Развитие жизни в криптозое: докембрий период

Криптозой (докембрий)

Исторический промежуток времени протяженностью от архея до палеозоя занимает докембрий (см. табл. 21). Начало этого зона отстоит от четвертичного периода более чем на

Общая стратиграфическая и геохронологическая шкала (по: А.В. Яблоков и А.Г Юсуфов, 1981 с изменениями)

Изотопные датировки, млн лет

Кайнозой (67 млн лет)

Возникновение рода Homo и человека разумного

Становление современной фауны и флоры

Расцвет покрытосеменных, птиц и млекопитающих

Мезозой (163 млн лет)

Развитие цветковых растений, расцвет насекомых, вымирание многих групп рептилий

Доминирование рептилий. Расцвет голосеменных растений. Появление покрытосеменных и первоптиц

Распространение голосеменных растений и крупных пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих

Палеозой (340 млн лет)

Появление голосеменных растений и крупных пресмыкающихся

Расцвет на суше гигантских плаунов и папоротникообразных. Распространение амфибий, появление летающих насекомых, возникновение рептилий

Палеозой (340 млн лет)

Возникновение наземных сосудистых растений, насекомых и амфибий. Увеличение разнообразия челюстных рыб. Появление зарослей папоротников

Выход на сушу растений и беспозвоночных животных. Появление сосудистых растений

Появление позвоночных (бесчелюстных). Расцвет морских беспозвоночных животных

Появление и распространение наземных растений, возникновение наземных беспозвоночных животных. Возникновение рыб и хордовых, широкое распространение морских беспозвоночных

Широкое распространение бактерий, грибов и водорослей. Появление кишечнополостных, членистоногих, иглокожих

Появление эукариот и многоклеточных

Широкое распространение цианобактерий, насыщение атмосферы кислородом

Нижний (Карел ий)

Появление в бескислородной среде пробионтов

3,5 млрд лет. Продолжительность докембрия, включающего два периода — архей и протерозой, составляет более 3 млрд лет (нижнюю границу архея по абсолютному летоисчислению определяют в пределах 4,6 + 0,2 млрд лет). Верхнюю часть протерозоя называют «ри- феем», а его окончание — «вендом». В современной литературе термин «докембрий» заменен «криптозоем» (от греч. kruptos — скрытый и z.oe — жизнь), время «скрытой» жизни, предшествующее палеозою.

Криптозой отличается исключительной бедностью органических остатков. Значительные события в развитии органического мира происходили на рубеже архея и протерозоя (около 2,5 млрд лет назад). По времени эти события совпадают с мезопротерозойским оледенением. К важнейшим изменениям биосферы относится появление в ней цианобактерий, продуцирующих кислород. В результате возникли условия, пригодные для существования более высокоорганизованных организмов. Важнейшим эволюционным событием начала протерозоя является возникновение надцарства прокариот.

Архей. В геологически документированной истории Земли архей (греческое сочетание слов archaios — изначальный, древний и а ‘юп — век, эпоха) означает древнейшую эру. Ее называют также эоном. По абсолютному исчислению архей начался 4,6 ± 0,2 млрд лет и завершился 2,6 ± 0,1 млрд лет назад. Возраст самых древних микроорганизмов и строматолитов (известковые и окаменелые продукты жизнедеятельности бактериально-водорослевых сообществ) архейской эры составляет около 3,5 млрд лет. К такому геологическому возрасту относятся остатки микроорганизмов различной формы — от овальной и сферической до палочко- и нитевидной, найденные на территории Западной Австралии. Древнейшие строматолиты и окаменелые микроорганизмы обнаружены также в Южной Африке. Для архея характерна активная вулканическая деятельность.

Протерозой. В названии протерозойской эры использованы греческие слова —proteros («более ранний») и zoe («жизнь»). Протерозой следует за археем и предшествует палеозою. Эра началась 2,6 ±0,1, завершилась — 0,68 ± 0,02 млрд лет назад. Протерозой характеризуется активными осадкообразованиями и массовым развитием сине- зеленых водорослей (цианобактерий). Следы их жизнедеятельности сохранились в строматолитах, онколитах и различных микрофосси- лиях. В протерозое возникли первые эукариоты (вначале одноклеточные, а затем — многоклеточные).

