Ukratko o klimatskim uslovima arhejske ere. Klima arhejske ere

Naučnici dijele istoriju Zemlje na duge vremenske periode - ere. Ere se dijele na periode, periodi na epohe, epohe na vijekove.

Podjela na ere nije slučajna. Kraj jedne ere i početak druge obilježen je značajnom transformacijom lica Zemlje, promjenom odnosa kopna i mora i intenzivnim procesima izgradnje planina.

Imena era su grčkog porijekla, njihovo značenje je sljedeće: arhej - drevni, proterozoj - primarni život, paleozoik - drevni život, mezozoik - srednji život, kenozoik - novi život.

Arhej je najstarije doba, počelo je prije više od 3,5 milijardi godina i trajalo je oko milijardu godina. Malo se zna o životu u Arheju, gotovo da nema tragova organskog života: sedimentni slojevi arhejskog doba su u velikoj meri izmenjeni pod uticajem visoke temperature i pritiska. Prisustvo stijena organskog porijekla - krečnjaka, mramora - ukazuje na postojanje bakterija i plavo-zelenih algi u arhejskoj eri.

Tokom arhejske ere dogodile su se glavne aromorfoze: pojava ćelija sa ćelijskim jezgrom, seksualni proces, fotosinteza i višećelijska pojava.

Seksualni proces proširuje mogućnosti prirodne selekcije, povećava mogućnost adaptacije na uslove okoline zbog stvaranja nebrojenih kombinacija u hromozomima. Novi način reprodukcije kao koristan u očuvanju vrsta osiguran je prirodnom selekcijom, a sada prevladava u životinjskom i biljnom svijetu.

Pojava fotosinteze označila je početak podjele jednog životnog stabla na dva – biljke i životinje – prema načinu ishrane i vrsti metabolizma. Zasićenost vode kiseonikom, njeno nakupljanje u atmosferi i prisustvo hrane stvorili su preduvjete za razvoj životinja u vodi, koja je štitila žive organizme od štetnog ultraljubičastog zračenja. S vremenom se u atmosferi počeo stvarati ozon, apsorbirajući gotovo sve ultraljubičasto zračenje - štiteći život na površini vode i kopna.

Pojava višećelijske strukture dovela je do komplikacija u organizaciji živih bića: diferencijacije tkiva, organa i sistema i njihovih funkcija. Putevi evolucijskih transformacija prvih višećelijskih organizama bili su različiti. Neki su prešli na sjedilački način života i pretvorili se u organizme tipa spužve. Drugi su počeli puzati po podlozi koristeći cilije - plosnate crve. Drugi su ipak zadržali plutajući način života. Dobili su usta i iznjedrili koelenterate.

Razvoj života u proterozojskoj eri.

Proterozojska era je najduža u istoriji Zemlje. Trajalo je oko 2 milijarde godina. Na granici arhejske i proterozojske ere nastupio je prvi veliki period izgradnje planina. To je dovelo do značajne preraspodjele kopnenih i morskih područja na Zemlji. Nisu sve vrste organizama preživjele ove promjene na licu Zemlje, mnoge od njih su izumrle. Većina fosilnih ostataka je također uništena, zbog čega se tako malo zna o životu u arhejskoj eri.

Tokom ove ere, bakterije i alge postižu izuzetan prosperitet. Izuzetno intenzivan proces taloženja sedimenta odvijao se uz učešće organizama. Poznato je da je sedimentno željezo proizvod vitalne aktivnosti željeznih bakterija. Proterozojski period uključuje formiranje najvećih nalazišta željezne rude na Zemlji (Kursk, Krivoy Rog rude, željezne rude jezera Superior u SAD, itd.). Dominaciju plavo-zelenih algi zamjenjuje obilje zelenih algi, uključujući i one višećelijske pričvršćene na dnu. To je zahtijevalo rasparčavanje tijela na komade. Najvažnija aromorfoza bila je pojava bilateralne simetrije, što je dovelo do diferencijacije tijela na prednji i stražnji kraj, kao i na ventralnu i dorzalnu stranu.

Prednji kraj je mjesto gdje se razvijaju osjetilni organi, nervni čvorovi, a kasnije i mozak. Dorzalna strana obavlja zaštitnu funkciju, pa se ovdje razvijaju različite kožne žlijezde, mehaničke formacije (čekinje, dlake) i zaštitna boja. Većina proterozojskih životinja bile su višećelijske. U morima nisu živjeli samo niži višećelijski organizmi – spužve i radijalno simetrični koelenterati; Pojavljuju se i bilateralno simetrične. Među potonjima su poznati anelidi - od njih su nastali mekušci i člankonošci. Do kraja proterozoika u morima su se pojavili najstariji predstavnici artropoda, rakova.

Akumulacija kiseonika u atmosferi dovela je do formiranja ozonskog štita u atmosferi. Zemljište je beživotno, ali su uz obale akumulacija započeli procesi stvaranja tla kao rezultat aktivnosti bakterija i mikroskopskih algi.

Razvoj života u paleozoičkoj eri.

Paleozojska era je mnogo kraća od prethodnih, trajala je oko 340 miliona godina. Na kraju proterozoika, kopno je predstavljalo jedan superkontinent, koji se podijelio na zasebne kontinente, grupisane u blizini ekvatora. To je dovelo do stvaranja velikog broja obalnih područja pogodnih za naseljavanje živih organizama. Do početka paleozoika neke životinje su formirale vanjski organski ili mineralni skelet. Njegovi ostaci su sačuvani u sedimentnim stijenama. Zato je, počevši od prvog perioda paleozoika-kambrija, paleontološki zapis prilično potpun i relativno kontinuiran.

Razdoblja:

Cambrian;

ordovician;

Cambrian (80 20 miliona godina)

Kambrijska klima je bila umjerena, kontinenti su bili nizinski. U kambriju su životinje i biljke uglavnom naseljavale mora. Bakterije i plavo-zelene alge su još uvijek živjele na kopnu.

