Zemes dzīves vēsture

Ja jūs plānojat visu Zemes pastāvēšanas laiku (apmēram 4,6 miljardus gadu) noteikt pulkstenī, laiks, kad cilvēki šeit ir, ir tikai aptuveni minūte. Mēs esam pastāvējuši apmēram 0,004 procentiem no Zemes kopējā vecuma.

Tas ir miljardiem gadu, pirms mēs pat nonācām uz skatuves. Kas notika pārējā laikā, kad mēs šeit nebijām? Kad dzīve un dzīvās būtnes vispirms rodas uz Zemes?

Apskatīsim Zemes dzīves vēsturi, ieskaitot tās pirmreizējo parādīšanos, agrīnās teorijas par to, kā attīstījās dzīvās būtnes, dzīves izcelsmi caur mūžiem un to, kā mēs nonācām tur, kur mēs atrodamies šodien.

Zemes laika skala ir sadalīta laika gabalos, kurus sauc par "eoniem". Katrs no šiem mūžiem iezīmē svarīgus notikumus planētas dzīvē un dzīves vēsturi uz Zemes.

Hadean Eon ir nosaukts grieķu dievs Hades. Veidošanās laikā pirms 4,6 miljardiem gadu Zeme būtībā bija liela, ārkārtīgi karsta (virs ūdens viršanas temperatūras, karsta) toksisko gāzu, lavas, sprādzienu, asteroīdu un metālu bumba. Citiem vārdiem sakot, tā bija toksiska elles ainava.

Ne tikai tas, bet vēl nebija izveidojušies klintis, kontinenti vai okeāni. Zemes un jūras vide, kas tagad pastāv uz Zemes, ir izšķiroša dzīves evolūcija jo tie nodrošina telpu, materiālus, klimatu un citas īpašības, kas organismiem nepieciešamas, lai izdzīvotu un uzplauktu.

To zinot, ir saprotams, ka šis mūžs, kas ilga 6 miljonus gadu, nevarēja uzturēt nevienu dzīvību.

Tomēr šai agrīnajai Zemei patiešām bija viens nozīmīgs notikums, kas, domājams, izraisīja vienu no izšķirošajiem dzīves elementiem. The smagas bombardēšanas posms bija periods Hadean Eon laikā, kad Zeme tika bombardēta ar kosmosa atliekām, asteroīdiem un citām vielām.

Zinātnieki uzskata, ka šie asteroīdi, iespējams, ir palīdzējuši izraisīt DNS, šķidrs ūdens un nozīmīgi ģeoloģiski veidojumi.

Pēc Hadean Eon nāca Archean Eon, kas ilga no 4,0 līdz 2,5 miljardiem gadu.

Pirmais nozīmīgais notikums dzīves attīstībai bija Theia ietekme, jeb mēness veidošanās. Hadean Eon laikā Zeme griezās ievērojami ātrāk nekā tagad. Tas padarīja Zemi nestabilu un radīja ārkārtējus laika / klimata modeļus.

Tā sauktajā Theia triecienā Marsa izmēra objekts sadūrās ar Zemi, kā rezultātā sadalījās lieli gružu gabali. Tiek uzskatīts, ka Zemes gravitācijas spēks turēja lielākus gabalus savā orbītā, un tie apvienojās, izveidojot vienu lielu ķermeni, ko mēs tagad pazīstam kā mēness.

Pēc šī lielā trieciena rotācija palēninājās un stabilizējās, kā rezultātā varēja notikt Zemes un noveda pie sezonālām izmaiņām, kuras, kā mēs tagad zinām, ir svarīgs faktors ekosistēmu, biomu un organisma veidošanā pielāgojumi.

Turklāt šajā laika posmā notika trīs ļoti svarīgi notikumi:

• Veidojās okeāni.
• Parādījās pirmās liecības par dzīvi.
• Sāka veidoties kontinenti un ieži (aptuveni 40 procenti kontinentu izveidojās šajā periodā).

Kad Zeme atdzisa un izveidojās Zemes slāņi, izdalījās liels daudzums ūdens tvaiku. Temperatūra turpināja pazemināties, kas ļāva šiem ūdens tvaikiem atdzist līdz šķidram ūdenim un veidot okeānus apmēram pirms 3,8 miljardiem gadu.

