Ιστορία της ζωής στη γη

Εάν επρόκειτο να βάλετε ολόκληρο το χρονικό διάστημα της ύπαρξης της Γης (περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια) σε ένα ρολόι, ο χρόνος που οι άνθρωποι ήταν εδώ είναι μόνο περίπου ένα λεπτό. Έχουμε υπάρξει για περίπου 0,004 τοις εκατό της συνολικής ηλικίας της Γης.

Αυτό είναι δισεκατομμύριο χρόνια πριν ακόμη φτάσουμε στη σκηνή. Τι συνέβη τον υπόλοιπο χρόνο όταν δεν ήμασταν εδώ; Πότε έκανε η ζωή και έμβια όντα για πρώτη φορά στη Γη;

Ας ρίξουμε μια ματιά στην ιστορία της ζωής στη Γη, συμπεριλαμβανομένων όταν ξεκίνησε για πρώτη φορά, πρώιμες θεωρίες για το πώς εξελίχθηκαν τα ζωντανά πράγματα, η προέλευση της ζωής μέσα στους αιώνες και πώς φτάσαμε εκεί που είμαστε σήμερα.

Το χρονοδιάγραμμα της Γης χωρίζεται σε κομμάτια του χρόνου που ονομάζονται "αιώνες". Καθένας από αυτούς τους αιώνες σηματοδοτεί σημαντικά γεγονότα στη ζωή του πλανήτη και την ιστορία της ζωής στη Γη.

Το Hadean Eon πήρε το όνομά του από τον Έλληνα θεό Άδη. Τη στιγμή της δημιουργίας της πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη ήταν ουσιαστικά μια μεγάλη, εξαιρετικά καυτή (πάνω από το σημείο βρασμού του νερού, καυτή) μπάλα τοξικού αερίου, λάβα, εκρήξεις, αστεροειδείς και μέταλλα. Με άλλα λόγια, ήταν ένα τοξικό κόλαση.

Όχι μόνο αυτό, αλλά δεν είχαν σχηματιστεί ακόμη βράχοι, ηπείροι ή ωκεανοί. Τα χερσαία και θαλάσσια περιβάλλοντα που υπάρχουν στη Γη τώρα είναι ζωτικής σημασίας για το εξέλιξη της ζωής επειδή παρέχουν χώρο, υλικά, κλίμα και άλλα χαρακτηριστικά που πρέπει να επιβιώσουν και να ευδοκιμήσουν οι οργανισμοί.

Γνωρίζοντας αυτό, είναι κατανοητό ότι αυτό το eon, που διήρκεσε 6 εκατομμύρια χρόνια, δεν μπορούσε να συντηρήσει καμία ζωή.

Ωστόσο, αυτή η πρώιμη Γη είχε ένα σημαντικό γεγονός που πιστεύεται ότι πυροδότησε ένα από τα κρίσιμα στοιχεία της ζωής. ο βαριά φάση βομβαρδισμού ήταν μια περίοδος κατά τη διάρκεια του Hadean Eon, όταν η Γη βομβαρδίστηκε με διαστημικά συντρίμμια, αστεροειδείς και άλλες ύλες.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτοί οι αστεροειδείς μπορεί να έχουν συμβάλει στη δημιουργία του DNA, υγρό νερό και σημαντικούς γεωλογικούς σχηματισμούς.

Μετά το Hadean Eon ήρθε το Archean Eon, το οποίο διήρκεσε από 4,0 δισεκατομμύρια έως 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Το πρώτο σημαντικό γεγονός για την εξέλιξη της ζωής ήταν το Ο αντίκτυπος της θείας, ή ο σχηματισμός του φεγγαριού. Κατά τη διάρκεια του Hadean Eon, η Γη περιστρέφεται σημαντικά πιο γρήγορα από ό, τι τώρα. Αυτό έκανε τη Γη ασταθής και παρήγαγε ακραίες καιρικές συνθήκες / κλίμα.

