Гипотезы возникновения жизни
на Земле:
Креационизм.
Самопроизвольное зарождение.
Стационарное состояние.
Гипотезы панспермии.
Биохимическая эволюция или гипотеза
Опарина-Холдейна.
Происхождение жизни.
Геохронологическая таблица.
Основные этапы развития жизни
на Земле. Эры жизни:
Катархей.
Архей.
Протерозой.
Палеозой:
Кембрий;
Ордовик;
Силур;
Девон;
Карбон;
Пермь.
Мезозой:
Триас;
Юра;
Мел.
Кайнозой:
Палеоген;
Неоген;
Антропоген.
Вывод.
Литература.
Возникновение жизни на Земле - эта история медленных, но грандиозных перемен. Многие миллионы лет зарождалась и развивалась жизнь на нашей планете, историю которой учёные объединили в пять гипотез:
Креационизм
Самопроизвольное зарождение
Стационарное состояние
Гипотеза панспермии
Биохимическая эволюция
Креационизм.
Эта гипотеза объясняет, что жизнь на планете зародилась по воле Бога.
Самопроизвольное зарождение.
Данная гипотеза была известна с античных времён до середины 17 века. Она содержит информацию о том, что живые организмы произошли от неживой материи.
Например:
1) мухи из гнилого мяса
2) птицы и рыбы из плодов
Но эта гипотеза была опровергнута учёным Франческо Реди. Он доказал на примере мух и гнилого мяса, что живое существо не могло произойти от неживого. Мухи, откладывая свои личинки в гнилом мясе, порождали новое поколение.
Стационарное состояние.
Жизнь существовала всегда.
Гипотеза панспермии.
Считается, что жизнь занесена на Землю метеоритами, на которых обитали бактерии и микроорганизмы.
Биохимическая эволюция
или
Гипотеза Опарина-Холдейна.
Считается, что атмосфера нашей планеты состоит из химических элементов: аммиака, метана, водорода, углекислого газа, воды.
Предполагалось, что первыми на планете существовали коацерваты - неживые существа, сгустки растворов белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов.
Постепенно белковые коацерваты превращались в пробионтов - прародителей живых организмов.
Когда зарождалась наша Солнечная система, крупные куски камня и льда вместе с облаками космической пыли и газа, слившись воедино, образовали Землю. Это произошло приблизительно 4,6 млрд. лет назад. При столкновении всех этих частей выделилась колоссальная энергия, и Земля нагрелась до 5000°C. По мере её остывания образовалась твёрдая поверхность - литосфера. Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100°С, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В конце архейской эры в морях появились комочки белкового вещества, положившие начало всему живому на Земле. Основой синтеза первичных белковых веществ являлись аминокислоты. Энергию для реакции синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие живых организмов-потребителей органики и главного окислителя - кислорода. Изучая древний органический мир по ископаемым останкам, учёные пришли к выводу, что на протяжении многих миллионов лет истории Земли неоднократно менялись: климат, атмосфера, очертания материков и океанов. В некоторых местах суша покрывалась ледниками. Тропические леса превращались в пустыни, а их, в свою очередь, заливало море. На равнинах возникали горы, которые постепенно разрушались и превращались в плоскогорья. Морское дно поднималось, появлялись участки суши. Эти изменения оказывали влияние на органический мир. Историю развития жизни учёные раздели на сравнительно продолжительные отрезки времени - эры, которые затем поделили на периоды, каждый из которых характеризуется свойственным только ему растительным и животным миром.
Шкала |
Эон |
Эра |
Период |
Эпоха (отдел) |
Период начался …млн. лет назад |
||
Четвертичный период
|
Ф а н е р о з о й |
Кайнозой (новая жизнь) |
Антропоген |
Голоцен
|
~2млн. |
||
Плейстоцен
|
|||||||
Третичный период |
Неоген |
Плиоцен |
~25млн. |
||||
Миоцен |
|||||||
Палеоген |
Олигоцен |
~65млн. |
|||||
Эоцен |
|||||||
Палеоцен |
|||||||
Вторичный период
|
Мезозой (средняя жизнь) |
Мел |
Верхний мел |
~145млн. |
|||
Нижний мел |
|||||||
Юра |
Верхняя юра (мальм) |
~200млн. |
|||||
Средняя юра (доггер) |
|||||||
Нижняя юра (лейас) |
|||||||
Триас |
Верхний триас (кайперский отдел) |
~240млн.
|
|||||
Средний триас (ракушечный отдел) |
|||||||
Нижний триас (скифский отдел) |
|||||||
Палеозой (древняя жизнь) |
Пермь |
Верхняя пермь
|
~280млн.