Ko tas nozīmē? Tas nozīmē, ka dzīve, visticamāk, vispirms parādījās okeānos, jo vispirms izveidojās okeāni, un tie ir tur, kur pirmie fosilie pierādījumi dzīves tika atklāts. Arī šajā laika posmā atmosfērā nebija izmantojamā skābekļa, kas nozīmē, ka pirmās dzīvības formas bija anaerobs.

Galvenā dzīves rašanās teorija ir pazīstama kā "pirmatnējās zupas" teorija vai abiogenēze.

Pirmzupa: Zinātnieki izvirzīja teoriju, ka pēc okeānu veidošanās visi komponenti, elementi un vielas, kas nepieciešami dzīvības radīšana un dzīves sarežģītās molekulas (olbaltumvielas, DNS un tā tālāk) peldēja sava veida "pirmatnējā zupa."

Viņi uzskata, ka viss, kas tam vajadzīgs, bija enerģijas dzirksts (piemēram, zibens spēriens vai sprādziens, kas abi bija izplatīti agrīnā Zemes vide), lai izveidotu neaizvietojamas molekulas dabiskām aminoskābēm / olbaltumvielām un nukleīnskābēm (ģenētiskās materiāls). The Millera-Ūrija eksperiments atkārtoja agrīnās Zemes apstākļus, lai parādītu, ka šādā veidā var notikt ķīmiskas reakcijas, lai izveidotu vienkāršas aminoskābes.

Kad šīs molekulas ir izveidotas, zinātnieki uzskata, ka lietas radās pamazām, ar vienkāršām ķīmiskām reakcijām lēnām radot arvien sarežģītākas molekulas. Kad tika izveidoti celtniecības elementi, viņi visi galu galā apvienojās, veidojot dzīvus organismus. Šī pakāpeniskā dzīvības veidošanās no neorganiskām molekulām ir pazīstama arī kā Oparina-Haldane hipotēze.

Asteroīdi: Vēl viena teorija ir saistīta ar smagās bombardēšanas posmu. Agrīnā Zeme pastāvīgi tika bombardēta ar asteroīdiem un kosmosa matēriju. Daži zinātnieki apgalvo, ka caur šiem asteroīdiem uz Zemi tika nogādātas dzīvības molekulas vai pat pašas dzīvības formas.

Zinātnieki apgalvo, ka uz RNS balstīti vienšūnu organismi, kas izveidojušies hidrotermālās atverēs dziļi okeānā apmēram pirms 3,8 miljardiem gadu.

Zinātnieki atklāja fosilos pierādījumus par aļģu paklājiem un izmantoja radiometriskās datēšanas metodes, lai tos datētu aptuveni 3,7 miljardu gadu vecumā. Cianobaktērijas fosilijas arī tika atrastas un datētas ar aptuveni 3,5 miljardu gadu vecumu.

Tas bija ne tikai tas, ka tie bija pirmie zināmie dzīvie organismi uz Zemes, bet arī izveidoja pamatu dzīvības rašanās procesam, kādu mēs to pazīstam šodien. Šie organismi bija ražotāji / autotrofi, kas nozīmē, ka viņi izveidoja paši savu pārtiku un enerģiju, izmantojot saules gaismu, izmantojot fotosintēzi.

Fotosintēze izmanto saules gaismu plus oglekļa dioksīdu, lai iegūtu cukuru un skābekli. Šie agrīnās dzīves un agrīno organismu piemēri bija atbildīgi par gandrīz visa Zemes skābekļa radīšanu, kas ļāva vairāk dzīvības virzīties uz priekšu. Šo organismu radīto Zemes skābekli sauc par Lielisks oksigenācijas pasākums. (Jūs varat redzēt arī terminu "Lielais oksidēšanās notikums".)

Šajā brīdī tiek izvirzīta hipotēze, ka visa dzīve bija anaeroba un prokariotiska. Pierādījumi par sauszemes dzīvi parādījās tikai pirms 3,2 miljardiem gadu pēc kontinentu izveidošanās. Tā kā ozona slānis vēl nebija izveidojies, UV starojums no saules visu zemes dzīvi uz Zemes garozas padarīja neiespējamu, gandrīz visu dzīvību paturot okeānā.

Proterozoja laika Eons sekoja Arhejai, kas ilga no 2500 miljoniem līdz 541 miljoniem gadu.

Pēc Lielā skābekļa notikuma visi šie sākotnējie anaerobie organismi nomira, jo skābeklis tiem bija toksisks. Ironiski, viņu pašu dzīve un Zemes skābekļa līmeņa paaugstināšanās noveda pie to izmiršanas.

