Когда-то Земля выглядела как инопланетное место! История первобытных времен.
До появления людей мир был совсем другим. Наша планета не всегда выглядела так, как сейчас. За последние 4,5 млрд. лет она пережила невероятные изменения, какие вы себе и не представляли. Если бы вы могли вернуться назад и посетить Землю миллионы лет назад, вы бы увидели чужую планету, словно сошедшую со страниц фантастических книг.
1. Гигантские грибы росли по всей планете
Примерно 400 млн. лет назад деревья были примерно до талии человека. Все растения были гораздо мельче нынешних – кроме грибов. Они вырастали на 8 м в высоту, а их ножка (или уже ствол?) была диаметром в 1 метр. У них не было таких больших шляпок, которые мы сегодня ассоциируем с грибами. Вместо этого они были просто торчащими столбами. Но они были повсюду.
2. Небо было оранжевым, а океаны зелеными
Небо не всегда было голубым. Около 3,7 млрд. лет назад, как полагают, океаны были зелеными, континенты черными, а небо выглядело как оранжевая дымка. Океаны были зелеными, потому что железо растворялось в морской воде, оставляя зеленую ржавчину. Континенты были черными из-за отсутствия растений и покрытия лавой. Небо не было голубым, поскольку вместо кислорода там в основном присутствовал метан.
3. Планета пахла тухлыми яйцами
Ученые уверены, что они знают, как пахло когда-то на нашей планете. И это был отчетливый запах тухлых яиц. Всё это потому, что 2 млрд. лет назад океаны были заполнены газообразными бактериями, питающимися солью и выделяющими сероводород, наполняя воздух зловонием.
4. Планета была фиолетовой
Когда на Земле появились первые растения, они не были зелеными. Согласно одной теории, они были бы фиолетовыми. Считается, что первые жизненные формы на Земле частично поглощали свет от Солнца. Современные растения зеленые, потому что они используют хлорофилл для поглощения солнечного света, но первые растения использовали сетчатку – и это придавало им яркий оттенок фиалки. Фиолетовый, возможно, был нашим цветом в течение длительного времени.
5. Мир выглядел как снежный ком
Мы все знаем про ледниковый период. Однако есть доказательства того, что один из ледниковых периодов 716 млн. лет назад был весьма экстремальным. Он называется периодом «снежной Земли», потому что Земля, возможно, была настолько покрыта льдом, что она буквально выглядела как гигантский белый снежный ком, плавающий в космосе.
6. Кислотный дождь падал на Земле в течение 100 тысяч лет
В конце концов, период снежной Земли закончился – причем самым ужасным образом, который только можно вообразить. Далее началось «интенсивное химическое выветривание». Другими словами, с неба постоянно лил кислотный дождь – и так 100 тысяч лет. Он растопил ледники, покрывающие планету, «отправил» в океан питательные вещества и позволил жизни зарождаться под водой. До того, как жизнь начала появляться на Земле, планета была ядовитой, негостеприимной пустыней.
7. Арктика была зеленой и густонаселенной
Примерно 50 млн. лет назад Арктика была совсем иным местом. Это было время, называемое эпохой раннего эоцена, и мир был очень теплым. На Аляске росли пальмы, а крокодилы плавали у берегов Гренландии. Северный Ледовитый океан, вероятно, был гигантским пресноводным водоемом, изобиловавшим живыми существами.
8. Пыль заблокировала солнце
Когда 65 млн. лет назад астероид врезался в Землю и уничтожил динозавров, хаос не закончился. Мир превратился в мрачное и ужасное место. Вся пыль, почва и скалистые породы поднялись в атмосферу и даже в космос, окутав планету огромным слоем пыли. С неба исчезло Солнце. Это продолжалось недолго, но даже когда исчезло огромное облако пыли, в стратосфере осталась серная кислота и попала в облака. И снова пришло время кислотных дождей.