|
||||
Нижняя пермь |
|||||||
Карбон (Каменноугольный) |
Верхний карбон |
~300млн. |
|||||
Средний карбон |
|||||||
Нижний карбон (намюр) |
|||||||
Девон |
Верхний девон |
~395млн. |
|||||
Средний девон |
|||||||
Нижний девон |
|||||||
Силур |
Верхний силур |
~440млн. |
|||||
Нижний силур |
|||||||
Ордовик |
Верхний ордовик |
~500млн. |
|||||
Средний ордовик (таконский отдел) |
|||||||
Нижний ордовик |
|||||||
Кембрий |
Верхний кембрий (фуронгский отдел) |
~550млн. |
|||||
Средний кембрий (акадский отдел) |
|||||||
Нижний кембрий |
|||||||
Первичный период |
Криптозой |
Протерозой (первичная жизнь) |
Неопротерозой |
Докембрий |
Эдиакарий
|
~1млрд. |
|
Криогений |
|||||||
Тоний |
|||||||
Мезопротерозой |
Стений |
~1,6млрд. |
|||||
Эктазий |
|||||||
Калимий |
|||||||
Палеопротерозой |
Стратерий
|
~2,5млрд. |
|||||
Орозирий |
|||||||
Риасий
|
|||||||
Сидерий |
|||||||
Архей (древней-ший) |
Неоархей |
_ |
~4,0млрд. |
||||
Мезоархей |
|||||||
Палеоархей |
|||||||
Эоархей |
|||||||
Катархей (ниже древнейшего) |
_
|
|
_
|
~4,6млрд.
|
К а т а р х е й
(Ниже древнейшего)
Геологическая эра Земли от её образования до зарождения жизни(~4,6 млрд. лет назад).
Эра, когда Земля была безжизненна, окутана ядовитой для живых существ атмосферой, лишённой кислорода. Существовали только ландшафты неприветливой суровой и холодной пустыни с чёрным небом (вследствие очень разряженной атмосферы), слабо греющим Солнцем. Рельеф напоминал усеянную метеоритами поверхность Луны, однако был сглажен из-за сильных и практически непрерывных приливных землетрясений и сложен только монотонно тёмно-серым первичным веществом, покрытым сверху толстым слоем реголита (лунный грунт, разнозёрнистый обломочно-пылевой слой, состоящий из лунных пород, минералов, фрагментов метеоритов).
Никаких вулканов, извергающих на поверхность молодой Земли потоки лавы, фонтаны газов и паров воды в те времена ещё не было, как и не существовало ни гидросферы, ни плотной атмосферы. Те же небольшие количества газов и паров воды, которые выделялись при падении Протолуны, поглощались пористым реголитом.
Сутки в начале катархея длились ~ 6 часов.
А р х е й
(Древнейший)
Геологическая эра Земли со времени формирования планеты и зарождения жизни до первых беспозвоночных(~4,0 млрд. лет назад).
Эра, которая сопровождалась небывалой силой тектонических процессов. Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскалённое вещество. Извергаемая многочисленными вулканами лава, застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины.
Мощная плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих её поверхность. Твёрдая кора охлаждалась, океанические впадины заполнялись водой. В горячих водах первичного океана протекали различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовала солнечная радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами огромных молний.
Первичный океан, реки, атмосфера разрушали первичные горы и материки, образуя первые осадочные породы. На протяжении многих миллионов лет истории Земли эти породы, неоднократно подвергаясь воздействию раскалённого вещества, громадного давления и высокой температуры, сильно менялись. Теперь они твёрдые и плотные. Горные породы архея содержали большое количество графита. Он образовывался из остатков органических соединений, входящих в состав живых организмов.
Первые существа, появившиеся в водах первичного океана, были одноклеточными гетеротрофами, обитавшими в анаэробных условиях. Именно они дали начало всему многообразию жизни на Земле.
Важнейшим этапом, произошедшим в архее, стало возникновение фотосинтеза, что обуславливало разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические цианобактерии (сине-зеленые водоросли).
Цианобактерии - значительная группа бактерий, способных выделять кислород в процессе фотосинтеза. Использовали углекислый газ в качестве единственного источника углерода. Цианобактерии бывают одноклеточными, многоклеточными (нитчатые) и колониальными. Средний размер клеток ~ 2 мкм. Цианобактерии или сине-зелённые водоросли получили своё название по наличию пигментов: зелёного-хлорофилла и синего-фикоциана. Цианобактерии не имели обособленного ядра, но обладали развитой системой обмена веществ и способностью к размножению.
Продуктами жизнедеятельности этих микроорганизмов являлись древнейшие осадочные породы – строматолиты.
Строматолиты - кораллоподобные осадочные образования в виде столбов. Бывают карбонатные, реже кремниевые.
Появившиеся в позднем архее эукариотические зелёные водоросли, выделяли в атмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в кислородной среде.
В это же время, на границе архейской и протерозойской эры, произошли ещё два крупных эволюционных события – появились половое размножение и многоклеточность. Эволюционируя, у водорослей и бактерий произошло разделение функций клеток, что привело к образованию первичных тканей – эктодермы и энтодермы, что в дальнейшем дало возможность для возникновения сложных органов и систем органов. Совершенствование взаимодействия между клетками сначала контактным способом, а затем с помощью нервной и эндокринной систем обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого.
Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Одни перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок. От них произошли плоские черви. Другие сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.
П р о т е р о з о й