане и большая часть живых организмов докембрия, была представлена прокариотическими одноклеточными организмами. На самом деле существует довольно богатая история бактерий и связанных одноклеточных организмов в летописи окаменелостей. Считается, что первые представители одноклеточных организмов появились в архейском домене.

Возраст самой старой окаменелости составляет около 3,5 млрд лет.

Ранние формы жизни напоминают цианобактерии. Это были фотосинтетические сине-зеленые водоросли, которые процветали в чрезвычайно горячей атмосфере, богатой углекислым газом.Их окаменелости обнаружены на побережье Западной Австралии.

Другие, подобные окаменелости были найдены во всем мире. Их возраст составляет около двух миллиардов лет.

С таким количеством фотосинтетических организмов, населяющих Землю, было только вопросом времени, когда атмосфера начала накапливать более высокие уровни кислорода, поскольку кислород является побочным продуктом фотосинтеза. Когда в атмосфере стало больше кислорода, появилось много новых видов, которые смогли использовать кислород для получения энергии.

Протерозой

Протерозой, который длился от 2,5 млрд до 542 млн лет назад стал свидетелем некоторых из самых захватывающих событий в истории жизни Земли.

Протерозойский эон был самым длительным в истории планеты и включал три эры:

  • Палеопротерозой (2,5-1,6 млрд лет назад);
  • Мезопротерозой (1,6 – 1 млрд лет назад);
  • Неопротерозой (1000 – 542 млн лет назад).

В течение протерозоя континенты начали формироваться и стабилизироваться, и около 1,2 млрд лет назад появился суперконтинент «Родиния». Хотя Родиния включала некоторые из тех же фрагментов земли, что и более известный суперконтинент Пангея, они представляют собой два разных суперконтинента. Пангея образовалась около 335 млн лет назад, а затем разделилась на континенты, которые мы знаем сегодня.

Свободный кислород начал расти примерно в середине протерозоя – около 1,8 млрд лет назад – и создал условия, позволяющие большей части существующей жизни выжить.

К концу протерозоя на Земле появилось множество эволюционных процессов. Около 525 млн лет назад начался кембрийский период. В этот период жизнь «взорвалась», и развились практически все основные группы растений и животных за относительно короткое время. Кембрий закончился кембрийско-ордовикским массовым исчезновением большинства существующих видов около 488 млн лет назад, создавшим предпосылки для появления и эволюции новых видов флоры и фауны.

Источники:

http://tepka.ru/biologia10-11/56.html

Докембрий (Криптозой)

http://natworld.info/nauki-o-prirode/dokembrij-ili-kriptozoj

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector