Этапы развития Земли

Доклад: 

Этапы развития Земли. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рязань 2010г. 

    История развития Земли для удобства изучения разделена по эонам, эрам, периодам и эпохам. Современная геохронологическая шкала, начинающаяся c Докембрийской эры и завершающаяся Четвертичным периодом, составлена на основании сведений, полученных при исследовании  окаменелых останков и структуры горных пород. Анализ же структуры горных пород позволил установить, через какие этапы проходил процесс формирования Земли и в какое время. Данные окаменелых останков поведали ученым о формах жизни, существовавших на Земле в различные периоды.

По современным  оценкам возраст планеты Земля  насчитывает примерно 4,6 – 4,9 млрд. лет. Эти оценки основываются главным  образом на исследовании горных пород  методами радиометрического датирования  ( метод определения возраста объекта)

    Докембрийский эон (4.6 миллиардов – 543 миллиона лет)

    Докембрийский эон (криптозой) считается самым  древним и самым продолжительным. Докембрийский эон делится на несколько эонов и эр: эон Катархей (4.6-3.8 миллиардов лет), когда происходило формирование земной коры. Эон Архей (3.8-2.5 миллиардов лет). Эон Протерозой (2.5 миллиарда - 543 миллиона лет). Окаменелые останки этого периода сохранили для нас следы одноклеточных и многоклеточных организмов.

    АРХЕЙ. О жизни в архее известно не много. Единственными животными организмами были клеточные прокариоты – бактерии и сине-зеленые водоросли. Продуктами жизнедеятельности этих примитивных микроорганизмов являются и древнейшие осадочные породы (строматолиты)- известковые образования в виде столбов, обнаружены в Канаде, Австралии, Африке, на Урале, в Сибири. Бактериальную основу имеют осадочные породы железа, никеля, марганца. Многие микроорганизмы – активные участники формирования колоссальных, пока еще мало разведенных ресурсов полезных ископаемых на дне Мирового океана. Велика роль микроорганизмов и в образовании горючих сланцев, нефти и газа. Сине-зеленые, бактерии быстро распространяются в архее и становятся хозяевами планеты. Эти организмы не имели обособленного ядра, но развитой системой обмена веществ, способностью к размножению. Сине-зеленые, кроме того, обладали аппаратом фотосинтеза. Появление последнего было крупнейшим ароморфозом в эволюции живой природы и открыло один из путей (вероятно, специфически земной) образования свободного кислорода.

    К концу архея (2,8-3 млрд. лет назад) появляются первые колониальные водоросли, окаменевшие остатки которых  найдены в Австралии, Африке и  др. 

    Важнейший этап развития жизни на Земле тесно  связан с изменением концентрации кислорода  в атмосфере, становлением озонового  экрана. Благодаря жизнедеятельности  сине-зеленых содержание свободного кислорода в атмосфере заметно возросло. Накопление кислорода привело к возникновению первичного озонового экрана в верхних слоях биосферы, который открыл горизонты для расцвета.

    ПРОТЕРОЗОЙ. Протерозой- огромный по продолжительности этап исторического развития Земли. В течении его бактерии и водоросли достигают исключительного расцвета, с их участием интенсивно шли процессы отложения осадков.

    Господство прокариот сменяется расцветом эукариотов – зеленых и золотистых водорослей.  Из одноклеточных эукариотов за короткое время развиваются многоклеточные со сложной организацией и специализацией.

         Среди растительных организмов в то время преобладали одноклеточные, но появляются и многоклеточные водоросли (зеленые, бурые, красные), грибы.

  Эон Фанерозоя (543 миллиона лет – до наших дней)

    Фанерозой (от греч. phaneros - явный, открытый и zoe - жизнь, образ жизни) означает, "видимая или известная жизнь". Эон фанерозоя разделен  в геохронологической шкале на три эры: Палеозойская эра, Мезозойская эра, Кайнозойская эра.

    ПАЛЕОЗОЙСКАЯ  ЭРА. началась около 540 миллионов лет назад и закончилась примерно 250 миллионов лет назад. Она продолжалась 290 миллионов лет. Первый период Палеозойской эры - кембрийский, начался с массового распространения живых организмов с минеральным скелетом. Сейчас палеонтологи полагают, что отдельные виды, обладавшие различными скелетными элементами, могли появится и до начала Палеозоя, но они не были массовыми.