Život je bio najraznovrsniji i najbogatiji u kambrijskim morima. Njihova površina bila je veća od površine modernih mora. Gotovo cijela Evropa je bila morsko dno. Ovim morima su dominirale zelene i smeđe alge pričvršćene za dno; U vodenim stubovima plivale su dijatomeje, zlatne alge i euglene.

Među jednoćelijskim životinjama postojale su brojne foraminifere - predstavnici protozoa koji su imali vapnenastu ljusku ili ljusku zalijepljenu od zrna pijeska. Sunđeri su bili veoma raznovrsni. Pored sesilnih bentoskih životinja, vrlo su raznovrsni bili i pokretni organizmi. Među njima su bile školjke, puževi i glavonošci i anelidi, od kojih su člankonošci već evoluirali u kambriju. Najstariji člankonošci - trilobiti - bili su slični oblikom tijela modernim rakovima - ušima. Tijelo trilobita bilo je zatvoreno u hitinskoj ljusci i podijeljeno na 40-50 segmenata. Poznato je da je broj segmenata tijela kod modernih rakova znatno manji.

Ordovician(5510 Ma)

U ordoviciju su se značajne površine kambrijskog kopna spustile, uz najveće smanjenje kopnene površine u Sibiru u Sjevernoj Americi. Na granici kambrija-ordovicija javljali su se intenzivni tektonski pokreti, koji su se nastavljali sve do granice ordovicija i silura.

U morima Ordovicija eukarioti su vrlo raznoliki - sifonske zelene, smeđe i crvene alge. Postoji intenzivan proces formiranja grebena od strane koralja. Krajem ordovicija pojavile su se prve kopnene biljke - psilofiti. Njihovom nastanku je prethodilo aromorfoza, pojavila su se tkiva: integumentarna sa stomama, mehanička, koja podupiru biljku u prostoru i provodna.

Daljnja evolucija biljaka išla je u pravcu podjele tijela na vegetativne organe i tkiva, poboljšavajući vaskularni sistem (osiguravajući brzo kretanje vode do velikih visina). Psilofiti su bili prelazni oblici iz nižih, avaskularnih spora u više, vaskularne (likofite, preslice i paprati). Bile su prijelazne iz vodenih u kopnene biljke. Njihova distribucija na kopnu već je bila pripremljena vitalnom aktivnošću prokariota, algi i gljiva, koje su stvorile prvo tlo.

Uočena je značajna raznolikost među glavonošcima i puževima. Trilobiti su veoma brojni. Raznovrsnost foraminifera, spužvi i nekih školjkaša se smanjuje.

Kod životinja se javlja velika aromorfoza - pojava hvataljke oralnog aparata, što je izazvalo restrukturiranje cjelokupne organizacije kralježnjaka.. Sposobnost odabira hrane doprinijela je poboljšanju prostorne orijentacije poboljšanjem čula. Prvi gnatostomi nisu imali peraje i kretali su se u vodi pokretima poput zmija. Međutim, ovaj način kretanja pokazao se neučinkovitim kada je bilo potrebno uhvatiti plijen u pokretu.

Stoga su za poboljšanje kretanja u vodi kasnije bili važni kožni nabori, određeni dijelovi ovog nabora se dalje razvijaju i stvaraju peraje, uparene i nesparene; Pojava uparenih peraja - udova - sljedeća je velika aromorfoza u evoluciji kralježnjaka. Tako su čeljusti kralježnjaci stekli hvatajući usne organe i udove. U svojoj evoluciji dijelili su se na hrskavične i koštane ribe.

Silur(35 10 miliona godina)

Kao rezultat intenzivnih tektonskih kretanja, topla plitka mora ordovicija zamjenjuju se značajnim površinama kopna; Došlo je do značajnog isušivanja klime.

Na kraju silura uočava se razvoj osebujnih člankonožaca - škorpiona rakova. Ordovicij i silur uključuju bujanje glavonožaca u morima (moderni predstavnici ove klase su lignje, sipe i hobotnice). Pojavljuju se novi predstavnici beskralježnjaka - koralji (koelenterati), koji počinju postupno istiskivati ​​morske ježeve (bodljokože).

Prvi predstavnici kralježnjaka - takozvane oklopne ribe - pojavljuju se u silurskim morima. Njihov unutrašnji skelet bio je hrskavičan, a sa vanjske strane tijelo je bilo zatvoreno u koštanu ljusku koja se sastojala od ljuska. Oklopljene ribe samo su oblikom tijela podsjećale na pravu ribu. Pripadali su drugoj klasi kičmenjaka - bezčeljustima ili ciklostomima. Nisu imali prave uparene peraje, ali su imali jednu nozdrvu (moderni predstavnik ove klase je lampuga).

Kraj silura označio je početak intenzivnog razvoja kopnenog bilja. Prve kopnene biljke bili su psilofiti - bili su bez pravih listova, njihova struktura je vrlo slična strukturi višećelijskih zelenih algi, od kojih su potekle. Paprati se razvijaju.

Pojava viših biljaka na kopnu bila je pripremljena ranijim izlaskom bakterija i modrozelenih algi iz vode, te prisustvom na kopnu biogenog sloja tla iz kojeg su psilofiti i paprati mogli crpiti izvore hrane. U razvoju mahovina, paprati, preslice i mahovine zadržava se stadijum pokretnih bičastih gameta, kojima je potrebna vodena sredina. Dakle, izlazak silurskih biljaka na kopno i odvajanje od vodene sredine još nije bilo konačno.

Akumulacija velikog broja organskih ostataka u tlu stvorila je preduvjete za pojavu na zemljištu heterotrofnih organizama koji koriste ove organske tvari. Zaista, u siluru se pojavljuju heterotrofni organizmi bez hlorofila — gljive.

Prisustvo značajnih rezervi biljne biomase doprinijelo je pojavi životinja na kopnu. Među prvima koji su se preselili iz vodenog okoliša bili su predstavnici tipa artropoda - pauci.

Pred kraj silura ponovo je započeo takozvani period kaledonske orogeneze. Planine koje su nastale tokom ovog perioda preživjele su do danas - to su skandinavske planine, grebeni planinskog luka Sayan-Baikal. Škotske planine itd.