Dzīve tomēr bija vēlreiz pārbaudāma. Viss jaunais skābeklis reaģēja ar augstu metāna līmeni atmosfērā, radot oglekļa dioksīdu. Tas strauji pazemināja Zemes temperatūru, iegremdējot to "sniega bumbiņā Zeme", kas bija ledus laikmets, kas ilga apmēram 300 miljonus gadu.

Šī laikmeta laikā notika arī tektonisko plākšņu veidošanās un pilnīga kontinentu veidošanās uz Zemes garozas.

Skābekļa līmeņa paaugstināšanās ļāva arī veidoties un sabiezēt ozona slānis, kas aizsargā Zemi no bīstama saules starojuma. Tas ļāva dzīvībai parādīties uz sauszemes.

Šī gada laikā radās arī eikariotu šūnas, ieskaitot pirmos daudzšūnu organismus un daudzšūnu dzīvi. Eikariotu šūnas parādījās, kad vienkāršas šūnas apņēma citas šūnas, ieskaitot mitohondriju un hloroplastam līdzīgas šūnas, veidojot vienu lielāku un sarežģītāku šūnu. To sauc par endosimbiotiskā teorija.

Dzīve no šejienes atšķīrās un no tikai prokariotu un vienšūņu organismiem, piemēram, baktērijām un arhejām, pārtapa par eikariotu un daudzšūnu dzīvi, piemēram, sēnēm, augiem un dzīvniekiem.

Pēc Proterozoja laika Eona nāca Phanerozoic Eon. Tas ir pašreizējais eon, un tas ir sadalīts laikmetos, periodos, laikmetos un laikmetos.

Varbūt nākamais lielākais notikums dzīves evolūcijā ir tā sauktais Kambrijas sprādziens. Tas notika paleozoja laikmetā, kas ilga no 541 līdz 245-252 miljoniem gadu. (Laikmeta gadi var nedaudz mainīties atkarībā no atrastā avota.)

Pirms kambrijas sprādziena lielākā daļa dzīves bija maza un ļoti vienkārša. Kambrijas sprādziens bija dzīvības eksplozija un dažādošana uz Zemes, īpaši pēkšņa dzīvnieku un augu parādīšanās un sarežģītība.

Zinātnieki uzskata, ka tas ir saistīts ar skābekļa līmeņa paaugstināšanos atmosfērā, gada beigām sniega pika Zeme un dzīvībai labvēlīgu vides apstākļu attīstība sarežģītība.

Vispirms nāca "bezmugurkaulnieku vecums". Cieta apvalka bezmugurkaulnieki attīstījās no mīkstiem apvalkiem. Tālāk nāca zivis un jūras mugurkaulnieki, un no turienes šīs zivis pārtapa par abiniekiem un sauszemes un ūdens dzīvniekiem.

Gandrīz visi sauszemes dzīvnieki ir attīstījušies no šiem jūras un zivju kopīgajiem senčiem. Viņiem attīstījās muguriņas, mugurkaulnieki, žokļi un ekstremitātes. Mugurkaulnieki fosilajā ierakstā pirmo reizi parādījās aptuveni pirms 530 miljoniem gadu.

Visā pasaulē notika arī milzīgs augu un mežu, tostarp lietus mežu, sprādziens. Tas izraisīja vēl vienu milzīgu skābekļa līmeņa paaugstināšanos atmosfērā šo augu fotosintēzes blakusproduktu dēļ. Izcēlās kukaiņi, un tie bija gigantiski lielā pieejamā skābekļa daudzuma dēļ.

Masveida izmiršanas notikumi: Visa šī jaunā dzīve apstājās līdz ar karbona lietusmežu sabrukumu. Strauju klimata pārmaiņu dēļ daudzi no šiem jaunajiem mežiem un augiem pirmo reizi masveidā izmira.

Šo mežu vietā nāca lieli tuksneši, kas noved pie rāpuļu evolūcijas un dominēšanas.

Tomēr viņi nebija droši. Vēl viena masveida izmiršana šo laikmetu beidza, ko sauc par Permas-Triasas izmiršana. Fosilie ieraksti un fosilie pierādījumi liecina, ka asteroīdu streiks nogalināja 96 procentus dzīvības okeānā un 70 procentus sauszemes mugurkaulnieku.

