Чем питались первые живые организмы

Чем питались первые живые организмы

Подробное решение Раздел стр. 187 по биологии для учащихся 9 класса, авторов С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, И.Б. Агафонова, Н.И. Сонин 2016

Вопрос 1. Как питались первые живые организмы?

Первые живые были гетеротрофами, т. е. использовали в качестве источника энергии (пищи) органические соединения, растворённые в водах первичного океана. Поскольку в атмосфере Земли свободного кислорода не было, они имели анаэробный (бескислородный) тип обмена, эффективность которого невелика.

Вопрос 2. Что такое фотосинтез? Какую роль в развитии жизни на Земле сыграло его появление?

Фотосинтез — это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий).

Вопрос 3. Как использование воды в процессах фотосинтеза повлияло на биологическую эволюцию?

В результате фотолиза воды в качестве побочного продукта выделяется кислород. Это привело к созданию кислородной атмосферы Земли, а, следовательно, к возможности аэробного дыхания (более эффективного). Кроме того, в верхних слоях атмосферы кислород превращается в озон, создается озоновый экран, защищающий от ультрафиолета, что обеспечило возможность выхода растений и животных на сушу.

Вопрос 4. Какие организмы впервые стали выделять в атмосферу свободный кислород?

Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими в атмосферу О2, были сине-зелёные водоросли (цианобактерии).

Вопрос 5. Строение каких организмов эукариотической клетки доказывает симбиотическое происхождение эукариот? Докажите свою точку зрения.

Со временем в результате взаимополезного сосуществования (симбиоза) различных прокариот возникли эукариоты, обладающие различными органоидами. Эукариоты имеют диплоидный, или двойной, набор всех наследственных задатков – генов, т. е. каждый из генов представлен в двух вариантах. Появление такого двойного набора генов увеличило генетическое разнообразие потомков, образующихся в результате полового размножения.

Вопрос 6. Какое значение для эволюции имело появление полового процесса?

Источник

Биологи выяснили, чем питался предок всех живых существ на Земле

Общий предок всех обитателей Земли, вероятнее всего, питался водородом, установили ученые из Дюссельдорфского университета в Германии. Они смогли воссоздать условия, в которых он жил, сообщает Frontiers in Microbiology.

Исследование показало, что «оазисы жизни» на древней Земле напоминали «Потерянный город». Это геотермальные источники в Атлантическом океане, где воды насыщены водородом. По словам молекулярных биологов, в таких условиях реакции в микроорганизмах происходят спонтанно и не требуют дополнительных источников энергии наподобие солнечного света.

Условный общий предок всех живых существ получил название LUCA (Last Universal Common Ancestor). Ученые стремятся узнать о нем как можно больше, реконструируя его геном, но пока им известны далеко не все гены.

В рамках нового исследования ученые решили выяснить, как протекали химические реакции в клетках первых микробов Земли. Расчеты показали, что для выживания LUCA требовался всего один источник энергии – молекулы чистого водорода.

Микробы поглощали эти молекулы, после чего водород вступал в реакции с углекислым газом и другими простыми веществами. Так образовывались аминокислоты, витамины и органические вещества.

Ученые заключили, что первые микробы жили в очень горячей и слабощелочной среде. Подобная наблюдается сегодня у подводных источников.

Ранее ученые установили неизвестный факт об общем предке всех позвоночных. Оказалось, что он был лишен голоса.

Источник

Зарождение жизни и эволюция

Каким образом мы все появились на Земле? На протяжении многих веков люди задавали себе этот вопрос и пытались найти на него ответ. Это одна из самых сложных загадок для человеческого разума.

Формирование планеты Земля

Около 4,6 млрд лет назад Земля выглядела совсем по-другому. Вместо привычных зеленого, голубого и белого цветов наша планета была красно-оранжевой. Ее поверхность покрывал океан кипящей лавы. Вместо кислорода, которым мы дышим сегодня, воздух был насыщен смертельно ядовитыми газами.

На протяжении первых 500 млн лет своего существования Земля представляла собой огромный безжизненный шар огненной лавы. Затем в течение еще 300 млн лет планета была слишком горячей для появления воды. Потом она стала постепенно остывать. Повсюду начали идти дожди, причем настолько сильные, что образовались реки, озера, моря и океаны.

Но все водное и наземное пространство по-прежнему оставалось безжизненным: в воде не плавала рыба, по небу не летали птицы, не было ни людей, ни животных. Только песок и камень.