Ova planinska građevina ponovo je promijenila konture kopna i mora, promijenila klimu i uslove života organizama.

Devonski(55 10 Ma)

Kao rezultat porasta kopna i smanjenja mora, klima devona je bila oštrije kontinentalna nego u siluru. Tokom devona, glacijacije su uočene i u planinskim predjelima Južne Afrike. U toplijim krajevima klima se promijenila u pravcu većeg sušenja, a pojavila su se pustinjska i polupustinjska područja.

U devonskim morima riba je cvjetala. Potomci oklopnih riba daju veliki broj predstavnika pravih riba. Među njima su bile hrskavične ribe (moderni predstavnici su morski psi), a pojavile su se i ribe s koštanim kosturom. Među njima su u plitkim vodenim tijelima živjele plućne ribe, kod kojih se, uz škržno disanje, javljalo i plućno disanje (pluća se razvila iz plivajućeg mjehura), kao i ribe s perajama, koje su bile tipično vodene životinje, ali su mogle udisati atmosferski zrak. uz pomoć primitivnih pluća.

Da bismo razumjeli daljnju evoluciju riba, potrebno je zamisliti klimatske uvjete u devonskom periodu. Većina zemlje bila je beživotna pustinja. Duž obala slatkovodnih rezervoara, anelidi i člankonošci živjeli su u gustim šikarama biljaka. Klima je suva, sa oštrim kolebanjima temperature tokom dana i po sezoni. Nivo vode u rijekama i akumulacijama se često mijenjao. Mnogi rezervoari su potpuno presušili i zamrznuli se zimi. Vodena vegetacija je uginula kada su akumulacije presušile, a biljni ostaci su se akumulirali i zatim istrulili. Sve to stvaralo je veoma nepovoljno okruženje za ribu.

U takvim uslovima samo udisanje atmosferskog vazduha moglo bi ih spasiti. Stoga se pojava pluća može smatrati idioadaptacijom na nedostatak kisika u vodi. Kada su vodena tijela presušila, životinje su imale dva načina za bijeg: zakopavanje u mulj ili migriranje u potrazi za vodom. Prvi put slijedile su plućke, čija je struktura ostala gotovo nepromijenjena od Devona i koja danas živi u malim, presušivim vodenim tijelima u Africi. Ove ribe preživljavaju sušnu sezonu zakopavajući se u blato i udišući atmosferski zrak.

Samo ribe s režnjevim perajama mogle su se prilagoditi životu na kopnu, zbog strukture svojih parnih peraja. Donedavno se vjerovalo da su životinje s režnjevim perajima gotovo izumrle na kraju paleozoika i potpuno nestale do kraja mezozoika. Ali 1938., 1952. i narednih godina, moderne ribe s perajima ulovljene su uz obale Južne Afrike i Madagaskara - pravi "živi fosili", sačuvani u malo izmijenjenom obliku do danas.

Krajem devona na kopno su došli potomci riba s perajima, formirajući prvu kopnenu klasu kralježnjaka - vodozemce ili vodozemce. Najstariji vodozemci - stegocefali - bili su prekriveni koštanom školjkom koja je prekrivala njihove glave po obliku tijela koji je pomalo podsjećao na tritone i daždevnjake. Stegocefali su bili različite veličine (od nekoliko centimetara do 4 m dužine). Stegocefali su kombinovali karakteristike riba, vodozemaca i gmizavaca. Stegocefalus je "kombinovani" oblik. Stegocefali su se, kao i svi drugi vodozemci, razmnožavali u vodi. Larve su disale na škrge i razvijale su se u vodi.

Na kopnu se pojavljuju prve šume divovske paprati, preslice i mahovine; Nove grupe životinja počinju osvajati zemlju. Predstavnici artropoda koji su disali zrakom daju početak stonoga i prvih insekata.

Odvajanje vodozemaca iz vodene sredine još nije bilo konačno. One su ovisile o vodenoj sredini u istoj mjeri kao i paprati. Stoga prve kopnene više biljke i životinje nisu mogle osvojiti kopnene mase udaljene od vodenih tijela.

Krajem devona biljke su doživjele veliku aromorfozu - pojavu sjemena prekrivenog ljuskom koja ga je štitila od isušivanja i pojavila se nova grupa golosjemenjača. Zamjenjiva reprodukcija pruža niz prednosti: embrion je zaštićen od nepovoljnih uvjeta membranama, opskrbljen hranom i počinje imati diploidni broj hromozoma. U sjemenskim biljkama oplodnja se odvija bez sudjelovanja vode.

Karbon(65 10 Ma)

U periodu karbona, odnosno karbona, došlo je do značajnog zagrijavanja i vlaženja klime. Na niskim kontinentima veoma su česte močvarne nizije. U vrelim, tropskim močvarnim šumama rasle su ogromne (do 40 m visine) paprati, preslice i mahovine. Pored ovih biljaka, koje se razmnožavaju sporama, golosemenci, koji su nastali krajem devona, počinju da se šire u karbonu. Procvat drvenaste vegetacije u karbonu doveo je do stvaranja velikih slojeva uglja. Pojava uglja Donbasa i ugljenog basena Moskovskog regiona datira iz ovog perioda.

U vlažnim i toplim močvarnim šumama najstariji vodozemci - stegocefali - dostigli su izuzetan prosperitet i raznolikost. Pojavili su se prvi redovi krilatih insekata - žohari, čija je dužina tijela dostigla 10 cm, i vretenčari, od kojih su neke vrste imale raspon krila i do 75 cm.

Život u morima karbona nije se značajno razlikovao od devona.

