История на живота на Земята

Ако щяхте да поставите целия период на съществуване на Земята (около 4,6 милиарда години) на часовник, времето, през което хората са тук, отчита само около минута. Ние съществуваме от около 0,004 процента от общата възраст на Земята.

Това са милиарди години време, преди изобщо да излезем на сцената. Какво се случи през останалото време, когато не бяхме тук? Кога животът и живи същества за първи път възникват на Земята?

Нека да разгледаме историята на живота на Земята, включително кога е възникнал, ранните теории за това как са се развивали живите същества, произхода на живота през еоните и как сме стигнали до мястото, където сме днес.

Хронологията на Земята е разделена на части от времето, наречени "еони". Всеки от тези еони отбелязва важни събития от живота на планетата и историята на живота на Земята.

Хадеанският еон е кръстен на гръцкия бог Хадес. По време на своето формиране преди 4,6 милиарда години Земята е била по същество голяма, изключително гореща (над точката на кипене на вода, гореща) топка от токсичен газ, лава, експлозии, астероиди и метали. С други думи, това беше токсичен адски пейзаж.

Не само това, но все още не са се образували скали, континенти или океани. Наземните и морски среди, които съществуват на Земята сега са от решаващо значение за еволюция на живота защото те осигуряват пространство, материали, климат и други характеристики, от които организмите се нуждаят, за да оцелеят и да процъфтяват.

Знаейки това, разбираемо е, че този еон, продължил 6 милиона години, не може да поддържа никакъв живот.

Тази ранна Земя обаче имаше едно значимо събитие, за което се смята, че е предизвикало един от ключовите елементи на живота. The тежка бомбардировка етап е период по време на хадеанския еон, когато Земята е бомбардирана с космически отломки, астероиди и друга материя.

Учените смятат, че тези астероиди може да са помогнали да се предизвика образуването на ДНК, течна вода и важни геоложки образувания.

След хадеанския еон дойде архейският еон, който продължи от 4,0 до 2,5 милиарда години.

Първото голямо събитие за еволюцията на живота беше Theia въздействие, или образуването на Луната. По време на хадеанския еон Земята се въртеше значително по-бързо, отколкото сега. Това направи Земята нестабилна и създаде екстремни климатични и климатични модели.

В това, което е известно като въздействието на Тея, обект с размер на Марс се сблъска със Земята, което доведе до разпадане на големи парчета отломки. Смята се, че гравитационната сила на Земята задържа по-големите парчета в своята орбита и те се събраха, за да образуват едно голямо тяло, което сега познаваме като Луната.

След това голямо въздействие въртенето се забави и стабилизира, което може да доведе до накланяне на Земята и доведе до сезонни промени, за които сега знаем, че са важен фактор за създаването на екосистеми, биоми и организъм адаптации.

Освен това през този период от време се случиха три много важни събития:

• Образували се океани.
• Появиха се първите доказателства за живота.
• Започнаха да се образуват континенти и скали (около 40% от континентите, образувани през този период).

Когато Земята се охлажда и слоевете на Земята се образуват, се отделят големи количества водна пара. Температурата продължи да спада, което позволи на водните пари да се охладят до течна вода и да образуват океаните преди около 3,8 милиарда години.

Какво означава това? Това означава, че животът най-вероятно е възникнал за първи път в океаните, защото океаните са се образували първи и те са там, където са първите фосилни доказателства на живота беше открит. Също така през този период от време в атмосферата нямаше използваем кислород, което означава, че първите форми на живот са били анаеробни.

Основната теория за това как е възникнал животът е известна като теорията за „първичната супа“ или абиогенеза.

Първична супа: Учените предположиха, че след като океаните се образуват, всички компоненти, елементи и материя, които са необходими за създаването на живот и сложните молекули на живота (протеини, ДНК и т.н.) се носеха наоколо в един вид "първичен супа. "

Те вярват, че всичко, от което се нуждае, е била искра на енергия (като удар на мълния или експлозия, и двете от които са били често срещани в ранна земна среда), за да се създадат основни молекули за реалистични аминокиселини / протеини и нуклеинови киселини (генетични материал). The Експеримент на Милър-Юри повторил условията на ранната Земя, за да покаже, че химичните реакции могат да възникнат по този начин за създаване на прости аминокиселини.