Появление жизни на Земле

По мнению биологов, жизнь на Земле образовалась в результате эволюции. Несмотря на видимую безжизненность древнего океана, он содержал химические соединения, которые были готовы преобразоваться в живые организмы. Ученые назвали эти строительные вещества первичным бульоном, т.е. возможным источником возникновения жизни на Земле. В состав этого бульона входили аминокислоты, белки, жиры, углеводы и другие основные компоненты клеток живого существа.

Когда на Земле зародилась жизнь?

Что возникло раньше: яйцо или курица?

Загадка кажется смешной, но в ней есть глубокий смысл. Подумай сам: если бы не было курицы, то не существовало бы и яиц, а с другой стороны, как появилась курица? Из яйца? Что все-таки было первым? Ответ на этот очень сложный вопрос касается не только курицы и яйца, но и всех форм жизни.

Чем питались первые клетки?

Первые клетки питались, скорее всего, первичным бульоном, тем, из которого они образовались. Большое количество белков, жиров и аминокислот позволяло клеткам жить и размножаться. Они стали родоначальниками клеток животных. На протяжении миллионов лет запасы продовольствия постепенно сокращались. В результате стали образовываться новые клетки — так называемые продуценты. Они смогли развить способность создавать для себя пищу из окружающего строительного материала, используя энергию Солнца или тепло Земли. Эти клетки положили начало всему растительному миру.

Клетка — это основной элемент живого существа. Она может питаться, двигаться и образовывать себе подобных. Первые клетки были достаточно примитивными, но они смогли взять необходимые элементы из первичного бульона и начать свою очень короткую жизнь.

Эволюционные изменения

Чтобы жизнь вокруг нас стала такой, какой мы ее видим сейчас, был пройден долгий и трудный путь превращения простейшей клетки в многоклеточный организм.

Кислород — основа жизни

Переломным моментом на этом пути стало использование клетками кислорода. Ты уже знаешь, что изначально в земной атмосфере кислород содержался в минимальных количествах или отсутствовал вообще, поэтому и первые клетки были устроены так, что не нуждались в нем.

Тем не менее клетки развивались и выделяли кислород в атмосферу. В течение довольно длительного времени атмосфера Земли из смеси смертельно ядовитых газов превратилась в среду, благоприятную для живых существ.

Следующий этап развития

Развитие многоклеточных организмов — следующий этап эволюционного развития. Жизнь больше не ограничивалась одноклеточными существами. Стали появляться новые организмы, состоящие из двух, десяти, тысячи и даже миллиардов клеток. Более того, клетки с разным строением стали специализироваться на выполнении разных работ. Например, одни исполняли роль глаз, другие — сердца, третьи — мозга, тем самым усложняя и совершенствуя устройство живого организма.

Естественный отбор: выживают сильнейшие

Почему так происходит? Давай разбираться. Жизнь на Земле началась с простейших клеток, которые впоследствии развились в растения, животных и все остальные организмы. Но кто решил, как будет выглядеть каждый из них?

Почему у животных есть глаза, уши, нос и другие органы? Почему существует так много видов живых существ?

Да, и этот «кто-то» — естественный отбор. Согласно закону естественного отбора, сильный выживает, а слабый погибает. Например, в стае львов только самые сильные и здоровые животные способны к воспроизведению, т.е. выведению потомства.

Каким образом определяется внешний вид животных?

Ты сам можешь дать ответ на этот вопрос. Посмотри на себя в зеркало. На кого ты похож? На своих родителей, бабушек и дедушек.

То же происходит и с животными. У львов рождаются львята, у сов — совята и т.д. И если у львов длинный хвост, то такой же будет у львенка, когда он вырастет. Маленький совенок очень похож на своих взрослых родителей, и вряд ли ты его перепутаешь с птенцом павлина или цыпленком. Детеныши перенимают все внешние признаки своих родителей.

Эволюция в действии — совершенствование поколений

Представь, миллионы лет назад на Земле жили птицеподобные животные, которые не могли летать. Со временем у некоторых из них развилась способность высоко прыгать и, возможно, даже пролетать небольшие дистанции. Совершенно очевидно, что это умение давало им неоспоримые преимущества перед другими видами живых существ. Прыгучие животные могли беспрепятственно скрываться от погони, быстрее перемещались и находили пищу. Поэтому выжили именно эти особи, а их детеныши унаследовали способность высоко прыгать и пролетать небольшие расстояния. И так происходило с каждым поколением, причем потомки еще выше прыгали и еще дольше могли находиться в воздухе. А выживали самые сильные и здоровые, и у них появлялись детеныши, обладавшие выдающимися качествами своих родителей.

