היסטוריה של החיים על פני כדור הארץ

אם היית שם את כל פרק הזמן של קיום כדור הארץ (כ -4.6 מיליארד שנה) על שעון, הזמן שבני האדם שהו כאן מהווה רק כדקה. אנחנו קיימים בערך 0.004 אחוזים מהגיל הכולל של כדור הארץ.

זה מיליארדי שנים לפני שבכלל הגענו למקום. מה קרה בשאר הזמן כשלא היינו כאן? מתי החיים ו דברים חיים מתעוררים לראשונה על כדור הארץ?

בואו נעבור על ההיסטוריה של החיים על פני כדור הארץ, כולל מתי הם קמו לראשונה, תיאוריות מוקדמות לגבי התפתחותם של יצורים חיים, מקור החיים בעידן ואיך הגענו למקום בו אנו נמצאים כיום.

ציר הזמן של כדור הארץ מפורק לגושי זמן המכונים "עידנים". כל אחד מאותם עידנים מסמן אירועים חשובים בחיי כדור הארץ ובהיסטוריה של החיים על פני כדור הארץ.

האון האון נקרא על שם האל היווני האדס. בזמן הקמתו לפני 4.6 מיליארד שנה, כדור הארץ היה למעשה כדור גדול, חם במיוחד (מעל נקודת הרתיחה של מים, חמה) של גז רעיל, לבה, פיצוצים, אסטרואידים ומתכות. במילים אחרות, זה היה נוף גיהינום רעיל.

לא זו בלבד, אלא שעדיין לא נוצרו סלעים, יבשות או אוקיינוסים. סביבות ארציות וימיות הקיימות על פני כדור הארץ הן מכריעות ביותר עבור

בידיעה זו, ניתן להבין כי עידן זה, שנמשך 6 מיליון שנה, לא יכול היה לקיים שום חיים.

עם זאת, לכדור הארץ המוקדם הזה היה אירוע משמעותי אחד שחשב כי הוא עורר את אחד המרכיבים החשובים בחיים. ה שלב הפצצה כבד הייתה תקופה במהלך עידן ההדין כאשר כדור הארץ הופצץ בפסולת חלל, אסטרואידים וחומר אחר.

מדענים מאמינים כי ייתכן שאסטרואידים אלה סייעו לעורר את היווצרותם של DNA, מים נוזליים ותצורות גיאולוגיות חשובות.

לאחר עידן ההדין הגיע ארון הארכיאן, שנמשך בין 4.0 מיליארד ל -2.5 מיליארד שנים.

האירוע הגדול הראשון להתפתחות החיים היה השפעת תיאיה, או היווצרות הירח. במהלך עידן האדין כדור הארץ הסתובב מהר יותר ממה שהוא עושה עכשיו. זה הפך את כדור הארץ ללא יציב ויצר דפוסי מזג אוויר / אקלים קיצוניים.

במה שמכונה השפעת תיאיה, אובייקט בגודל מאדים התנגש בכדור הארץ, מה שגרם לחתיכות פסולת גדולות להתפרק. הוא האמין שכוח הכבידה של כדור הארץ שמר על החלקים הגדולים יותר במסלולו, והם התאגדו ויצרו גוף אחד גדול שאנו מכירים כיום הירח.

לאחר ההשפעה הגדולה הזו, הסיבוב הואט והתייצב, מה שאולי הביא להטיה של כדור הארץ ו הובילו לשינויים עונתיים שעכשיו אנו יודעים שהם גורם חשוב ביצירת מערכות אקולוגיות, ביומים ואורגניזם עיבודים.

מלבד זאת, שלושה אירועים חשובים מאוד התרחשו בתקופת זמן זו:

• נוצרו אוקיינוסים.
• העדויות הראשונות לחיים הופיעו.
• יבשות וסלעים החלו להיווצר (לפי הערכות 40 אחוז מהיבשות נוצרו בתקופה זו).

עם התקררות כדור הארץ ושכבות כדור הארץ נוצרו, שוחררו כמויות גדולות של אדי מים. הטמפרטורה המשיכה לרדת, מה שאפשר לאדי המים להתקרר למים נוזליים וליצור את האוקיאנוסים לפני כ -3.8 מיליארד שנה.

