Как развивалась жизнь на нашей планете? История жизни на Земле
Содержание
- Кислородная атмосфера
- Многоклеточная жизнь
- Первые животные
- Эдиакарская биота
- Конец эдиакарского вымирания
- Кембрийский взрыв
Для нас само собой разумеющееся жизнь среди различных сообществ животных, которые питаются друг другом. Наши экосистемы построены на основе кормовых отношений, например, львы, едят антилоп или зебр. Животным необходим кислород для извлечения энергии из пищи. Но раньше жизнь на Земле была совсем другой.
В окружающей среде, лишенной кислорода и с высоким содержанием метана, на протяжении большей части своей истории Земля не была гостеприимным местом для животных и растений. Самые ранние формы жизни, о которых мы знаем, были микроскопическими организмами (микробами), которые оставили следы своего присутствия в горных породах возрастом около 3,7 миллиарда лет. Эти следы переставляют собой молекулы углерода, производимые живыми существами.
Доказательства существования микроорганизмов сохранились также в созданных ими твердых структурах строматолитах, которые имеют возраст 3,5 миллиарда лет. Ученые изучают сегодня редкие живые строматолитовые рифы, чтобы лучше понять самые ранние формы жизни на Земле.
Кислородная атмосфера
По крайней мере 2,4 миллиарда лет назад, цианобактерии подготовили фундамент для значительных преобразований. Они стали первыми на Земле фотосинтезаторами, которые производили питательные вещества с использованием воды и энергии Солнца, и результате выделяли кислород. Это вызвало резкое повышение уровня кислорода в атмосфере, сделав окружающую среду менее благоприятной для других микроорганизмов, которые не могли его переносить.
Свидетельством кислородной катастрофы являются изменения в породах морского дна. Когда есть кислород, железо химически реагирует с ним (окисляется) и разрушается. Горные породы, относящиеся к периоду до этого события, покрыты полосами железа. Породы, датируемые периодом после кислородной катастрофы, не имеют железных полос.
После первоначального импульса кислорода он стабилизировался на более низких уровнях, на котором оставался еще пару миллиардов лет. На самом деле, когда цианобактерии умирали и перемещались на морское дно, их разложение, вероятно, привело к снижению уровня кислорода. Таким образом, океан по-прежнему не был подходящей средой для большинства форм жизни, нуждающихся в достаточном количестве кислорода.
Многоклеточная жизнь
Однако происходили и другие изменения. В то время как микроорганизмы способны обpaбатывать множество химических веществ, они не имеют специализированных клеток, которые необходимы для многоклеточных организмов. Тела животных имеют различные клетки: кожу, кровь, кости, содержащие органеллы, каждая из которых выполняет свою особую функцию. Микробы – это всего лишь одиночные клетки, не имеющие ни органелл, ни ядер для упаковки своей ДНК.
Но произошло нечто революционное, когда одни микроорганизмы начали жить внутри других, выступая для них в качестве органелл. Митохондрии, органеллы, переpaбатывающие пищу в энергию, возникли в результате этих взаимовыгодных отношений. Кроме того, впервые ДНК было упаковано в ядра. Новые сложные клетки (эукариотические клетки) имели специализированные части, играющие особые роли для поддержания всей клетки.
Клетки тоже стали жить вместе из-за определенных преимуществ. Группы клеток могут питаться более эффективно или получить защиту. Живя коллективно, клетки начали поддерживать потребности группы, выполняя определенные функции. Некоторым клеткам было предназначено создавать соединения, удерживающие группу вместе, в то время как другие производили пищеварительные ферменты, которые могли расщеплять пищу.
Первые животные
Эти кластеры специализированных взаимодействующих клеток в конечном итоге стали первыми животными, которые, согласно данным ДНК, эволюционировали около 800 миллионов лет назад. Губки были одними из самых ранних животных. Хотя химические соединения губок сохраняются в породах возрастом 700 миллионов лет, молекулярные данные указывают на то, что они развивались еще раньше.
Уровень кислорода в океане был по-прежнему низким по сравнению с сегодняшним днем, но губки способны переносить его нехватку. Хотя, как и другим животным, губкам для метаболизма нужен кислород, они не потрeбляют его в большом количестве, так как малоактивны. Они ведут оседлый образ жизни, питаясь частицами пищи из воды, которая прокачивается через их тела специализированными клетками.
Губки имеют примитивное тело, состоящее из слоев клеток вокруг заполненных водой полостей и поддерживаемых твердыми частями скелета. Эволюция все более сложных и разнообразных строений тела в конечном итоге приведет к появлению отдельных групп животных.