В конце концов спустя миллионы лет птицы стали непревзойденными асами полета.

Источник

Как и когда на нашей планете возник предок всего живого?

Ученые Нагойского университета в Японии показали, что предшественниками живых организмов на Земле могли служить молекулы, похожие на ДНК, а не РНК. Рассказываем, что это значит и как развивалась жизнь на планете Земля.

Читайте «Хайтек» в

Когда началась эволюция жизни на Земле?

Эволюция жизни на Земле началась с момента появления первого живого существа — около 2,7 млрд (а по некоторым данным — 4,1 млрд лет назад) и продолжается по сей день. Сходство между всеми организмами указывает на наличие общего предка, от которого произошли все другие живые существа.

Цианобактериальные маты и археи были доминирующей формой жизни в начале архейского периода и явились огромным эволюционным шагом того времени. Кислородный фотосинтез, появившийся около 2,5 млрд лет назад, в конечном итоге привел к оксигенации атмосферы, которая началась примерно 2,4 млрд лет назад.

Самые ранние свидетельства эукариот датируются 1,8 млрд лет назад, хотя, возможно, они появились ранее — диверсификация эукариот ускорилась, когда они начали использовать кислород в метаболизме. Позже, около 1,7 млрд лет назад, стали появляться многоклеточные организмы с дифференцированными клетками для выполнения специализированных функций.

Примерно 1,2 млрд лет назад появляются первые водоросли, а уже примерно 450 млн лет назад — первые высшие растения. Беспозвоночные животные появились в эдиакарском периоде, а позвоночные возникли около 525 млн лет назад во время кембрийского взрыва.

Во время пермского периода из крупных позвоночных преобладали синапсиды — предки млекопитающих, но события пермского вымирания (251 млн лет назад) уничтожили 96% всех морских видов и 70% наземных видов позвоночных, в том числе и большинства синапсид.

В периоде восстановления после этой катастрофы архозавры стали наиболее распространенными наземными позвоночными и вытеснили терапсид в середине триаса. В конце триаса архозавры дали начало динозаврам, которые доминировали в течение юрского и мелового периодов.

Предки млекопитающих в то время представляли собой небольших насекомоядных животных. После мел-палеогенового вымирания, произошедшего около 66 млн лет назад, все нептичьи динозавры вымерли, и из архозавров остались только крокодилы и птицы.

После этого млекопитающие стали быстро увеличиваться в размерах и разнообразии, так как теперь им почти никто не составлял конкуренцию. Такие массовые вымирания, вероятно, ускоряли эволюцию путем появления у новых групп организмов возможностей для диверсификации.

Ископаемые остатки показывают, что цветковые растения появились в раннем меловом периоде (130 млн лет назад) или несколько раньше, и, вероятно, помогли эволюционировать опыляющим насекомым. Социальные насекомые появились примерно в то же время, что и цветковые растения. Хотя они занимают лишь небольшую часть «родословной» насекомых, в настоящее время они составляют более половины их общего количества.

Люди являются одними из приматов, начавших ходить вертикально около 6 млн лет назад. Хотя размер мозга их предков был сравним с размером мозга других гоминид, например, шимпанзе.

Возникновение жизни

Согласно современной концепции мира РНК, рибонуклеиновая кислота (РНК) была первой молекулой, которая приобрела способность самовоспроизводиться. Могли пройти миллионы лет, прежде чем на Земле появилась первая такая молекула. Но после ее образования на нашей планете появилась возможность возникновения жизни.

Молекула РНК может работать как фермент, соединяя свободные нуклеотиды в комплементарную последовательность. Таким образом происходит размножение РНК.

Но эти химические соединения еще нельзя назвать живым существом, так как они не имеют границ тела. Любой живой организм имеет такие границы. Только внутри изолированного от внешнего хаотического движения частиц тела могут происходить сложнейшие химические реакции, позволяющие существу питаться, размножаться, двигаться, и так далее.

Появление изолированных полостей в океане — явление довольно частое. Их образуют жирные кислоты (алифатические кислоты), попавшие в воду. Все дело в том, что один конец молекулы гидрофильный, а другой — гидрофобный.

Попавшие в воду жирные кислоты образуют сферы таким образом, что гидрофобные концы молекул находятся внутри сферы. Возможно, молекулы РНК стали попадать в такие сферы.