Σε αυτό που είναι γνωστό ως Theia Impact, ένα αντικείμενο μεγέθους Άρη συγκρούστηκε με τη Γη, με αποτέλεσμα μεγάλα κομμάτια συντρίμμια να διαλύονται. Πιστεύεται ότι η βαρυτική δύναμη της Γης κράτησε τα μεγαλύτερα κομμάτια στην τροχιά της και ενώθηκαν για να σχηματίσουν ένα μεγάλο σώμα που τώρα γνωρίζουμε ως το φεγγάρι.

Μετά από αυτή τη μεγάλη πρόσκρουση, η περιστροφή επιβραδύνθηκε και σταθεροποιήθηκε, γεγονός που μπορεί να είχε ως αποτέλεσμα την κλίση της Γης και οδήγησε σε εποχιακές αλλαγές που τώρα γνωρίζουμε είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη δημιουργία οικοσυστημάτων, βιομάζων και οργανισμών προσαρμογές.

Εκτός αυτού, συνέβησαν τρία πολύ σημαντικά γεγονότα κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου:

• Σχηματίστηκαν ωκεανοί.
• Εμφανίστηκαν τα πρώτα στοιχεία της ζωής.
• Ήπειροι και βράχοι άρχισαν να σχηματίζονται (εκτιμάται ότι το 40 τοις εκατό των ηπείρων σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου).

Καθώς η Γη ψύχθηκε και σχηματίστηκαν τα στρώματα της Γης, απελευθερώθηκαν μεγάλες ποσότητες υδρατμών. Η θερμοκρασία συνέχισε να μειώνεται, γεγονός που επέτρεψε στους υδρατμούς να κρυώσουν σε υγρό νερό και να σχηματίσουν τους ωκεανούς περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Τι σημαίνει αυτό? Σημαίνει ότι η ζωή πιθανότατα εμφανίστηκε για πρώτη φορά στους ωκεανούς επειδή οι ωκεανοί σχηματίστηκαν πρώτα, και εκεί είναι οι πρώτοι απολιθωμένα αποδεικτικά στοιχεία της ζωής ανακαλύφθηκε. Επίσης κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου, δεν υπήρχε χρησιμοποιήσιμο οξυγόνο στην ατμόσφαιρα, που σημαίνει ότι οι πρώτες μορφές ζωής ήταν αναερόβιος.

Η κύρια θεωρία για το πώς εμφανίστηκε η ζωή είναι γνωστή ως θεωρία «αρχέγονη σούπα» ή αβιογένεσις.

Αρχέγονη σούπα: Οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι μόλις σχηματίστηκαν οι ωκεανοί, όλα τα συστατικά, τα στοιχεία και η ύλη που είναι απαραίτητα για το η δημιουργία της ζωής και των σύνθετων μορίων της ζωής (πρωτεΐνες, DNA κ.ο.κ.) κυλούσαν σε ένα είδος «αρχέγονου» σούπα."

Πιστεύουν ότι το μόνο που χρειαζόταν ήταν μια σπίθα ενέργειας (όπως μια αστραπή ή μια έκρηξη, και οι δύο ήταν κοινές στο πρώιμο περιβάλλον της Γης) προκειμένου να δημιουργηθούν βασικά μόρια για ζωτικά αμινοξέα / πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα (γενετικά υλικό). ο Πείραμα Miller-Urey επανέλαβε τις συνθήκες της πρώιμης Γης για να δείξει ότι χημικές αντιδράσεις θα μπορούσαν να συμβούν έτσι ώστε να δημιουργηθούν απλά αμινοξέα.

