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.
ОТВЕТ: Облака плавают в воздухе, достаточно плотном, чтобы поддерживать их. В основном это связано с изменением температуры атмосферы....
24 04 2024 2:59:29
Стихотворение оставляет приятные эмоции после прочтения, наталкивает на размышления. Оно учит ценить каждое мгновение. С одной стороны, важно любить лето, тепло, счастье, потому, что потом наступит холод, метель....
23 04 2024 12:12:36
Существует множество гипотез и теорий возникновения жизни на Земле, и в этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее популярных в научных кругах....
22 04 2024 5:58:43
Защитники природы и экологи часто упоминают Красную книгу. Что это за книга и почему ее называют именно красной?...
21 04 2024 23:46:39
Зоопланктон (животный планктон) - это мелкие организмы, которые часто оказываются во власти океанских течений, но, в отличие от фитопланктона, не способны к фотосинтезу....
20 04 2024 12:19:13
Океан представляет собой обширный и непрерывный объект из соленой воды, которая покрывает более 70% всей поверхности Земли. Морем, как правило, называют часть океана, обособленную сушей или возвышениями морского дна....
19 04 2024 23:24:22
Обыкновенная или евразийская рысь (Lynx lynx) - один из четырех видов рода рыси (Lynx). Это хищное млекопитающее семейства кошачьи (Felidae), обитающее в России, Центральной Азии и Европе....
18 04 2024 11:50:47
В этой статье, вы узнаете об 11 основных жертвах глобального потепления среди животного мира, начиная от императорского пингвина до белого медведя....
17 04 2024 5:55:47
Сентябрь – считается переходным месяцем от теплых летних дней к осенней прохладе. Это время, когда еще теплое летнее солнышко продолжает еще прогревать землю, но как только оно исчезает становиться холодно....
16 04 2024 11:19:54
Ерофей Хабаров — один из наиболее известных русских землепроходцев, исследовавший земли Сибири и Приамурья. Благодаря стараниям Ерофея была освоена территория Приамурья, которая в будущем стала использоваться для хозяйственной деятельности....
15 04 2024 20:10:42
ОТВЕТ: Птицы имеют язык. Как ни странно, птичий язык содержит внутри кости, которые делают его более жестким, чтобы собирать пищу или материалы для подстилки и гнезда....
14 04 2024 14:47:29
Бинарное деление - процесс воспроизводства новых клеток у прокариот, которые генетически идентичны родительской клетке....
13 04 2024 21:55:53
Лесные пожары обычно начинаются с несчастных случаев, человеческой небрежности, поджога или природных процессов....
12 04 2024 17:24:53
Россия – самое большое государство планеты. На ее территории расположено более тысячи городов, из которых 15 имеют население свыше миллиона человек....
11 04 2024 6:49:11
Всего существует 13 основных витаминов и более 30 минералов, которые необходимы организму человека для правильного функционирования и поддержания оптимального здоровья....
10 04 2024 22:35:44
ОТВЕТ: Сибирь представляет собой значительную область суши, которая находится в центральных и восточных районах России, а также является частью северного региона Азии....
09 04 2024 3:25:13
Бомбей - спокойная и терпеливая кошка, которая живет полной жизнью. Она любит приветствовать гостей и хорошо ладит с детьми, собаками, и другими кошками....
08 04 2024 1:55:50
Северное море расположено ближе к северу-востоку Атлантического океана и является его частью. Морских соседей тут много: на востоке – Дания и Норвегия, если посмотреть западнее – то там красуются берега Великобритании, а южнее – Германия, Франция, Нидерланды и Бельгия....
07 04 2024 10:42:18
Евразия – самый широкий материк в мире, а также самый большой по площади и населению. Она занимает почти треть от всей суши Земли....
06 04 2024 2:51:58
Флора Московской области представлена лесной и лесостепной растительностью. На севере и в центральной части региона преобладают южнотаежные хвойные и хвойно-широколиственные леса....
05 04 2024 18:27:40
Вода – удивительное вещество, которое проникло повсюду: и поверхность Земли и тело человека состоят из воды более чем на 70%. Океаны, моря, реки, родники. Вода заполняет подземные пустоты и трещины, пропитывает почву....
04 04 2024 1:58:31
Песчанки содержатся как домашние животные во всем мире и процветают в неволе при надлежащем уходе, который включает в себя полноценное питание....
03 04 2024 10:16:57
ОТВЕТ: Сверчки всеядны и едят фрукты, семена, листья, других насекомых, нектар и останки мертвых животных....
02 04 2024 7:47:41
Знаете ли вы, что у растений также есть тканевая система, как у животных и людей? Ткани растений подразделяют на два основных типа: постоянные (основные) и меристематические (образовательные)....
01 04 2024 18:58:26
Исторически принято выделять в составе Евразии отдельно Европу и Азию....
31 03 2024 5:50:37
ОТВЕТ: Большинство львов живут в Африке к югу от Сахары. Азиатская популяция львов (за исключением животных, содержащихся в зоопарках) представлена......
30 03 2024 20:27:49
ОТВЕТ: По имеющим данным можно сказать, что эти представители семейства кошачьих способны развивать скорость бега около 55-64 км в час....
29 03 2024 23:28:12
Стихотворение наполнено светлой грустью, тоской по прошлому, по родному краю, деревенской жизни среди полей, лесов и рек. Оно относится к пейзажной лирике, храня элементы элегии и идиллии....
28 03 2024 9:15:15
ОТВЕТ: Здесь вы можете узнать больше о цвете воды в морях и океанах....
27 03 2024 8:39:39
Хаpaктеристика водных, лесных, земельных, минеральных, а также биологических ресурсов регионов и стран Азии....