Умение воспроизводиться и наличие границ тела — это еще не все признаки, отличающие живое существо от неживой природы. Для воспроизведения внутри сферы из жирных кислот молекуле РНК нужно было наладить процесс обмена веществ.

Как начали делиться первые клетки, состоящие из молекулы РНК и мембраны из жирных кислот, в настоящее время неизвестно. Возможно, построенная внутри мембраны новая молекула РНК начинала отталкиваться от первой.

В конце концов, одна из них прорывала мембрану. Вместе с молекулой РНК уходила и часть молекул жирных кислот, которые образовывали вокруг нее новую сферу.

Докембрий или криптозой

Докембрий длился почти 4 млрд лет. В этот отрезок времени на Земле произошли значительные изменения: кора остыла, появились океаны и, что самое важное, появилась примитивная жизнь. Однако следы этой жизни в палеонтологической летописи редки, поскольку первые организмы были мелкими и не имели твёрдых оболочек.

На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли — около 3,8 млрд лет. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем последовавшего за ним фанерозоя.

Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из отличительных особенностей этих древнейших геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения для докембрийских толщ неприменим.

Исследования метеоритов, горных пород и других материалов того времени показывают, что наша планета сформировалась примерно 4,54 млрд лет назад. До этого времени вокруг Солнца был только размытый диск, состоящий из газа и космической пыли. Затем под действием силы притяжения пыль стала собираться в небольшие тела, которые в итоге превратились в планеты.

На протяжении многих миллионов лет на Земле не существовало никаких форм жизни. После архейского эпизода расплавления верхней мантии и ее перегрева с возникновением в этой геосфере магматического океана вся первозданная поверхность Земли вместе с ее первичной и изначально плотной литосферой очень быстро погрузилась в расплавы верхней мантии.

4,533 млрд лет назад Земля предположительно столкнулась с небесным телом размером с Марс, гипотетической планетой Тейей. Столкновение было таким сильным, что образовавшиеся при столкновении обломки были выброшены в космос и образовали Луну.

Образование Луны способствовало появлению жизни: она вызывала приливы, способствовавшие очищению и аэрации морей, и стабилизировала ось вращения Земли.

Катархейский эон, 4,54-4 млрд лет назад, известен как протопланетный этап развития Земли. Охватывает первую половину криптозоя. Земля в то время была холодным телом с разреженной атмосферой и без гидросферы. В таких условиях никакой жизни появиться не могло.

Во время катархея атмосфера не была плотной. Она состояла из газов и паров воды, появлявшихся при столкновении Земли с астероидами.

В связи с тем, что Луна тогда была слишком приближена (всего на 170 тыс. км) к Земле (длина экватора — 40 тыс. км), сутки длились недолго — всего 6 часов. Но по мере отдаления Луны сутки стали увеличиваться.

Первые химические следы жизни возрастом примерно 3,5 млрд лет были обнаружены в горных породах Австралии (Пилбара). Позднее органический углерод был обнаружен в породах, датируемых 4,1 млрд лет. Возможно, жизнь зародилась именно в горячих источниках, где было много питательных веществ, в том числе и нуклеотидов.

Жизнь в архее развилась до бактерий и цианобактерий. Они вели придонный образ жизни: устилали дно моря тонким слоем слизи.

Длился 4-3,6 млрд лет назад. Возможно, прокариоты появились уже в конце эоархея. Кроме того, к эоархею относятся древнейшие геологические породы — формация Исуа в Гренландии.

Палеоархей продолжался с 3,6 по 3,2 млрд лет назад. В Австралии найдена самая древняя форма жизни, относящаяся к этой эре — хорошо сохранившиеся остатки бактерий возрастом 3,46 млрд лет.

Строматолит мезоархейского периода.

Мезоархей длился 3,2-2,8 млрд лет назад. В мезоархее уже встречаются строматолиты.

Неоархей длился 2,8-2,5 млрд лет назад. В этом периоде появился кислородный фотосинтез, который стал причиной кислородной катастрофы, случившейся в палеопротерозое. В этом периоде активно развиваются бактерии и водоросли.

Что было прародителем живых организмов?

Ученые Нагойского университета в Японии считают, что до появления первой живой клетки существовал мир пре-РНК, основанный на ксенонуклеиновых кислотах (XNA).

В отличие от РНК-цепочек, репликация и сборка XNA не требует ферментов. Цепи ксенонуклеиновых кислот достаточно стабильны, чтобы нести генетическую информацию.

