Das Alter der Erde beträgt etwa 4,6 Milliarden Jahre. Das Leben auf der Erde entstand vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren im Ozean.

Die Geschichte der Entwicklung des Lebens auf der Erde wird anhand der fossilen Überreste von Organismen oder Spuren ihrer lebenswichtigen Aktivität untersucht. Man findet sie in Gesteinen unterschiedlichen Alters.

Die geochronologische Skala der Entwicklungsgeschichte der organischen Welt der Erde umfasst Epochen und Perioden. Folgende Epochen werden unterschieden:

• archaisch (archaisch) - die Ära des antiken Lebens,
• Proterozoikum (Proterozoikum) – Ära des primären Lebens,
• Paläozoikum (Paläozoikum) – Ära des antiken Lebens,
• Mesozoikum (Mesozoikum) – Ära des mittleren Lebens,
• Känozoikum (Känozoikum) – Ära des neuen Lebens.

Die Namen der Perioden werden entweder aus den Namen der Orte gebildet, an denen die entsprechenden Vorkommen erstmals gefunden wurden (die Stadt Perm, Devon County), oder aus den zu dieser Zeit ablaufenden Prozessen (in der Kohlezeit – Karbon – die In der Kreidezeit kam es zur Ablagerung von Kohlevorkommen - Kreide usw. .).