Pred kraj karbona počelo je blago izdizanje kopna, određeno isušivanje klime i zahlađenje, što je stvorilo nepovoljne uslove za vodozemce. Pokazalo se da je određena grupa vodozemaca sposobna za dalje osvajanje kopna, koje je pretrpjelo vrlo velike promjene koje su bile korisne u novim uvjetima. Način reprodukcije se promijenio: nastala je unutrašnja oplodnja: jaje je imalo veliku zalihu žumanca, gustu ljusku i unutrašnju šupljinu s tekućinom, koja je štitila embrion od isušivanja. Razvoj embriona dogodio se u jajetu na kopnu.

permski(50 10 miliona godina)

U permskom periodu dalje uzdizanje zemlje dovelo je do razvoja sušne klime i zahlađenja. Vlažne i bujne šume će se miješati prema ekvatoru, a paprati će postepeno izumirati. Zamjenjuju ih golosjemenke. U njihovom razvoju nedostaju bičasti stadijumi, za čije postojanje je potrebna voda. Upravo je ova adaptacija omogućila golosjemenicama da uspješno izdrže konkurenciju sa sporastim biljkama u permu i istisnu ih. Umiruće šume drevnih pteridofita formirale su ugljevlje bazena Kuzbass i Pechora-Vorkuta.

Sušna klima je doprinijela izumiranju stegocefalija vodozemaca. Značajan dio velikih vodozemaca je izumro. Oni koji su se mogli sakriti u preostalim močvarama i močvarama dali su povod za male vodozemce. Ali najstariji gmizavci postižu značajnu raznolikost. Još u karbonu, među stegocefalima, isticala se grupa koja je imala dobro razvijene udove i pokretljiv sistem prva dva pršljena. Predstavnici grupe razmnožavali su se u vodi, ali su otišli dalje na kopno od vodozemaca, hraneći se kopnenim životinjama, a zatim i biljkama. Ova grupa se zvala kotilosauri. Kasnije su od njih evoluirali gmizavci i sisari.

Gmazovi su stekli svojstva koja su im omogućila da konačno prekinu vezu s vodenim okolišem. Unutrašnja oplodnja i nakupljanje žumanca u jajetu omogućili su reprodukciju na zemljištu. Keratinizacija kože i složenija struktura bubrega doprinijeli su naglom smanjenju gubitka vode u tijelu i širokom širenju. Grudi su omogućavale efikasniji tip disanja - usisavanje. Nedostatak konkurencije uzrokovao je široko rasprostranjenost gmizavaca po kopnu i povratak nekih od njih u vodenu sredinu.

Problemi sa samokontrolom

1. Koje hipoteze o nastanku života znate?

2. Šta je suština teorije panspermije?

3. Ko je dokazao da “živa bića mogu nastati iz živih bića”?

4. Koja je geološka starost Zemlje?

5. Prva faza na putu do pojave života na Zemlji bila je?

6. Ko je predložio koocervatnu teoriju?

7. Šta su koocervati?

8. Da li je u sadašnjoj fazi moguće nastanak života na Zemlji?

9. Pročitajte edukativni materijal u nastavku.

10. Odgovorite na pitanja o samokontroli.

Arhejsko doba (arhejsko) - od prije 4,0 do 2,5 milijarde godina

Arhejski eon, arheanac(starogrčki ρχαος - drevni) - jedan od četiri eona (vremenski period u geološkoj istoriji tokom kojeg je formiran eonotem objedinjuje nekoliko era) istorije Zemlje, koji obuhvata vreme od pre 4,0 do 2,5 milijarde godina.

Termin "arhejski" je 1872. godine predložio američki geolog James Dana.

Arhej je podeljen na četiri ere (od najnovije do najranije):

neoarhejski,
mezoarhejski,
paleoarhejski,
Eoarchaean.

U to vrijeme na Zemlji još nije bilo kisikove atmosfere, ali su se pojavili prvi anaerobni organizmi. U istom periodu aktivno su se formirala mnoga postojeća nalazišta sumpora, grafita, gvožđa i nikla.

Arhej i kasniji proterozoik uključeni su u vremenski period Prekambrij.

Hidrosfera i atmosfera. Klima

Na samom početku arhejske ere, na Zemlji je bilo malo vode, umjesto jednog okeana, postojali su samo raštrkani plitki bazeni. Temperatura vode dostigla je 70-90°C, što se moglo uočiti samo ako je Zemlja u to vrijeme imala gustu atmosferu ugljičnog dioksida. Na kraju krajeva, od svih mogućih gasova, samo CO2 bi mogao stvoriti povišeni atmosferski pritisak (za Archean - 8-10 bara).

U atmosferi ranog arheja bilo je vrlo malo azota (10-15% zapremine čitave arhejske atmosfere), kiseonika praktički uopšte nije bilo, a gasovi kao što je metan bili su nestabilni i brzo se raspadali pod uticajem tvrdih zračenje sa Sunca (posebno u prisustvu hidroksilnih jona, koji se takođe javljaju u vlažnoj atmosferi).

Temperatura arhejske atmosfere pod efektom staklene bašte dostigla je skoro 120°C. Kada bi se, pri istom pritisku, atmosfera u Arheju sastojala, na primjer, samo od dušika, tada bi površinske temperature bile još veće i dostizale 100°C, a temperatura pod efektom staklene bašte prelazila bi 140°C.

Prije otprilike 3,4 milijarde godina, količina vode na Zemlji se značajno povećala i pojavio se Svjetski okean koji je prekrivao vrhove srednjeokeanskih grebena. Kao rezultat toga, hidratacija bazaltne okeanske kore primjetno se povećala, a brzina povećanja parcijalnog tlaka CO2 u atmosferi kasne arheje neznatno se smanjila. Najradikalniji pad tlaka CO2 dogodio se tek na prijelazu arheja i proterozoika nakon odvajanja Zemljinog jezgra i povezanog oštrog smanjenja tektonske aktivnosti Zemlje.

Zbog toga se topljenje oceanskih bazalta također naglo smanjilo u ranom proterozoju. Bazaltni sloj okeanske kore postao je znatno tanji nego što je bio u arheju, a ispod njega se prvi put formirao sloj serpentinita - glavni i stalno obnavljan rezervoar vezane vode na Zemlji.

flora i fauna

Arhejskim naslagama nedostaje skeletna fauna, koja služi kao osnova za konstruisanje stratigrafske skale fanerozoika, ipak, ovde ima dosta raznovrsnih tragova organskog života.