Они также способны связываться с белками и обладать ферментативными функциями подобно рибозимам (так ученые называют рибонуклеиновые кислоты, способные катализировать биохимические реакции).

Ученые синтезировали фрагменты алифатической (не имеющей циклов) нуклеиновой кислоты L-треонинола (L-aTNA), которая, как считается, существовала до появления РНК.

Они также сделали более длинную цепочку L-aTNA, которая была комплементарна исходной последовательности фрагментов, подобно тому, как две комплементарные друг другу ДНК-цепочки создают двойную спираль.

В пробирке при контролируемых условиях более короткие фрагменты L-aTNA собирались вместе и связывались друг с другом на более длинной цепочке L-треонинола. Это произошло в присутствии соединения, называемого N-цианоимидазолом, и иона металла, такого как марганец, оба из которых, скорее всего, присутствовали на ранней Земле.

Фрагменты L-aTNA также могли связываться с ДНК и РНК. Это говорит о том, что генетический код может быть перенесен с ДНК и РНК на L-aTNA и обратно.

По словам ученых, результаты исследования помогут будущим разработкам по созданию искусственной жизни и высокофункциональных биотехнологических инструментов, состоящих из ациклических XNA.

Источник

Чем питались первые живые организмы на Земле?

Чем питались первые живые организмы на Земле?

На тему возникновения жизни на нашей планете до сих пор ведутся множественные споры. Ученые выдвигают всевозможные теории, например, что живые организмы появились сами собой или попали на Землю из космического пространства. Однако в любом случае для существования и дальнейшего развития им нужно было чем-то питаться.

Какими были первые живые организмы?

Первыми живыми организмами на нашей планете были прокариоты (либо доядерные). Это одноклеточные организмы, характерной особенностью которых является отсутствие ядра и прочих внутренних органоидов. Полной их противоположностью являются эукариоты, в клетках которых есть ядра и те или иные компоненты (органеллы).

История жизни на Земле началась с появления первого живого существа – от 3,7 до 4,1 миллиардов лет назад по различным данным. С этого же момента ведется и отсчет эволюции жизни.

Разница между прокариотами и эукариотами

Прокариоты представлены двумя доменами: бактериями и археями. Точный период их появления спорен, так как у первых организмов не было твердых оболочек. Ученым приходится опираться лишь на химические следы жизни. Они обнаружены в горных породах. По одной из версий организмы возникли в горячих источниках, богатых питательными веществами.

Результатом эволюции стали бактерии и цианобактерии. Они представляли собой тонкий слой слизи на морском дне. Домен археев раньше тоже причисляли к бактериям. Но позже выяснилось, что они имеют свои отличительные особенности и эволюционировали отдельно.

Чем питались прокариоты?

Одним из ключевых свойств живого организма является метаболизм – обмен веществ.
По типу питания первые живые организмы на Земле были гетеротрофами. Это значит, что в качестве источника пищи прокариоты использовали готовые органические соединения, содержащиеся в окружающей среде (в растворенном виде).

Также для них характерен безкислородный (анаэробный) тип обмена веществ, поскольку в тот период свободного кислорода в атмосфере нашей планеты не было. Питательные вещества поглощались доядерными организмами осмотрофным способом – то есть, путем транспортировки пищи через поверхностные компоненты клетки.

Откуда, в таком случае, бралась органика, если ее никто не производил? Органические соединения – это класс химических веществ; почти все соединения, в которых присутствует углерод. Они считаются самыми распространенными в природе.

Первые археи обнаружены в горячих вулканических источниках. На фото: Большой призматический источник, США

Образование органики вне живых организмов называют абиогенезом. Это, в то же время, одна из теорий зарождения жизни на Земле. Проще говоря, из неорганических (неживых) веществ начали формироваться органические. Произошло это, вероятно, под действием различных факторов.

К ним относят активное ультрафиолетовое излучение, ведь защитного озонового слоя еще не существовало. Также большое влияние имела энергия, которая появлялась от радиоактивного распада, молний, тепловых источников. Много органики выделялось в ходе извержения вулканов.

Другим был и состав воздуха. Происходили активные реакции всех этих веществ между собой, в результате которых появились первые простые органические соединения. Оказавшись в воде, они продолжали свое превращение, но уже в более сложные цепочки. Ученые даже присвоили специальное название океаническим водам, покрывающим Землю – «первичный бульон».