מה זה אומר? פירוש הדבר כי ככל הנראה החיים הופיעו לראשונה באוקיינוסים מכיוון שהאוקיאנוסים נוצרו ראשונים, והם במקום הראשון עדויות מאובנות של החיים התגלה. גם בתקופת זמן זו לא היה חמצן שמיש באטמוספירה, מה שאומר שצורות החיים הראשונות היו אנאירובי.

התיאוריה העיקרית של אופן הופעתם של החיים מכונה תיאוריית "המרק הקדום" או אביוגנזה.

מרק קדמוני: מדענים תיאמרו כי ברגע שהאוקיאנוסים נוצרו, כל המרכיבים, היסודות והחומר הדרושים ל יצירת החיים והמולקולות המורכבות של החיים (חלבונים, DNA וכן הלאה) צפו במעין "ראשוני מרק."

הם מאמינים שכל מה שצריך זה היה ניצוץ של אנרגיה (כמו מכת ברק או פיצוץ, ששניהם היו נפוצים הסביבה המוקדמת של כדור הארץ) במטרה ליצור מולקולות חיוניות לחומצות אמינו / חלבונים וחומצות גרעין (גנטיות) חוֹמֶר). ה ניסוי מילר-אורי שכפל את התנאים של כדור הארץ המוקדם כדי להראות שתגובות כימיות יכולות להתרחש בדרך זו ליצירת חומצות אמינו פשוטות.

לאחר שנוצרו מולקולות אלו, מדענים מאמינים כי הדברים התעוררו בהדרגה, ויצרו אט אט מולקולות מורכבות יותר ויותר באמצעות תגובות כימיות פשוטות. לאחר שנוצרו אבני הבניין, בסופו של דבר כולם התכנסו ויצרו אורגניזמים חיים. היווצרות הדרגתית זו של חיים ממולקולות אנאורגניות מכונה גם השערת אופרין-הלדאן.

אסטרואידים: תיאוריה אחרת קשורה לשלב ההפצצה הכבדה. כדור הארץ הקדום הופגז כל הזמן באסטרואידים ובחומר בחלל. יש מדענים שמתארים כי מולקולות לכל החיים, או אפילו צורות חיים עצמן, הועברו לכדור הארץ באמצעות אסטרואידים אלה.

מדענים מעריכים כי אורגניזמים חד תאיים מבוססי RNA נוצרו בפתחי הידרותרמיות עמוק באוקיאנוס לפני כ -3.8 מיליארד שנה.

מדענים גילו עדויות מאובנות של מחצלות אצות והשתמשו בטכניקות תיארוך רדיומטריות כדי לתארך אותן כ -3.7 מיליארד שנה. ציאנובקטריה כמו כן נמצאו מאובנים ומתוארכים לכ -3.5 מיליארד שנה.

לא זו בלבד שהמפתח היה במובן זה שמדובר באורגניזמים החיים הידועים הראשונים על פני כדור הארץ, אלא הם גם היוו את היסוד להופעת החיים כפי שאנו מכירים אותם כיום. אורגניזמים אלה היו יצרנים / אוטוטרופים, כלומר יצרו מזון ואנרגיה משלהם באמצעות אור מהשמש באמצעות פוטוסינתזה.

פוטוסינתזה משתמש באור השמש בתוספת פחמן דו חמצני להפקת סוכר וחמצן. דוגמאות אלה לחיים מוקדמים ולאורגניזמים מוקדמים היו אחראיות ליצירת כמעט כל חמצן כדור הארץ, מה שאפשר עוד חיים להתקדם. יצירת החמצן של כדור הארץ על ידי אורגניזמים אלה נקראת אירוע חמצון נהדר. (ייתכן שתראה גם את המונח "אירוע חמצון גדול".)

בשלב זה ההשערה היא שכל החיים היו אנאירוביים ופרוקריוטים. עדויות לחיים יבשתיים לא התגלו עד לפני 3.2 מיליארד שנה, לאחר היווצרות יבשות. ומכיוון ששכבת האוזון עדיין לא נוצרה, קרינת UV מהשמש הפכו את כל חיי היבשה על קרום כדור הארץ לבלתי אפשריים, ושמרו כמעט על כל החיים בים.

עאון הפרוטרוזואיק עקב אחרי הארכיאן ונמשך בין 2500 מיליון ל -541 מיליון שנה.

לאחר אירוע החמצון הגדול, כל אותם אורגניזמים אנאירוביים מקוריים נפטרו מכיוון שחמצן היה רעיל להם. באופן אירוני, חייהם שלהם ועלייתם ברמות החמצן של כדור הארץ הובילו להכחדתם.

