Historia życia na ziemi

Gdybyś miał umieścić na zegarze cały czas istnienia Ziemi (około 4,6 miliarda lat), czas, w którym przebywali tu ludzie, to tylko około minuty. Istniejemy przez około 0,004 procent całego wieku Ziemi.

To miliardy lat, zanim w ogóle pojawiliśmy się na scenie. Co działo się przez resztę czasu, kiedy nas tu nie było? Kiedy życie i? żyjące stworzenia po raz pierwszy powstać na Ziemi?

Przyjrzyjmy się historii życia na Ziemi, w tym, kiedy po raz pierwszy powstało, wczesne teorie ewolucji żywych istot, pochodzenie życia na przestrzeni eonów i jak dotarliśmy do miejsca, w którym jesteśmy dzisiaj.

Oś czasu Ziemi jest podzielona na kawałki czasu zwane „eonami”. Każdy z tych eonów oznacza ważne wydarzenia w życiu planety i historii życia na Ziemi.

Hadean Eon pochodzi od greckiego boga Hadesa. W momencie powstania 4,6 miliarda lat temu Ziemia była zasadniczo dużą, niezwykle gorącą (powyżej temperatury wrzenia wody, gorącej) kulą toksycznego gazu, lawy, eksplozji, asteroid i metali. Innymi słowy, było to toksyczne piekło.

Nie tylko to, ale jeszcze nie uformowały się skały, kontynenty ani oceany. Środowiska lądowe i morskie, które istnieją obecnie na Ziemi, mają kluczowe znaczenie dla ewolucja życia ponieważ zapewniają przestrzeń, materiały, klimat i inne cechy, których organizmy potrzebują do przetrwania i rozwoju.

Wiedząc o tym, jest zrozumiałe, że ten eon, który trwał 6 milionów lat, nie mógł utrzymać żadnego życia.

Jednak ta wczesna Ziemia miała jedno znaczące wydarzenie, które, jak się uważa, wywołało jeden z kluczowych elementów życia. ciężki etap bombardowania był to okres w Hadean Eon, kiedy Ziemia była bombardowana kosmicznymi śmieciami, asteroidami i inną materią.

Naukowcy uważają, że te asteroidy mogły przyczynić się do powstania DNA, woda w stanie ciekłym i ważne formacje geologiczne.

Po Hadean Eon pojawił się Archean Eon, który trwał od 4,0 miliarda do 2,5 miliarda lat temu.

Pierwszym ważnym wydarzeniem dla ewolucji życia było Wpływ Theialub formacja księżyca. Podczas Hadean Eon Ziemia wirowała znacznie szybciej niż teraz. To spowodowało, że Ziemia była niestabilna i wytworzyła ekstremalne wzorce pogodowe/klimatyczne.

W tak zwanym uderzeniu Theia obiekt wielkości Marsa zderzył się z Ziemią, co spowodowało rozpad dużych kawałków gruzu. Uważa się, że siła grawitacyjna Ziemi utrzymywała większe kawałki na jej orbicie i połączyły się, tworząc jedno duże ciało, które teraz znamy jako księżyc.

Po tym dużym uderzeniu obrót zwolnił i ustabilizował się, co mogło spowodować przechylenie Ziemi i doprowadziły do ​​zmian sezonowych, o których teraz wiemy, że są ważnym czynnikiem w tworzeniu ekosystemów, biomów i organizmu adaptacje.

Poza tym w tym okresie miały miejsce trzy bardzo ważne wydarzenia:

• Powstały oceany.
• Pojawiły się pierwsze dowody życia.
• Zaczęły formować się kontynenty i skały (szacuje się, że w tym okresie powstało około 40 procent kontynentów).

Gdy Ziemia ochładzała się i tworzyły się warstwy Ziemi, uwolnione zostały duże ilości pary wodnej. Temperatura nadal spadała, co pozwoliło tej parze wodnej ochłodzić się do ciekłej wody i uformować oceany około 3,8 miliarda lat temu.

