Как развивалась жизнь на Земле

Окружающий нас мир не всегда был таким каким мы привыкли его видеть. Изменялась планета и вместе с ней изменялись и все обитающие на ней организмы.

Изучение древнейших слоёв земной коры позволило установить, что Земля образовалась более 5 млрд лет назад.

На первом этапе древняя атмосфера Земли была насыщена вулканическими газами, в состав которых входили оксиды серы, азота, аммиак, оксиды и диоксид углерода, пары воды и ряд других веществ.

Активная вулканическая деятельность, сопровождавшаяся сильными и частыми электрическими разрядами гроз, а также влияние ультрафиолетового излучения способствовали образованию органических соединений.

Древняя атмосфера не содержала свободного кислорода, поэтому органические соединения, которые находились в воде не окислялись и могли накапливаться, постепенно усложняться по строению, формируя так называемый первичный бульон.

Продолжительность этих процессов составляла многие миллионы и десятки миллионов лет. Постепенно из органических мономеров образовывались полимеры. А из них ― белковые вещества (макромолекулы), из которых образовывались сгустки ― предшественники живых организмов, которые были способны размножаться и передавать наследственную информацию.

В результате естественного отбора появились первые примитивные живые организмы, которые и дали начало всему органическому миру на Земле. Жизнь, очевидно, развивалась в водной среде на некоторой глубине, так как единственной защитой от ультрафиолетового излучения была вода.

Первые живые организмы появились в воде примерно 3,5―4 млрд лет назад.

Предполагалось, что они уже на первых этапах развития различались по способу питания. Такое различие обуславливалось недостатком питательных веществ.

Некоторые из примитивных организмов получали энергию путём их сбраживания. Учёные считают, что это были первичные безъядерные клетки прокариоты (бактерии, например). При увеличении их численности запас органических соединений в первичном океане истощался.

Поэтому некоторые первичные организмы из-за нехватки органических соединений стали использовать энергию солнечного света. В этих условиях у некоторых клеток появился зелёный пигмент — хлорофилл, и они приспособились к использованию энергии солнечного света для превращения в пищу воды и углекислого газа.

Так возник фотосинтез, то есть процесс образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света. С появлением фотосинтеза в атмосфере стал накапливаться кислород. Состав воздуха стал постепенно приближаться к современному, то есть в основном включать азот, кислород и небольшое количество углекислого газа. Такая атмосфера способствовала развитию более совершенных форм жизни.

От древних простейших одноклеточных организмов, способных к фотосинтезу, произошли одноклеточные водоросли — это родоначальники царства растений.

Наряду с плавающими формами среди водорослей появились и прикреплённые ко дну.

Из одноклеточных форм появлялись многоклеточные, части тела которых выполняли различные функции.

В это время на земном шаре был влажный и тёплый климат. Начался переход некоторых растений от водного к наземному образу жизни. Переход растений к наземному образу жизни, по-видимому, был связан с существованием периодически заливавшихся и освобождавшихся от воды участков суши. Осушение этих участков происходило постепенно. У некоторых водорослей стали появляться приспособления к обитанию вне воды.

У древних многоклеточных водорослей строение постепенно усложнялось, и они дали начало первым наземным растениям.

Одними из первых наземных растений были росшие по берегам водоёмов риниофиты, например риния. Они существовали 400 млн лет назад, а потом вымерли.

Строение риниофитов ещё напоминало строение многоклеточных водорослей. У них отсутствовали настоящие стебли, листья, корни, в высоту они достигали около 25 см.

Ризоиды, с помощью которых они прикреплялись к почве, поглощали из неё воду и минеральные соли. Наряду с подобием корней, стебля и примитивной проводящей системы риниофиты имели покровную ткань, предохранявшую их от высыхания. Размножались они спорами.

От риниофитоподобных растений произошли древние плауны, хвощи, папоротники и, по-видимому, мхи.

Это были типичные споровые растения, своего расцвета они достигли около 300 млн лет назад, когда климат был тёплым и влажным, что благоприятствовало росту и размножению папоротников, хвощей и плаунов. Однако их выход на сушу и отрыв от водной среды не были ещё окончательными. При половом размножении споровым растениям для оплодотворения необходима водная среда.