9. Шли дожди из жидкой горячей магмы
Однако предыдущий астероид был детской игрой по сравнению с тем, который врезался в планету 4 млрд. лет назад и превратил её в адский пейзаж. Океаны на планете закипели. Жара от астероидного удара фактически закончилась испарением первых океанов на Земле. Огромные части поверхности Земли растаяли. Оксид магния поднимался в атмосферу и конденсировался в капельки жидкой горячей магмы, выпадающей в виде дождя.
10. Гигантские насекомые были повсюду
Около 300 млн. лет назад планета была полностью покрыта низменными болотными лесами, а воздух заполнен кислородом. На 50 % больше кислорода, чем сегодня, и это создало невероятный всплеск развития жизни… и появление огромных и страшных насекомых. Для некоторых существ кислород в атмосфере был слишком избыточным. Маленькие насекомые не могли с этим справиться, поэтому они начали активно увеличиваться в размерах. Ученые нашли ископаемые останки стрекоз, которые были размером с современную чайку. Кстати, они, скорее всего, были плотоядными хищниками.
Нашей планете более 4,5 миллиардов лет. В момент возникновения она выглядела совершенно по-другому. Что было в древности на территории современной России, и как она менялась с годами - в книге «Древние чудовища России» .
3000 миллионов лет назад
В первые миллионы лет своей жизни Земля походила на ад. Здесь постоянно шли кислотные дожди, извергались сотни вулканов. В было намного больше астероидов. Бесконечные метеоритные дожди формировали планету - врезались и становились ее частью. Некоторые метеориты достигали размеров современных городов.
Однажды Земля столкнулась с другой планетой, одна часть которой присоединилась к нам, а вторая отлетела на орбиту и с годами превратилась в современную Луну.
Иллюстрация из книги
3 миллиарда лет назад сутки длились всего 5 часов, а в году было 1500 дней. Раз в 50 часов происходило лунное затмение, а раз в 100 - солнечное. Это наверняка выглядело очень красиво, только любоваться природными явлениями тогда еще было некому.
3,5 млрд. лет назад - образование “первичного органического бульона”,затем - “коацерватных капель” из молекул белков, жиров и углеводов.
Коацерваты, соединяясь с нуклеиновыми кислотами образовывали пробионты- протоклетки, способные к самовоспроизводству. Это прокариоты - первые безядерные живые организмы(бактерии и синезелёные водоросли).
2. Протерозойская эра - 2600-570 миллионов лет назад.
1,9 млрд. лет назад появились первые автотрофы,начался процесс фотосинтеза, начало насыщения атмосферы кислородом и формирования озонового экрана.1,1 млрд.лет назад появились первые многоклеточные беспозвоночные организмы.
3. Палеозойская эра -570-235 млн. Лет назад.
3.1.Кембрий (570-490 млн. лет назад). П ереход от медленной эволюции к быстрой (начало эволюционного взрыва).
3.2.Ордовик (490-435 млн.лет назад). Появляются трилобиты и моллюски. 450 млн.лет назад появляются первые позвоночные - рыбы и рыбообразные.
3.3.Силур (435-400 млн.лет назад). Окончание установления озонового экрана.Первый выход растений и животных на сушу.
3.4.Девон (400-345 млн.лет назад). Появление хрящевых рыб (400 млн. лет назад).
3.5.Карбон (345-280 млн.лет назад). Появление земноводных (330 млн.лет назад) и пресмыкающихся (300 млн.лет назад).
3.6.Пермь (280-235 млн.лет назад. Смена флоры и фауны.
4.Мезозойская эра (235-66 млн.Лет назад).
4.1.Триас (235-185 млн.лет назад). Появление первых динозавров. Появление первых млекопитающих (200 млн. лет назад).Появление и развитие хвойной растительности,в водоёмах -черепах, крокодилов, ихтиозавров.
4.2. Юрский период (185-135 млн.лет назад). На суше доминирование динозавров. Появление и развитие птиц (160 млн.лет назад).