Μόλις δημιουργήθηκαν αυτά τα μόρια, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα πράγματα προέκυψαν σταδιακά, δημιουργώντας αργά όλο και πιο πολύπλοκα μόρια μέσω απλών χημικών αντιδράσεων. Μόλις δημιουργήθηκαν τα δομικά στοιχεία, τελικά όλα ενώθηκαν για να σχηματίσουν ζωντανούς οργανισμούς. Αυτός ο σταδιακός σχηματισμός ζωής από ανόργανα μόρια είναι επίσης γνωστός ως Υπόθεση οπαρίνης-Haldane.

Αστεροειδείς: Μια άλλη θεωρία έχει να κάνει με τη βαριά φάση βομβαρδισμού. Η πρώιμη Γη βομβαρδίστηκε συνεχώς με αστεροειδείς και διαστημική ύλη. Μερικοί επιστήμονες θεωρούν ότι τα μόρια για τη ζωή, ή ακόμη και οι ίδιοι μορφές ζωής, μεταφέρθηκαν στη Γη μέσω αυτών των αστεροειδών.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι οι μονοκυτταρικοί οργανισμοί που βασίζονται σε RNA σχηματίστηκαν σε υδροθερμικούς αεραγωγούς βαθιά στον ωκεανό πριν από περίπου 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν απολιθωμένα στοιχεία για χαλάκια φυκών και χρησιμοποίησαν ραδιομετρικές τεχνικές χρονολόγησης για να τα γνωρίσουν σε ηλικία περίπου 3,7 δισεκατομμυρίων ετών. Κυανοβακτήρια Βρέθηκαν επίσης απολιθώματα και χρονολογούνται περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Όχι μόνο αυτό ήταν καθοριστικό με την έννοια ότι αυτοί είναι οι πρώτοι γνωστοί ζωντανοί οργανισμοί στη Γη, αλλά έθεσαν επίσης τα θεμέλια για την εμφάνιση της ζωής, όπως το γνωρίζουμε σήμερα. Αυτοί οι οργανισμοί ήταν παραγωγοί / αυτότροφοι, δηλαδή δημιούργησαν τη δική τους τροφή και ενέργεια χρησιμοποιώντας φως από τον ήλιο χρησιμοποιώντας φωτοσύνθεση.

Φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί το φως του ήλιου συν διοξείδιο του άνθρακα για την παραγωγή ζάχαρης και οξυγόνου. Αυτά τα παραδείγματα πρώιμης ζωής και πρώιμων οργανισμών ήταν υπεύθυνα για τη δημιουργία σχεδόν όλου του οξυγόνου της Γης, το οποίο επέτρεψε να προχωρήσει περισσότερο η ζωή. Η δημιουργία του οξυγόνου της Γης από αυτούς τους οργανισμούς ονομάζεται Μεγάλη εκδήλωση οξυγόνωσης. (Μπορεί επίσης να δείτε τον όρο "Εκδήλωση Μεγάλης Οξείδωσης".)

Σε αυτό το σημείο, υποτίθεται ότι όλη η ζωή ήταν αναερόβια και προκαρυωτική. Τα στοιχεία της επίγειας ζωής δεν εμφανίστηκαν πριν από 3,2 δισεκατομμύρια χρόνια, μετά τον σχηματισμό των ηπείρων. Και αφού το στρώμα του όζοντος δεν είχε σχηματιστεί ακόμη, UV ακτινοβολία από τον ήλιο κατέστησε σχεδόν αδύνατη όλη τη χερσαία ζωή στον φλοιό της Γης, διατηρώντας σχεδόν όλη τη ζωή στον ωκεανό.

Το Proterozoic Eon ακολούθησε τους Αρχαίους, διάρκειας από 2500 εκατομμύρια έως 541 εκατομμύρια χρόνια πριν.

Μετά το Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης, όλοι αυτοί οι αρχικοί αναερόβιοι οργανισμοί πέθαναν επειδή το οξυγόνο ήταν τοξικό για αυτούς. Κατά ειρωνικό τρόπο, η ζωή τους και η αύξηση των επιπέδων οξυγόνου της Γης οδήγησαν στην εξαφάνισή τους.