Co to znaczy? Oznacza to, że życie najprawdopodobniej po raz pierwszy pojawiło się w oceanach, ponieważ oceany powstały jako pierwsze i to one są tam, gdzie pierwsze dowody kopalne życia zostało odkryte. Również w tym okresie w atmosferze nie było użytecznego tlenu, co oznacza, że ​​pierwsze formy życia były forms beztlenowy.

Główna teoria powstania życia znana jest jako teoria „pierwotnej zupy” lub abiogeneza.

Zupa pierwotna: Naukowcy wysnuli teorię, że po utworzeniu oceanów wszystkie składniki, pierwiastki i materia, które są niezbędne do stworzenie życia i złożone molekuły życia (białka, DNA itd.) unosiły się wokół zupa."

Wierzą, że wszystko, czego potrzeba, to iskra energii (jak uderzenie pioruna lub eksplozja, z których oba były powszechne w środowiska wczesnej Ziemi) w celu stworzenia niezbędnych cząsteczek dla naturalnych aminokwasów/białek i kwasów nukleinowych (genetycznych materiał). Eksperyment Millera-Ureya odtworzyli warunki wczesnej Ziemi, aby pokazać, że reakcje chemiczne mogą zachodzić w ten sposób, aby stworzyć proste aminokwasy.

Naukowcy uważają, że po utworzeniu tych molekuł wszystko powstawało stopniowo, powoli tworząc coraz bardziej złożone molekuły w prostych reakcjach chemicznych. Kiedy klocki zostały stworzone, ostatecznie wszystkie połączyły się, tworząc żywe organizmy. To stopniowe tworzenie życia z cząsteczek nieorganicznych jest również znane jako Hipoteza Oparina-Haldane'a.

Asteroidy: Inna teoria dotyczy etapu ciężkiego bombardowania. Wczesna Ziemia była nieustannie bombardowana asteroidami i materią kosmiczną. Niektórzy naukowcy sądzą, że molekuły życia, a nawet same formy życia, zostały przetransportowane na Ziemię przez te asteroidy.

Naukowcy wysuwają teorię, że organizmy jednokomórkowe oparte na RNA uformowały się w kominach hydrotermalnych głęboko w oceanie około 3,8 miliarda lat temu.

Naukowcy odkryli skamieniałości mat z alg i wykorzystali techniki datowania radiometrycznego, aby datować je na około 3,7 miliarda lat. Cyjanobakteria skamieniałości zostały również znalezione i datowane na około 3,5 miliarda lat.

Było to nie tylko kluczowe w tym sensie, że są to pierwsze znane żywe organizmy na Ziemi, ale także położyły podwaliny pod powstanie życia, jakie znamy dzisiaj. Organizmy te były producentami/autotrofami, co oznacza, że ​​stworzyły własne pożywienie i energię za pomocą światła słonecznego za pomocą fotosyntezy.

Fotosynteza wykorzystuje światło słoneczne i dwutlenek węgla do produkcji cukru i tlenu. Te przykłady wczesnego życia i wczesnych organizmów były odpowiedzialne za wytworzenie prawie całego tlenu na Ziemi, co pozwoliło na rozwój życia. Tworzenie tlenu Ziemi przez te organizmy nazywa się is Wielkie wydarzenie natleniające. (Możesz również zobaczyć termin „Wielkie Wydarzenie Utleniające”).

W tym momencie postawiono hipotezę, że całe życie było beztlenowe i prokariotyczne. Dowody na ziemskie życie pojawiły się dopiero 3,2 miliarda lat temu, po uformowaniu się kontynentów. A ponieważ warstwa ozonowa jeszcze się nie utworzyła, Promieniowanie UV ze słońca uniemożliwiło prawie całe życie lądowe na skorupie ziemskiej, utrzymując prawie całe życie w oceanie.

Eon proterozoiczny podążał za Archeanem, trwając od 2500 milionów do 541 milionów lat temu.

Po Wielkim Wydarzeniu Natleniającym wszystkie te pierwotne organizmy beztlenowe wymarły, ponieważ tlen był dla nich toksyczny. Jak na ironię, ich własne życie i wzrost poziomu tlenu na Ziemi doprowadziły do ​​ich wyginięcia.