Pēc tam, kad izmiršanas notikums nogalināja lielāko daļu dzīvības uz Zemes, parādījās rāpuļi un dinozauri, kas dominē pār atstātajiem tuksnešiem.

Dinozauri kā galvenā dzīve uz Zemes dominēja apmēram 160 miljonus gadu. Un no dinozauriem nāca vēlākā putnu evolūcija.

Mezozoja laikā augu dzīve pagriezās; laikmetu dažreiz sauc par skujkoku laikmetu. Augi attīstīja jaunu reprodukcijas veidu, attīstoties pirmajiem skujkoku kokiem (tie izmanto sēklu dīgtspēju).

Kad pēc iepriekšējā izmiršanas notikuma atgriezās vairāk augu, skābekļa līmenis atkal pieauga, kas ļāva augt ļoti lieliem organismiem. Atcerieties, cik lieli bija Tyrannosaurus Rexes? Tas ir tāpēc, ka atmosfērā bija tik daudz skābekļa, lai atbalstītu tik milzīgus organismus.

Mezozojs arī beidzās ar masu izmiršanas notikumu, ko sauc par K-T izmiršana (pazīstams arī kā Krīta-paleogēna izmiršanas notikums) cita asteroīda trieciena rezultātā.

Gandrīz visas sugas izmira, izņemot jūras dzīvi un ļoti mazus zīdītājus.

Kenozoja laikmets sākās tieši pēc K-T izmiršanas pirms 66 miljoniem gadu, un tas ir laikmets, kurā mēs šobrīd atrodamies.

Pēc izmiršanas dzīvība atkal dažādojās, un zīdītāji kļuva par dominējošo dzīvnieku sugu. Tas ietvēra lielu jūras zīdītāju, piemēram, vaļu, un lielu sauszemes zīdītāju, piemēram, mamutu, parādīšanos.

Augi dažādojās un zāles attīstījās, kontinentiem virzoties uz mūsdienu veidojumiem, nevis paliekot kā viens no daudzajiem superkontinentiem, kas parādījās Zemes vēsturē.

Runājot par mūsu pašu dzīvi, mūsu kopīgais sencis un pirmais primāts parādījās apmēram pirms 25 miljoniem gadu. Pirmais hominīds parādījās apmēram pirms 3 miljoniem gadu, ar pirmo Homo sapiens Āfrikā pirms 300 000 gadiem.

Pašlaik mēs atrodamies Phanerozoic Eon, Cenozoic Era, Kvartāra periodā. Lielākajā daļā avotu ir uzskaitīti Holocēna laikmets kā pašreizējais laikmets (ja jūs patiešām vēlaties būt konkrēts, holocēna laikmeta pēdējais vecums ir Meghalayan Laikmets), bet 2000. gados zinātnieki pārliecinājās, ka cilvēki ir uzsākuši vēl vienu laikmetu, ko sauc par antropocēnu Laikmets.

2019. gada maijā Antropocēna darba grupa, grupa, kas ietilpst Starptautiskajā Stratigrāfijas komisijā, nobalsoja par padariet Antropocēna laikmetu par daļu no ģeoloģiskā laika skalas, par aptuvenu sākumpunktu 20. gadsimta vidum.

Tas vēl nenozīmē, ka antropocēns ir pilnīgi oficiāls, jo grupai vēl jāsaņem apstiprinājums gan no Starptautiskās stratigrāfijas komisijas, gan no Starptautiskās ģeoloģijas zinātņu savienības. Tomēr tas ir būtisks solis jauna laikmeta noteikšanas procesā.

Holocēna izmiršana: Planēta ļoti labi varētu būt ceļā uz vēl vienu krasu dzīves maiņu, kā mēs esam redzējuši daudzos Zemes vēstures laikmetos. Zinātnieki saka, ka cilvēku ietekmes uz Zemes vidi un klimatu dēļ mūsdienās notiek masveida izzušana, ko sauc par "holocēna izmiršanu".

Ja vien nemainīsim ietekmi uz vidi, īpaši to, kas ietekmē klimata pārmaiņas, tuvākajā nākotnē mēs varētu domāt par vēl vienu milzīgu dzīves (arī mūsu pašu) izzušanu un izmiršanu.

• Cilvēka evolūcija un cilvēka posmi
• Dažādi fosiliju veidi
• Čārlza Darvina galvenās idejas par evolūciju
• Zemes zinātnes veidi
• Četri dabiskās atlases faktori