    На  протяжении Палеозоя возникает огромное количество типов и классов живых  существ. Жизнь очень сильно усложняется. Если в самом начале Палеозоя все  живые организмы обитают в  морях, а самыми развитыми живыми существами являются головоногие моллюски, то в конце последнего периода  Палеозойской эры – пермского, на суше, покрытой лесами, уже существуют не только амфибии и рептилии, но и примитивные млекопитающие.

    Именно  в Палеозое происходит освоение суши, сначала растениями, затем членистоногим, а затем уже и позвоночными. Освоение новой среды обитания приводит к возникновению новых приспособлений и адаптаций, появляются совершенно новые организмы, способные жить в новых условиях. Осваивающие  мелководья и полузатопленные участки побережий потомки рыб – амфибии, живут на размытой границе воды и суши, но все-таки еще в воде. Рептилии, благодаря более плотным кожным покровам и размножению защищенными от высыхания, в отличие от икры амфибий, яйцами, уже по-настоящему осваивают сушу.

    Морская жизнь не только «выплескивается» на сушу, но и постоянно усложняется  в родной среде обитания. Безраздельно властвовавших в начале Палеозоя в толще воды головоногих моллюсков  теснят рыбы. Часть головоногих вымирает, но возникают все более сложно организованные виды, появляются аммониты, расцвет которых придется на следующую эру – Мезозойскую.

    С середины Палеозоя жизнь начинает осваивать  еще одну среду – воздушную. Но пока в воздух поднимаются только членистоногие – насекомые. Для  позвоночных воздух еще закрыт –  они освоят эту среду только в  триасе – первом периоде Мезозоя.

    Конечно, на протяжении всего Палеозоя идет не только возникновение новых групп  живых организмов, но и вымирание  старых, не успевающих приспособится  к новой, изменяющейся обстановке. К  середине Палеозоя вымирают широко распространенные в кембрии членистоногие хищники  – аномалокарисы и подобные им виды. Трилобиты, доминировавшие в донной фауне в начале Палеозоя, и достигавшие в ордовикском периоде длины в 90 сантиметров, в конце Палеозойской эры – в карбоне и перми, становятся редкими и мелкими – 1-2 сантиметра в длину.

    А завершается Палеозой грандиозным  вымиранием в конце пермского  периода. Это вымирание по своим  масштабам превзошло все другие известные вымирания, в том числе  и знаменитое вымирание динозавров в конце Мезозоя. В конце перми исчезло до 95% видов земной фауны. Причины этого катастрофического вымирания, впрочем, как и других подобных событий, точно неизвестны. Глобальность и массовость вымирания свидетельствуют о том, что у него была какая-то общая и масштабная причина. Сторонники катастроф винят в пермском кризисе мощнейшее извержение вулканов на территории современной Сибири или падение крупного астероида, след от которого пока не найден. Есть предположение, что падение астероида и последовавшая за ним вспышка вулканизма связаны друг с другом. Другие исследователи винят в катастрофе резкое глобальное потепление, перегрев Земли, который привел к уменьшению содержания кислорода в воде океанов и гибели как наземных, так и водных экосистем. Есть и другие гипотезы. Ни одна из них не может сейчас считаться более-менее подтвержденной. Ясно одно – жизнь пережила этот кризис и вышла на новый виток своего развития.

    МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА началась примерно 250, а закончилась 65 миллионов лет назад. Она продолжалась 185 миллионов лет. Мезозой известен, в первую очередь, как эра динозавров. Эти гигантские рептилии заслоняют собой все остальные группы живых существ. Но забывать о других не стоит. Ведь именно Мезозой – время, когда появились настоящие млекопитающие, птицы, цветковые растения – фактически сформировалась современная биосфера. И если в первом периоде Мезозоя – триасе, на Земле еще было множество животных из палеозойских групп, которые смогли пережить пермскую катастрофу, то в последнем периоде – меловом, уже сформировались почти все те семейства, которые испытали расцвет в Кайнозойское эре.

    В Мезозое возникли не только динозавры, но и другие группы рептилий, которых  часто ошибочно считают динозаврами  – водные рептилии (ихтиозавры и  плезиозавры), летающие рептилии (птерозавры), лепидозавры – ящерицы, среди которых были и водные формы – мозазавры. От ящериц произошли змеи – они тоже появились в Мезозое, - время их возникновение в общем известно, но палеонтологи спорят о том, в какой среде это произошло – в воде или на суше.