Η ζωή επρόκειτο να δοκιμαστεί ξανά, ωστόσο. Όλο το νέο οξυγόνο αντέδρασε με τα υψηλά επίπεδα μεθανίου στην ατμόσφαιρα για να δημιουργήσει διοξείδιο του άνθρακα. Αυτό μείωσε γρήγορα τη θερμοκρασία της Γης, βυθίστηκε σε "χιονιά Γη", η οποία ήταν μια εποχή πάγου που διήρκεσε περίπου 300 εκατομμύρια χρόνια.

Επίσης, κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής υπήρχε ο σχηματισμός των τεκτονικών πλακών και ο πλήρης σχηματισμός των ηπείρων στον φλοιό της Γης.

Η αύξηση των επιπέδων οξυγόνου επέτρεψε επίσης το σχηματισμό και την πάχυνση του στρώση όζοντος, που προστατεύει τη Γη από την επικίνδυνη ακτινοβολία από τον ήλιο. Αυτό επέτρεψε στη ζωή να αναδυθεί στη στεριά.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δημιουργήθηκαν ευκαρυωτικά κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των πρώτων πολυκυτταρικών οργανισμών και της πολυκυτταρικής ζωής. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα εμφανίστηκαν όταν απλά κύτταρα κατακλύζουν άλλα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των μιτοχονδριακών και χλωροπλαστικών κυττάρων, σχηματίζοντας ένα μεγαλύτερο και πολύπλοκο κύτταρο. Αυτό ονομάζεται το ενδοσυμιωτική θεωρία.

Η ζωή από εδώ αποκλίνει και εξελίχθηκε από απλώς προκαρυωτικούς και μονοκύτταρους οργανισμούς όπως βακτήρια και αρχαία σε ευκαρυωτική και πολυκυτταρική ζωή όπως μύκητες, φυτά και ζώα.

Μετά το Πρωτεροζωικό Eon ήρθε το Phanerozoic Eon. Αυτό είναι το τρέχον eon, και χωρίζεται σε εποχές, περιόδους, εποχές και εποχές.

Ίσως το επόμενο μεγαλύτερο γεγονός στην εξέλιξη της ζωής είναι το λεγόμενο Έκρηξη της Καμπρίας. Πραγματοποιήθηκε στην Παλαιοζωική Εποχή, η οποία διήρκεσε από 541 εκατομμύρια σε 245-252 εκατομμύρια χρόνια πριν. (Τα χρόνια της εποχής μπορεί να αλλάξουν ελαφρώς ανάλογα με την πηγή που βρίσκετε.)

Πριν από την έκρηξη της Καμπρίας, η περισσότερη ζωή ήταν μικρή και πολύ απλή. Η έκρηξη της Καμπρίας ήταν η έκρηξη και η διαφοροποίηση της ζωής στη Γη, ειδικά η ξαφνική εμφάνιση και η πολυπλοκότητα των ζώων και των φυτών.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό οφείλεται στην αύξηση των επιπέδων οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, το τέλος του Snowball Earth και η ανάπτυξη ευνοϊκών περιβαλλοντικών συνθηκών για να αυξηθεί η ζωή περίπλοκο.

Πρώτα ήρθε η «εποχή των ασπόνδυλων». Τα σκληρά κελύφη ασπόνδυλα εξελίχθηκαν από μαλακά κελύφη. Στη συνέχεια ήρθαν ψάρια και θαλάσσια σπονδυλωτά, και από εκεί, αυτά τα ψάρια εξελίχθηκαν σε αμφίβια και ζώα που ζουν στη γη και στο νερό.

Σχεδόν όλα τα χερσαία ζώα εξελίχθηκαν από αυτούς τους κοινούς προγόνους θαλάσσιων και ψαριών. Εξέλιξαν να έχουν αγκάθια, σπονδυλωτά, σαγόνια και άκρα. Τα σπονδυλωτά εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στο απολιθωμένο ρεκόρ πριν από περίπου 530 εκατομμύρια χρόνια.

