развитие жизни на земле эры древнейшей и древней жизни
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.
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 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 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 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 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 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.
Геологическая эволюция
На настоящий момент установлено, что жизнь на Земле возникла около 3-3,5 млрд. лет назад. За это время на планете произошли существенные изменения: менялся климат, двигались материки, активно шли горообразовательные процессы. Вода то затапливала гигантские пространства на миллионы лет, то отступала под натиском испепеляющего солнца и жары.
Об этих процессах мы можем только догадываться, изучая осадочные породы, которые за это время пластами накладывались друг на друга. Химический анализ позволяет определить их возраст, а также сделать вывод о климате того периода. В определение возраста окаменелостей помогает радиоуглеродный анализ.
Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы были найдены в этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно теплых морей. Кислород отсутствовал, был возможен только анаэробный тип дыхания.
В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность, происходили значительные колебание температуры. На поверхности Земли жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей. Именно поэтому жизнь «спряталась» на дне океана, где не так выражены перепады температур и рассеивается УФ излучение.
К концу архея животные разделились на про- и эукариотические организмы.
Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)
Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно был холодный.
Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего огромные пространства заполняются водой.
Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные животные почти не встречались. В толще океана обитали фораминиферы и радиолярии.
Это период господства рыб в морях. Возникают активно плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время систематические группы рыб.
Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом (пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели способность переползать из одного водоема в другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и кистеперые рыбы.
К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб. Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и папоротников.
В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат сменяется к концу периода холодным и сухим.
Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание папоротникообразных в этом периоде привело к образованию обширных залежей каменного угля, в честь которого период и получил свое название.
Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не связано с наличием воды, благодаря чему они расселяются вглубь материков.
В морях все также распространены фораминиферы, радиолярии, кораллы и моллюски. Возникают первые насекомые: тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение которых не связано с наличием воды, что позволяет им заселить сухие, ранее незаселенные территории.
В перми активируется вулканическая деятельность, происходит крупнейшее отступление моря, вследствие которого образуются большие пространства суши. Климат также меняется: он становится резко континентальным.
К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды животных и растений: полностью вымирают трилобиты, многие моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.
В природе не бывает пустого места: приспособленные особи выживают, размножаются и занимают освобожденные другими видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают первые млекопитающие.
Чтобы легко запомнить периоды палеозойской эры, рекомендую взять на вооружение мнемоническое правило: «Каждый Отличный Студент Должен Курить Папиросы». Если вы обратите внимание на первые буквы этих слов, то поймете, что они совпадают с первыми буквами периодов палеозоя и расположены в нужном порядке.
Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. Если бы мы сейчас перенеслись в то далекое время, то внешне заметили бы сходство мезозойского мира с нынешним, однако более детальное изучение показало бы нам, что его составляют совершенно иные растения и животные.
Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних морей. Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми. Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют территории саговниковые, хвойные, гинкговые растения.
Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи, ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало млекопитающим, близким к однопроходным животным.
Климат становится более теплым и влажным, несколько увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались многочисленные озера и болота.
В царстве растений господство остается за голосеменными растениями, наибольший расцвет среди которых переживают беннеттитовые, гнетовые, саговниковые.
Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров заканчивается. На первый план выходят млекопитающие, ароморфозы которых, теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее положение. Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие.
Отправной точкой кайнозойской эры служит образование Альп, в это же время возникли и другие высочайшие горные системы. Я искренне рад быть вашим современником, и сообщаю, что мы с вами живем в кайнозойскую эру, которая длится уже 67 млн. лет. За это время произошло несколько материковых оледенений, возникновение человека.
В начале палеогена устанавливается теплый тропический и субтропический климат. Широко распространяются леса и редколесья. Большая часть животных представлена лесными обитателями.
Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные, широкого разнообразия достигает мир птиц.
К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса преобразуются в саванны и заросли кустарников.
Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в палеоген кустарники сменяются саванной и степной растительностью, образуются полупустыни и пустыни.
По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы, тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и многочисленного класса птиц нередко встречаются хищные гигантские бегающие птицы.
Пангея и удивительная Австралия
Особого внимания требует Австралия. Этот материк отделился раньше всех, вследствие чего флора и фауна на нем формировались изолированно от остальных континентов.
Именно по этой причине в Австралии можно обнаружить виды растений и животных, которые более нигде не встречаются: сумчатые животные (кенгуру, куница, коала), подземные орхидеи, банксии и многие другие удивительные виды.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Геологические эры и история жизни на Земле
Таблица геологических Эр в развитии Земли.