    В морях процветали акулы, жили они  и в пресноводных водоемах. Мезозой  – эпоха расцвета двух групп головоногих  моллюсков – аммонитов и белемнитов. Но в их тени неплохо жили наутилусы, возникшие в раннем палеозое и  существующие до сих пор, возникли привычные нам кальмары и осьминоги.

    В Мезозое возникли современные млекопитающие, сначала сумчатые, а затем и  плацентарные. В меловом периоде  уже выделились группы копытных, насекомоядных, хищников и приматов.

    Интересно, что современные амфибии –  лягушки, жабы и саламандры, тоже возникли в Мезозое, предположительно, в юрском периоде.

    В течение всего Мезозоя позвоночные  стремились освоить новую для  себя среду – воздушную. Первыми  смогли взлететь рептилии – сначала  небольшие птерозавры – рамфоринхи, затем более крупные птеродактили. Где-то на границе юры и мела в  воздух поднялись рептилии - небольшие  оперенные динозавры, способные  если не к полету, то уж точно к  планированию, и потомки рептилий – птицы - энанциорнисы и настоящие веерохвостые птицы.

    Настоящая революция в биосфере произошла  с появлением покрытосеменных —  цветковых растений. Это повлекло за собой увеличение разнообразия насекомых, которые стали опылителями цветов. Постепенное распространение цветковых  растений изменило облик наземных экосистем.

    Закончился  Мезозой знаменитым массовым вымиранием, больше известным как «вымирание динозавров». Причины этого вымирания  не ясны, но чем больше мы узнаем о  событиях, происходивших в конце  мела, тем менее убедительной становится популярная гипотеза метеоритной катастрофы. Биосфера Земли менялась и экосистемы позднего мела очень сильно отличались от экосистем юрского периода. Огромное количество видов вымерло на протяжении всего мелового периода, а вовсе не в его конце – до катастрофы они просто не дожили. Вместе с тем, появляются данные, что кое-где типично мезозойская фауна еще существовала в самом начале следующей эры – Кайнозойской. Так что пока однозначно ответить на вопрос о причинах вымирания, произошедшего в конце Мезозоя, не представляется возможным. Ясно только, что если какая-то катастрофа и произошла, она лишь подтолкнула и без того уже начавшиеся изменения

    КАЙНОЗОЙСКАЯ  ЭРА началась примерно 65 миллионов лет назад и продолжается до сих пор. Палеогеновый период начался 65 миллионов лет назад, закончился – 25 млн. Продолжался палеоген 40 миллионов лет. В этом периоде начался бурный расцвет млекопитающих. После вымирания большого количества рептилий возникло множество свободных экологических ниш, которые начали занимать новые виды млекопитающих. Были распространены яйцекладущие, сумчатые и плацентарные. В воздухе господствуют веерохвостые беззубые птицы. Увеличивается разнообразие цветковых растений и насекомых. В морях процветают костистые рыбы. Появляются новые группы кораллов, морских ежей.Начинается расцвет головоногих с редуцированной или вовсе исчезнувшей раковиной – осьминогов, каракатиц и кальмаров вместе с белемнитами объединяемых в группу колеоидей.

    Неогеновый  период начался около 25 миллионов лет назад, закончился лишь 2 миллиона лет назад. Продолжительность неогена – 23 миллиона лет. Млекопитающие осваивают моря и воздух – возникают киты и рукокрылые. Плацентарные оттесняют на периферию остальных млекопитающих. Фауна этого периода становиться очень похожей на современную. Но есть и отличия – еще существуют мастодонты, гиппарионы, саблезубые тигры. Крупные нелетающие птицы играют большую роль, особенно в изолированных, островных экосистемах.

    Начался последний на данный момент период развития Земли – четвертичный - около 2 миллионов лет назад. Когда  он закончится пока не известно. Фауна  нашего времени очень похожа на неогеновую, хотя многие виды вымерли. С отступлением последних ледников исчезла так называемая «мамонтовая фауна». Идет период расцвета насекомых, цветковых растений, костистых рыб, головоногих моллюсков – колеоидей. Сейчас основной причиной вымирания видов и изменения биосферы стал человек. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Литература

    1)Беляев  Д.К. Бородин П.М. Воронцов Н.Н.  Общая биология. – 

    М.: Просвещение, 2000.

    2)Энциклопедия. Биология/ Под ред. М.Д Аксёнова.- М:

    Аванта+, 2002 , Т2

    3)http://www.ammonit.ru/geochrono/63.htm

    4)http://images.yandex.ru