Jednak życie miało zostać ponownie przetestowane. Cały nowy tlen reagował z wysokimi poziomami metanu w atmosferze, tworząc dwutlenek węgla. To gwałtownie obniżyło temperaturę Ziemi, pogrążając ją w „kuli śnieżnej”, która była epoką lodowcową trwającą około 300 milionów lat.

Podczas tego eonu miało miejsce również formowanie się płyt tektonicznych i pełne uformowanie się kontynentów w skorupie ziemskiej.

Zwiększenie poziomu tlenu pozwoliło również na tworzenie i zagęszczanie warstwa ozonowa, który chroni Ziemię przed niebezpiecznym promieniowaniem słonecznym. To pozwoliło na pojawienie się życia na lądzie.

W tym samym czasie powstały komórki eukariotyczne, w tym pierwsze organizmy wielokomórkowe i życie wielokomórkowe. Komórki eukariotyczne pojawiły się, gdy proste komórki pochłonęły inne komórki, w tym komórki mitochondrialne i podobne do chloroplastów, tworząc jedną większą i złożoną komórkę. To się nazywa teoria endosymbiotyczna.

Życie stąd rozwinęło się i ewoluowało od organizmów prokariotycznych i jednokomórkowych, takich jak bakterie i archeony, do życia eukariotycznego i wielokomórkowego, takiego jak grzyby, rośliny i zwierzęta.

Po proterozoicznym eonie przyszedł eon fanerozoiczny. To jest obecny wieki jest podzielony na epoki, epoki, epoki i epoki.

Być może następnym największym wydarzeniem w ewolucji życia jest tzw Eksplozja kambryjska. Miało to miejsce w erze paleozoicznej, która trwała od 541 mln do 245-252 mln lat temu. (Lata epoki mogą się nieznacznie zmienić w zależności od znalezionego źródła).

Przed eksplozją kambryjską większość życia była mała i bardzo prosta. Eksplozja kambryjska była eksplozją i dywersyfikacją życia na Ziemi, w szczególności nagłym pojawieniem się i złożonością zwierząt i roślin.

Naukowcy uważają, że jest to spowodowane wzrostem poziomu tlenu w atmosferze, koniec kula śnieżna Ziemia i rozwój warunków środowiskowych sprzyjających rozwojowi życia w złożoność.

Najpierw nadszedł „wiek bezkręgowców”. Bezkręgowce o twardej skorupie wyewoluowały z bezkręgowców o miękkiej skorupie. Następnie pojawiły się ryby i kręgowce morskie, które stamtąd ewoluowały w płazy oraz zwierzęta lądowe i wodne.

Prawie wszystkie zwierzęta lądowe wyewoluowały z tych wspólnych przodków morskich i ryb. Wyewoluowały, aby mieć kolce, kręgowce, szczęki i kończyny. Kręgowce pojawiły się po raz pierwszy w zapisie kopalnym około 530 milionów lat temu.

Na całym świecie nastąpiła także ogromna eksplozja roślin i lasów, w tym lasów deszczowych. Doprowadziło to do kolejnego ogromnego wzrostu poziomu tlenu w atmosferze z powodu produktów ubocznych fotosyntezy tych roślin. Pojawiły się owady, które były gigantyczne z powodu dużej ilości dostępnego tlenu.

Wydarzenia masowego wymierania: Całe to nowe życie zatrzymało się gwałtownie wraz z zapadnięciem się karbońskiego lasu deszczowego. Z powodu szybkich zmian klimatycznych doprowadziło to do pierwszego masowego wyginięcia wielu z tych nowych lasów i roślin.

W miejsce tych lasów pojawiły się rozległe pustynie, które prowadzą do ewolucji i dominacji gadów.

Jednak nie byli bezpieczni. Kolejne masowe wymieranie zakończyło tę erę, zwane Wymieranie permsko-triasowe. Zapis skamieniałości i dowody kopalne sugerują, że uderzenie asteroidy zabiło 96 procent życia w oceanie i 70 procent kręgowców lądowych.