Geochronologische Skala und Geschichte der Entwicklung lebender Organismen

Zeitraum, Dauer, Millionen Jahre	Klima und geologische Prozesse	Tierwelt	Welt der Pflanzen	Die wichtigsten Aromorphosen
Känozoikum, 66 Millionen Jahre
Anthropogen, 1.5	Wiederholter Wechsel von Erwärmung und Abkühlung. Große Vereisungen in den mittleren Breiten der nördlichen Hemisphäre	Moderne Tierwelt. Evolution und menschliche Dominanz	Moderne Pflanzenwelt	Intensive Entwicklung der Großhirnrinde; Bipedalismus
Neogen, 23.0 Paläogen, 41±2	Gleichmäßiges warmes Klima. Intensiver Bergbau. Durch die Bewegung der Kontinente sind das Schwarze Meer, das Kaspische Meer und das Mittelmeer isoliert	Säugetiere, Vögel, Insekten dominieren; die ersten Primaten (Lemuren, Kobolde) erscheinen, später Parapithecus und Dryopithecus; Viele Gruppen von Reptilien und Kopffüßern verschwinden	Blühende Pflanzen, insbesondere krautige, sind weit verbreitet; die Flora der Gymnospermen geht zurück
Mesozoikum, 240 Millionen Jahre
Kreidezeit (Kreide), 70	Klimaabkühlung, Vergrößerung der Fläche des Weltozeans	Es überwiegen Knochenfische, Protovögel und kleine Säugetiere; Plazenta-Säugetiere und moderne Vögel tauchen auf und verbreiten sich; Riesenreptilien sterben aus	Angiospermen erscheinen und beginnen zu dominieren; Farne und Gymnospermen sind rückläufig	Die Entstehung von Blüten und Früchten. Aussehen der Gebärmutter
Jura (Jura), 60	Zunächst weicht das feuchte Klima am Äquator dem trockenen Klima	Es dominieren Riesenreptilien, Knochenfische, Insekten und Kopffüßer; Archaeopteryx erscheint; Alte Knorpelfische sterben aus	Moderne Gymnospermen dominieren; Alte Gymnospermen sterben aus
Trias (Trias), 35±5	Schwächung der Klimazonalität. Der Beginn der Kontinentalbewegung	Es überwiegen Amphibien, Kopffüßer, Pflanzenfresser und räuberische Reptilien; Knochenfische, eierlegende und Beuteltiere kommen vor	Es überwiegen alte Gymnospermen; moderne Gymnospermen erscheinen; Samenfarne sterben aus	Das Aussehen eines vierkammerigen Herzens; vollständige Trennung des arteriellen und venösen Blutflusses; der Anschein von Warmblüter; Aussehen der Brustdrüsen
Paläozoikum, 570 Millionen Jahre
Dauerwelle (Dauerwelle), 50±10	Scharfe Klimazonierung, Abschluss der Gebirgsbildungsprozesse	Es dominieren wirbellose Meerestiere, Haie; Reptilien und Insekten entwickeln sich schnell; es treten tierzahnige und pflanzenfressende Reptilien auf; Stegozephalier und Trilobiten sterben aus	Reichhaltige Flora aus Samen und krautigen Farnen; alte Gymnospermen erscheinen; Baumartige Schachtelhalme, Moose und Farne sterben aus	Pollenschlauch und Samenbildung
Carbone (Kohlenstoff), 65±10	Verbreitung von Waldsümpfen. Ein gleichmäßig feuchtes, warmes Klima weicht am Ende der Periode einem trockenen Klima.	Es dominieren Amphibien, Weichtiere, Haie und Lungenfische; geflügelte Formen von Insekten, Spinnen und Skorpionen erscheinen und entwickeln sich schnell; die ersten Reptilien erscheinen; Trilobiten und Stegocephalen nehmen deutlich ab	Fülle von Bäumen und Farnen, die „Kohlenwälder“ bilden; Samenfarne entstehen; Psilophyten verschwinden	Das Auftreten einer inneren Befruchtung; das Auftreten dichter Eierschalen; Verhornung der Haut
Devon (Devon), 55	Wechsel der Trocken- und Regenzeit, Vereisung im Gebiet des modernen Südafrika und Amerikas	Es überwiegen Panzerschalentiere, Weichtiere, Trilobiten und Korallen; Es kommen Lappenflosser, Lungenfische und Rochenflosser sowie Stegocephalien vor	Reichhaltige Flora an Psilophyten; Moose, Farne, Pilze erscheinen	Zerlegung des Pflanzenkörpers in Organe; Umwandlung von Flossen in Landglieder; Auftreten von Luftatmungsorganen
Silur (Silur), 35	Zunächst trockenes, dann feuchtes Klima, Gebirgsbildung	Reiche Fauna mit Trilobiten, Weichtieren, Krebstieren und Korallen; Panzerfische und die ersten wirbellosen Landtiere tauchen auf: Tausendfüßler, Skorpione, flügellose Insekten	Fülle an Algen; Pflanzen kommen an Land – Psilophyten erscheinen	Differenzierung des Pflanzenkörpers in Gewebe; Aufteilung des Tierkörpers in Abschnitte; Bildung von Kiefern und Gliedmaßengürteln bei Wirbeltieren
Ordovizium (Ordovizium), 55±10 Kambrium (Kambrium), 80±20	Durch die Vereisung entsteht ein mäßig feuchtes, dann trockenes Klima. Der größte Teil des Landes wird vom Meer und den Gebirgsgebäuden eingenommen	Es überwiegen Schwämme, Hohltiere, Würmer, Stachelhäuter und Trilobiten; kieferlose Wirbeltiere (Scutellaten), Mollusken kommen vor	Wohlstand aller Algenabteilungen
Proterozoikum, 2600 Millionen Jahre
—	Die Oberfläche des Planeten ist eine kahle Wüste. Häufige Vereisungen, aktive Gesteinsbildung	Protozoen sind weit verbreitet; alle Arten von Wirbellosen und Stachelhäutern kommen vor; primäre Akkordaten - Subphylum Cranial	Bakterien, Blaualgen und Grünalgen sind weit verbreitet; Es treten Rotalgen auf	Die Entstehung der bilateralen Symmetrie
Archäisch, 3500 (3800) Ma
—	Aktive vulkanische Aktivität. Anaerobe Lebensbedingungen in flachen Gewässern	Ursprung des Lebens: Prokaryoten (Bakterien, Blaualgen), Eukaryoten (Grünalgen, Protozoen), primitive vielzellige Organismen		Die Entstehung der Photosynthese, der aeroben Atmung, der eukaryotischen Zellen, des Sexualprozesses und der Mehrzelligkeit

Archäisches Zeitalter (Ära des antiken Lebens: vor 3500 (3800-2600) Millionen Jahren)

Die ersten lebenden Organismen auf der Erde erschienen verschiedenen Quellen zufolge vor 3,8 bis 3,2 Milliarden Jahren. Diese waren prokaryotische heterotrophe Anaerobier(vornuklear, ernährt sich von vorgefertigten organischen Substanzen, benötigt keinen Sauerstoff). Sie lebten im Primärozean und ernährten sich von in seinem Wasser gelösten organischen Substanzen, die abiogen aus anorganischen Substanzen unter dem Einfluss der Energie der ultravioletten Strahlen der Sonne und Blitzentladungen entstanden.