Период
Группы животных
Группы растений
Кайнозойская (kainos — «современный»)
Господство человека. Появление человека
Адаптивная радиация млекопитающих. Появление собак и медведей. Появление человекообразных обезьян и свиней. Лошади, парнокопытные, слоны
Адаптивная радиация цветковых растений, особенно травянистых
Мезозойская (mesos — «средний»)
Исчезновение аммонитов и динозавров; появление современных рыб и плацентарных млекопитающих
Доминирование цветковых растений
Доминирование динозавров; появление птиц и млекопитающих; обилие насекомых
Появление цветковых растений
Появление динозавров; адаптивная радиация пресмыкающихся
Обилие саговниковых и хвойных
Палеозойская ( palaeos — «древний»)
Адаптивная радиация пресмыкающихся; появление жуков; исчезновение трилобитов
Появление пресмыкающихся и насекомых; адаптивная радиация земноводных
Обилие древовидных папоротников, например Lepidodendron, образующих «каменноугольные леса»
Появление земноводных, аммонитов и паукообразных; адаптивная радиация рыб (хрящевых и костных)
Первые мохообразные и папоротникообразные
Появление челюстноротых (большеротые); первые коралловые рифы
Первые споровые сосудистые растения
Появление позвоночных (бесчелюстных); обилие трилобитов, моллюсков и ракообразных
Появление всех типов беспозвоночных и иглокожих
Основные этапы развития жизни на Земле. Эра древней жизни
Урок 59. Введение в общую биологию и экологию 9 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Основные этапы развития жизни на Земле. Эра древней жизни»
Точных сведений о возникновении жизни нет науке это не известно, как и неизвестно то, когда именно возникла жизнь на земле. Это только гипотезы предположения.
Предполагается что Земля как планета существует более 5 млрд лет. А эволюция жизни началась с момента появления первого живого существа около 3,7 миллиарда лет назад и продолжается по сей день.
Сходство между всеми организмами указывает на наличие общего предка, от которого произошли все другие живые существа.
Вы уже знаете, что по теории Опарина–Холдейна предшественники живых организмов были – пробионты.
Однако в последние годы учёные склоняются к мнению что все живые существа имеют общего предка «прогенота» из которого произошли эубактерии и архебактерии, а эукариотическая клетка возникла в результате симбиоза древнего эукариота с эубактериями.
С момента зарождения жизни прошло много времени и на каждом его этапе с имениями окружающей среды изменялись и организмы.
Для того чтобы разграничить все периоды развития жизни историю Земли разделяют на промежутки времени.
Эон подразделяют на Эры ─ Эры на Периоды ─ Периоды на Эпохи, за которыми следуют Век ─ Фаза ─ Пора.
А что бы визуально представить все эти временные промежутки учёные во второй половине XIX века на сессиях Международного геологического конгресса составили геохронологическую шкалу.
Геохронологическая шкала — это временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.
Время существования Земли по появлению в осадочных породах ископаемых остатков разделено на два главных интервала: фанерозой и докембрий.
В докембрийский период существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах.
Фанерозой начался с появлением на границе кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологам расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.
Геологическая эра — это участок геохронологической шкалы, подинтервал эона.
Фанерозой разделён на три таких интервала: Палеозой, Мезозой и Кайнозой они представляют собой основные стадии в следах окаменелостей.
Докембрий включает надэры Архей, Протерозой и эру Катархей.
Надэры Архей и Протерозой подразделяются на эры.
Докембрий охватывает первые 4 миллиарда лет истории Земли — так называемый протопланетный период. А также время в котором материальные свидетельства отрывочны.
Границами, разделяющими эры, служат катастрофические вымирания. Существуют свидетельства того, что падения гигантских метеоритов сыграли роль в разграничении эр.
Большинство геологических эр разделяются на меньшие единицы, которые называются геологическими периодами.
На этом и на последующих уроках мы свами будем подробнее знакомиться с эрами. Вы узнаете о том, как происходило развитие жизни на данных временных интервалах.
Начнём с самой поздней эры геохронологической шкалы.
Катархей ─ интервал геологического времени, предшествовавший архею.
Осадочные породы из катархея неизвестны так как в катархее Земля имела очень высокую температуру из-за экстремального вулканизма и частых столкновений с другими небесными телами.
Катархей охватывает первые 600 млн лет истории Земли. В современной геохронологической шкале он не разделён на периоды.
4 млрд лет назад Земля предположительно столкнулась с небесным телом размером с Марс (с планетой Тейя).
Столкновение было таким сильным, что образовавшиеся при столкновении обломки были выброшены в космос и образовали Луну. Образование Луны содействовало появлению жизни. Она вызывала приливы и отливы, способствовавшие очищению и аэрации морей.
В связи с тем, что Луна тогда была слишком приближена (всего на 17 тысяч км) к Земле, сутки длились недолго — всего 6 часов. Но, по мере отдаления Луны, сутки стали увеличиваться.
Следом за катархеем шёл Архей.
Эта надэра охватывает время от 4,0 до 2,5 млрд (от четырёх до двух целых и пяти десятых миллиарда) лет назад.
Архей разделён на четыре эры (от наиболее поздней до наиболее ранней):
В раннем архее атмосфера и гидросфера, по-видимому, представляли смешанную парогазовую массу, которая мощным и плотным слоем окутывала всю планету.
Архейский океан представлял очень кислый солевой раствор.
Проницаемость её для солнечных лучей была очень слабая, поэтому на поверхности Земли царил мрак. Парогазовая оболочка состояла из паров воды и некоторого количества кислых дымов.