Tu spadaju otpadni produkti modrozelenih algi - stromatoliti, koji su sedimentne formacije nalik koralju (karbonat, rjeđe silicij), i otpadni produkti bakterija - onkoliti.

Prvi pouzdani stromatoliti otkriveni su tek prije 3,2 milijarde godina u Kanadi, Australiji, Africi, Uralu i Sibiru. Iako postoje dokazi o otkriću ostataka prvih prokariota i stromatolita u sedimentima starim 3,8-3,5 milijardi godina u Australiji i Južnoj Africi.

Takođe, u silicijumskim stijenama ranog arheja pronađene su osebujne filamentne alge, koje su dobro očuvane, u kojima se mogu uočiti detalji o ćelijskoj građi organizma. Na mnogim stratigrafskim nivoima postoje mala okrugla tijela (veličine do 50 m) algalnog porijekla, koja su se ranije pogrešno smatrala sporama. Poznati su kao "akritarhi" ili "sferomorfidi".

Arhejski životinjski svijet je mnogo siromašniji od biljnog svijeta. Neki pokazatelji prisustva životinjskih ostataka u arhejskim stijenama odnose se na objekte za koje se čini da su neorganskog porijekla (Aticocania Walcott, Tefemar kites Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) ili su produkti ispiranja stromatolita (Carelozoon Metzger). Mnogi arhejski fosili nisu u potpunosti dešifrovani (Udokania Leites) ili nemaju tačnu referencu (Xenusion querswalde Pompecki).

Tako su u arhejskoj zoni pouzdano pronađeni prokarioti dvaju carstava: bakterije, pretežno kemosintetski, anaerobni i fotosintetski cijanobioti koji proizvode kisik. Moguće je da su se prvi eukarioti iz carstva gljiva, morfološki slični gljivama kvasca, pojavili i kod arheja.

Najstarije bakterijske biocenoze, tj. zajednice živih organizama, koje su uključivale samo proizvođače i destruktore, bile su slične filmovima plijesni (tzv. bakterijske prostirke) koje se nalaze na dnu akumulacija ili u njihovoj obalnoj zoni. Vulkanska područja često su služila kao oaze života, gdje su vodonik, sumpor i sumporovodik, glavni donatori elektrona, dospjeli na površinu iz litosfere.

Kroz gotovo čitavu arhejsku eru, živi organizmi su bili jednoćelijska bića, jako ovisna o prirodnim faktorima. I tek na prijelazu arheja i proterozoika dogodila su se dva glavna evolucijska događaja: seksualni proces i višećelijska pojava.

Haploidni organizmi (bakterije i plavo-zelene alge) imaju jedan skup hromozoma. Svaka nova mutacija odmah se manifestuje u njihovom fenotipu. Ako je mutacija korisna, ona se čuva kroz proces prirodne selekcije, ako je štetna, eliminira se.

Haploidni organizmi se kontinuirano prilagođavaju svom okruženju, ali ne razvijaju fundamentalno nove karakteristike i svojstva. Seksualni proces dramatično povećava mogućnost adaptacije na uslove okoline, zbog stvaranja nebrojenih kombinacija u hromozomima.

Diploidija, koja je nastala istovremeno sa formiranjem jezgra, omogućava da se mutacije očuvaju i koriste kao rezerva nasljedne varijabilnosti za daljnje evolucijske transformacije.

Arhejsko doba- ovo je prva faza u razvoju života na Zemlji, koja obuhvata vremenski interval od 1,5 milijardi godina. Nastaje prije 4 milijarde godina. Tokom arhejske ere, flora i fauna planete je počela da nastaje, a istorija dinosaurusa, sisara i ljudi je počela odavde. Pojavljuju se prva nalazišta prirodnih resursa. Nije bilo planinskih visina i okeana, nije bilo dovoljno kiseonika. Atmosfera je bila pomiješana sa hidrosferom u jedinstvenu cjelinu - to je spriječilo sunčeve zrake da dođu do Zemlje.

Arhejsko doba u prijevodu sa starogrčkog znači „drevno“. Ova era je podijeljena na 4 perioda - eoarhejski, paleoarhejski, mezoarhejski i neoarhejski.

Prvi period arhejske ere trajao je otprilike 400 miliona godina. Ovaj period karakterišu pojačane kiše meteorita, formiranje vulkanskih kratera i zemljine kore. Počinje aktivno formiranje hidrosfere i pojavljuju se slana tijela tople vode, izolirana jedno od drugog. Ugljični dioksid prevladava u atmosferi, temperature zraka dostižu 120 °C. Pojavljuju se prvi živi organizmi - cijanobakterije, koje fotosintezom počinju proizvoditi kisik. Događa se formiranje Vaalbare, glavnog zemaljskog kontinenta.

Paleoarchaean

Sljedeći period arhejske ere pokriva period od 200 miliona godina. Zemljino magnetsko polje se jača povećanjem tvrdoće Zemljinog jezgra. Ovo blagotvorno utiče na uslove života i razvoj jednostavnih mikroorganizama. Dan traje oko 15 sati. Dolazi do formiranja svjetskih okeana. Promjene u podvodnim grebenima dovode do sporog povećanja volumena vode i smanjenja količine ugljičnog dioksida u atmosferi. Formiranje prvog zemaljskog kontinenta se nastavlja. Planinski lanci još ne postoje. Umjesto toga, aktivni vulkani se uzdižu iznad tla.

mezoarhejski

Treći period arhejske ere trajao je 400 miliona godina. U to vrijeme glavni kontinent se dijeli na dva dijela. Kao rezultat naglog hlađenja planete, koje je uzrokovano stalnim vulkanskim procesima, formira se glacijalna formacija Pongol. U tom periodu broj cijanobakterija počinje aktivno rasti. Razvijaju se hemolitotrofni organizmi kojima nije potreban kisik i sunčeva svjetlost. Vaalbar je u potpunosti formiran. Njegova veličina je približno jednaka veličini modernog Madagaskara. Počinje formiranje kontinenta Ur. Velika ostrva polako počinju da se formiraju od vulkana. Atmosferom, kao i prije, dominira ugljični dioksid. Temperatura vazduha ostaje visoka.