В конце каменноугольного периода климат Земли почти повсеместно стал суше и холоднее. Древовидные папоротники, хвощи и плауны постепенно вымирали. Появились примитивные голосеменные растения — потомки некоторых древних папоротниковидных.

Происхождение голосеменных от древних папоротниковидных доказывает многие черты сходства между этими растениями. Это сходство не только внешнее. Общие черты наблюдаются в строении органов: стеблей, листьев и корней.

Очевидно, предками голосеменных растений были древовидные, лиановидные и травянистые семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Их семена развивались на листьях, шишек ещё не было.

Там, где климат становился более суровым, древние голосеменные растения постепенно вымирали. Им на смену приходили более совершенные растения — сосна, ель, пихта.

Растения, размножавшиеся семенами, лучше приспособились к жизни на суше, чем растения, размножавшиеся спорами. Это связано с тем, что возможность оплодотворения у них не зависит от наличия воды во внешней среде. Особенно явно превосходство семенных растений над споровыми проявилось, когда климат стал менее влажным.

Покрытосеменные растения появились на Земле около 130 млн лет назад.

Покрытосеменные оказались наиболее приспособленными к жизни на суше растениями. Только у них имеются цветки, их семена развиваются внутри плода и защищены околоплодником.

Покрытосеменные быстро расселились по всей Земле и заняли все возможные места обитания.

Так по мнению учёных происходило развитие растительного мира. А как же развивались животные?

Учёные считают, что развитие жизни на Земле началось около 3,5 млрд лет назад, причём не на суше, а в океане, где для этого были более благоприятные условия.

Вначале практически вся жизнь была сосредоточена в водной среде. Среди животных возникли кишечнополостные и губки.

Примерно 500 млн лет назад в океане уже обитали всевозможные животные: медузы, кораллы, морские лилии.

Особенно много было трилобитов. Эти животные, дальние родственники раков, были одеты панцирем и имели разные размеры (от 2 до 75 см). Они жили у дна, где медленно ползали и плавали. Позже трилобиты полностью вымерли.

Появилялись первые хордовые животные. Некоторые из них существуют и по сегодняшний день (например, примитивное морское животное ланцетник).

Со временем в морях появились различные рыбы, в том числе огромный (около 10 м в длину!) хищник динихтис — гроза других морских обитателей.

Постепенно живые существа заселили и сушу. Примерно 350 млн лет назад она уже была покрыта пышными лесами, но в них не было знакомых нам деревьев. В этот период в лесах ползали многоножки, пауки, скорпионы, летали гигантские стрекозы. Некоторые стрекозы достигали в размахе крыльев почти 1 м!

Климат в то время был тёплым и влажным, и в многочисленных болотах хорошо себя чувствовали древние земноводные — стегоцефалы, которые произошли от древних рыб.

Шло время, и на смену земноводным пришли произошедшие от них пресмыкающиеся. Расцвет древних пресмыкающихся (их ещё называют древними ящерами) начался примерно 225 млн лет назад.

А затем появились и птицы. Однако переход от пресмыкающихся к птицам был постепенным. Например, обнаружение ископаемых останков археоптерикса доказывает это. Археоптерикс ― это небольшое животное, которое имело признаки птицы, но сохраняло ещё черты пресмыкающихся.

Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, общий вид.

На берегах Северной Двины была найдена группа зверозубых рептилий. Они совмещали признаки млекопитающих и пресмыкающихся.

Ещё одним примером служат ихтиостеги — переходная форма между пресноводными кистепёрыми рыбами и земноводными.

У ихтиостег были ноги, но они, возможно, не использовались для ходьбы по суше. Они имели хвостовой плавник и некоторые органы чувств, функционирующие только в воде. Тело их было покрыто мелкими чешуйками.

Переходные формы сочетают в себе одновременно признаки как древних, так и более эволюционно молодых групп.

Одна из групп древних пресмыкающихся ― динозавры. Все динозавры были наземными животными. Динозавры вымерли примерно 65 млн лет назад.

Как видите, развитие жизни на Земле продолжалось несколько миллиардов лет. За это время одни виды и группы организмов давали начало другим. Многие, появившись, исчезали, другие сохранились и живут до сих пор.

Сегодня на уроке вы познакомились с этапами развития растительного и животного мира. Вы узнали, что самыми древними организмами были одноклеточные. Из них развивались все более совершенные виды, которые сначала населяли воду, а затем распространились и на суше.