Архейская эра: начало жизни, интересные факты

Историю развития Земли делят на несколько больших отрезков, охватывающих период от 4,6 млрд лет назад до современности. Первой эпохой был катархей, после него наступил архей. Именно в это время появились первые представители растительного и животного мира. В учебной литературе об этом говорится очень кратко. Но о периодах архейской эры есть много интересных фактов, о которых можно узнать подробнее для сообщения или доклада в школе.

Популярные статьи

  • Поссум и опоссум — это он или они?
  • 11 фактов об отпечатках пальцев, которые могут заставить вас смотреть на свои руки с большим вниманием
  • Нужно ли закрывать бутылки крышками перед переработкой?
  • Что означает слово «пацан»? Откуда оно взялось?
  • Тайну Бермудского треугольника разгадал ученый Стив Миллер
  • Почему птиц не бьёт током на высоковольтных проводах?
  • 10 правдивых фактов, которые звучат как полный бред
  • Могут ли собаки унюхивать страх?
  • Есть ли у птиц зубы?
  • Проект Детство-2030

Наука о сотворении мира

(Очерк второй)1

Быт 1:9 И сказал Бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место, и да явится суша. И стало так.
Быт 1:10 И назвал Бог сушу землею, а собрание вод назвал морями. И увидел Бог, что это хорошо.

Здесь говорится о том, что первоначально единый мировой океан, покрывавший всю землю, распался на отдельные бассейны, разделенные между собой сушей. Появление на лике Земли континентов и морей имело важнейшее значение в истории развития нашей планеты, но произошло оно в столь отдаленном прошлом, что следов этого события не осталось в геологической летописи.

В современной науке вопрос о происхождение гидросферы, равно как и атмосферы, является объектом взаимоисключающих гипотез, которые основываются не на прямых геологических данных, а на тех или иных космогонических построениях и общих взглядах на происхождение Земли. На геологически обозримое время нет данных, позволяющих допускать заметное увеличение объема гидросферы, на что обращал внимание еще В. И. Вернадский. Если это положение верно, то следует полагать, что суша появилась лишь в результате длительного процесса геологического развития нашей планеты, выражающегося в дифференциации ее твердых оболочек на океанические впадины, вместившие в себя основную массу поверхностных вод. Таким образом, современные научные данные не противоречат картине, рисуемой книгой Бытия, но приходится удивляться, если отрицать ее боговдохновенность, что писатель народа, почти не видящего моря, такое большое значение в развитии Земли придавал ее водной оболочке.

Краткое описание эпохи

С древнегреческого языка «архей» переводится как «древний». Этот термин для обозначения эпохи придумал в 1872 году американский учёный Джеймс Дана.

Архейская эра Земли началась примерно 4 млрд лет назад. В таблице развития жизни планеты эпоха находится между катархейским и протерозойским эонами. В это же время на Луне и Марсе образовывались кратеры. Продолжительность эпохи составила больше 1,5 млрд лет.

В раскалённых недрах планеты продолжались физико-химические процессы. В это же время происходили метеоритные дожди. Но тепловой поток уже не расходился в космосе, а задерживался в виде земной коры. Земля разогревалась сильнее, из-за чего уменьшалась её плотность.

Читайте также:  Строение бактерии: особенности. Жизнедеятельность и строение бактерий

Внутреннее давление привело к тому, что на её поверхности начали появляться трещины. Из них вытекала расплавленная магма.

Биота планеты включала совокупность анаэробных прокариот. Из геобиологических исследований известно, что эти организмы появились около 3,7 млрд лет назад. Учёные полагают, что оксигенный фотосинтез возник 3,5 млрд лет назад, однако точных сведений пока не имеется.

В начале архея атмосфера и гидросфера были смешаны друг с другом и представляли парогазовую субстанцию, которая окутывала Землю. Поскольку через плотную массу практически не поступал солнечный свет, на поверхности планеты царил полумрак. Специалисты считают, что ближе к концу архея показатели давления и плотности атмосферы были намного выше современных. Парогазовая субстанция значительно влияла на воздействие вулканов. Гор и глубоких впадин на планете не было.