החיים עמדו להיבדק שוב, עם זאת. כל החמצן החדש הגיב עם רמות גבוהות של מתאן באטמוספירה ליצירת פחמן דו חמצני. זה הוריד במהירות את הטמפרטורה של כדור הארץ, וצלל אותה ל" כדור הארץ שלג ", שהיה עידן קרח שנמשך כ -300 מיליון שנה.

במהלך עידן זה התרחש גם היווצרות הלוחות הטקטוניים והיווצרותם המלאה של היבשות על קרום כדור הארץ.

הגדלת רמות החמצן אפשרה גם היווצרות ועיבוי של שכבת האוזון, המגן על כדור הארץ מפני קרינה מסוכנת מהשמש. זה איפשר לצוץ חיים ביבשה.

במהלך עידן זה קמו גם תאים אוקריוטים, כולל האורגניזמים הרב-תאיים והחיים הרב-תאיים. תאים אוקריוטיים הופיעו כאשר תאים פשוטים אגרו בתאים אחרים, כולל תאים דומים למיטוכונדריה וכלורופלסט, ויוצרים תא אחד גדול ומורכב יותר. זה נקרא תיאוריה אנדוסימביוטית.

החיים מכאן סטו והתפתחו רק מאורגניזמים פרוקריוטים ותאים חד-תאיים כמו חיידקים וארכיות לחיים איקריוטיים ורב-תאיים כמו פטריות, צמחים ובעלי חיים.

אחרי האון הפרוטרוזואי הגיע האיון הפנרוזואיק. זה עידן הנוכחיוזה מחולק לתקופות, תקופות, עידנים וגילאים.

אולי האירוע הגדול הבא באבולוציה של החיים הוא הנקרא פיצוץ קמבריאני. זה התרחש בעידן הפליאו-אזואי, שנמשך בין 541 מיליון לפני 245-252 מיליון שנה. (שנות עידן יכולות להשתנות מעט בהתאם למקור שתמצא).

לפני הפיצוץ הקמבריאני רוב החיים היו קטנים ופשוטים מאוד. הפיצוץ הקמבריאני היה התפוצצות וגיוון החיים על פני כדור הארץ, במיוחד הופעתם והמורכבות הפתאומית של בעלי חיים וצמחים.

מדענים מאמינים שזה בגלל העלייה ברמות החמצן באטמוספירה, בסוף כדור שלג כדור הארץ ופיתוח תנאים סביבתיים נוחים לחיים לעלייה ב מוּרכָּבוּת.

ראשית הגיע "עידן חסרי החוליות". חסרי חוליות בעלי קליפה קשה התפתחו מאלה עם קליפות רכות. בהמשך הגיעו דגים וחולייתנים ימיים, ומשם, דגים אלה התפתחו לדו-חיים ולבעלי חיים יבשתיים ומים.

כמעט כל חיות היבשה התפתחו מאבות קדומים ימיים ודגים אלה. הם התפתחו לכדי קוצים, חוליות, לסתות וגפיים. בעלי חוליות הופיעו לראשונה בתיעוד המאובנים לפני כ -530 מיליון שנה.

היה גם פיצוץ עצום של צמחים ויערות, כולל יערות גשם, ברחבי העולם. זה הוביל לעלייה עצומה נוספת ברמות החמצן באטמוספירה בגלל תוצרי הלוואי של פוטוסינתזה של צמחים אלה. חרקים הופיעו והם היו ענקיים בגלל הכמות הגדולה של החמצן הזמין.

אירועי הכחדה המונית: כל החיים החדשים הללו נעצרו עם קריסת יערות הגשם הפחמניים. בגלל שינויי אקלים מהירים, זה הוביל להכחדה המונית הראשונה של רבים מהיערות והצמחים החדשים הללו.

במקום היערות הללו הגיעו מדבריות גדולים, המובילים להתפתחות ושליטה בזוחלים.

עם זאת, הם לא היו בטוחים. הכחדה המונית נוספת סיימה את העידן הזה, שנקרא הכחדה פרמית-טריאסית. רישום המאובנים וראיות המאובנים מצביעים על כך שביתת אסטרואידים הרגה 96 אחוזים מהחיים באוקיאנוס ו- 70 אחוז מחוליית החוליות הארצית.

לאחר אותו אירוע הכחדה שהרג את רוב החיים על פני כדור הארץ, זוחלים ודינוזאורים הופיעו כדי לשלוט במדבריות שנותרו מאחור.

