Історія життя на Землі

Якщо ви збиралися перевести весь час існування Землі (близько 4,6 мільярда років) на годинник, час перебування людей тут становить лише близько хвилини. Ми існуємо приблизно на 0,004 відсотка від загального віку Землі.

Це мільярди років, перш ніж ми навіть вийшли на сцену. Що відбувалося решту часу, коли нас тут не було? Коли склалося життя і живі істоти вперше виникають на Землі?

Давайте переглянемо історію життя на Землі, зокрема, коли вона вперше виникла, ранні теорії про те, як еволюціонували живі істоти, походження життя протягом епох і як ми дійшли до того, де ми є сьогодні.

Часова шкала Землі розбита на шматки часу, що називаються "еонами". Кожен з цих еонів відзначає важливі події з життя планети та історії життя на Землі.

Хадейський Еон названий на честь грецького бога Аїда. На момент свого утворення 4,6 мільярда років тому Земля була по суті великою, надзвичайно гарячою (вище температури кипіння води, гарячою) кулькою токсичного газу, лави, вибухів, астероїдів та металів. Іншими словами, це був токсичний пекельний пейзаж.

Мало того, але ще не сформувались скелі, материки чи океани. Наземне та морське середовище, яке існує зараз на Землі, є вирішальним для еволюція життя оскільки вони забезпечують простір, матеріали, клімат та інші особливості, необхідні організмам для виживання та процвітання.

Знаючи це, зрозуміло, що цей еон, який тривав 6 мільйонів років, не міг підтримати жодного життя.

Однак ця рання Земля мала одну значну подію, яка, як вважалося, спричинила один з найважливіших елементів життя. етап важкої бомбардування був період під час хадейського еону, коли Землю обстрілювали космічним сміттям, астероїдами та іншою речовиною.

Вчені вважають, що ці астероїди могли допомогти іскроутворювати ДНК, рідка вода та важливі геологічні утворення.

Після хадеанського еона з’явився архейський еон, який тривав від 4,0 до 2,5 млрд років тому.

Першою важливою подією для еволюції життя було Вплив тея, або утворення місяця. Під час хадеанського еона Земля оберталася значно швидше, ніж зараз. Це робило Землю нестабільною і створювало екстремальні погодні / кліматичні закономірності.

У тому, що відоме як удар Тея, об’єкт розміром з Марс зіткнувся із Землею, в результаті чого великі шматки уламків розпалися. Вважається, що гравітаційна сила Землі утримувала більші шматки на своїй орбіті, і вони об’єдналися, щоб утворити одне велике тіло, яке ми зараз знаємо як Місяць.

Після цього великого удару обертання сповільнилося і стабілізувалося, що могло призвести до нахилу Землі та призвели до сезонних змін, які, як ми зараз знаємо, є важливим фактором у створенні екосистем, біомів та організму адаптації.

Крім того, протягом цього періоду відбулися три дуже важливі події:

• Сформувались океани.
• З’явилися перші докази життя.
• Почали формуватися материки та гірські породи (за оцінками, 40 відсотків континентів утворилися в цей період).

У міру охолодження Землі та формування шарів Землі виділялася велика кількість водяної пари. Температура продовжувала падати, що дозволило водяній парі охолонути до рідкої води і сформувати океани приблизно 3,8 мільярда років тому.

Що це означає? Це означає, що життя, швидше за все, вперше виникло в океанах, оскільки океани сформувались першими, і вони там, де першими викопні докази життя було відкрито. Також протягом цього періоду часу в атмосфері не було корисного кисню, а це означає, що перші форми життя були анаеробний.

Основна теорія виникнення життя відома як теорія "первинного супу" абіогенез.

Первинний суп: Вчені висунули теорію, що як тільки океани сформувались, усі компоненти, елементи та речовина, необхідні для цього створення життя і складних життєвих молекул (білків, ДНК тощо) плавали навколо в якомусь "первісному суп ".

Вони вважають, що все, що для цього знадобилося, - це іскра енергії (як удар блискавки чи вибух, обидва вони були поширеними в середовище ранньої Землі) з метою створення необхідних молекул для реалістичних амінокислот / білків та нуклеїнових кислот (генетичних матеріал). Експеримент Міллера-Юрі повторив умови ранньої Землі, щоб показати, що хімічні реакції можуть відбуватися таким чином, щоб створити прості амінокислоти.