В древнюю эпоху атмосфера и гидросфера постепенно начали разделяться. Мировой океан был маленьким и представлял собой кислый солевой раствор. Со временем вода стала пригодна для существования первых живых одноклеточных организмов, у которых не было ядра. Это были бактерии и сине-зелёные водоросли. Вода защищала организмы от негативного влияния солнечных лучей. Позже начали образовываться клетки с ядрами. Они делились с помощью митоза, который обеспечивал сохранение и передачу генетического материала.

Кембрийский взрыв

Научного материала по фауне томмотского века накопилось огромное количество – отложения этого времени насыщены многочисленными и разнообразными остатками организмов, свидетельствующими о самом настоящем эволюционном расцвете, всплеске «таксономического» разнообразия. В первоначальной кембрийской фауне уже встречаются обычные для всего фанерозоя остатки губок, моллюсков, брахиопод. Правда, гораздо больше было других, менее привычных организмов, ставших известными только благодаря ископаемым скелетным фрагментам.

Еще недавно практически единственными свидетельствами древней жизни были окаменевшие скелетные остатки – кости и раковины. Однако, как выяснилось, организмы «обзавелись» скелетом немногим более 500 млн лет назад. Сама же жизнь оказалась старше – много старше, чем можно было себе вообразить…

Привлекают внимание необычно малые размеры томмотских ископаемых. Например, раковины взрослых моллюсков этого периода обычно измеряются миллиметрами, что на порядок меньше, чем у их ближайших ордовикских потомков. Хотя иногда попадаются и исключения, например среди археоциат, чье систематическое положение до конца не установлено. Эти вымершие организмы, про которых до сих пор неясно – являлись ли они примитивными губкоподобными животными или относились к самостоятельному типу, – были первыми активными скелетными биогермостроителями, предшественниками кораллов. Среди них встречались экземпляры до 1,5 (!) метров высотой. Такие окаменевшие останки – «столбы» – обнаружены в Туве, на реке Шевелиг-Хеме. Но все же в целом раннекембрийская эпоха характеризовалась очень мелкой фауной.

Еще одной интересной особенностью многих кембрийских скелетных окаменелостей является их химический состав. Именно в это время наряду с привычными для нас карбонатными и силикатными скелетами появились фосфатные, чья доля в древнейших отложениях кембрия огромна – до 50—70 %. Впрочем, большинство подобных созданий очень быстро исчезло с лица планеты – уже к началу ордовикского периода.

Наряду с богатой животной жизнью в морях кембрия, без сомнения, было много фитопланктона. Свидетельство тому – многочисленные остатки сферических форм размером 10—100 мк, которые добываются из кембрийских пород при растворении их в сильных кислотах. В карбонатных породах встречаются остатки известьвыделяющих водорослей в виде разнообразных кустиков размером до нескольких сантиметров. Что касается сине-зеленых водорослей (цианобактерий), то в кембрийских слоях нередко находят типичные для них строматолитовые постройки, хотя и мелких размеров.

Читайте также:  Геморрагическая лихорадка Эбола: симптомы, пути передачи, прогноз

Возникновение жизни на Земле

Как произошла сама планета и как на ней появились моря? По этому поводу существует одна широко признанная теория. В соответствии с ней Земля образовалась из облаков космической пыли, содержащей все известные в природе химические элементы, которые спрессовались в шар. Горячий водяной пар вырывался с поверхности этого раскаленного докрасна шара, окутывая его сплошным облачным покровом, Водяной пар в облаках медленно охлаждался и превращался в воду, которая выпадала в виде обильных непрерывных дождей на еще раскаленную, пылающую Землю. На ее поверхности она снова превращалась в водяной пар и возвращалась в атмосферу. За миллионы лет Земля постепенно потеряла так много тепла, что ее жидкая поверхность, остывая, начала твердеть. Так образовалась земная кора.

Прошли миллионы лет, и температура поверхности Земли еще больше понизилась. Ливневые воды перестали испаряться и стали стекать в огромные лужи. Так началось воздействие воды на земную поверхность. А потом из-за понижения температуры произошел настоящий потоп. Вода, которая до этого испарялась в атмосферу и превратилась в ее составную часть, беспрерывно низвергалась на Землю, с громом и молниями обрушивались из облаков мощные ливни.