Die Erdatmosphäre bestand hauptsächlich aus CO 2, CO, H 2, N 2, Wasserdampf, geringen Mengen NH 3, H 2 S, CH 4 und enthielt fast keinen freien Sauerstoff O 2. Der Mangel an freiem Sauerstoff bot die Möglichkeit zur Anreicherung abiogen erzeugter organischer Substanzen im Ozean, da diese sonst sofort durch Sauerstoff abgebaut würden.

Die ersten Heterotrophen führten die Oxidation organischer Stoffe anaerob durch – ohne Beteiligung von Sauerstoff Fermentation. Bei der Gärung werden organische Stoffe nicht vollständig abgebaut und es entsteht nur wenig Energie. Aus diesem Grund verlief die Evolution in den frühen Lebensstadien sehr langsam.

Im Laufe der Zeit vermehrten sich Heterotrophe stark und es begann ihnen an abiogen erzeugter organischer Substanz zu mangeln. Dann entstand prokaryotische autotrophe Anaerobier. Sie konnten zunächst durch Chemosynthese und dann durch Photosynthese organische Substanzen aus anorganischen Substanzen selbst synthetisieren.

Das erste war anaerobe Photosynthese, was nicht mit der Freisetzung von Sauerstoff einherging:

6CO 2 + 12H 2 S → C 6 H 12 O 6 + 12S + 6H 2 O

Dann erschien die aerobe Photosynthese:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Die aerobe Photosynthese war charakteristisch für Lebewesen, die den modernen Cyanobakterien ähneln.

Der bei der Photosynthese freigesetzte freie Sauerstoff begann, im Meerwasser gelöste zweiwertige Eisen-, Schwefel- und Manganverbindungen zu oxidieren. Diese Stoffe verwandelten sich in unlösliche Formen und setzten sich auf dem Meeresboden ab, wo sie Ablagerungen von Eisen-, Schwefel- und Manganerzen bildeten, die heute vom Menschen genutzt werden.

Die Oxidation gelöster Stoffe im Ozean erfolgte über Hunderte Millionen Jahre, und erst als ihre Reserven im Ozean erschöpft waren, begann sich Sauerstoff im Wasser anzusammeln und in die Atmosphäre zu diffundieren.

Es ist zu beachten, dass eine Voraussetzung für die Anreicherung von Sauerstoff im Ozean und in der Atmosphäre die Verlagerung eines Teils der von Organismen synthetisierten organischen Substanz auf dem Meeresboden war. Würde sonst die gesamte organische Substanz unter Beteiligung von Sauerstoff abgebaut, gäbe es keinen Überschuss mehr und der Sauerstoff könnte sich nicht ansammeln. Die unzersetzten Organismenkörper siedelten sich auf dem Meeresboden an und bildeten dort Ablagerungen fossiler Brennstoffe – Öl und Gas.

Die Ansammlung von freiem Sauerstoff im Ozean machte es möglich autotrophe und heterotrophe Aerobier. Dies geschah, als die O 2 -Konzentration in der Atmosphäre 1 % des aktuellen Niveaus (also 21 %) erreichte.

Bei der aeroben Oxidation (Atmung) werden organische Stoffe in die Endprodukte CO 2 und H 2 O zerlegt und es wird 18-mal mehr Energie erzeugt als bei der sauerstofffreien Oxidation (Fermentation):

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP

Da aerobe Prozesse begannen, viel mehr Energie freizusetzen, beschleunigte sich die Evolution der Organismen erheblich.

Durch die Symbiose verschiedener prokaryotischer Zellen entsteht die erste Eukaryoten(nuklear).

Als Ergebnis der Evolution entstanden Eukaryoten sexueller Prozess- Austausch von genetischem Material zwischen Organismen - DNA. Dank des sexuellen Prozesses verlief die Evolution noch schneller, da zur Mutationsvariabilität auch die Kombinationsvariabilität hinzukam.