26 03 2024 7:51:29
Ученые стали свидетелями того, как изолированная среда обитания превращает популяцию обитающих в пещере африканских тупорылых крокодилов в новый вид....
25 03 2024 6:26:37
Атмосферное давление – это то давление, которое оказывает воздух атмосферы на любой предмет, находящийся в ней. Как и любое другое давление, оно измеряется в паскалях (используется сокращение Па)....
24 03 2024 0:32:21
Как приятно плавать в прозрачных и теплых тропических водах, наблюдая за цветовым многообразием жизнь вдоль рифов и береговых линий....
23 03 2024 17:16:35
ОТВЕТ: Срок беременности у жирафа составляет около 15 месяцев. В течение этого периода, беременная самка жирафа часто возвращается на......
22 03 2024 14:16:57
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....
21 03 2024 8:13:13
В статье приведен список, названия, описание и фото крупнейших из ныне живущих ящериц в мире....
20 03 2024 6:25:48
Люди привыкли видеть его в рыбных отделах магазинов. Но немногие знают, что эта рыба настолько признана в мире, что у неё с недавних пор имеется даже свой личный праздник....
19 03 2024 23:11:27
Перед нами заботливая белокурая дeвoчка. Она одета в длинный синий сарафан, фартук завернут. Скорее всего там находятся грибы или, собранные в лесу ягоды. Она босая, оглядывается назад, обращая внимание на небо....
18 03 2024 10:31:15
Юрский период был вторым по счету периодом мезозойской эры. Он начался после триаса и сменился мелом, и имел продолжительность около 56 млн лет....
17 03 2024 17:39:47
Природные явления – это завораживающие, шокирующие, вдохновляющие и устрашающие феномены, которые происходят в результате различных факторов....
16 03 2024 16:34:48
Человек - единственное живое существо на Земле, которое несет ответственность за разрушение природы. Это связано с нашей склонностью чрезмерно использовать......
15 03 2024 22:12:50
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....
14 03 2024 11:45:20
Самые высокие температуры воздуха фиксируются в Африке. Однако Африка не является самым сухим материком нашей планеты....
13 03 2024 17:12:49
В древности люди не занимались производством в современном смысле слова. Все необходимые ресурсы они получали от природы, занимаясь рыболовством, охотой и...
12 03 2024 17:59:39
Клеточная биология, или цитология - раздел биологии, которая изучает главные единицы жизни - клетки....
11 03 2024 22:48:20
Здесь представлены физическая и контурная карты Тихого океана на русском языке и в высоком разрешении....
10 03 2024 12:53:22
На смену хмурой осени пришла зима. Очень приятно проснуться ранним утром, и удивиться первому снегу, который словно легкие парашюты спускается с вышины, слегка кружась....
09 03 2024 3:36:23
ОТВЕТ: Обыкновенный или розовые фламинго (Phoenicopterus roseus) - вид водных птиц, который обитает вблизи......
08 03 2024 5:19:50
Рассматривая пейзаж можно сразу же понять, что на картине изображен ясный, пронизанный лучами солнца день, об этом напоминают яркие краски, и блики от деревьев....
07 03 2024 14:51:27
Среди всех металлов некоторые отличаются тем, что они очень легко вступают в восстановительные реакции. Такие металлы имеют много схожих свойств и объединяются в класс активных металлов....
06 03 2024 4:42:58
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)
Морфологический разбор причастия – примеры морфемного разбора слова по составу
Самая краткая биография Андерсена
Лица глаголов, как определить – таблица для 1, 2, 3 лица в русском языке
Этапы антропогенеза – основные в таблице (9 класс, биология)
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Местоимения 3 лица в русском языке, единственного и множественного числа
Московский Кремль и его достопримечательности (2 класс, окружающий мир)
Естественный и искусственный отбор – сравнение в таблице
Наклонение глагола – как определить, таблица с примерами в русском языке
Самые большие равнины на территории России: названия, карта, границы, климат и фото
Спряжения глаголов – как определить, таблица 1 и 2 спряжения в русском языке, правило и исключения
Строение глаза и функции его частей в таблице
Агния Барто биография для детей (3 класс) кратко
Взаимоотношения между организмами – примеры, хаpaктеристика и таблица
Самая краткая биография Гайдара
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Русско-японская война 1904-1905 гг кратко даты и события в таблице
Природные зоны России — карта, названия, географическая хаpaктеристика и таблица
Анализаторы человека в таблице, центральные отделы органов чувств
Богдан Хмельницкий краткая биография
Самая краткая биография Бетховена
Природные зоны таблица(7 класс) по географии
Таблица “Природные зоны климатических поясов”, особенности климата мира
Красота гор, самые высокие горы (доклад 2 класс, окружающий мир)
Самая краткая биография Грига
Богатство (обществознание, 5 класс)
Строение эукариотической клетки в таблице, кратко о функциях (9 класс, биология)
Краткая биография Бетховена и интересные факты жизни и творчества композитора Людвига ван Бетховена для детей
Мэджик Джонсон (Magic Johnson) краткая биография баскетболиста
Внутреннее строение млекопитающих – таблица кратко
Местоимения 2 лица единственного и множественного числа в русском языке
Основные природные зоны Канады
Соляной бунт 1648 года кратко, причины и итоги восстания в таблице
Основные события Первой мировой войны – хронология в таблице
Строение и функции кожи человека в таблице
Детритная пищевая цепь – звенья и примеры
Краткая биография Пастернака Бориса Леонидовича интересное о творчестве писателя
Определение, примеры, виды и формы комменсализма
На какие вопросы отвечает причастие и деепричастие
Предлоги места в английском языке в таблице (4 класс)
Интересные факты о Северной Америке
Самая краткая биография Марко Поло
Исследователи Северной Америки – история открытия и исследования
Модификационная изменчивость – значение в жизни организма, примеры и особенности