Мало-помалу в самых глубоких впадинах земной поверхности скапливалась вода, которая уже не успевала совсем испариться. Ее было так много, что постепенно на планете образовался доисторический Океан. Молнии рассекали небо. Но никто этого не видел. На Земле еще не было жизни. Непрерывный ливень начал размывать горы. Вода стекала с них шумными ручьями и бурными реками. За миллионы лет водные потоки глубоко разъели земную поверхность и кое-где появились долины. В атмосфере уменьшалось содержание воды, а на поверхности планеты ее скапливалось все больше.

Сплошной облачный покров становился тоньше, пока в один прекрасный день Земли не коснулся первый луч солнца. Непрерывный дождь кончился. Большую часть суши покрыл доисторический Океан. Из ее верхних слоев вода вымывала огромное количество растворимых минералов и солей, которые попадали в море. Вода из него непрерывно испарялась, образуя облака, а соли оседали, и с течением времени происходило постепенное засоление морской воды. По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества.

Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли — прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере. Источником пищи для них служили органические соединения, возникшие на еще безжизненной Земле в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца, грозовых разрядов и тепла, образующегося при извержении вулканов.

Жизнь существовала тогда в тонкой бактериальной пленке на дне водоемов и во влажных местах. Эту эру развития жизни называют архейской. Из бактерий, а возможно, и совершенно независимым путем, возникли и крошечные одноклеточные организмы — древнейшие простейшие животные.

Читайте также:  Инфанрикс — инструкция, применение, аналоги препарата

Как выглядела первобытная Земля?

Перенесемся на 4 млрд лет назад. Атмосфера не содержит свободного кислорода, он находится только в составе окислов. Почти никаких звуков, кроме свиста ветра, шипения извергающейся с лавой воды и ударов метеоритов о поверхность Земли. Ни растений, ни животных, ни бактерий. Может быть, так выглядела Земля, когда на ней появилась жизнь? Хотя эта проблема издавна волнует многих исследователей, их мнения на этот счет сильно различаются. Об условиях на Земле того времени могли бы свидетельствовать горные породы, но они давно разрушились в результате геологических процессов и перемещений земной коры.

Кто такой человек умелый?

Человек умелый (Homo habilis) был самым первым представителем рода Homo и существовал на протяжении 500 тысяч лет. Являясь высокоразвитым австралопитеком, он имел достаточно крупный головной мозг (около 650 граммов) и совершенно сознательно изготавливал орудия труда.

Считается, что именно человек умелый сделал первые шаги по подчинению окружающей природы, таким образом перешагнув границу, которая отделяла приматов от людей. Homo habilis обитали в стоянках и для создания орудий труда использовали кварц, который приносили в свое жилище из отдаленных мест.

Кто такой человек умелый?

Новый виток эволюции превратил человека умелого в человека работающего (Homo ergaster), появившегося около 1,8 млн. лет назад. Мозг этого ископаемого вида был гораздо крупнее, благодаря чему он мог изготавливать более усовершенствованные орудия труда и разжигать огонь. В дальнейшем человека работающего сменил человек прямоходящий (Homo erectus), которого ученые рассматривают уже как непосредственного предка людей. Эректусы могли делать орудия из камня, носили шкуры и не гнушались питаться человечиной, а впоследствии научились готовить еду на костре. В дальнейшем они распространились из Африки по всей территории Евразии, включая Китай.

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.

Конец эдиакарского вымирания

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.

Что такое полезные бактерии?

Наиболее известные из полезных для человека бактерий – это бифидобактерии, которые живут в кишечнике, но погибают при минимально неблагоприятных условиях. Однако в здоровом состоянии они наделены весьма полезными особенностями — обеспечивают тело витаминами группы К и В, улучшают пищеварение и помогают переваривать углеводы.Следующие по степени известности – молочнокислые бактерии их насчитывают 25 видов. Живые микроорганизмы обеспечивают процесс брожения молочных продуктов. Используются они не только в пищевой промышленности, но и сельскохозяйственных целях, а также в народной медицине и фармакологии.

Впрочем, есть и менее известные, но не менее полезные представители микрофлоры, например, стрептомицеты. Место их естественного обитания – почва. Именно с их помощью производятся борющиеся с грибками, бактериями и опухолями препараты.И еще один малоизвестный, но не менее полезный вид — азотобактер. Эти экземпляры имеют возможность сбора азота из воздуха. Основное их умение — обогащение почвы полезными микроэлементами, подстегивание роста растений, и очистка почвы от тяжелых металлов. Чаще всего применяются в сельском хозяйстве для производства азотных удобрений.