След като тези молекули са създадени, учените вярват, че нещата са възникнали постепенно, бавно създавайки все по-сложни молекули чрез прости химически реакции. След като бяха създадени градивните елементи, в крайна сметка всички те се събраха, за да образуват живи организми. Това постепенно формиране на живот от неорганични молекули е известно още като Хипотеза на Oparin-Haldane.

Астероиди: Друга теория е свързана със стадия на тежка бомбардировка. Ранната Земя е била постоянно бомбардирана с астероиди и космическа материя. Някои учени теоретизират, че молекулите за цял живот или дори самите форми на живот са били транспортирани до Земята чрез тези астероиди.

Учените теоретизират, че базирани на РНК едноклетъчни организми са се образували в хидротермални отвори дълбоко в океана преди около 3,8 милиарда години.

Учените откриха изкопаеми доказателства за изтривалки от водорасли и използваха техники за радиометрично датиране, за да ги датират на възраст около 3,7 милиарда години. Цианобактерии Намерени са и вкаменелости, датирани на около 3,5 милиарда години.

Това е не само ключово в смисъл, че това са първите известни живи организми на Земята, но и те създават основата за възникването на живота, какъвто го познаваме днес. Тези организми са производители / автотрофи, което означава, че са създали собствена храна и енергия, използвайки светлина от слънцето, използвайки фотосинтеза.

Фотосинтеза използва слънчевата светлина плюс въглеродния диоксид за получаване на захар и кислород. Тези примери за ранен живот и ранни организми са били отговорни за създаването на почти целия кислород на Земята, което е позволило повече живот да продължи напред. Създаването на кислород на Земята от тези организми се нарича Голямо събитие за оксигениране. (Може да видите и термина „Голямо окислително събитие.“)

На този етап се предполага, че целият живот е бил анаеробен и прокариотичен. Доказателствата за земния живот се появяват едва преди 3,2 милиарда години, след формирането на континентите. И тъй като озоновият слой още не се беше образувал, UV лъчение от слънцето направи невъзможен почти целия живот на сушата на земната кора, запазвайки почти целия живот в океана.

Протерозойският еон е следвал архейския, продължил от 2500 милиона до 541 милиона години.

След Голямото събитие с оксигениране всички тези оригинални анаеробни организми измряха, защото кислородът беше токсичен за тях. По ирония на съдбата, техният собствен живот и повишаването на нивата на кислород на Земята доведоха до тяхното изчезване.

Животът обаче беше на път да бъде изпитан отново. Целият нов кислород реагира с високите нива на метан в атмосферата, за да създаде въглероден диоксид. Това бързо понижава температурата на Земята, потапяйки я в „снежна топка Земя“, която е била ледникова епоха, продължила около 300 милиона години.

През този еон също се е случвало формирането на тектоничните плочи и пълното формиране на континентите върху земната кора.

Нарастващите нива на кислород също позволяват образуването и удебеляването на озонов слой, който предпазва Земята от опасно излъчване от слънцето. Това позволи животът да се появи на сушата.

През този еон също възникват еукариотни клетки, включително първите многоклетъчни организми и многоклетъчен живот. Еукариотните клетки се появиха, когато прости клетки погълнаха други клетки, включително митохондриални и подобни на хлоропласт клетки, образувайки една по-голяма и сложна клетка. Това се нарича ендосимбиотична теория.

Животът от тук се разминава и еволюира от просто прокариотни и едноклетъчни организми като бактерии и археи в еукариот и многоклетъчен живот като гъби, растения и животни.

След протерозойския еон дойде фанерозойският еон. Това е текущ еони се разделя на епохи, периоди, епохи и епохи.

Може би следващото най-голямо събитие в еволюцията на живота е т.нар Кембрийска експлозия. Той се е състоял през палеозойската ера, която е продължила от 541 милиона до 245-252 милиона години. (Годините от ерата могат леко да се променят в зависимост от източника, който намерите.)

Преди експлозията в Камбрия повечето живот беше малък и много прост. Камбрийската експлозия беше експлозията и разнообразяването на живота на Земята, по-специално внезапната поява и сложността на животните и растенията.

Учените вярват, че това се дължи на повишаването на нивата на кислород в атмосферата в края на снежна топка Земя и развитието на благоприятни условия на околната среда за увеличаване на живота в сложност.

Първо дойде „ерата на безгръбначните животни“. Безгръбначните с твърда черупка са еволюирали от тези с мека черупка. След това дойдоха рибите и морските гръбначни животни и оттам тези риби се превърнаха в земноводни и обитаващи земя и вода животни.