Инструкции по сборке строения тела животного заложены в его генах. Некоторые гены действуют как дирижеры оркестра, контролируя экспрессию многих других генов в определенных местах и в определенное время, чтобы правильно собрать компоненты. Хотя они не были реализованы немедленно, есть свидетельства того, что части инструкций для сложных тел присутствовали даже у самых ранних животных.
Благодаря своим твердым скелетам губки стали первыми строителями рифов на Земле.
Эдиакарская биота
Примерно 580 миллионов лет назад (эдиакарский период), помимо губок, произошло распространение других организмов. Эти разнообразные существа на морском дне – с телами в форме листьев, лент и даже одеял – жили вместе с губками в течение 80 миллионов лет. Их окаменелости можно найти в осадочных породах по всему миру. Однако строение тела большинства эдиакарских животных не было похоже на современные группы.
К концу эдиакарана уровень кислорода повысился, приблизившись к уровням, достаточным для поддержания жизни, основанной на кислороде. Первые губки, возможно, действительно помогли увеличить количество кислорода, поедая бактерии, удаляя их из процесса разложения. Следы организма под названием Dickinsonia costata предполагают, что он мог двигаться по морскому дну, предположительно питаясь матами микробов.
Конец эдиакарского вымирания
Однако около 541 миллиона лет назад большинство эдиакарских существ исчезло, что свидетельствует о серьезном изменении окружающей среды. Возможно, определенную роль сыграли эволюция строения тела животных, кормовые взаимоотношения и инженерии окружающей среды.
Норы, найденные в летописи окаменелостей, датируемые концом эдиакарского периода, показывают, что червеобразные животные начали раскапывать дно океана. Эти первые инженеры-экологи потревожили и, возможно, аэрировали отложения, нарушив условия жизни других эдиакарских животных. По мере того, как условия окружающей среды ухудшались для одних животных, они улучшались для других, потенциально способствуя смене видов.
Кембрийский взрыв
Кембрийский период (541-485 миллионов лет назад) стал свидетелем бурного взрыва новых форм жизни. Наряду с новым образом жизни роющих животных появились твердые части тела, такие как paкушки и шипы. Они позволяли животным более радикально изменять среду обитания, например рыть норы. Также произошел сдвиг в сторону более активных животных с определенными головами и хвостами для направленного движения и преследования добычи. Активное питание хорошо вооруженных животных, таких как трилобиты, могло еще больше разрушить морское дно, на котором жили мягкие эдиакарские существа.
Уникальные способы кормления разделили окружающую среду, освободив место для большего разнообразия жизни. В 1909 году четвертый секретарь Смитсоновского института Чарльз Дулитл Уолкотт обнаружил окаменелости сланцевых отложений Берджесса, которые выявили беспрецедентное биоразнообразие кембрийской жизни. Пока одни организмы рыли дно океана, другие прятались в отложениях, прикреплялись к губкам или плавали вверху.
Многие из этих странно выглядящих организмов были эволюционными экспериментами, например, пятиглазая опабиния. Однако некоторые группы, такие как трилобиты, процветали и доминировали на Земле в течение сотен миллионов лет, но в конечном итоге вымерли. Строматолитовые рифообразующие бактерии также сократились, а рифы, созданные организмами, называемыми брахиоподами, возникли по мере того, как условия на Земле продолжали меняться. Сегодняшние доминирующие строители рифов, твердые кораллы, появились лишь 200 миллионов лет спустя.
Однако, несмотря на все изменения, которые должны были произойти, к концу кембрия были созданы почти все существующие типы животных (моллюски, члeнистоногие, кольчатые червецы и т. д.), а также появились пищевые сети, формирующие основу для современной экосистемы Земли.
Картина светлая и радостная, глядя на нее поднимается настроение, хочется тоже оказаться в этой березовой роще и полюбоваться наяву таким очаровательным пейзажем....
26 04 2024 2:36:20
Россия – самое большое государство планеты. На ее территории расположено более тысячи городов, из которых 15 имеют население свыше миллиона человек....
25 04 2024 17:56:16
Климат имеет большое значение в жизни человека и развитии нашей цивилизации. Много видов хозяйственной деятельности человека связано с использованием климата себе во благо либо с защитой от его негативного воздействия....
24 04 2024 2:57:46
ОТВЕТ: Еноты всеядны и едят как растения, так и животных. Они довольно легко решают проблемы с поиском пищи и имеют репутацию животных, поедающих......
23 04 2024 19:14:28
Слово «бухта» слышал каждый, однако не все понимают его значение. Чем же бухта отличается от других водных географических объектов?...
22 04 2024 22:48:25
Италия находится на материке Евразия. Она занимает территорию Апеннинского полуострова, а потому относится к Южной Европе....
21 04 2024 6:43:18
Географический Южный полюс представляет собой крайнюю южную точку на поверхности Земли. Он находится на 90° южной широты в Антарктиде на территории исследовательской станции Амундсен-Скотт, учрежденной США в 1956 году....
20 04 2024 0:44:38
Пустыня – это особая природная зона, которая в первую очередь отличается крайне низкой влажностью, а также очень скудным растительным и животным миром....
19 04 2024 21:26:32
Варан Гульда (Varanus gouldii) - один из крупных видов австралийских варанов, также известный, как песчаный варан....
18 04 2024 3:59:20
Солнце самое яркое космическое тело, наблюдаемое на небе Земли, и его температура сильно варьируется от центра к поверхности....
17 04 2024 9:48:42
Мыши обычно любят есть продукты с высоким содержанием углеводов, такие как зерна, фрукты и семена....
16 04 2024 19:48:22
Человек приручил много разных животных. Но одной из первых были – собаки. Вместе с ними человеку было намного легче переживать все трудности жизни. Собаки ходили с людьми на охоту, защищали жилище от диких зверей....
15 04 2024 12:47:47
Одним из самых крупных млекопитающих на нашей планете является белый носорог (Ceratotherium simum). Это животное относится к семейству носороговые (Rhinocerotidae)....
14 04 2024 9:31:40
Несмотря на сильные холода, биом тундры бурно развивается. Здесь можно встретить большое разнообразие флоры и фауны....
13 04 2024 20:33:50
Черепахи являются одними из самых примитивных и старейших рептилий на планете, эволюционировавших на протяжении миллионов лет....
12 04 2024 3:54:49
Вулкан – это геологическое образование на поверхности планеты (не только Земли), через которое на эту поверхность выходит (то есть извергается) магма....
11 04 2024 12:59:50
Большая Песчаная пустыня, является второй по величине австралийской пустыней, после Большой пустыни Виктории....
10 04 2024 22:51:44
ОТВЕТ: Морские звезды питаются либо путем выворачивания своих желудков наизнанку и введения пищеварительных ферментов на добычу, либо захватывая......
09 04 2024 21:14:39
В этой статье вы ознакомитесь с десяткой самых больших пород кошек в мире....
08 04 2024 18:21:24
Картина «Лесное озеро», не считается особо популярной, как например, «Золотая роща», но она нравится многим ценителям живописи и поклонникам искусства Левитана....
07 04 2024 2:18:58
Перед нами картина художника Александра Михайловича Герасимова «После дождя». Хотя она была написана за короткое время, примерно за три часа, все же стала удачной работой живописца. Он ее считал своей любимой картиной....
06 04 2024 22:20:34
ОТВЕТ: Самым быстрым насекомым на Земле, известным науке, является вид австралийских жуков-скакунов - жужелица-скакун (Cicindela hudsoni)....
05 04 2024 13:46:32
Евразия - это единственный материк, который омывается четырьмя океанами. Также его омывает наибольшее количество морей....
04 04 2024 19:57:25
Эта картина имеет ценность в том, что может окунуть любого человека в сельскую жизнь, представленную на небольшом полотне. Несмотря на холодную погоду, видно, что жизнь идет размеренным чередом и люди трудятся. Эта картина как бы маленький фрагмент из жизни деревни в зимнее время....
03 04 2024 17:39:51
Люди любят божьих коровок. А как же их не любить? Они симпатичны, как маленькие кнопочки с крохотной красной оболочкой и черными пятнышками.Считается хорошей......
02 04 2024 7:19:45
Почва и другие сопутствующие природные условия Московской области (достаточная влажность, сезон дождей в летне-осенний период и пр.) позволяют грибам расти в бесчисленном множестве. Т...
01 04 2024 19:17:47
Каждая климатическая зона или природная зона России хаpaктеризуется особым составом почв. На него влияет климат, рельеф, флора и фауна. Плодородие почвы варьируется в зависимости от региона, а также количества питательных элементов....
31 03 2024 17:51:22
На территории России сформировалось 8 природных зон. Они сменяют друг друга с севера на юг. Наибольшую территорию занимает таежная зона, а самую маленькую — область полупустынь и пустынь....
30 03 2024 4:30:40
Биоценозом называют совокупность живых организмов, которые населяют определенное прострaнcтво. Это может быть не только участок суши, но и водоем....
29 03 2024 14:50:51
Вопреки распространенному мнению, Большое тихоокеанское мусорное пятно не является огромным островом твердого мусора, плавающим в Тихом океане....
28 03 2024 21:34:11
Гренландский кит является вторым по массе китом в мире, уступая только синему киту. Самки гренландского кита имеют среднюю длину тела от 16 до 18 метров, а самцы от 14 до 17 метров. Масса тела полярного кита варьируется от 75 до 100 тонн. Нижняя челюсть имеет U-образную форму и покрыта светлыми пятнами, контрастирующими с темным окрасом тела животного....