Zuerst waren Eukaryoten Einzeller, dann die ersten vielzellig Organismen. Der Übergang zur Mehrzelligkeit erfolgte bei Pflanzen, Tieren und Pilzen unabhängig voneinander.

Mehrzellige Organismen haben gegenüber einzelligen eine Reihe von Vorteilen erhalten:

1. lange Dauer der Ontogenese, da während der individuellen Entwicklung des Organismus einige Zellen durch andere ersetzt werden;
2. zahlreiche Nachkommen, da der Organismus mehr Zellen für die Fortpflanzung bereitstellen kann;
3. bedeutende Größe und vielfältige Körperstruktur, die aufgrund der Stabilität der inneren Umgebung des Körpers eine größere Widerstandsfähigkeit gegen äußere Umwelteinflüsse bietet.

Wissenschaftler sind sich nicht einig darüber, wann der Sexualprozess und die Mehrzelligkeit entstanden sind – im Archaikum oder im Proterozoikum.

Proterozoikum (Ära des primitiven Lebens: vor 2600–570 Millionen Jahren)

Das Aufkommen mehrzelliger Organismen beschleunigte die Evolution weiter, und in relativ kurzer Zeit (auf einer geologischen Zeitskala) entstanden verschiedene Arten lebender Organismen, die an unterschiedliche Lebensbedingungen angepasst waren. Neue Lebensformen besetzten und bildeten immer neue ökologische Nischen in verschiedenen Bereichen und Tiefen des Ozeans. 580 Millionen Jahre altes Gestein enthält bereits Abdrücke von Lebewesen mit harten Skeletten, was es viel einfacher macht, die Evolution aus dieser Zeit zu studieren. Harte Skelette dienen als Stütze für den Körper von Organismen und tragen zu deren Vergrößerung bei.

Bis zum Ende des Proterozoikums (vor 570 Millionen Jahren) hatte sich ein Produzenten-Konsumenten-System entwickelt und ein biogeochemischer Stoffkreislauf aus Sauerstoff und Kohlenstoff gebildet.

Paläozoikum (Ära des antiken Lebens: vor 570–240 Millionen Jahren)

In der ersten Periode des Paläozoikums - Kambrium(vor 570-505 Millionen Jahren) - es kam zur sogenannten „evolutionären Explosion“: In kurzer Zeit entstanden fast alle derzeit bekannten Tierarten. Die gesamte dieser Periode vorausgehende Evolutionszeit wurde aufgerufen Präkambrium, oder kryptozoisch(„das Zeitalter des verborgenen Lebens“) macht 7/8 der Erdgeschichte aus. Die Zeit danach wurde das Kambrium genannt Phanerozoikum(„die Ära des manifestierten Lebens“).

Mit zunehmender Sauerstoffbildung erlangte die Atmosphäre nach und nach oxidierende Eigenschaften. Als die O 2 -Konzentration in der Atmosphäre 10 % des heutigen Niveaus (an der Grenze zwischen Silur und Devon) erreichte, begann sich in einer Höhe von 20 bis 25 km eine Ozonschicht in der Atmosphäre zu bilden. Es entstand aus O 2 -Molekülen unter dem Einfluss der Energie der ultravioletten Strahlen der Sonne:

O 2 → O + O
O2 + O → O3

Ozonmoleküle (O 3) haben die Fähigkeit, ultraviolette Strahlen zu reflektieren. Dadurch wurde der Ozonschirm zu einem Schutz für lebende Organismen vor schädlichen ultravioletten Strahlen in großen Dosen. Zuvor diente Wasser als Schutz. Jetzt hat das Leben die Möglichkeit, aus dem Meer an Land zu gelangen.

Die Entstehung von Lebewesen an Land begann im Kambrium: Zuerst gelangten Bakterien dorthin, dann Pilze und niedere Pflanzen. Dadurch bildete sich an Land und im Inneren Erde Silur(Vor 435–400 Millionen Jahren) erschienen die ersten Gefäßpflanzen, Psilophyten, an Land. Die Landung trug zum Erscheinungsbild von Pflanzengeweben (Integumentär, leitend, mechanisch usw.) und Organen (Wurzeln, Stängel, Blätter) bei. Dadurch entstanden höhere Pflanzen. Die ersten Landtiere waren Arthropoden, die von Meereskrebstieren abstammten.