Po tym wydarzeniu wymierającym większość życia na Ziemi, gady i dinozaury pojawiły się, aby zdominować pozostawione pustynie.

Dinozaury dominowały jako główne życie na Ziemi przez około 160 milionów lat. A od dinozaurów przyszła późniejsza ewolucja ptaków.

Życie roślinne zmieniło się w mezozoiku; era jest czasami nazywana Wiekiem Drzew iglastych. Rośliny wyewoluowały nowy sposób reprodukcji wraz z ewolucją pierwszych drzew iglastych (wykorzystują kiełkowanie nasion).

Ponieważ więcej roślin powróciło po poprzednim wymieraniu, poziom tlenu ponownie wzrósł, co pozwoliło na bardzo duże organizmy. Pamiętasz, jak duże były Tyrannosaurus Rexes? A to dlatego, że w atmosferze było tak dużo tlenu, by utrzymać tak ogromne organizmy.

Mezozoik zakończył się również masowym wymieraniem zwanym Wymieranie K-T (znany również jako Wymieranie kredowo-paleogenowe) w wyniku innego uderzenia asteroidy.

Wyginęły prawie wszystkie gatunki, z wyjątkiem życia morskiego i bardzo małych ssaków.

Era kenozoiczna rozpoczęła się zaraz po wyginięciu K-T 66 milionów lat temu i jest to era, w której jesteśmy teraz.

Po wyginięciu życie ponownie się zróżnicowało, a dominującym gatunkiem zwierząt stały się ssaki. Obejmowało to pojawienie się dużych ssaków morskich, takich jak wieloryby i dużych ssaków lądowych, takich jak mamuty.

Rośliny zróżnicowały się, a trawy rozwinęły się, gdy kontynenty dryfowały do ​​swoich dzisiejszych formacji, zamiast pozostać jednym z wielu superkontynentów, które pojawiły się w historii Ziemi.

Jeśli chodzi o nasze życie, nasz wspólny przodek i pierwszy naczelny pojawił się około 25 milionów lat temu. Pierwszy hominid pojawił się około 3 miliony lat temu, a pierwszy the Homo sapiens w Afryce 300 000 lat temu.

Obecnie znajdujemy się w eonie fanerozoicznym, erze kenozoicznej, okresie czwartorzędowym. Większość źródeł wymienia Epoka holocenu jako obecna epoka (jeśli naprawdę chcesz być konkretna, ostatnią epoką holocenu jest Meghalayan wieku), ale w 2000 roku naukowcy byli bardziej przekonani, że ludzie rozpoczęli inną epokę zwaną antropocenem Epoka.

W maju 2019 r. Grupa Robocza Antropocenu, grupa będąca częścią Międzynarodowej Komisji Stratygrafii, głosowała za uczynić epokę antropocenu częścią Geologicznej Skali Czasu, przy czym przybliżonym punktem wyjścia jest połowa XX wieku.

Nie oznacza to jeszcze, że Antropocen jest całkowicie oficjalny, ponieważ grupa wciąż musi uzyskać aprobatę zarówno z Międzynarodowej Komisji Stratygrafii, jak i Międzynarodowej Unii Nauk Geologicznych. Jest to jednak istotny krok w procesie wyznaczania nowej epoki.

Wymieranie holocenu: Planeta może być na dobrej drodze do kolejnej drastycznej zmiany życia, jak widzieliśmy w wielu epokach historii Ziemi. Naukowcy twierdzą, że z powodu wpływu człowieka na środowisko i klimat Ziemi, obecnie ma miejsce masowe wymieranie, zwane „wymieraniem holocenu”.

O ile nie zmienimy naszego wpływu na środowisko, w szczególności tych, które wpływają na zmianę klimatu, możemy spodziewać się kolejnej ogromnej zmiany i wyginięcia życia (w tym nas samych) w najbliższej przyszłości.

• Ewolucja człowieka i etapy rozwoju człowieka
• Różne rodzaje skamieniałości
• Główne idee Karola Darwina dotyczące ewolucji
• Rodzaje nauk o Ziemi
• Cztery czynniki doboru naturalnego