Після створення цих молекул вчені вважають, що все виникало поступово, повільно створюючи все нові і нові складні молекули за допомогою простих хімічних реакцій. Після створення будівельних блоків вони врешті-решт об’єдналися, утворюючи живі організми. Це поступове формування життя з неорганічних молекул також відоме як Гіпотеза Опаріна-Халдейна.

Астероїди: Інша теорія пов’язана зі стадією важких бомбардувань. Рання Земля постійно була обстріляна астероїдами та космічною речовиною. Деякі вчені вважають, що молекули для життя або навіть самі форми життя транспортуються на Землю за допомогою цих астероїдів.

Вчені вважають, що одноклітинні організми на основі РНК утворилися в гідротермальних отворах в глибині океану приблизно 3,8 мільярда років тому.

Вчені виявили викопні свідчення про водорослеві килимки та використовували методи радіометричного датування, щоб дати їх приблизно 3,7 мільярда років. Ціанобактерії скам’янілості також були знайдені і датовані віком приблизно 3,5 мільярда років.

Це мало не лише ключове значення в тому сенсі, що це перші відомі живі організми на Землі, але вони також створили основу для виникнення життя таким, яким ми його знаємо сьогодні. Ці організми були продуцентами / автотрофами, тобто вони створювали власну їжу та енергію, використовуючи світло від сонця, використовуючи фотосинтез.

Фотосинтез використовує сонячне світло плюс вуглекислий газ для отримання цукру та кисню. Ці приклади раннього життя та ранніх організмів відповідали за створення майже всього кисню на Землі, що дозволило більше життя рухатися вперед. Створення киснем Землі цими організмами називається Велика подія оксигенації. (Ви також можете побачити термін "Велика подія окислення".)

На даний момент висувається гіпотеза, що все життя було анаеробним та прокаріотичним. Свідчення земного життя з’явилися лише 3,2 мільярда років тому, після утворення континентів. А оскільки озоновий шар ще не сформувався, УФ-випромінювання від сонця зробив неможливим майже все земне життя на земній корі, зберігаючи майже все життя в океані.

Протерозойський Еон слідував за архейським, який тривав від 2500 млн. До 541 млн. Років тому.

Після Великої події оксигенації всі ці оригінальні анаеробні організми вимерли, оскільки кисень був токсичним для них. Як не дивно, але їхнє власне життя та збільшення рівня кисню на Землі призвели до їх вимирання.

Однак життя збиралося ще раз випробувати. Весь новий кисень реагував з високим рівнем метану в атмосфері, утворюючи вуглекислий газ. Це швидко знизило температуру Землі, зануривши її в "снігову кулю Землі", яка була льодовиковим періодом, що тривав близько 300 мільйонів років.

Протягом цього еону також відбувалося формування тектонічних плит і повне формування материків на земній корі.

Підвищення рівня кисню також дозволило утворити і потовщити озоновий шар, що захищає Землю від небезпечного випромінювання сонця. Це дозволило появі життя на суші.

Також у цей еон виникли еукаріотичні клітини, включаючи перші багатоклітинні організми та багатоклітинне життя. Еукаріотичні клітини виникли, коли прості клітини поглинули інші клітини, включаючи мітохондріальні та хлоропластоподібні клітини, утворюючи одну більшу і складнішу клітину. Це називається ендосимбіотична теорія.

Життя звідси розходилося і еволюціонувало від просто прокаріотичних та одноклітинних організмів, таких як бактерії та археї, до еукаріотичного та багатоклітинного життя, як гриби, рослини та тварини.

Після протерозойського еона наступив фанерозойський еон. Це поточний еон, і він поділений на епохи, періоди, епохи та віки.

Можливо, наступною найбільшою подією в еволюції життя є так звана Кембрійський вибух. Це відбулося в епоху палеозою, яка тривала від 541 млн до 245-252 млн років тому. (Ера років може дещо змінюватися залежно від джерела, яке ви знайдете.)

До кембрійського вибуху більшість життя було невеликим і дуже простим. Кембрійський вибух - це вибух і урізноманітнення життя на Землі, зокрема раптова поява та ускладнення тварин і рослин.

Вчені вважають, що це пов'язано з підвищенням рівня кисню в атмосфері наприкінці сніжна куля Землі і розвиток сприятливих умов навколишнього середовища для збільшення життя в Росії складність.

Спочатку настав "вік безхребетних". Безхребетні з твердою лускою еволюціонували від м’якооболонкових. Далі з’явилися рибні та морські хребетні, і звідти ці риби еволюціонували до земноводних та тварин, що мешкають на землі та воді.