Первые живые организмы на Земле, которые были представлены доядерными одноклеточными, питались органическими веществами, имеющимися в природе. Образовывались они абиогенным путем – из неорганических веществ под влиянием различных источников энергии. Непосредственно процесс питания у прокариотов был осмотрофным. Пищу в растворенном виде они поглощали через стенки своих клеток.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как питались первые живые организмы: типы питания, особенности

Каждый живой организм, обитающий на нашей планете, является открытой системой. Ее функционирование зависит от того, как из внешней среды поступают необходимые для жизнедеятельности вещества. Информацию о том, как питались первые живые организмы, а также о типах питания вы найдете ниже. Существует несколько видов осуществления данного процесса.

Питание живых организмов

Для того чтобы элементарная биологическая система существовала и функционировала, для построения тела ей нужны определенные элементы. Процесс, при котором потребляется энергия и вещества, принято называть питанием.

Типы питания

Ученые выделяют следующие типы питания живых организмов – гетеротрофный и автотрофный. При этом автотрофом называют организм, для которого источником углерода служит непосредственно углекислый газ. К ним относят некоторые виды бактерий, а также растений. Такой организм может создать вещества органического типа, потребляя неорганические.

Автотрофы, в свою очередь, принято разделять на хемотрофы и фотоавтотрофы. Последними являются организмы, которые используют энергию света для осуществления процесса под названием биосинтез. Первый вариант подразумевает использование для него энергии окислительных реакций соединений неорганического происхождения.

Гетеротрофами называют живые организмы, для которых нужны вещества органического происхождения в готовом виде. К ним принято относить множество видов бактерий, всех грибов и животных. Это все млекопитающие, в частности.

В зависимости от способа получения полезных веществ ученые разделяют гетеротрофы также на два типа. Это организм-фаготроф, который глотает твердую пищу, а также осмотроф, который поглощает полезные компоненты в виде раствора из стенок клеток.

Среди гетеротрофов существует тип организмов под названием сапротроф. Также есть и другой, который следует называть биотрофом. Для последних источником пищи является живой организм. Если говорить о сапротрофах, то ими используются для питания полезные вещества органического происхождения от мертвых или выделений живых существ (касается животных). Сюда причисляют некоторые виды грибов, бактерий, растений, животных. Есть также и организмы-миксотрофы, которые питаются как готовыми органическими веществами, так и способны из создавать из неорганических.

Как питались первые живые организмы: мнение ученых

Ученые на современном этапе до сих пор не пришли к единому выводу о том, как жили первые существа на планете. Это касается также и того, как питались первые живые организмы. Но почти всеми учеными признается тот факт, что в качестве пищи они использовали вещества неорганического происхождения, которые появлялись в результате абиогенных реакций. Это могло быть действие лучей солнца, разряд грозы или тепло, которое выделяют гейзеры и т. п. Таким образом, то, как питались первые живые организмы, и сейчас является предметом дискуссий среди ученых.

Урок 9. Этапы развития жизни на Земле

Жизнь на Земле зародилась свыше 3,5 млрд лет назад, сразу после завершения формирования земной коры. На протяжении всего времени возникновение и развитие живых организмов влияло на формирование рельефа, климат. Также и тектонические, и климатические изменения, происходившие на протяжении многих лет, влияли на развитие жизни на Земле.

Эры жизни на Земле

Весь период существования жизни на Земле можно разделить на 2 периода: докембрий, или криптозой (первичный период, 3,6 до 0,6 млрд лет), и фанерозой. Эти 2 периода развития жизни принято делить на более мелкие – эры. Криптозой включает в себя архейскую (древняя жизнь) и протерозойскую (первичная жизнь) эры. Фанерозой включает в себя палеозойскую (древняя жизнь), мезозойскую (средняя жизнь) и кайнозойскую (новая жизнь) эры. Границы между эрами – это глобальные эволюционные события, вымирания. В свою очередь эры делятся на периоды, периоды — на эпохи. История развития жизни на Земле связана непосредственно с изменениями земной коры и климата планеты.

Наиболее значительные события принято выделять в специальные интервалы времени – эры. Отсчет времени ведется в обратном порядке, от древнейшей жизни до новой.

Этапы развития Земли

Основные этапы развития жизни

Охарактеризуем кратко основные этапы развития жизни по эрам.

Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8-3,5 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.

Периоды развития жизни на Земле Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.

· Четвертичный, или антропоген (развитие человека)

Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн лет.

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, желто-зеленые, 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.

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 в конец 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.

Источник