Развитие жизни на Земле

Опубликовал История и Факты
2-05-2020, 22:30
238
1

Сложные формы жизни снаружи выглядят по-разному. Но все растения, одноклеточные организмы, животные и даже люди на самом простом уровне состоят из похожего материала – из клеток, включающих ядра. 

Эукариоты, или ядерные, – общее название для всех живых организмов, клетки которых содержат ядро. Все организмы, кроме бактерий и архей, являются ядерными (вирусы также не являются эукариотами, но не все биологи вообще считают их живыми организмами). Итак, поскольку эукариотами являются многие формы жизни, в том числе люди, то очень похоже, что у нас всех есть общий предок. Вы и яблоня, растущая у Вас в саду – далекие родственники, разделенные несколькими миллиардами лет и еще большим количеством поколений.

 

Но эукариотов не существовало на протяжении большей части истории жизни на Земле. Наша планета была домом всего для двух видов живых организмов: бактерий и архей. Эти два типа организмов также объединяются под названием «прокариоты». Эти одноклеточные организмы царствовали на Земле в течение первых двух миллиардов лет после появления жизни на Земле. Но за всю историю жизни на планете прокариоты никогда не становились большими и сложными, как эукариоты. Все дело в том, что они не могли накапливать энергию. Прокариоты могут производить энергию только на своей оболочке. Поэтому, для производства большего количества энергии необходима большая площадь оболочки, а это требует сильного увеличения размера клетки и это, в свою очередь, требует еще большого количества энергии для поддержания жизнедеятельности клетки.

  

Допустим, что бактерия хочет увеличить все свои линейные размеры в 3 раза, тогда площадь оболочки этой бактерии увеличится примерно в 9 раз, и во столько же раз вырастет количество вырабатываемой энергии. Но, объем такой бактерии вырастет примерно в 27 раз, и во столько же раз больше энергии бактерии будет нужно для поддержания своей жизнедеятельности. Таким образом, энергии у бактерии будет в 3 раза меньше, чем её нужно. Этот порочный круг прокариоты никогда бы не разорвали самостоятельно.

Однако, случилось нечто невообразимое. Событие настолько редкое, что оно случилось всего один раз за четыре миллиарда лет истории жизни на планете. Однажды, клетка археи столкнулась с бактерией и поглотила ее, но, по какой-то причине, она не стала переваривать бактерию. Мы не знаем точно почему, но это был первый раз, когда один живой организм жил в симбиозе не вместе (рядом) с другим организмом, а внутри него. Такое явление называется «эндосимбиоз». Любое живое существо, которое Вы видите невооруженным глазом, происходит от этого синтеза. Благодаря сотрудничеству со своим новым домом, который обеспечивал бактерию всем необходимым, бактерия смогла заняться одним единственным делом – производством энергии, которой ранее так не хватало организмам для развития. Так была создана первая митохондрия, которая уже была эукариотом.

 

Эти первые эукариоты обладали избытком энергии, поэтому они могли расти и развиваться, экспериментировать со своими новыми невероятными способностями. Позже некоторые из них поглотили вторую бактерию, которая научилась фотосинтезу. Эти эукариоты впоследствии превратились в растения. Вскоре эукариоты эволюционировали во все имеющиеся на Земле виды животных и растений, начиная с медузы и каштана, и заканчивая воробьями и медведями, и даже нами – людьми. Мы знаем, что все началось именно с могучей митохондрии, потому что в ней все еще содержится ее собственный геном – цепочка ДНК, как у прокариотов. Мы можем обнаружить треть наших, человеческих генов либо в бактерии, либо в архее.

 

Образование Земли

Наша планета сформировалась около 4,5 млрд. лет назад из звёздной пыли и твёрдых частиц. С увеличением гравитации Земля стала притягивать обломки и камни из космоса, которые падали на поверхность, постепенно разогревая планету. Со временем верхний слой уплотнился и стал остывать. Горячая мантия поддерживает тепло до сих пор, не давая Земле превратиться в глыбу льда.