27 03 2024 2:40:57
Растительный и животный мир Украины формировался на протяжении длительных геологических эпох и прошел многие этапы развития до того, как приобрел современный вид....
26 03 2024 5:26:15
Тихий океан простирается от Евразии и Австралии на западе до Северной и Южной Америки на востоке, а также Антарктиды на юге....
25 03 2024 13:16:19
Человекообразные обезьяны, или гоминоиды (Hominoidae) - надсемейство приматов, которое включает 24 вида. Хотя люди относятся Hominoidea, термин «обезьяна» не применяется к людям и описывает нечеловеческих приматов....
24 03 2024 16:19:57
Особенностью Черного моря является то, что в нем на глубинах свыше 150 м почти нет жизни. Однако в водах Черного моря насчитывается около 193 видов рыб....
23 03 2024 12:10:24
Все организмы, населяющие нашу планету, приспособились к жизни в какой-либо определенной среде: дождевые черви живут в почве, аскариды паразитируют в теле животных, рыбы обитают в воде, а многие птицы ведут наземный образ жизни, но при этом немалую часть времени проводят в воздухе....
22 03 2024 22:18:41
Как все дети я очень рад, что у нас школьников бывают такие длинные летние каникулы. Это самое лучшее время, когда почти нет никаких забот, не надо делать уроки....
21 03 2024 19:55:10
ОТВЕТ: Обыкновенный или розовые фламинго (Phoenicopterus roseus) - вид водных птиц, который обитает вблизи......
20 03 2024 16:52:31
В различных средах обитания, в которых живут белки, у них разнообразный рацион, который варьируется в зависимости от места, сезона и наличия пищи....
19 03 2024 6:17:59
Наиболее важным фактором, определяющим расположение растений, является климат. Европа простирается от прибрежных районов Средиземного и Черного морей до......
18 03 2024 4:27:48
Морские слоны (Mirounga) - крупнейший род в семействе настоящих тюленей, классе млекопитающих. Выделяют два вида морских слонов, названных в соответствии с полушарием, в котором они обитают....
17 03 2024 7:27:25
Всем известно, что вода в океанах и морях соленая, а в реках – пресная. Дождевые капли тоже пресные, но именно они являются основной причиной солености морской воды....
16 03 2024 0:43:16
ОТВЕТ: Пингвины относятся к теплокровным животным и объединены в отряд......
15 03 2024 17:59:28
Экономика рассматривает деятельность человека, связанную с производством различных товаров и торговлей. Зачем изучать эту науку?...
14 03 2024 9:49:54
Австралия – самый маленький континент нашей планеты, всю территорию которого занимает одноименная страна. Общая численность населения Австралии на 2019 г. составляет 25,3 млн чел....
13 03 2024 7:14:39
ОТВЕТ: Здесь вы можете узнать больше о цвете воды в морях и океанах....
12 03 2024 14:52:31
Если человек оказывается в лесу без карты и компаса, а телефон или иные устройства связи разрядились или не ловят сигнал, определить направление на стороны света и помогут местные признаки....
11 03 2024 12:30:53
Природа может удивлять своими чудесами – необычными явлениями, отличающимися своей красотой и масштабностью. Их очень много. После проливного дождя, как выглянет солнце, можно увидеть радугу, в которой определяется семь цветов....
10 03 2024 9:44:40
Картина «Владимирка», в историческом контексте связана с тем, что по изображенной художником дороге переправляли в ссылку каторжников....
09 03 2024 7:37:44
В этой статье вы ознакомитесь с важной ролью детритофагов в нашем мире, а также узнаете какие организмы к ним принадлежат....
08 03 2024 15:33:53
Еще:
Знания -1 :: Знания -2 :: Знания -3 :: Знания -4 :: Знания -5 :: Знания -6 :: Знания -7 :: Знания -8 :: Знания -9 ::
Размножение и развитие животных (3 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Андерсена
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Строение глаза и функции его частей в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Самая краткая биография Гайдара
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Основные природные зоны Канады
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Грига
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Как провести разговорный клуб студентам разных уровней
Самая краткая биография Бетховена
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Богатство (обществознание, 5 класс)
Витамины (таблица по биологии, 8 класс)
Сходство и различие между митозом и мейозом
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Южная Америка (доклад для 2 класса, окружающий мир)
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Железы внутренней секреции человека в таблице
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Богдан Хмельницкий краткая биография
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Джонатан Свифт биография и творчество писателя кратко
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Причастие и деепричастие – отличия
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Разноспрягаемые глаголы в русском языке, примеры и полный список
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Природная зона Санкт-Петербурга – в какой находится