4.3.Меловой период (135-66 млн.лет назад). Похолодание климата и усиление радиоактивного излучения. Вымирание ранее господствовавших динозавров, птерозавров, аммонитов, беленнитов и др.В фауне бурно развиваются млекопитающие и костистые рыбы, во флоре - цветковые растения.
5.Кайнозойская эра (66 млн. Лет назад - настоящее время).
5.1.Палеоген (нижнетретичный период) - 66-25 млн. лет назад . Поднятие новых горных хребтов на месте высыхающего океана Тетис. Формирование современной фауны и флоры. Широкое распространение в фауне теплокровных животных млекопитающих и птиц, наиболее приспособленных к меняющейся среде обитания.
В водной среде - развитие костистых рыб. Во флоре на суше доминируют покрытосеменные цветковые растения.
5.2.Неоген (верхнетретичный период) - 25-1 млн.лет назад. Опускание дна океанов, климат становится более холодным, сухим и континентальным.
5.3.Антропоген(четвертичный),современный период -1 млн.Лет назад - настоящее время.
Океаны и материки приобретают современный вид. Ледниковые периоды чередуются с периодами потеплениями климата. Появляется человек - Homo sapiens.10-12 тыс. лет назал после последнего ледникового периода флора и фауна Земли приобретает современный вид.
Как мы уже знаем,первые беспозвоночные,по современным представлениям, произошли 1,1 млрд. лет назад (в протерозойской эре),первые позвоночные - 450 млн. лет назад (в силуре), хрящевые рыбы - 400 млн.лет назад (в девоне),земноводные - 330 млн. лет назад (также в девоне),пресмыкающиеся - 300 млн. лет назад (в карбоне),млекопитающие - 200 млн. лет назад (триас, мезозойская эра) и позднее всех птицы - 160 млн. лет назад (юрский период).
Большинство морских животных - более древние, чем животные суши.
Именно в мелководных водоёмах произошли все типы и классы современных животных.
Эволюция и современный состав флоры и фауны Земли.
Первые следы жизнедеятельности организмов, как мы уже знаем, по данным археологии, относятся к архейскому периоду и обнаружены в архейских породах, имеющих возраст от 2,6 до 3,5 млрд. лет. В течение почти трёх миллиардов лет до начала палеозойской эры на Земле процветали доядерные организмы-прокариоты, бактерии и синезелёные водоросли, эволюция шла чрезвычайно медленно. Эволюционный взрыв начался в палеозойскую эру, начавшуюся 570 млн. лет назад и закончившуюся 235 млн. лет назад, и продолжался в мезозойскую (235-66 млн. лет назад).В палеогеновом периоде (235-66 млн.лет назад) последней, кайнозойской эры, получили широкое распространение в фауне теплокровные животные - млекопитающие и птицы, жизнь которых уже в меньшей степени зависела от влияния меняющейся среды обитания,а в водной среде - костистые рыбы, заселившие морские и пресные воды, во флоре на суше завоевали доминирующую роль покрытосеменные цветковые растения.
Современный вид флора и фауна Земли приобрела уже после последнего ледникового периода - 10-12 тыс. лет назад.
Всего за историю жизни на планете существовало около 500 млн. видов живых организмов, большая часть которых давно вымерла: современная флора и фауна Земли насчитывает приблизительно 2,73 млн. известных и описанных видов
(фактическое число, конечно, больше).
Все современные живые организмы на Земле делят на два надцарства - доядерных организмов, Прокариот (Procariotae) и ядерных организмов, Эукариот (Eucariotae).
К надцарству Прокариот относится лишь одно царство - Дробянки (Mycota), объединяющее отделы бактерий и сине-зелёных.
Надцарство Эукариот включает три царства - растений (Vegetabilia), животных (Animalia) и Грибов (Fungi).
В современную эпоху на Земле насчитывается примерно 5 тыс. известных видов прокариот, в том числе 3 тыс. видов бактерий и 2 тыс. видов сине-зелёных (всего 0,2% общего числа видов).