Долгое время планета находилась в безжизненном состоянии. Атмосфера была наполнена различными газами и не содержала кислорода. Благодаря выбросу большого количества пара из недр Земли и гравитации стали образовываться плотные облака. Интенсивные дожди способствовали возникновению Мирового океана, в котором зародилась жизнь.

 

Кислород появился в атмосфере с появлением первых фотосинтезирующих растений.

Жизнь на Земле связана с геологическими эонам и эрами. Эон – это крупный отрезок геологической истории, объединяющий несколько эр. В свою очередь эры подразделяются на периоды. Для каждой эры характерно индивидуальное развитие животного и растительного мира, которое часто зависело от климата, состояния земной коры, подземной деятельности.

Длился от 4 до 2,5 млрд. лет назад. В конце эоархея появились первые одноклеточные организмы – анаэробные бактерии. Образование карбонатных отложений и полезных ископаемых. Формирование континентов. В неоархее образуется кислород благодаря цианобактериям.


Таблица основных этапов развития жизни на Земле

Эон Эра Период

Характеристика

Катархей Начался около 4,5 млрд. лет назад, закончился 4 млрд. лет назад. Осадочные породы неизвестны. Поверхность планеты безжизненная и испещрённая кратерами
Архей Эоархей Длился от 4 до 2,5 млрд. лет назад. В конце эоархея появились первые одноклеточные организмы – анаэробные бактерии. Образование карбонатных отложений и полезных ископаемых. Формирование континентов. В неоархее образуется кислород благодаря цианобактериям
Палеоархей
Мезоархей
Неоархей
Протерозой

Палеопротерозой

Сидерий Период от 2,5 до 1,6 млрд. лет назад. Более совершенные цианобактерии выделяют большое количество кислорода, что приводит к кислородной катастрофе. Кислород становится губителен для анаэробных организмов. В статерии возникают первые аэробные эукариоты
Рясий
Орозирий
Статерий

 

Мезопротерозой

Калимий Длился 1,6-1 млрд. лет назад. Формируются осадочные горные породы. В эктазии появляются первые многоклеточные организмы – красные водоросли. В стении возникают эукариоты, размножающиеся половым путём
Эктазий
Стений
Неопротерозой Тоний Начался 1 млрд. лет назад и закончился 542 млн. лет назад. Сильное оледенение земной коры. В эдиакарии появляются первые многоклеточные мягкотелые животные – вендобионты
Криогений
Эдиакарий



Фанерозой


 

 




Палеозой





Кембрий Длился с 541 по 290 млн. лет назад. В начале эры появляется видовое разнообразие живых организмов. Между ордовиком и силуром произошло вымирание, в результате которого исчезло более 60 % живых существ, но уже в девоне жизнь начала осваивать новые экологические ниши. Возникли хвощи, папоротники, голосеменные растения, большое количество кистепёрых рыб, первые позвоночные наземные животные, насекомые, пауки, аммониты. В конце девона также происходит вымирание. В карбоне появляются рептилии, амфибии, моллюски, мшанки, членистоногие, хрящевые рыбы. В пермский период возникают жуки, сетчатокрылые насекомые, хищные зверообразные
Ордовик
Силур
Девон
Карбон
Пермь
Мезозой




Триас



Начался 252 млн. лет и закончился 66 млн. лет назад. На стыке перми и триаса происходит крупнейшее массовое вымирание, в результате которого исчезает 90 % морских обитателей и 70 % наземных. В юрском периоде появляются первые цветковые растения, вытесняющие голосеменные. Рептилии и насекомые занимают господствующее положение. В меловом периоде происходит похолодание и вымирание большинства растений. Это приводит к гибели травоядных, а затем и хищных рептилий. На смену приходят первые птицы и млекопитающие
Юра
Мел



Кайнозой


Палеоген Начался 66 млн. лет назад и продолжается до сих пор. Разнообразие птиц, растений, насекомых. Появляются киты, морские ежи, головоногие, слоны, лошади. В антропогене – текущем периоде – около 2 млн. лет назад возникли первые люди (Homo)
Неоген
Антропоген


Эволюция жизни на Земле началась с момента появления первого живого существа — около 3,7 миллиарда лет назад (а по некоторым данным — 4,1 млрд лет назад) и продолжается по сей день. Сходство между всеми организмами указывает на наличие общего предка, от которого произошли все другие живые существа.