Posljednji period arhejske ere završio se prije 2,5 milijarde godina. U ovoj fazi dovršava se formiranje zemljine kore i povećava se nivo kiseonika u atmosferi. Kontinent Ur postaje osnova Kenorlanda. Većinu planete zauzimaju vulkani. Njihova aktivna aktivnost dovodi do povećanog stvaranja minerala. Zlato, srebro, graniti, dioriti i drugi jednako važni prirodni resursi nastali su tokom neoarhejskog perioda. IN poslednjih vekova arhejske ere Pojavljuju se prvi višećelijski organizmi, koji su kasnije podijeljeni na kopnene i morske stanovnike. Bakterije počinju razvijati seksualni proces razmnožavanja. Haploidni mikroorganizmi imaju jedan skup hromozoma. Stalno se prilagođavaju promjenama u svom okruženju, ali u isto vrijeme ne razvijaju druga svojstva. Seksualni proces je omogućio adaptaciju na život sa promjenama u setu hromozoma. To je omogućilo dalju evoluciju živih organizama.

Flora i fauna arhejskog doba

Flora ovog doba ne može se pohvaliti raznolikošću. Jedine biljne vrste su jednoćelijske nitaste alge - sferomorfidi - stanište bakterija. Kada se ove alge formiraju u kolonijama, mogu se vidjeti bez posebnih instrumenata. Mogu slobodno plivati ​​ili se pričvrstiti na površinu nečega. U budućnosti, alge će formirati novi oblik života - lišajeve.

Tokom arhejske ere prvi prokarioti- jednoćelijski organizmi koji nemaju jezgro. Fotosintezom prokarioti proizvode kiseonik i stvaraju povoljne uslove za nastanak novih oblika života. Prokarioti su podijeljeni u dvije domene - bakterije i arheje.

Archaea

Sada je utvrđeno da imaju osobine koje ih razlikuju od drugih živih organizama. Stoga se klasifikacija koja ih kombinira s bakterijama u jednu grupu smatra zastarjelom. Izvana, arheje su slične bakterijama, ali neke imaju neobične oblike. Ovi organizmi mogu apsorbirati i sunčevu svjetlost i ugljik. Mogu postojati u najnepovoljnijim uslovima za život. Jedna vrsta arheja je hrana za morski život. Nekoliko vrsta je pronađeno u ljudskom crijevu. Učestvuju u probavnim procesima. Druge vrste se koriste za čišćenje kanalizacionih jarkova i jarkova.

Postoji teorija, nepotvrđena činjenicama, da je tokom arhejske ere došlo do rađanja i razvoja eukariota - mikroorganizama iz gljivičnog carstva, sličnih kvascima.

Da je život na Zemlji nastao tokom arhejske ere svjedoče pronađeni fosilizirani stromaliti - otpadni produkti cijanobakterija. Prvi stromatoliti otkriveni su u Kanadi, Sibiru, Australiji i Africi. Naučnici su dokazali da su upravo bakterije imale ogroman utjecaj na formiranje kristala aragonita, koji se nalazi u školjkama mekušaca i dio je koralja. Zahvaljujući cijanobakterijama nastale su naslage karbonatnih i silicijskih formacija. Kolonije drevnih bakterija izgledaju kao plijesan. Nalazili su se u području vulkana, i na dnu jezera, iu priobalnim područjima.

Archean Climate

Naučnici još nisu uspjeli saznati ništa o klimatskim zonama ovog perioda. O postojanju zona različitih klima u arhejskoj eri može se suditi po drevnim glacijalnim naslagama - tilitima. Ostaci glacijacije danas su pronađeni u Americi, Africi i Sibiru. Još nije moguće utvrditi njihovu pravu veličinu. Najvjerovatnije su glacijalne naslage pokrivale samo planinske vrhove, jer ogromni kontinenti još nisu bili formirani tokom arhejske ere. Na postojanje tople klime u nekim delovima planete ukazuje razvoj flore u okeanima.

Hidrosfera i atmosfera arhejske ere

U ranom periodu na zemlji je bilo malo vode. Temperatura vode tokom arhejske ere dostizala je 90°C. To ukazuje na zasićenost atmosfere ugljičnim dioksidom. U njemu je bilo vrlo malo dušika, kisika u ranim fazama gotovo da nije bilo, preostali plinovi se brzo uništavaju pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Atmosferska temperatura dostiže 120 stepeni. Kada bi azot preovladavao u atmosferi, tada temperatura ne bi bila niža od 140 stepeni.

U kasnom periodu, nakon formiranja Svjetskog okeana, nivo ugljičnog dioksida počeo je primjetno opadati. Temperatura vode i vazduha je takođe opala. I količina kiseonika se povećala. Tako je planeta postepeno postala pogodna za život različitih organizama.

Arhejski minerali

Tokom arhejske ere došlo je do najveće formacije minerala. To je olakšano aktivnom aktivnošću vulkana. Kolosalna nalazišta ruda gvožđa, zlata, uranijuma i mangana, aluminijuma, olova i cinka, bakra, nikla i kobalta nastala su u ovoj eri života na Zemlji. Na teritoriji Ruske Federacije pronađene su arhejske naslage na Uralu i Sibiru.

U detaljima periode arhejske ere biće reči u narednim predavanjima.

Život je počeo u arhejskoj eri. Budući da prvi živi organizmi još nisu imali skeletne formacije, od njih nije ostalo gotovo nikakvih tragova. Međutim, prisustvo stijena organskog porijekla među arhejskim naslagama - krečnjaka, mramora, grafita i drugih - ukazuje na postojanje primitivnih živih organizama u ovoj eri. Bili su jednoćelijski prenuklearni organizmi (prokarioti): bakterije i plavo-zelene alge.

Život u vodi bio je moguć zahvaljujući činjenici da je voda štitila organizme od štetnog djelovanja ultraljubičastih zraka. Zato bi more moglo postati kolevka života.

4 glavna događaja arhejske ere

U arhejskoj eri, četiri glavna događaja (aromorfoza) dogodila su se u evoluciji organskog svijeta i razvoju života:

• Pojavili su se eukarioti;
• fotosinteza;
• seksualni proces;
• multicelularnost.