Отсутствие наземной растительности обусловливало высокий уровень эрозии и формирование специфических ландшафтов с «плащевым» (ровным по всей береговой линии) мутным стоком. В результате наибольшей загрязненностью и насыщенностью биогенами отличалась прибрежная зона океана. Фитопланктон из-за ограниченности фотической зоны обладал невысокой продуктивностью.

Но в бесскелетном докембрийском планктоне возникли эффективные организмы-фильтраторы. Их фекальные пеллеты известны с раннего протерозоя (А.Г. Пономаренко, 1993).

Позднепалеозойский период с 0,85 до 0,6 млрд лет назад отличался самым высоким в истории Земли захоронением (накоплением) органического углерода. Это совпадает с резким насыщением глубоководной части Мирового океана, расположенной ниже фотической зоны, свободным кислородом. К важным событиям этого периода относится понижения температуры и связанные с этим оледенения. К самым крупным покровным оледенениям относится Лапландское оледенение, произошедшее около 0,6 млрд лет назад. Предполагается, что оно было вызвано увеличением отдачи тепла поверхностью Земли в связи с повышением соотношения 02/С02 (Э. Нолле, 2007).

Читать еще:  Проливы берингов и шелихова на карте: все заливы мира

Венд (Эокембрий). Название этого этапа в геологической истории Земли связано с названием древних славянских племен — венды или венеды. Этим этапом завершается последнее подразделение крипто- зоя, предшествующее фанерозою. Некоторые авторы относят венд к фанерозою. По результатам изотопных исследований возраст вендского комплекса ограничивается периодом от 680 до 570 млн лет назад. К этому же периоду относится эдикарская фауна бесскелетовых организмов (названа по местности Эдиакара в Австралии), имеющая сходство с вендской.

В конце докембрия (венде) в больших количествах обнаруживаются остатки представителей разных групп беспозвоночных, не имевших минерализованного скелета. У некоторых из них отмечается наличие трехлучевой симметрии, не встречавшейся на более поздних этапах развития животного мира. В фауне венда встречались очень крупные для того времени животные. Некоторые австралийские сегментированные представители эдикарской фауны достигали в длину до 1,5 м (М.А. Федонкин, 1987).

Бесскелетные ведобионты отличались изометрическим ростом (в процессе онтогенетического развития пропорции частей тела не изменялись). Растущие животные представляли собою широкие уплощенные тела со вздутиями, напоминающими внешне стеганые одеяла (см. рис. 35). Поэтому за группой таких организмов закрепилось условное название «стеганые одеяла». Уплощение тела соответственно увеличению его размеров способствовало повышению непосредственного взаимодействия животного со средой через покровы тела.

Систематическая принадлежность подавляющего числа вендских беспозвоночных неизвестна. Условно часть из них относят к кишечнополостным и к некоторым группам так называемых «червей» (под этим подразумеваются аннелиды, хиолитгельминты, колеолиты). Для сохранения отпечатков и слепков мягкотелых животных в доРис. 35. Дикинсония — представитель эдикарской фауны (по: J. Dzik, 1975)

кембрии существовали благоприятные условия. К наиболее важным из них можно отнести невысокую численность хищников, малое количество или полное отсутствие сапрофагов и, возможно, слабую активность гнилостных бактерий (Л.Ш. Давиташвили, 1971).

Большинство вендских беспозвоночных исчезли в результате вымирания или элиминации только их наиболее крупных форм. Поэтому остаются невыясненными связи вендской биоты с кембрийской. Предполагается, что от трехлучевых кишечнополостных венда в кембрии могла получить развитие своеобразная группа ангустио- креид, а от четырехлучевых — конулярииды. Но остатков организмов, которые можно было бы принять за предков различных мелких скелетных форм, характерных для раннего кембрия, в вендских отложениях не обнаружено (М.А. Федонкин, 1987). Возникшие же еще в раннем докембрии прокариоты продолжали развиваться, приобретая разнообразные адаптации к прогрессивно усложняющейся биотической среде.

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.

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.

Читать еще:  Команда сидеть для собаки как научить

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.

§ 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.

Читать еще:  Печеночная недостаточность у собак симптомы и лечение

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

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

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

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

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

  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?

Источники:

http://studref.com/498007/geografiya/kriptozoy_dokembriy
http://web-kapiche.ru/597-dokembriy.html
http://tepka.ru/biologia10-11/56.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector