Происхождение жизни на Земле и её современные формы

По современным представлениям наша планета возникла около 6 млрд. лет тому назад. Около 4 млрд. лет назад (в начале архейской эры) у поверхности Земли появились первые “гранитно-гнейсовые кулаки” и первые мелководные моря, началось формирование основных геосфер - литосферы, гидросферы и атмосферы. Начался не исследованный до конца процесс, предшествующий появлению первых простейших живых существ: создание органических веществ из неорганических под влиянием мощных излучений и грозовых разрядов. Согласно теории академика А.И.Опарина сначала образовался первичный “органический бульон”, который постепенно становился всё более и более концентрированным, а органические молекулы ( белки, жиры и углеводы), объединяясь и взаимодействуя, создавали в водоёмах так называемые “коацерватные капли”, затем эти коацерваты соединялись с нуклеиновыми кислотами и образовывали “пробионты”, протоклетки, уже способные к самовоспроизводству.

Существует также другая гипотеза, что споры живых организмов были занесены на Землю вместе с космическим веществом. Эти две гипотезы, вполне возможно, не отрицают, а лишь дополняют друг друга: в принципе, параллельно могло происходить и то и другое.

Архейскую древнейшую эру в истории нашей планеты 2,6 млрд. лет назад сменила протерозойская, длившаяся около 2 млрд. лет и закончившаяся примерно 570 миллионов лет назад.

Современные материки в ту эпоху были объединены в единый праматерик Пангея ,который просуществовал вплоть до триасового периода более поздней мезозойской эры, после чего около 200 млн. лет назад произошёл его раскол и начался процесс расхождения отдельных материков.

В середине протерозойской эры произошло оледенение в высоких широтах. Первые живые клетки приспособились в тот период к автотрофному питанию с помощью фотосинтеза, усваивая из воды органические вещества под воздействием солнечной энергии, поглощая СО₂ и выделяя в атмосферу О₂.

Дальнейшая эволюция безъядерных прокариот привела к возникновению первых эвкариот - ядерных простейших живых организмов.

В результате фотосинтеза в атмосфере появился свободный кислород и на высоте 8-20 км от поверхности Земли началось формирование “озонового экрана”, необходимого для дальнейшего развития жизни, поскольку он защищает живые организмы от губительных излучений космического и солнечного происхождения. В конце протерозойской эры наступает межледниковый период и ледники отступают. Атмосфера Земли продолжает насыщаться кислородом в результате процесса фотосинтеза и жизнедеятельности водорослей. Эволюция первых одноклеточных простейших живых организмов направляется на их усложнение, наибольшую адаптацию к внешней среде. Появляются такие группы животных, как медузы, губки, членистоногие, позднее - первые хордовые животные. Наступает палеозойская эра, длившаяся около 335 млн. лет (570-235 млн. лет назад).

В кембрийском периоде палеозойской эры (570-490 млн. лет назад) на нашей планете устанавливается мягкий морской климат, продолжается насыщение атмосферы кислородом, в мелководных водоёмах Пангеи бурно расцветают многие формы жизни. В ордовикском периоде палеозойской эры (490-435 млн. лет назад) эти процессы продолжаются, в мелководных водоёмах Пангеи развивается фауна трилобитов и моллюсков, появляются первые позвоночные - рыбы и рыбообразные. В сменившем ордовик силуре (435-400 млн. лет назад) в атмосфере окончательно устанавливается мощный озоновый экран, который впервые позволил животным и растениям выйти из мелких водоёмов Пангеи на сушу. В девонском периоде (400-345 млн. лет назад) на Земле установился жаркий тропический климат, усилилась тектоническая деятельность, в атмосфере началось повышение концентрации СО₂. Жизнь начала широкое наступление из воды на сушу. Океанов всё ещё не было. В карбонском (каменноугольном) периоде (345-280 млн. лет назад) продолжалась и усиливалась тектоническая деятельность установился современный состав атмосферы, в конце периода началось похолодание климата. В последнем, пермском периоде палеозойской эры (280-235 млн. лет назад) усилилась сухость (аридизация) климата, тектоническая деятельность уменьшилась. В водной среде и на суше происходит кардинальная смена флоры и фауны вследствие изменившихся условий существования: одни виды и более высокие таксоны животных и растений вымирают или меняют свой ареал, а на смену им появляются новые. Наступает мезозойская эра ,продолжавшаяся в течение почти 170 млн. лет (235-66 млн. лет назад). В начале мезозойской эры, триасовом периоде (235-185 млн. лет назад происходит важнейшее событие - раскол единого праматерика Пангеи на северный материк - Лавразию, и южный материк - Гондвану. Между Лавразией и Гондваной к северу от экватора появился океан Тетис. Вновь усилилась тектоническая деятельность и Гондвана постепенно распадается на Африку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду. На планете устанавливается засушливый тропический климат. На суше в результате эволюции появляются первые динозавры и млекопитающие, хвойная растительность, в водоёмах -черепахи, крокодилы, ихтиозавры и другие группы животных. В юрском периоде мезозойской эры (185-135 млн. лет назад) продолжается распад Пангеи и Гондваны, развитие океана Тетис, достигшего своих максимальных размеров. На суше в этот период из животных доминируют динозавры , в океанах широкое распространение получают все современные крупные таксоны морских организмов.

В наиболее позднем, меловом периоде мезозойской эры (132-66 млн. лет назад) завершается распад Гондваны и начинается формирование современных материков и океанов. Одновременно наступает похолодание климата и усиление радиоактивного излучения. Вследствие этого на суше и в воде вымирают многие господствующие ранее группы животных - динозавры, птерозавры, аммониты, беленниты и т.п. В фауне бурно развиваются млекопитающие и костистые рыбы, во флоре- цветковые растения. Наступает новая - кайнозойская эра (66 млн. лет назад и до наших дней).На первом её этапе, палеогеновом, или нижнетретичном периоде (66-25 млн. лет назад) полностью высыхает океан Тетис, а на его месте поднимаются горные хребты -Альпы, Карпаты, Кавказ, Тянь-Шань, Памир и Гималаи, Интенсифицируется и распад Лавразии на Гренландию, Северную Америку и Евразию, океаны и материки принимают близкие к современным формы. Ускоряется опускание дна на окраинах океанов. Наступает новое потепление климата, к концу периода сменившееся похолоданием. На суше и в воде продолжает формироваться современная фауна и флора. В неогеновом периоде (25-1 млн. лет назад) происходит значительное ускорение процессов опускания дна океанов и поступления воды в них из недр Земли, глубина океанов приближается к современной. Климат планеты становится всё холоднее, нарастает его сухость, континентальность. Наконец, наступает современный период, “четвертичный”, или “антропоген” (1 млн. лет назад и до настоящего времени). Океаны и материки окончательно принимают современный вид. Продолжается опускание дна океанов и поступление в них воды из недр Земли. Наступает очередная ледниковая эпоха, сменившаяся новым потеплением климата. В результате эволюции млекопитающих появляется человек -Homo sapiens. В Х1Х-ХХ веках новой эры человек оказывает все более возрастающее, сравнимое с геологическими процессами, воздействие на всю природу планеты.

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).

Таблица 1. Хронология развития жизни на Земле.

1. Архейская эра - 4-2,6 млрд. лет назад

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.