דינוזאורים שלטו כחיים העיקריים על פני כדור הארץ במשך כ -160 מיליון שנה. ומדינוזאורים הגיעה האבולוציה המאוחרת יותר של ציפורים.

חיי הצומח קיבלו תפנית בתקופת המזוזואיק; העידן נקרא לפעמים עידן המחטניים. צמחים התפתחו דרך חדשה להתרבות עם התפתחותם של העצים המחטניים הראשונים (הם משתמשים בהנבטת זרעים).

כאשר צמחים נוספים חזרו לאחר אירוע ההכחדה הקודם, רמות החמצן עלו שוב, מה שאיפשר אורגניזמים גדולים מאוד. זוכר כמה גדולים היו טירנוזאורים רקסים? זה בגלל שהיה כל כך הרבה חמצן באטמוספרה כדי לתמוך באורגניזמים ענקיים כאלה.

המסוזואיק הסתיים גם באירוע הכחדה המוני שנקרא הכחדת K-T (ידוע גם בשם אירוע הכחדה קרטיקון-פליאוגן) כתוצאה מפגיעת אסטרואיד אחרת.

כמעט כל המינים נכחדו למעט חיים ימיים ויונקים קטנים מאוד.

העידן הקנוזואי החל מיד לאחר הכחדת ה- K לפני 66 מיליון שנה, וזה התקופה בה אנו נמצאים כרגע.

לאחר אירוע ההכחדה, החיים התגוונו שוב עם יונקים שהופיעו כמין בעלי החיים הדומיננטי. זה כלל הופעת יונקים ימיים גדולים כמו לווייתנים ויונקים יבשתיים גדולים כמו ממותות.

צמחים גוונו ועשבים התפתחו כאשר היבשות נסחפו אל תצורותיהן העכשוויות במקום להישאר כאחת מיבשות העל הרבות שצצו במהלך ההיסטוריה של כדור הארץ.

מבחינת חיינו, אבינו המשותף והראשון הראשון צצו לפני כ- 25 מיליון שנה. ההומיניד הראשון הופיע לפני כ -3 מיליון שנה, עם הראשון הומו ספיינס באפריקה לפני 300,000 שנה.

נכון לעכשיו, אנו נמצאים בעידן הפנרו-זואי, בעידן הקנוזואיק, בתקופה הרביעית. מרבית המקורות מציגים את עידן ההולוקן כעידן הנוכחי (אם אתה באמת רוצה להיות ספציפי, העידן האחרון של תקופת ההולוקן הוא המגליין גיל), אך בשנות האלפיים, המדענים השתכנעו יותר שבני האדם החלו בעידן נוסף בשם אנתרופוקן תְקוּפָה.

במאי 2019, קבוצת העבודה האנתרופוקן, קבוצה שהיא חלק מהוועדה הבינלאומית לסטטיגרפיה, הצביעה ל הפכו את עידן האנתרופוקן לחלק מסולם הזמן הגיאולוגי, כאשר אמצע המאה ה -20 היא נקודת התחלה משוערת.

זה עדיין לא אומר שהאנתרופוקן רשמי לחלוטין מכיוון שהקבוצה עדיין צריכה לקבל אישור הן מהנציבות הבינלאומית לסטרטוגרפיה והן מהאיגוד הבינלאומי למדעים גיאולוגיים. עם זאת, זהו שלב מהותי בתהליך התוויית עידן חדש.

הכחדה מהולוקן: יכול מאוד להיות שכדור הארץ בדרך לעוד שינוי קיצוני בחיים כפי שראינו קורה בתקופות רבות של ההיסטוריה של כדור הארץ. מדענים אומרים כי בגלל ההשפעה האנושית על הסביבה ועל אקלים כדור הארץ, קיימת הכחדה המונית בימינו המכונה "הכחדת ההולוקן".

אלא אם כן נשנה את ההשפעה שלנו על הסביבה, ובמיוחד על אלה המשפיעים על שינויי האקלים, נוכל להסתכל בעוד שינוי עצום והכחדת חיים (כולל עצמנו) בעתיד הקרוב.

• האבולוציה האנושית ושלבי האדם
• סוגים שונים של מאובנים
• הרעיונות העיקריים של צ'רלס דרווין בנושא האבולוציה
• סוגי מדעי כדור הארץ
• ארבעה גורמים לבחירה טבעית