Общее число известных видов эукариот насчитывает приблизительно 2727 тыс. видов (99,8%), в том числе 352 тыс. известных видов растений (12,9%), 2274 тыс. известных видов животных (83,2%), и около 101 тыс. известных видов грибов (3,7%).
Из растений больше всего цветковых (около 250 тыс. видов). из животных - членистоногих (1,5 млн. видов),в том числе насекомых (1 млн. видов),круглых червей (0,5 млн. видов),моллюсков (107 тыс. видов) и хордовых (41-46 тыс. видов).
Данные о присутствии основных групп живых организмов на Земле в морских, пресных водах и на суше, а также сведения об общем числе видов по группам и предполагаемой эпохе происхождения (наиболее древних находках) представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Основные таксономические группы современных живых организмов, их встречаемость на суше, в морских и пресных водах, приблизительная оценка числа видов и эпоха происхождения.
Примечание: присутствие той или иной группы отмечено знаком “+”
|
Таксономические группы |
Океаны и моря |
Пресные воды |
Число видов |
Эпоха происхождения |
|
|
Надцарство Eucariota | |||||
|
1.Царство дробянки (Mycota) | |||||
|
1,1 Отдел Бактерии | |||||
|
1.2. Отдел Сине-зелёные | |||||
|
Надцарство Procariota | |||||
|
2.Царство Растения (Vegetabilia) | |||||
|
2.1. Пирофитовые водоросли | |||||
|
2.2. Золотистые водоросли | |||||
|
2.3. Диатомовые водоросли Bacillariophyta | |||||
|
2.4. Жёлтозелёные водоросли Xanthophyta | |||||
|
2.5. Бурые водоросли Phaeophyta |
Палеоген |
||||
|
2.6. Красные водоросли, багрянки Rhadophyta |
Мел,архей |
||||
|
2.7.Эвгленовые водоросли, жгутиковые Euglenophyta | |||||
|
2.8. Зелёные водоросли Chlorophyta |
Древнейш. |
||||
|
2.9. Харовые водоросли Charophyta |
Силур Девон |
||||
|
2.10. Лишайники Lichenophyta | |||||
|
2.11. Моховидные Briophyta | |||||
|
2.12. Плауновидные |
Силур Карбон |
||||
|
2.13. Псилотовидные Psilotophyta | |||||
|
2.14. Папоротниковые |
Более 10 тыс. | ||||
|
2.15.Хвощевидные | |||||
|
Палеозой |
|||||
|
2.16.1. Класс Саговниковые | |||||
|
2.16.2. Класс Гнетовые | |||||
|
2.16.3. Класс Гинкговые | |||||
|
2.16.4. Класс Хвойные | |||||
|
2.17.Покрытосеменные, цветковые Magnoliophyta | |||||
|
2.17.1. Двудольные | |||||
|
2.17.2. Однодольные | |||||
|
3. Царство Грибы | |||||
|
3.1. Слизевики, Mixomycota | |||||
|
3.2. Настоящие грибы, Fungi |
Более 100 тыс. | ||||
|
О д н о к л е т о ч н ы е 4.1.Тип простейшие (Metazoa) | |||||
|
М н о г о к л е т о ч н ы е 4.2. Тип Губки Porifera, Spongia | |||||
|
4.3.Тип Кишечнополостные Coelenterata |
Конец протерозоя |
||||
|
4.4.Тип Плоские черви Plathelmintes | |||||
|
4.5.Тип Круглые черви Nemathelminte s | |||||
|
4.6. Тип Немертины Ne m ertin es | |||||
|
4.7. Тип Кольчатые черви Annelida e |
9,4-9,5 тыс. |
Средний кембрий |
|||
|
4.8.Тип Мшанки Briozoa | |||||
|
4.9. Тип Плеченогие Brachiopoda | |||||
|
4.10.Тип Моллюски Mollusca | |||||
|
4.11. Тип Членистоногие Arthropod a | |||||
|
4.12.Тип Погонофоры Pogonophora |
Палеозой |
||||
|
4.13. Тип Щетинкочелюстные Chaetognatha |
Средний кембрий |
||||
|
4.14. Тип Иглокожие Echinodermata |
Ранний кембрий |
||||
|
4.15.Тип Хордовые Chordata | |||||
|
4.15.1. Класс Бесчелюстные Agnatha | |||||
|
4.15.2. Класс Хрящевые рыбы Chondrichthyes |
Поздний силур |
||||
|
4.15.3. Класс Костные рыбы Osteichthyes | |||||
|
4.15.4. Класс Земноводные Amphibia | |||||
|
4.15.5. Класс Пресмыкающиеся Reptilia | |||||
|
4.15.6. Класс Птицы Aves | |||||
|
4.15.7. Класс Млекопитающие Mammalia | |||||
|
И т о г о |
Около 2732 тыс. видов |
Таблица 3. Распределение приблизительного числа описанных наукой видов по царствам Дробянок, Грибов, Растений и Животных, в тыс. видов и в %%.