Майже всі наземні тварини еволюціонували від цих загальних предків морських і рибних. Вони еволюціонували, щоб мати хребти, хребетні, щелепи та кінцівки. Вперше хребетні з’явилися в копалинах приблизно 530 мільйонів років тому.

Також у всьому світі відбувся величезний вибух рослин і лісів, включаючи тропічні ліси. Це призвело до чергового значного підвищення рівня кисню в атмосфері через побічні продукти фотосинтезу цих рослин. Виникли комахи, і вони були гігантськими через велику кількість доступного кисню.

Події масового вимирання: Все це нове життя зупинилося з обвалом карбонових дощових лісів. Через швидкі зміни клімату це призвело до першого масового вимирання багатьох з цих нових лісів та рослин.

На місце цих лісів прийшли великі пустелі, які призвели до еволюції та панування плазунів.

Однак вони не були в безпеці. Ще одне масове вимирання закінчило цю епоху, яка отримала назву Пермсько-тріасове вимирання. Записи викопних матеріалів та підтвердження викопних матеріалів свідчать про те, що від удару астероїда загинуло 96 відсотків життя в океані та 70 відсотків наземних хребетних.

Після того, як ця вимирання призвела до загибелі більшості життя на Землі, рептилії та динозаври стали панувати над пустелями, що залишились позаду.

Динозаври домінували як основне життя на Землі близько 160 мільйонів років. А від динозаврів пішла пізніша еволюція птахів.

Життя рослин набуло повороту в мезозої; епоху іноді називають епохою хвойних порід. Рослини розвинули новий спосіб розмноження з еволюцією перших хвойних дерев (вони використовують пророщування насіння).

Коли більше рослин повернулося після попереднього вимирання, рівень кисню знову збільшився, що дозволило отримати дуже великі організми. Пам’ятаєте, якими великими були тиранозаврські рекси? Це тому, що в атмосфері було так багато кисню, щоб підтримувати такі величезні організми.

Мезозой також закінчився масовим вимиранням під назвою K-T вимирання (також відомий як Крейдово-палеогеновий вимирання) в результаті чергового удару астероїда.

Майже всі види вимерли, крім морських мешканців та дуже дрібних ссавців.

Кайнозойська ера розпочалася відразу після вимирання K-T 66 мільйонів років тому, і саме в цю епоху ми зараз.

Після вимирання життя знову урізноманітнилося, оскільки ссавці стали домінуючим видом тварин. Це включало появу великих морських ссавців, таких як кити, та великих наземних ссавців, таких як мамонти.

Рослини диверсифікувались, а трави розвивались у міру того, як континенти дрейфували до своїх сучасних утворень, замість того, щоб залишатися одним із багатьох суперконтинентів, що виникли за всю історію Землі.

Що стосується нашого власного життя, наш спільний предок і перший примат з’явився близько 25 мільйонів років тому. Перший гомінід з’явився приблизно 3 мільйони років тому, з першим Homo sapiens в Африці 300 000 років тому.

В даний час ми перебуваємо у фанерозойському еоні, кайнозойській ері, четвертинному періоді. Більшість джерел перелічують Голоценова епоха як поточна епоха (якщо ви дійсно хочете бути конкретним, останнім віком епохи голоцену є Мегалаян Вік), але в 2000-х роках вчені стали більш впевненими, що люди розпочали іншу епоху, яка називається антропоцен Епоха.

У травні 2019 року Робоча група з антропоцену, яка входить до складу Міжнародної комісії зі стратиграфії, проголосувала за зробити антропоценову епоху частиною геологічної шкали часу, з середини 20 століття як приблизної відправної точки.

Це ще не означає, що антропоцен є повністю офіційним, оскільки група все ще повинна отримати схвалення як від Міжнародної комісії зі стратиграфії, так і від Міжнародного союзу геологічних наук. Однак це суттєвий крок у процесі окреслення нової епохи.

Вимирання голоцену: Планета цілком могла бути на шляху до чергових кардинальних змін у житті, як ми бачили, як це відбувалося в багатьох епохах історії Землі. Вчені кажуть, що через вплив людини на навколишнє середовище та клімат Землі сьогодні відбувається масове вимирання, яке називається "вимирання голоцену".

Якщо ми не змінимо свій вплив на навколишнє середовище, зокрема ті, що впливають на зміну клімату, ми можемо дивитись на черговий величезний зсув та вимирання життя (включаючи нас самих) найближчим часом.

• Еволюція людини та стадії людини
• Різні типи скам’янілостей
• Основні ідеї еволюції Чарльза Дарвіна
• Типи наук про Землю
• Чотири фактори природного відбору