История развития жизни на Земле
Первые живые существа появились на Земле примерно 3500-3900 млн лет назад. Именно живые организмы, взаимодействуя с неорганической средой, обусловили появление уникальной живой системы — биосферы. Формирование первичных организмов и развитие их многообразия происходило в водной среде, которая по насыщенности органическими и неорганическими веществами была подобна бульону.
Геохронологическую историю Земли и развития жизни обычно подразделяют на два эона (несколько эр) и эры, следующие друг за другом. В эрах выделяют периоды, а в периодах — эпохи. Это все очень крупные промежутки времени в истории нашей планеты, обычно выражаемые в миллионах лет. Их обозначение и определение их продолжительности проводится на основе изучения ископаемых остатков, а также с учетом данных геологии, геохимии, геофизики, биогеографии, систематики и других свидетельств о крупных изменениях в лике Земли (в газовом составе атмосферы, в соотношении воды и суши, интенсивности горообразования и движения материковых плит, наступлении материковых оледенений и других изменений в климате, в содержании продуктов радиоактивного распада в минералах и горных породах, в географии живого населения Земли).
Первый эон, явно подтвержденный ископаемыми находками промежуток времени в истории Земли, получил название — фанерозой (от греч. phaneros — «явный», «открытый» и zoe — «жизнь»). Его начало по абсолютному исчислению времени — около 534 млн лет назад.
Второй эон — более ранний промежуток времени, предшествующий фанерозою, назван криптозоем (от греч. kryptos — «скрытый» и zoe — «жизнь») за исключительную бедность сохранившихся органических остатков существующей тогда жизни. Криптозой часто называют докембрием. Его продолжительность по абсолютному исчислению времени составляет около 4900-4500 млн лет, то есть около 85% всей геологической истории планеты Земля.
В истории Земли, в двух эонах, выделяют шесть эр: катархей (ниже древнейшего), начался около 4500 млн лет назад; архей (древнейший) — 3500 млн лет назад; протерозой (первичная жизнь) — 2500 млн лет назад; палеозой (древняя жизнь) — 534 млн лет назад; мезозой (средняя жизнь) — 248 млн лет назад; кайнозой (новая жизнь) начался 65 млн лет назад и продолжается по настоящее время.
Общий возраст Земли — около 7000 млн лет. Примерно 2500-2000 млн лет ушло на формирование самой планеты, а возникновение живых организмов заняло период около 1000 млн лет. Это событие произошло на границе между катархеем и археем. До середины палеозоя жизнь развивалась только в воде.
Схема истории (эволюции) жизни на Земле
Этапы развития живого мира на Земле
Охарактеризуем кратко основные этапы развития жизни по эрам.
Катархей. В этот период истории развития жизни образовался «первичный бульон» в водах Мирового океана и начался процесс коацервации.
Архей. Появляются первые живые прокариотные организмы: бактерии и цианобактерии. Осадочные породы (возрастом 3,1-3,8 млрд лет) подтверждают их наличие в этой эре. Возникла биосфера. Архей — это эра расцвета прокариот. Появление цианобактерий (около 3,2 млрд лет назад) свидетельствует о наличии фотосинтеза и присутствии активного пигмента хлорофилла. В архее появляются первые эукариоты. Среди них организмы: одноклеточные водоросли (зеленые, желтозеленые, золотистые и др.) и простейшие — жгутиковые (эвгленовые, вольвоксовые), саркодовые (амебы, фораминиферы, радиолярии) и др. В архее произошел выход бактерий на сушу и начался активный процесс почвообразования.
На границе между архейской и протерозойской эрами появились половой процесс и многоклеточность. Началось формирование многоклеточных животных (беспозвоночных) и растений (водорослей).
Протерозой — огромная по продолжительности эра. Эукариотные формы живых организмов здесь пребывают в расцвете и по своему разнообразию намного опережают прокариот. Появление многоклеточности и дыхания обусловило прогрессивное развитие и среди гетеротрофов, и среди автотрофов. Наряду с плавающими формами (водорослями, простейшими, медузами) появляются прикрепленные ко дну («сидячие») или к другому субстрату: нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, а также губки, кораллы. Появились ползающие организмы, например кольчатые черви. Они дали начало моллюскам и членистоногим. Наряду с различными кишечнополостными животными появляются сегментированные животные вроде кольчатых червей и членистоногих (ракообразные).
Палеозой — эра, которая характеризуется достаточно большими находками ископаемых организмов. Они свидетельствуют о том, что в водной среде (соленых и пресных водоемах) имеются представители почти всех основных типов беспозвоночных животных. В пресных, а затем и в морских водах появились разные позвоночные — бесчелюстные и рыбы. От предков костистых рыб возникли кистеперые, которые позже (в меле) почти полностью вымерли, но в середине девона от кистеперых произошли наземные позвоночные (древние амфибии).
В середине палеозойской эры произошел выход животных, растений и грибов на сушу. Началось бурное развитие высших растений. Появились моховидные и другие споровые растения. Образуются первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Но в конце палеозоя все они вымирают и дают основу образования залежей каменного угля (поскольку в природе еще не было достаточного количества животных, поедающих эту растительную массу). Появились животные, дышащие воздухом. По всей Земле распространились пресмыкающиеся (среди них есть растительноядные и хищные), возникли насекомые.
Эволюция органического мира и геологическое время Мезозой часто называют эпохой рептилий. Они представлены здесь разнообразными формами: плавающими, летающими, сухопутными, водными и околоводными. Существуя на Земле несколько миллионов лет и достигнув большого расцвета, рептилии почти все вымирают к конц мезозоя. Появляются птицы и примитивные млекопитающие (яйцекладущие и сумчатые), а немного позже — плацентарные. С изменением климата — похолоданием и сухостью на Земле широко распространяются голосеменные растения, особенно хвойные. Возникают первые покрытосеменные растения, но они представлены только древесными формами. В морях широко распространились костистые рыбы и головоногие моллюски.
Кайнозой характеризуется расцветом покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих. Уже в середине кайнозоя имеются почти все основные группы представителей известных нам царств живой природы. Среди покрытосеменных растений появились травы и кустарники. Большие территории земной поверхности заселяли степи и луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. В эту эру появился человек как особый вид живых существ. С появлением человека и развитием его культуры началось формирование культурной флоры и фауны. Возникали агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. В связи с этим происходят большие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и в природе в целом. Изменения в природе под воздействием человеческой деятельности ведут к серьезным изменениям в развитии жизни.
Как видим, история Земли характеризуется уникальным явлением: на основе физической и химической эволюции в природе возникла живая материя, которая затем с помощью биологической эволюции достигла высокого уровня сложности и многообразия форм. В этом историческом процессе развития жизни на Земле появилось огромное количество биологических видов, различных надвидовых биосистем, произошло становление человека и сформировалась современная биосфера с глобальным биологическим круговоротом веществ. Развитие жизни, осуществляющееся на протяжении длительного периода времени и в постоянно меняющихся условиях окружающей среды, продолжается в биосфере и в наше время.