Zu dieser Zeit entwickelten sich Akkordaten in der Meeresumwelt: Wirbeltiere entwickelten sich aus Akkordaten von Wirbellosen, und im Devon entwickelten sich Amphibien aus Fischen mit Lappenflossen. Sie beherrschten das Land 75 Millionen Jahre lang und wurden durch sehr große Formen repräsentiert. Im Perm, als das Klima kälter und trockener wurde, erlangten Reptilien die Überlegenheit gegenüber Amphibien.

Mesozoikum (Ära des mittleren Lebens: vor 240–66 Millionen Jahren)

Im Mesozoikum – dem „Zeitalter der Dinosaurier“ – erlebten Reptilien ihre Blütezeit (ihre zahlreichen Formen wurden gebildet) und ihren Niedergang. In der Trias tauchten Krokodile und Schildkröten auf, und die Klasse der Säugetiere entstand aus tiergezahnten Reptilien. Im gesamten Mesozoikum waren Säugetiere klein und nicht weit verbreitet. Am Ende der Kreidezeit kam es zu einem Kälteeinbruch und einem Massensterben von Reptilien, dessen endgültige Ursachen noch nicht vollständig geklärt sind. Angiospermen (Blütenpflanzen) tauchten in der Kreidezeit auf.

Känozoikum (Ära des neuen Lebens: vor 66 Millionen Jahren – heute)

Im Känozoikum verbreiteten sich Säugetiere, Vögel, Arthropoden und Blütenpflanzen. Ein Mann erschien.

Derzeit ist die menschliche Aktivität zu einem wichtigen Faktor bei der Entwicklung der Biosphäre geworden.

Archaische Ära- die älteste und früheste Periode in der Geschichte der Erdkruste. IN Archaische Ära Die ersten lebenden Organismen entstanden. Sie waren Heterotrophe und verwendeten organische Verbindungen als Nahrung. Ende Archaische Ära- die Zeit der Bildung des Erdkerns und eines starken Rückgangs der vulkanischen Aktivität, der die Entwicklung des Lebens auf dem Planeten ermöglichte.
Archaische Ära die vor etwa 4 Milliarden Jahren begann, dauerte etwa 1,5 Milliarden Jahre. Archaische Ära unterteilt in 4 Perioden: Eoarchäisch, Paläoarchäisch, Mesoarchäisch, Neoarchäisch

Erdkruste

Die untere Periode des Archaikums – Eoarchaikum vor 4 – 3,6 Milliarden Jahren.
Vor etwa 4 Milliarden Jahren Die Erde entstand als Planet. Fast die gesamte Oberfläche war mit Vulkanen bedeckt und überall flossen Lavaströme. In großen Mengen ausgebrochene Lava bildete Kontinente und Meeresbecken, Berge und Hochebenen. Ständige vulkanische Aktivität, hohe Temperaturen und hoher Druck führten zur Bildung verschiedener Mineralien: verschiedene Erze, Bausteine, Kupfer, Aluminium, Gold, Kobalt, Eisen, radioaktive Mineralien und andere. Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren Die ersten zuverlässig bestätigten magmatischen und metamorphen Gesteine ​​wie Granit, Diorit und Anorthosit bildeten sich auf der Erde. Diese Gesteine ​​wurden an den unterschiedlichsten Orten gefunden: auf der Insel Grönland, innerhalb der kanadischen und baltischen Schilde usw.

Auf das Paläoarchäer folgt vor 3,2 bis 2,8 Milliarden Jahren das Mesoarchäer.
Vor etwa 2,8 Milliarden Jahren begann der erste Superkontinent in der Erdgeschichte auseinanderzubrechen.