Υπήρξε επίσης μια τεράστια έκρηξη φυτών και δασών, συμπεριλαμβανομένων των τροπικών δασών, σε όλο τον κόσμο. Αυτό οδήγησε σε μια άλλη τεράστια αύξηση των επιπέδων οξυγόνου στην ατμόσφαιρα λόγω των παραπροϊόντων αυτών των φυτών. Τα έντομα εμφανίστηκαν και ήταν γιγάντια λόγω της μεγάλης ποσότητας διαθέσιμου οξυγόνου.

Εκδηλώσεις μαζικής εξαφάνισης: Όλη αυτή η νέα ζωή σταμάτησε με την κατάρρευση του Carboniferous Rainforest. Λόγω της ταχείας αλλαγής του κλίματος, οδήγησε στην πρώτη μαζική εξαφάνιση πολλών από αυτά τα νέα δάση και φυτά.

Στη θέση αυτών των δασών ήρθαν μεγάλες έρημοι, που οδηγούν στην εξέλιξη και την κυριαρχία των ερπετών.

Ωστόσο, δεν ήταν ασφαλείς. Μια άλλη μαζική εξαφάνιση τελείωσε αυτή την εποχή, που ονομάζεται Permian-Triassic εξαφάνιση. Τα απολιθώματα και τα απολιθώματα δείχνουν ότι μια αστεροειδής απεργία σκότωσε το 96 τοις εκατό της ζωής στον ωκεανό και το 70 τοις εκατό των επίγειων σπονδυλωτών.

Μετά από αυτό το γεγονός εξαφάνισης σκοτώθηκε η περισσότερη ζωή στη Γη, ερπετά και δεινόσαυροι εμφανίστηκαν για να κυριαρχήσουν στις ερήμους που άφησαν πίσω.

Οι δεινόσαυροι κυριάρχησαν ως η κύρια ζωή στη Γη για περίπου 160 εκατομμύρια χρόνια. Και από τους δεινόσαυρους ήρθε η μεταγενέστερη εξέλιξη των πουλιών.

Η φυτική ζωή πήρε μια στροφή κατά τη διάρκεια του Μεσοζωικού. η εποχή καλείται μερικές φορές η εποχή των κωνοφόρων. Τα φυτά εξελίχθηκαν με έναν νέο τρόπο αναπαραγωγής με την εξέλιξη των πρώτων κωνοφόρων δέντρων (χρησιμοποιούν βλάστηση σπόρων).

Καθώς περισσότερα φυτά επέστρεψαν μετά το προηγούμενο γεγονός εξαφάνισης, τα επίπεδα οξυγόνου αυξήθηκαν και πάλι, γεγονός που επέτρεπε πολύ μεγάλους οργανισμούς. Θυμάστε πόσο μεγάλο ήταν το Tyrannosaurus Rexes; Αυτό συμβαίνει επειδή υπήρχε τόσο πολύ οξυγόνο στην ατμόσφαιρα για να υποστηρίξει τόσο μεγάλους οργανισμούς.

Το Mesozoic τελείωσε επίσης με μια μαζική εξαφάνιση εκδήλωση που ονομάζεται Κ-Τ εξαφάνιση (επίσης γνωστό ως το Εκδήλωση εξαφάνισης κρητιδικού-παλαιογόνου) ως αποτέλεσμα άλλης αστεροειδούς πρόσκρουσης.

Σχεδόν όλα τα είδη εξαφανίστηκαν εκτός από τη θαλάσσια ζωή και τα πολύ μικρά θηλαστικά.

Η εποχή του Cenozoic ξεκίνησε αμέσως μετά την εξαφάνιση του K-T πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια και είναι η εποχή που βρισκόμαστε τώρα.