В эоархее на Земле ещё не было кислородной атмосферы, но появились первые анаэробные бактерии ─ цианобактерии, способные к бескислородному фотосинтезу. Об этом свидетельствуют органические отложения (строматолиты) ─ ископаемые остатки цианобактериальных матов. Которые сформировались благодаря жизнедеятельности этих бактерий.
В строматолитах были обнаружены остатки нитей цианобактерий. Возникновение строматолитов свидетельствует о жизнедеятельности не отдельного организма, а целой колонии.
Следом за Археем следует надэра протерозой. Она охватывает период от двух тысяч пятисот лет до пятисот сорока одного миллиона лет назад плюс-минус один миллион лет. «От 2500 до 541,0 ± 1,0 млн лет назад.»
Протерозой подразделяется на эры:
Палеопротерозойская эра началась 2,5 миллиарда (два целых и пять десятых миллиарда) лет назад и окончилась 1,6 (один целый и шесть десятых миллиарда) лет назад.
До значительного повышения содержания кислорода в атмосфере почти все существующие формы жизни были анаэробами, то есть организмами, которые не требовали кислорода. Более того кислород в больших количествах губителен для большинства анаэробных бактерий.
Оставшиеся формы жизни были невосприимчивы к губительному воздействию кислорода, либо проводили свой жизненный цикл в среде, лишённой кислорода.
В это время происходило появление эукариот, организмов клетки которых содержат ядро.
В протерозое Солнце давало все больше света. В результате Земля стала получать больше тепла. Однако Земля не нагревалась.
Геологические записи показывают, что в начале протерозоя Земля значительно охлаждается.
Ледниковые отложения, найденные в Южной Африке, датируются 2,2 млрд (двумя целыми и двумя десятыми миллиарда) лет, а данные палеомагнитных измерений указывают на их положение в районе экватора.
Таким образом, оледенение, известное как Гуронское оледенение, возможно, было самым глобальным.
Снижение уровня метана привело к уменьшению парникового эффекта и похолоданию.
Некоторые учёные предполагают, что этот и последующие протерозойские ледниковые периоды были настолько серьёзными, что планета была полностью заморожена от полюсов до экватора. Эта гипотеза называется Земля-снежок.
Действие ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород, привело к появлению озона, а затем и к образованию озонового слоя.
Значение озона для жизни в биосфере огромно. Он не только поглощает инфракрасное излучение Земли, создавая парниковый эффект, но и поглощает жёсткое ультрафиолетовое излучение Солнца.
Так же в протерозое шло формирование современного объёма океана. И практически вся жизнь была сосредоточена в водной среде.
Палеопротерозойская эра разделяется на периоды:
В орозирии Земля испытала два крупнейших из известных астероидных ударов. В начале периода, 2023 млн лет назад, столкновение с крупным астероидом привело к образованию крупного ударного кратера Вредефорт.
Следом за палеопротерозойской эрой следовала мезопротерозойская эра. Геологическая эра, часть протерозоя. Она началась 1,6 (один целый и шесть десятых) миллиарда лет назад и окончилась 1 миллиард лет назад.
Мезопротенозой разделяется на периоды.
Калимийский период — первый геологический период мезопротерозойской эры. Период характеризуется формированием горных пород, которые возникали путём осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в результате деятельности ледников.
Эктазийский период — второй геологический период мезопротерозойской эры.
На канадском острове Сомерсет были обнаружены породы возрастом 1200 миллионов лет в которых содержались ископаемые красные водоросли — древнейшие из известных многоклеточных.
Стенийский период — заключительный геологический период мезопротерозойской эры. К началу этого периода относятся наиболее ранние ископаемые останки эукариот, размножавшихся половым путём.
Биологический смысл полового размножения состоит в том, что возникающие организмы могут сочетать полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны. Половое размножение играет важную роль в эволюции организмов.
За мезопротерозойской эрой следует – неопротерозой. Это последняя эра протерозоя, которая началась 1000 млн лет назад и завершилась 541 млн лет назад.
Эра неопротерозоя подразделяется на три периода:
Тоний — это первый геохронологический период неопротерозоя.
В это время существовала одна из древнейших фаун многоклеточных животных — бесскелетных организмов, большая часть представителей которой, видимо, имели червеобразную форму.
Криогений — второй геохронологический период неопротерозойской эры.
Эдиакарий — последний геологический период неопротерозоя. Также является последним периодом всего эона Докембрий и надэры Протерозой.
Землю населяли мягкотелые существа — вендобионты — первые из известных и широко распространённых многоклеточных животных.
В отложениях этого периода ископаемые остатки живых организмов редки, потому что они ещё не успели выработать твёрдую оболочку. Тем не менее в некоторых местонахождениях сохранилось немало отпечатков.
В протерозое практически вся жизнь была сосредоточена в водной среде. Широкого многообразия достигали водоросли. Начали появляться многоклеточные водоросли. Среди животных возникли кишечнополостные и губки.
В эдиокарийском периоде возникли все типы беспозвоночных животных.
Появились первые хордовые животные. Некоторые из них существуют и по сегодняшний день – например примитивное морское животное ланцетник.