 

Цианобактериальные маты и археи были доминирующей формой жизни в начале архейского периода и явились огромным эволюционным шагом того времени. Кислородный фотосинтез, появившийся около 2,5 млрд лет назад, в конечном итоге привёл к оксигенации атмосферы, которая началась примерно 2,4 млрд лет назад. Самые ранние свидетельства эукариот датируются 1,8 млрд лет назад, хотя, возможно, они появились ранее — диверсификация эукариот ускорилась, когда они начали использовать кислород в метаболизме. Позже, около 1,7 млрд лет назад, стали появляться многоклеточные организмы с дифференцированными клетками для выполнения специализированных функций.

Примерно 1,2 млрд лет назад появляются первые водоросли, а уже примерно 450 млн лет назад — первые высшие растения. Беспозвоночные животные появились в эдиакарском периоде, а позвоночные возникли около 525 миллионов лет назад во время кембрийского взрыва.

 

Во время пермского периода из крупных позвоночных преобладали синапсиды — предки млекопитающих, но события пермского вымирания (251 млн лет назад) уничтожили 96 % всех морских видов и 70 % наземных видов позвоночных, в том числе и большинства синапсид. В периоде восстановления после этой катастрофы архозавры стали наиболее распространёнными наземными позвоночными и вытеснили терапсид в середине триаса. В конце триаса архозавры дали начало динозаврам, которые доминировали в течение юрского и мелового периодов. Предки млекопитающих в то время представляли собой небольших насекомоядных животных. После мел-палеогенового вымирания, произошедшего около 66 миллионов лет назад все нептичьи динозавры вымерли, и из архозавров остались только крокодилы и птицы. После этого млекопитающие стали быстро увеличиваться в размерах и разнообразии, так как теперь им почти никто не составлял конкуренцию. Такие массовые вымирания, вероятно, ускоряли эволюцию путём появления у новых групп организмов возможностей для диверсификации.

 

Ископаемые остатки показывают, что цветковые растения появились в раннем меловом периоде (130 миллионов лет назад) или несколько раньше, и, вероятно, помогли эволюционировать опыляющим насекомым. Социальные насекомые появились примерно в то же время, что и цветковые растения. Хотя они занимают лишь небольшую часть «родословной» насекомых, в настоящее время они составляют более половины их общего количества.

 

Люди являются одними из приматов, начавших ходить вертикально, около 6 млн лет назад. Хотя размер мозга их предков был сравним с размером мозга других гоминид, например, шимпанзе, он начал увеличиваться 3 миллиона лет назад.

 

Комментарии к новости
  1. Егор1 августа 2020 15:11
    Ух как все запутанно! Оказывается в клетке есть две ДНК: одна в ядре клетки и еще одна в митохондрии. А как тогда происходит процес деления клетки? Получается, что в момент деления удваивается ДНК самой клетки и ДНК митохондрии? Вот интересно, а искусственно можно собрать клетку из разных запчастей?
Добавить комментарий
Добавить свой комментарий:
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Это код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите сюда:

Опрос
Часто вы здесь бываете?

Статистика
ТОП Комментарии
Инна пишет:
Да уж, никогда раньше не интересовалась историей появления этого блюда. Интересно, происхождение рецепта далеко не
Испокон веков считалось,что обладание алмазами и бриллиантами обеспечивало их владельцам статус богатства и
То,что Персию в 1935 году все же переименовали в Иран,считаю вполне законным и справедливым в историческом
Ника пишет:
Очень интересная и познавательная статья. Прочитала с удовольствием. Думаю что не только в России каста судей