Pojava eukariota povezana je sa formiranjem ćelija sa pravim jezgrom (koje sadrže hromozome) i mitohondrijama. Samo takve ćelije su sposobne da se mitotički dijele, što osigurava dobro očuvanje i prijenos genetskog materijala. To je bio preduslov za nastanak seksualnog procesa.

Prvi stanovnici naše planete bili su heterotrofni i hranili su se organskim supstancama abiogenog porijekla otopljenim u praokeanu. Progresivni razvoj primarnih živih organizama naknadno je omogućio ogroman skok (aromorfozu) u razvoju života: pojavu autotrofa koji koriste sunčevu energiju za sintetizaciju organskih spojeva iz najjednostavnijih neorganskih.

Naravno, tako složeno jedinjenje kao što je hlorofil nije nastalo odmah. U početku su se pojavili jednostavniji pigmenti koji su olakšali apsorpciju organskih tvari. Iz ovih pigmenata se očigledno razvio hlorofil.

S vremenom su se organske tvari koje su se u njemu nakupile abiogeno počele sušiti u praokeanu. Pojava autotrofnih organizama, prvenstveno zelenih biljaka sposobnih za fotosintezu, omogućila je daljnju kontinuiranu sintezu organskih tvari, zahvaljujući korištenju sunčeve energije (kosmička uloga biljaka), a samim tim i postojanje i daljnji razvoj života.

S pojavom fotosinteze, organski svijet se razdvojio u dva stabla koja su se razlikovala po načinu na koji se hrane. Zahvaljujući pojavi autotrofnih fotosintetskih biljaka, voda i atmosfera počeli su da se obogaćuju slobodnim kiseonikom. To je predodredilo mogućnost nastanka aerobnih organizama sposobnih za efikasnije korištenje energije u procesu života.

Akumulacija kiseonika u atmosferi dovela je do formiranja ozonskog ekrana u njenim gornjim slojevima, koji nije propuštao ultraljubičaste zrake razorne po život. Ovo je utrlo put da život stigne do kopna. Pojava fotosintetskih biljaka omogućila je postojanje i progresivni razvoj heterotrofnih organizama.

Pojava seksualnog procesa dovela je do pojave kombinativne varijabilnosti podržane selekcijom. Konačno, očigledno, u ovoj eri, višećelijski organizmi su evoluirali iz kolonijalnih flagelata. Pojava seksualnog procesa i višećelijske prirode pripremila je put za dalju progresivnu evoluciju.

Najstariji period u postojanju Zemlje, koji pokriva vremenski period od prije 4 do 2,5 milijarde godina, naziva se „arhejsko doba“. Flora i fauna su tek počele da nastaju, na Zemlji je bilo vrlo malo kiseonika, a među vodenim tijelima na planeti postojao je samo jedan plitki okean, koji se sastojao od nekoliko rezervoara sa zasićenom slanom vodom, i nije bilo planinskih pejzaža ili depresija uopšte. Ovo je period kada su se počele formirati mineralne naslage: grafita, nikla, sumpora, gvožđa i zlata.

Zraci sunčeve svjetlosti još nisu mogli prodrijeti kroz pomiješanu hidrosferu i atmosferu, koja je činila jednu školjku od pare i plina. Rezultirajući efekat staklene bašte spriječio je sunce da dodirne zemlju.

Arhejsku eru je tako nazvao američki naučnik J. Dana 1872. Izraz “arhejski” sa starogrčkog znači “drevan”. Arhej je podeljen na četiri glavne ere, počevši od najstarije - Eoarhejske i završavajući neoarhejskom. Pogledajmo ih detaljnije.

Početak Arheja - Eoarheja

Period od 400 miliona godina počeo je prije otprilike 4 milijarde godina. Eoarhejski period karakteriziraju česti padovi meteorita i formiranje kratera. Lava koja je prekrivala površinu planete postupno je počela ustupati mjesto zemljinoj kori koja se aktivno formirala.

Arhejsko doba u ovom vremenskom periodu poznato je po polaganju najstarijih stijena, od kojih su najveće formacije pronađene na Grenlandu. Njihova starost je otprilike 3,8 milijardi godina.

Formiranje hidrosfere je tek počelo. I iako se Svjetski okean još nije pojavio, već su postojali nagoveštaji prvih malih vodenih formacija. Sa svojom karakterističnom izolacijom jedna od druge, sa koncentriranom slanom i vrlo toplom vodom.

U atmosferi je bilo malo kisika i dušika, značajan dio je bio ugljični dioksid. Temperatura u Zemljinom vazdušnom omotaču dostigla je 120 °C.

Prvi organizmi arhejske ere su se počeli pojavljivati ​​upravo tada. To su bile cijanobakterije koje su za sobom ostavile drevne stromatoliti - otpadne produkte. Ovi mikroorganizmi proizvode kiseonik fotosintezom, kao najstariji oblik života na planeti.

Najvažniji trenutak u Eoarheju smatra se početkom formiranja prvog zemaljskog kontinenta - Vaalbare.

Drugo doba - paleoarhejsko

Arhejska era ovog perioda obuhvata vremenski period od 200 miliona godina, koji je započeo pre 3,6 milijardi godina. Tada je dan trajao ne duže od 15 sati. Formiranje glavnog kontinenta se završavalo i pojavio se još uvijek plitak Svjetski okean. Zemljino jezgro je postalo čvršće, što je ojačalo Zemljino magnetsko polje do skoro modernih nivoa.

Upravo to razdoblje nam omogućava da tvrdimo da su se već u tim vremenima pojavili prvi živi organizmi. Pouzdano se zna da danas pronađeni ostaci njihovih otpadnih proizvoda potječu iz paleoarheja.

Životinje arhejske ere prve su bakterije, organizmi koji su fotosintezom doprinijeli formiranju Zemljine atmosfere, stvarajući uslove za razvoj novih oblika života.