Μετά το γεγονός της εξαφάνισης, η ζωή διαφοροποιήθηκε ξανά με τα θηλαστικά να αναδύονται ως το κυρίαρχο είδος ζώου. Αυτό περιελάμβανε την εμφάνιση μεγάλων θαλάσσιων θηλαστικών όπως φάλαινες και μεγάλων χερσαίων θηλαστικών όπως μαμούθ.

Τα φυτά διαφοροποιήθηκαν και τα χόρτα αναπτύχθηκαν καθώς οι ήπειροι μετατοπίστηκαν στους σημερινούς σχηματισμούς τους αντί να παραμείνουν ως ένα από τα πολλά υπερκείμενα που προέκυψαν κατά την ιστορία της Γης.

Όσον αφορά τη δική μας ζωή, ο κοινός πρόγονος μας και ο πρώτος πρωτεύων εμφανίστηκαν πριν από 25 εκατομμύρια χρόνια. Η πρώτη ανθρωποκτονία εμφανίστηκε πριν από 3 εκατομμύρια χρόνια, με την πρώτη Homo sapiens στην Αφρική πριν από 300.000 χρόνια.

Αυτήν τη στιγμή, βρισκόμαστε στην εποχή των φαινοζωικών, της εποχής των κυνοζωικών, της τεταρτογενούς περιόδου. Οι περισσότερες πηγές αναφέρουν το Εποχή Ολοκαίνου όπως η τρέχουσα εποχή (αν θέλετε πραγματικά να είστε συγκεκριμένοι, η τελευταία εποχή της εποχής του Ολοκαίνου είναι η Meghalayan Ηλικία), αλλά στη δεκαετία του 2000, οι επιστήμονες έγιναν πιο πεπεισμένοι ότι οι άνθρωποι είχαν ξεκινήσει μια άλλη εποχή που ονομάζεται Anthropocene Εποχή.

Τον Μάιο του 2019, η ομάδα εργασίας Anthropocene, μια ομάδα που είναι μέλος της Διεθνούς Επιτροπής Στρατογραφίας, ψήφισε Κάντε το Anthropocene Epoch μέρος της γεωλογικής χρονικής κλίμακας, με τα μέσα του 20ου αιώνα ως σημείο εκκίνησης κατά προσέγγιση.

Αυτό δεν σημαίνει ακόμη ότι το Anthropocene είναι εντελώς επίσημο, καθώς η ομάδα πρέπει ακόμη να λάβει έγκριση τόσο από τη Διεθνή Επιτροπή Στρατογραφίας όσο και από τη Διεθνή Ένωση Γεωλογικών Επιστημών. Ωστόσο, είναι ένα σημαντικό βήμα στη διαδικασία οριοθέτησης μιας νέας εποχής.

Εξάλειψη του Ολοκαινίου: Ο πλανήτης θα μπορούσε κάλλιστα να φτάσει σε μια άλλη δραστική αλλαγή ζωής, όπως έχουμε δει να συμβαίνει σε πολλές εποχές της ιστορίας της Γης. Οι επιστήμονες λένε ότι λόγω του ανθρώπινου αντίκτυπου στο περιβάλλον και το κλίμα της Γης, υπάρχει σήμερα μια μαζική εξαφάνιση που ονομάζεται «εξαφάνιση του Ολοκαινίου».

Εάν δεν αλλάξουμε τις επιπτώσεις μας στο περιβάλλον, ειδικά εκείνες που επηρεάζουν την κλιματική αλλαγή, θα μπορούσαμε να εξετάσουμε μια άλλη τεράστια μετατόπιση και εξαφάνιση της ζωής (συμπεριλαμβανομένου του εαυτού μας) στο εγγύς μέλλον.

• Ανθρώπινη εξέλιξη και στάδια του ανθρώπου
• Διαφορετικοί τύποι απολιθωμάτων
• Οι κύριες ιδέες του Charles Darwin για την εξέλιξη
• Τύποι Επιστήμης της Γης
• Τέσσερις παράγοντες της φυσικής επιλογής