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.
В дверь позвонили, вошел папа, у него в руках был крохотный милый щеночек серого цвета. Он его опустил на пол. Щенок сразу же побежал в сторону угла. Скорее всего испугался непривычного места и новых людей. Я подбежал(а) к нему, погладил(а) по мягкой шерстке, и взял(а) на руки....
28 04 2024 12:37:29
Аменсализм - это отношения между организмами разных видов, в которых один организм ингибируется или разрушается, в то время как другой организм остается незатронутым....
27 04 2024 12:22:32
Когда заводишь питомца, то одним из главных вопросов является: как же назвать его? Это очень важный и ответственный момент. Поскольку кролик – это новый члeн семьи. Его имя должно нравиться всем в семье....
26 04 2024 13:34:29
Россия – одна из самых богатых стран мира на полезные ископаемые. Уголь и газ занимают передовые позиции, но есть и множество других востребованных ресурсов, и запасы их по-настоящему огромны....
25 04 2024 16:38:38
Оцелот, также известный как карликовый леопард (Leopardus pardalis) - вид дикой кошки из семейства кошачьи (Felidae), широко распространен в Южной Америке....
24 04 2024 15:31:27
Подземные воды - это все воды, находящиеся под поверхностью Земли, где они занимают пустоты в почвах или геологических пластах....
23 04 2024 12:14:53
Лето считается самым любимым временем года почти всех людей. Его ждут каждый год. Оно привлекает детей, взрослых теплыми и жаркими днями....
22 04 2024 8:38:29
Равнина — это разновидность рельефа, представляющая собой ровное обширное прострaнcтво. Более двух третьих территории России заняты равнинами. Для них хаpaктерен небольшой уклон и незначительные колебания высот местности....
21 04 2024 20:27:58
Среди его работ насыщенная яркими летними красками, придающими радостное настроение – это картина «Цветистый луг». Хотя вот уже два года, как продолжается первая мировая война, художник не забывает о своей профессии, и продолжает любоваться красивейшими уголкам русской природы....
20 04 2024 1:12:33
Стихотворение «Осень» датировано 1970 – 1971 годами. Это был тяжелый период в биографии поэта. Его преследовали, печатались обличительные статьи, ощущалось давление....
19 04 2024 8:33:53
В этой статье, вы откроете для себя 10 интересных фактов о хищниках, в том числе, классификацию этого отряда млекопитающих и их коммуникационные особенности....
18 04 2024 2:23:44
Существует более 3000 видов ящериц, но комодский дpaкон (Varanus komodoensis) является самой большой живой ящерицей в мире! Эта рептилия может иметь вес более 80 кг и длину тела около 3 м....
17 04 2024 2:54:26
Русская весна – это прекрасное время года, прежде всего перемен и обновлений. Благодаря цветению, вся природа становится разноцветной, а воздух ароматным....
16 04 2024 18:11:53
Предлагаем Вам познакомиться с некоторыми видами животных, которые любят подремать до прихода весны....
15 04 2024 15:11:25
Братья Лаптевы – одни из моряков, участвовавших во всемирно известной экспедиции на севере, русские полярники, также известные как исследователи Российских северных окраин....
14 04 2024 19:59:51
Клетки животных являются типичными эукариотическими клетками, заключенными в плазматическую мембрану и содержат окруженное мембраной ядро и органеллы....
13 04 2024 3:29:57
Потрeбление ископаемого топлива последние несколько десятилетий внесло «значимый вклад» в деградацию окружающей среды....
12 04 2024 12:15:21
До сих пор географы не определились, где именно проходит граница Европы и Азии. Из-за этого список высочайших вершин континента может выглядеть по-разному....
11 04 2024 22:50:48
Сумеречные животные - это те, которые активны преимущественно в сумерках (то есть в периоды рассвета и вечерних сумерек)....
10 04 2024 15:25:58
Длиннохвостая кошка или маргай (Leopardus geoffroyi) - вид маленькой дикой кошки из Центральной Южной Америки. Принадлежит к роду тигровые кошки (Leopardus)....
09 04 2024 15:38:36
Радиоактивные отходы - это отходы, исходящие от атомной электростанции или медицинской лаборатории. Они содержат радиоактивные материалы, опасные для большинства форм жизни и окружающей среды....
08 04 2024 15:27:58
Среди всего многообразия существующих природных экосистем выделяют 3 основные группы: наземные, морские и пресноводные. Подробнее о каждой из них вы узнаете из этой статьи....
07 04 2024 9:16:14
Бобер относится к млекопитающим, отряд «Грызуны». Он входит в число самых крупных по размеру грызунов. Известно, что раньше бобры были намного крупнее своих современных братьев....
06 04 2024 0:10:46
Каждый из видов птиц имеет собственные предпочтения в питании. Они зависят от среды обитания, размера птицы, ее сил и способностей, а также обилия пищи, потребностей и конкурентов....
05 04 2024 20:20:31
Система кровообращения человека состоит из сети артерий, вен и капилляров, через которые сердце перекачивает кровь. Ее основная роль - обеспечивать различные части тела необходимыми питательными веществами, минералами и гормонами....
04 04 2024 7:33:22
Нейтрализм описывает отношения между двумя организмами, которые взаимодействуют, но не влияют друг на друга....
03 04 2024 6:15:17
Для того чтобы лучше было представлять и изучать планету под названием Земля, был придуман ее шаровидный макет – глобус. Именно так выглядит наша любимая планета с космоса. Если к нему приглядеться, то можно будет увидеть, что основным цветом этого шара является – гoлyбой....
