2015-05-20
1810
Геологическая история Земли подразделяется на крупные промежутки – эры, эры – на периоды, периоды – на века. Разделение на эры, периоды и века, конечно, относительное, потому что резких разграничений между этими отрезками времени не было. Но все же именно на рубеже соседних эр, периодов происходили существенные геологические преобразования – горообразовательные процессы, перераспределение суши и моря, смена климата и пр. Кроме того, каждое подразделение характеризовалось качественным своеобразием флоры и фауны.
Геологические эры Земли:
1. катархей (от образования Земли 5 млрд. лет назад до зарождения жизни);
2. архей, древнейшая эра (3,8 млрд — 2,6 млрд. лет);
3. протерозой (2,6 млрд. — 570 млн. лет);
4. палеозой (570 млн. — 230 млн. лет) со следующими периодами:
4.1. кембрий (570 млн. — 500 млн. лет);
4.2. ордовик (500 млн. — 440 млн. лет);
4.3. силур (440 млн. — 410 млн. лет);
4.4. девон (410 млн. — 350 млн. лет);
4.5. карбон (350 млн. — 285 млн. лет);
4.6. пермь (285 млн. — 230 млн. лет);
5. мезозой (230 млн. — 67 млн. лет) со следующими периодами:
5.1. триас (230 млн. — 195 млн. лет);
5.2. юра (195 млн. — 137 млн. лет);
5.3. мел (137 млн. — 67 млн. лет);
6. кайнозой (67 млн. — до нашего времени) со следующими периодами и веками:
6.1. палеоген (67 млн. — 27 млн. лет):
6.2. палеоцен (67—54 млн. лет)
6.3. эоцен (54—38 млн. лет)
6.4. олигоцен (38—27 млн. лет)
6.5. неоген (27 млн. — 3 млн. лет):
6.6. миоцен (27—8 млн. лет)
6.7. плиоцен (8—3 млн. лет)
6.8. четвертичный (3 млн. — наше время):
6.9. плейстоцен (3 млн. — 20 тыс. лет)
6.10. голоцен (20 тыс. лет — наше время)
Более 3,8 млрд. лет назад на дне мелководных, теплых и богатых питательными веществами морей, водоемов возникла жизнь в виде мельчайших примитивных существ – простейших клеток, обладающих способностью деления и передачи дочерним клеткам наследственных свойств родительских клеток (см. Приложение).
Первый период развития органического мира на Земле характеризуется тем, что первичные живые организмы были анаэробными (жили без кислорода), питались и воспроизводились за счет «органического бульона», возникшего из неорганических систем; иначе говоря, они питались готовыми органическими веществами, синтезированными в ходе химической эволюции, т.е. были гетеротрофами. Но это не могло длиться долго, поскольку резерв органического вещества быстро убывал.
Первый великий качественный переход в эволюции живой материи был связан с «энергетическим кризисом»: «органический бульон» был исчерпан, и следовало выработать способы синтезирования органических соединений из неорганических внутри клеток. В этой ситуации преимущество было у тех клеток, которые могли получать большую часть необходимой им энергии непосредственно из солнечного излучения.
Такой переход вполне возможен, так как некоторые простые соединения, включающие в свой состав атом магния (как в хлорофилле), обладают способностью поглощать свет. Уловленная таким образом световая энергия может быть использована для усиления реакций обмена, в частности, для образования органических соединений, которые могут сначала накапливаться, а затем расщепляться с высвобождением энергии. В этом направлении и развивался процесс образования фотосинтеза.
Фотосинтез обеспечивает организму получение необходимой энергии от Солнца и вместе с тем независимость от внешних источников питательных веществ. Это значит, что питание таких организмов, называемых автотрофными, осуществляется внутренним путем благодаря световой энергии. При этом, разумеется, из внешней среды поглощаются и некоторые вещества – вода, углекислый газ, минеральные соединения. В результате фотосинтеза выделяется кислород.
Первыми фотосинтетиками на нашей планете были, видимо, цианеи, а затем зеленые водоросли. Остатки их находят в породах архейского возраста (около 3 млрд. лет назад). В протерозое в морях обитало много разных представителей зеленых и золотистых водорослей.
Переход к фотосинтезу и автотрофному питанию был великим революционным переворотом в эволюции живого. Значительно увеличилась биомасса Земли. В результате фотосинтеза кислород стал выделяться в атмосферу в значительных количествах. Переход к фотосинтезу потребовал много времени. Он завершился примерно 1,8 млрд. лет назад и привел к важным преобразованиям на Земле: первичная атмосфера Земли сменилась вторичной, кислородной; возник озоновый слой, который сократил воздействие ультрафиолетовых лучей, а значит, прекратил производство нового «органического бульона»; изменился состав морской воды – она стала менее кислотной. Таким образом, современные условия на Земле в значительной мере были созданы жизнедеятельностью организмов.
С «кислородной революцией» связан и переход от прокариотов к эукариотам. Первые организмы – прокариоты – представляли собой клетки, у которых не было ядра, генетическая система закреплена на клеточной мембране, деление клетки не включало в себя точной дупликации генетического материала. Прокариоты – это простые, выносливые организмы, обладавшие высокой вариабельностью, способностью к быстрому размножению, легко приспосабливающиеся к изменяющимся условиям природной среды. Но новая кислородная среда стабилизировалась; первичную атмосферу заменила новая. Понадобились организмы, которые пусть были бы и невариабельны, но зато лучше приспособлены к новым условиям. Нужна была не генетическая гибкость, а генетическая стабильность. Ответом на эту потребность явилось формирование эукариотов примерно 1,8 млрд. лет назад.
У эукариотов ДНК уже собрана в хромосомы, а хромосомы сосредоточены в ядре клетки. Такая клетка воспроизводится без каких-либо существенных изменений. Это значит, что в неизменной природной среде «дочерние» клетки имеют столько же шансов на выживание, сколько их имела «материнская» клетка.
Дальнейшая эволюция эукариотов была связана с разделением на растительные и животные клетки. Это разделение произошло еще в протерозое (около 1–1,5 млрд. лет назад), когда мир был заселен одноклеточными организмами.