Mezoarhejski: Vaalbara raskol

Mezoarhej - period koji je trajao 0,4 milijarde godina (počeo je pre 3,2 milijarde godina). Tada se Vaalbara podijelila, koja se podijelila pod uglom od 30° na dva odvojena dijela. Najpoznatiji krater našeg vremena na Grenlandu također se pojavio od sudara s asteroidom. Možda se prva glacijacija, Pongolska glacijacija, dogodila na Zemlji tokom mezoarhejskog perioda.

Razvoj života u arhejskoj eri mezoarhejskog perioda karakterizirao je porast broja cijanobakterija.

Posljednja faza je neoarhejska

Neoarhejski je završio prije 2,5 milijarde godina. Karakterizira ga završetak formiranja zemljine kore, kao i oslobađanje velikih količina kisika, što je naknadno dovelo (na početku sljedeće ere) do kisikove katastrofe. Tada se Zemljina atmosfera potpuno promijenila - kisik je počeo prevladavati u njenom sastavu.

Vulkanska aktivnost se brzo razvijala, što je doprinijelo stvaranju stijena i plemenitih metala i kamenja. Graniti, sijeniti, zlato, srebro, smaragdi, krizoberili - sve se to i još mnogo toga pojavilo prije nekoliko milijardi godina, u Neoarheju.

Šta je još zanimljivo o arhejskoj eri? Flora i fauna u to vrijeme formirala su najstarija nalazišta minerala, koja se danas široko koriste. Na to je uticala i nestabilna situacija na planeti. Formirajući pejzaže, zemljina kora i prve planinske formacije su uništene pod uticajem okeanskih voda i izlivanja vulkanske lave.

Životinjski svijet

Naučnici tvrde da je nastanak života započeo upravo u arhejskom periodu. I iako su ti oblici bili premali, ipak su predstavljali prave žive mikroorganizme, prve bakteriološke zajednice koje su ostavile trag na planeti u obliku fosiliziranih stromatolita.

Utvrđeno je da su upravo bakterije dale značajan doprinos formiranju nanokristala arogonita, minerala na bazi kalcijum karbonata. Aragonit je dio površinskog sloja školjki modernih mekušaca i nalazi se u egzoskeletu koralja.

Cijanobakterije su postale krivci za stvaranje naslaga ne samo karbonatnih, već i silicijskih sedimentnih formacija.

Arhejsko doba karakterizira pojava prvih prokariota - prednuklearnih jednoćelijskih organizama.

Karakteristike prokariota

Živi organizmi nemaju formirano jezgro, ali su punopravna ćelija. Hrane se fotosintezom, prokarioti proizvode kiseonik. Informacija o DNK (nukleotid) koju prenosi ćelija nije upakovana u proteinsku ljusku jezgra (histon).

Grupa je podijeljena u dvije domene:

• Bakterije.
• Archaea.

Archaea

Arheje su najstariji mikroorganizmi, poput prokariota, koji nemaju jezgro. Istovremeno, njihova struktura životne organizacije razlikuje se od strukture drugih vrsta mikroba. Arheje su po izgledu slične bakterijama, ali neke imaju neobičan ravan ili kvadratni oblik.

Postoji pet vrsta arheja, iako ih je prilično teško klasificirati. Arhebakterije je nemoguće uzgajati u hranjivim podlogama, pa se sva istraživanja provode samo na osnovu uzoraka uzetih iz njihovog staništa.

Ovi mikroorganizmi mogu koristiti i sunčevu svjetlost i ugljik kao izvor energije, ovisno o vrsti. Arheje ne formiraju spore i razmnožavaju se aseksualno. Nisu patogeni za ljude i mogu preživjeti u najekstremnijim uslovima: okean, topli izvori, tlo, slana jezera. Najzastupljenija vrsta arheja čini značajan dio planktona u okeanima, koji služi kao hrana za morske životinje.

Neke vrste čak žive u ljudskim crijevima, pomažući u probavnim procesima. Arheje se koriste za stvaranje biološkog gasa, čišćenje kanalizacije i naseljavanja.

Biljke

Kao što možete razumjeti, arhejsko doba, čija je flora bila nešto bogatija od životinja, nije bilo obilježeno prisustvom kralježnjaka, riba, pa čak i višećelijskih algi. Iako su se počeci života već pojavili. Što se tiče flore, naučnici su ustanovili da su jedine biljke u to vrijeme bile nitaste alge, u kojima su, inače, živjele bakterije.

A plavo-zelene alge, koje su se ranije pogrešno smatrale biljkama, ispostavilo se da su kolonije cijanobakterija koje koriste i ugljik i kisik kao resurs za održavanje života i nisu dio arhealnog biljnog svijeta.

filamentoznih algi

Arhejsko doba obilježeno je pojavom prvih biljaka. To su jednoćelijske nitaste alge koje su najjednostavniji oblik flore. Nemaju specifičan oblik, strukturu, organe ili tkiva. Formirajući kolonije, postaju vidljivi golim okom. Ovo je blato na površini vode, fitoplankton u njenim dubinama.

Ćelije filamentoznih algi povezane su u jednu nit, koja može imati grane. Lako mogu slobodno plutati ili se pričvrstiti na različite površine. Reprodukcija se događa podjelom niti na dvije odvojene. I sve niti i samo najudaljenije, ili glavne, niti mogu biti sposobne za podjelu.

Alge nemaju flagele povezane su jedna s drugom preko mikroskopskih citoplazmatskih mostova (plazmodesmata).

Tokom evolucije, alge su formirale još jedan oblik života - lišajeve.

Arhejska era je prvi period kada se biološki život na Zemlji pojavio gotovo iz ničega. Ovo je prekretnica u istoriji evolucije planete, koju karakteriše nastanak uslova za nastanak flore i faune: formiranje zemljine kore, Svetskog okeana, atmosfere, pogodne za život drugih složenijih oblici flore i faune.

Kraj arheja označio je početak razvoja seksualnog procesa razmnožavanja kod bakterija, pojavu prvih višećelijskih mikroorganizama, od kojih su neki kasnije postali kopneni organizmi, drugi su stekli karakteristike ptica vodenih životinja i nastanili se u oceanu.