02 04 2024 3:23:21
Человека повсюду окружает природа. Иногда мы настолько привыкаем к окружающему миру, что перестаем замечать все самое прекрасное - созданное природой....
01 04 2024 16:51:36
В этой статье основное внимание сосредоточено на уникальных хаpaктеристиках животных-фитофагов (травоядные или растительноядные), их физических и поведенческих адаптациях....
31 03 2024 5:48:21
Субарктический климат, также называемый бореальным, субальпийским или субполярным климатом, встречается на больших участках суши, которые выходят за пределы умеренного воздействия Мирового океана....
30 03 2024 7:59:50
Гаур (Bos frontalis), также известный, как индийский бизон - крупнейший из сохранившихся в наши дни представитель рода настоящие быки (Bos), родом из Южной и Юго-Восточной Азии....
29 03 2024 17:51:12
ОТВЕТ: Естественная среда обитания большой панды находится на материке Евразия и в настоящее время ограничивается горами западного Китая....
28 03 2024 12:13:44
Существует более 500 видов акул. Обсуждение того, являются ли акулы млекопитающими или рыбами, происходит иногда, потому что некоторые особенности, хаpaктерные для акул, присущи как млекопитающим, так и рыбам....
27 03 2024 9:52:55
Период Средних Веков считается временем упадка культуры и науки. Большинство европейских правителей не интересовало исследование далеких территорий, поэтому основные труды того времени принадлежат арабским ученым....
26 03 2024 3:49:56
Африка является огромным континентом, который охватывает множество различных типов климата, но средняя температура в регионе пустыни Сахара составляет около +30° C....
25 03 2024 7:21:10
Экономика основана на управлении различными ресурсами. Главными из них являются природные богатства, а также человеческий труд....
24 03 2024 11:14:21
Из этой статьи вы узнаете об гетеротрофных организмах, которые в отличии от автотрофов не могут самостоятельно синтезировать питательные вещества. Гетеротрофам необходимо регулярно питаться другими организмами, которые обеспечивают их энергией, необходимой для жизнедеятельности....
23 03 2024 16:36:32
Биологические ресурсы включают растительные, животные, а также генетические ресурсы, которые выступают природными источниками необходимых благ человечества....
22 03 2024 9:16:45
ООН условно разделяет территорию Азии на 5 макрорегионов: Западная Азия; Восточная Азия; Южная Азия; Юго-Восточная Азия; Центральная Азия....
21 03 2024 12:23:30
Рассматривая пейзаж можно сразу же понять, что на картине изображен ясный, пронизанный лучами солнца день, об этом напоминают яркие краски, и блики от деревьев....
20 03 2024 22:15:14
Великобритания находится на материке Евразия. Британские острова относятся к Западной Европе, хотя и отделены от них проливом Ла-Манш....
19 03 2024 19:16:40
По своей природе собаки игривы, и они нередко гоняются за всем, что движется, в том числе и за своим хвостом. Однако такое поведение может сигнализировать о проблеме, если становиться навязчивым, приводит к травме или нарушает повседневную жизнь вашей собаки....
18 03 2024 1:36:11
Нет ничего более совершенного, нежели любовь матери к своему ребенку и мамы из царства животных не являются исключением....
17 03 2024 15:34:54
В этой статье представлена десятка самых высоко летающих птиц в мире, с кратким описанием и фото....
16 03 2024 23:30:59
Черепаха – удивительное животное. В сказках эту рептилию изображают символом мудрости, достатка и защищённости. Представления многих народов в древности также наделяли её функцией «держателя мира» – считалось, что земная поверхность крепится на панцире огромной черепахи....
15 03 2024 1:21:11
Самый большой сохранившийся вид пингвинов в мире - императорский пингвин (Aptenodytes forsteri) имеет вес в пределах......
14 03 2024 1:36:17
Хотя животные и не владеют языками, в человечьем понимании, они имеют другие способы коммуникации друг с другом. Киты поют, волки воют, лягушки квакают, птицы......
13 03 2024 18:18:14
В этой статье, мы раскрываем для вас 10 основных фактов о медузах, начиная от того, как эти беспозвоночные передвигаются и до того, как они жалят свою добычу....
12 03 2024 22:26:33
От поразительного бенгала до необычной саванны, встречайте нашу подборку из десяти пород кошек, обладающих только диким внешним видом, но не хаpaктером....
11 03 2024 19:51:26
Ночью, в чаще деревьев, можно услышать крики пролетающей совы, преследовавшей какого-то грызуна. А так же, если повезет, то можно увидеть летучую мышь, на тропинках столкнуться с бегущим ежом....
10 03 2024 2:34:44
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
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Самая краткая биография Гайдара
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Основные природные зоны Канады
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Стадии антропогенеза в таблице (11 класс, биология)
Какая часть света наибольшая по площади и численности населения?
Самая краткая биография Грига
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Страны Азии и их столицы – список и таблица
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Богатство (обществознание, 5 класс)
Краткая биография Жюль Верна
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности
Путешествие по Москве (2 класс, окружающий мир)
Причастие и деепричастие – отличия
Какие бывают природные зоны, их основные особенности
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Истории различных видов трaнcпорта (2 класс, окружающий мир)
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Виды мутаций в таблице – хромосомные, генные и геномные (10 класс, биология)
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Краткая биография Суворова, рассказ о полководце Александре Васильевиче для детей всех классов
Самая краткая биография Марко Поло
Сходство и различие между митозом и мейозом
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Цепь питания на примере тайги и луга (4 класс, окружающий мир)
Железы внутренней секреции человека в таблице
Самая краткая биография Бетховена
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)