Почти всички сухоземни животни са еволюирали от тези морски и рибни предци. Те са се развили, за да имат бодли, гръбначни, челюсти и крайници. Гръбначните животни се появяват за първи път във вкаменелостите преди около 530 милиона години.

Освен това имаше огромен взрив на растения и гори, включително тропически гори, по целия свят. Това доведе до ново огромно повишаване на нивата на кислород в атмосферата поради страничните продукти от фотосинтезата на тези растения. Появиха се насекоми и те бяха гигантски поради голямото количество наличен кислород.

Събития за масово измиране: Целият този нов живот спря на тласък с колапса на карбоновите дъждовни гори. Поради бързите климатични промени това доведе до първото масово изчезване на много от тези нови гори и растения.

На мястото на тези гори са дошли големи пустини, които водят до еволюция и господство на влечугите.

Те обаче не бяха в безопасност. Друго масово изчезване сложи край на тази ера, наречена Пермско-триасово изчезване. Записите за изкопаеми и доказателства за изкопаеми предполагат, че при удара на астероид са загинали 96% от живота в океана и 70% от сухоземните гръбначни животни.

След това изчезване убива по-голямата част от живота на Земята, влечугите и динозаврите се появяват, за да доминират в пустините, останали след себе си.

Динозаврите доминираха като основен живот на Земята в продължение на около 160 милиона години. А от динозаврите дойде по-късната еволюция на птиците.

Растителният живот се обърна през мезозоя; ерата понякога се нарича епоха на иглолистните дървета. Растенията еволюират нов начин за размножаване с еволюцията на първите иглолистни дървета (те използват кълняемост на семена).

Тъй като повече растения се върнаха след предишното изчезване, нивата на кислород отново се увеличиха, което позволи много големи организми. Спомняте ли си колко големи бяха тиранозавърските рекси? Това е така, защото в атмосферата имаше толкова много кислород, който да поддържа такива огромни организми.

Мезозойът също завърши с масово изчезване, наречено K-T изчезване (известен също като Кредово-палеогенов случай на изчезване) в резултат на друго въздействие на астероид.

Почти всички видове са изчезнали, с изключение на морския живот и много дребните бозайници.

Кайнозойската ера започна веднага след изчезването на K-T преди 66 милиона години и в момента сме в ерата.

След изчезването животът отново се разнообразява с бозайници, които се очертават като доминиращи животински видове. Това включва появата на големи морски бозайници като китове и големи сухоземни бозайници като мамути.

Растенията са разнообразни и тревите се развиват, докато континентите се носят към днешните си формации, вместо да останат като един от многото суперконтиненти, възникнали през историята на Земята.

Що се отнася до собствения ни живот, нашият общ прародител и първият примат се появиха преди около 25 милиона години. Първият хоминид се появи преди около 3 милиона години, с първия Homo sapiens в Африка преди 300 000 години.

В момента се намираме във фанерозойския еон, кайнозойската ера, кватернерния период. Повечето източници изброяват Холоценова епоха като настоящата епоха (ако наистина искате да бъдете конкретни, последната епоха на холоценовата епоха е мегалайската Възраст), но през 2000-те учените се убедиха по-силно, че хората са започнали друга епоха, наречена антропоцен Епоха.

През май 2019 г. Работната група по антропоцен, група, която е част от Международната комисия по стратиграфия, гласува направете антропоценовата епоха част от геоложката скала на времето, като средата на 20-ти век е приблизителна отправна точка.

Това още не означава, че антропоценът е напълно официален, тъй като групата все още трябва да получи одобрение както от Международната комисия по стратиграфия, така и от Международния съюз на геоложките науки. Това обаче е съществена стъпка в процеса на очертаване на нова епоха.

Изчезване на холоцен: Планетата би могла да бъде на път към друга драстична промяна в живота, както сме виждали да се случва в много епохи от историята на Земята. Учените казват, че поради въздействието на човека върху околната среда и климата на Земята в наши дни се случва масово измиране, наречено „изчезване на холоцена“.

Освен ако не променим въздействието си върху околната среда, по-специално онези, които засягат климатичните промени, в близко бъдеще бихме могли да разгледаме още една огромна промяна и изчезване на живота (включително и нас самите).

• Човешката еволюция и етапите на човека
• Различни видове вкаменелости
• Основните идеи на Чарлз Дарвин за еволюцията
• Видове наука за Земята
• Четири фактора на естествения подбор