|
Количество видов, тыс. | |||
|
Дробянки | |||
|
Растения | |||
|
Животные |
Таким образом (табл.2), из 38 крупных таксонов (отделов, типов) только в гидросфере обитают представители 14 таксонов, в гидросфере и на суше - представители 16 таксонов и только на суше – лишь 8 таксонов.
Мировой океан - важнейшая, основная часть биосферы нашей планеты,
в которой жизнь представлена от поверхности до максимальных глубин в виде большего числа форм, чем в пресных водах и на суше. В целом, гидросфера – это колыбель жизни.
Исследуя пути развития форм жизни на Земле, большинство современных биологов считает, что они развиваются как эволюционно , так и скачкообразно . Теория “прерывистого равновесия” Э. Майра и Д. Симпсона доказывает, что “массовые перестройки флор и фаун происходят в периоды перестройки лика Земли” (Никольский,1980).Благоприятные условия для возникновения новых видов и более высоких таксонов обычно создаются в периоды усиления тектонической деятельности на Земле, трансгрессии и регрессии морей и океанов, смен климата, и, кроме того, некоторые исследователи полагают, что скачки в эволюции жизни на Земле связаны с появлением каждые 50 млн. лет сверхновых звёзд, создающих на поверхности Земли дозу облучения 200-500 Р (около 1/2 летальной для человека дозы, по Кальвину,1971).
Кроме того,по теории Ч. Дарвина, виды живых организмов могут изменяться постепенно, используя механизмы естественного отбора и постепенно совершенствуясь путём адаптаций к изменяющимся условиям внешней Среды.
Весьма примечательно, что многие весьма удалённые друг от друга систематические группы живых организмов в результате одинакового приспособления к среде обитания испытывают конвергентную эволюцию, то есть приобретают сходные черты внешнего и внутреннего строения. Например, в океане - это акулы (класс хрящевые рыбы),тунцы (класс костные рыбы) и дельфины (класс млекопитающие),которые в результате независимой конвергентной эволюции приобрели ряд общих признаков (форма тела, строение и форма плавников и т.д.). Большое значения для понимания закономерностей развития форм жизни на нашей планете имеет также учение Н.И.Вавилова о гомологических рядах, которое доказало, что близкие в генетическом отношении виды и роды растений в совершенно разных регионах Земли имеют сходную наследственную изменчивость и склонны, вероятно, к параллельной направленной эволюции.
Таким образом, мы видим, что в развитии природы есть определённая целесообразность, её совершенствование и адаптация к изменяющимся условиям среды, то есть эволюция - необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся изменениями генофондов популяций и видов, формированием адаптаций, вымиранием и образованием новых видов, преобразованием биоценозов и биосферы в целом (см. эволюция видов, экосистем и биосферы).
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;
- протерозойская;
- палеозойская;
- мезозойская;
- кайнозойская.
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 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 O 2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.
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 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 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.