Neoarchaisch vor 2,8 - 2,5 Milliarden Jahren - die letzte Periode der archäischen Ära, die vor 2,5 Milliarden Jahren endete, ist die Zeit der Bildung des Großteils der Kontinentalkruste, was auf das außergewöhnliche Alter der Kontinente der Erde hinweist. Atmosphäre und Klima der archaischen Ära. Am Anfang Archaische Ära Auf der Erde gab es wenig Wasser; statt eines einzigen Ozeans gab es nur flache Becken, die nicht miteinander verbunden waren. Atmosphäre Archaische Ära, bestand hauptsächlich aus Kohlendioxid CO2 und seine Dichte war viel höher als die heutige. Dank der Kohlendioxidatmosphäre erreichte die Wassertemperatur 80-90°C. Der Stickstoffgehalt war gering, etwa 10–15 %. Es gab fast keinen Sauerstoff, Methan und andere Gase. Die Lufttemperatur erreichte 120°C.

Flora und Fauna der archaischen Ära

Archaische Ära Dies ist die Zeit der Geburt der ersten Organismen. Die ersten Bewohner unseres Planeten waren anaerobe Bakterien. Das wichtigste Stadium in der Evolution des Lebens auf der Erde ist mit der Entstehung der Photosynthese verbunden, die die Aufteilung der organischen Welt in Pflanzen und Tiere bestimmt. Die ersten photosynthetischen Organismen waren prokaryotische (pränukleäre) Cyanobakterien und Blaualgen. Daraufhin auftauchende eukaryotische Grünalgen gaben freien Sauerstoff aus dem Ozean in die Atmosphäre ab, was zur Entstehung von Bakterien beitrug, die in einer Sauerstoffumgebung leben können.
Zur gleichen Zeit ereigneten sich an der Grenze des archaischen Proterozoikums zwei weitere wichtige evolutionäre Ereignisse – der Sexualprozess und die Mehrzelligkeit. Haploide Organismen (Bakterien und Blaugrüne) haben einen Chromosomensatz. Jede neue Mutation manifestiert sich sofort in ihrem Phänotyp. Wenn eine Mutation vorteilhaft ist, wird sie durch Selektion erhalten; wenn sie schädlich ist, wird sie durch Selektion eliminiert. Haploide Organismen passen sich kontinuierlich an ihre Umgebung an, entwickeln jedoch keine grundlegend neuen Eigenschaften und Eigenschaften. Der sexuelle Prozess erhöht die Möglichkeit der Anpassung an Umweltbedingungen erheblich, da unzählige Kombinationen in den Chromosomen entstehen.

Das Archaikum ist nach dem Proterozoikum das zweitlängste Zeitalter (900 Millionen Jahre). Sein Ende ist mehr als 2,5 Milliarden Jahre von unserer Zeit entfernt. Die ersten lebenden Organismen entstanden im Archaikum. Sie waren Heterotrophe und nutzten organische Verbindungen der „Primärbrühe“ als Nahrung. Die Bedingungen auf der alten Erde veränderten sich und die abiogene Entstehung organischer und anorganischer Moleküle auf planetarischer Ebene hörte auf. Einige kleine Orte bleiben bestehen, hauptsächlich auf dem Meeresboden, wo immer noch die Bildung der einfachsten organischen Verbindungen stattfindet, aber ihr Beitrag zur Ernährung von Heterotrophen ist praktisch vernachlässigbar.

Die Erschöpfung der organischen Reserven im Weltmeer hat die Existenz des Lebens an den Rand einer Katastrophe gebracht.

Das wichtigste Stadium in der Entwicklung des Lebens auf der Erde ist mit der Entstehung der alten Prokaryoten verbunden Photosynthese - biogene Synthese organischer Moleküle aus anorganischen durch die Energie des Sonnenlichts, was zur Aufteilung der organischen Welt in Pflanzen und Tiere führte. Die ersten photosynthetischen Organismen waren prokaryotische blaugrüne Organismen – Cyanide. Nachdem sie nicht mehr auf vorgefertigte organische Moleküle der „Primärbrühe“ angewiesen waren, begannen sie sich schnell zu entwickeln. Besonders wichtig ist, dass sie dem Leben auf der Erde einen weiteren Weg eröffnet haben.

Die Photosynthese geht mit der Freisetzung eines Nebenprodukts einher – Sauerstoff. Eine Milliarde Jahre lang sättigte es das Wasser, in dem die ersten Lebewesen lebten, und wurde in die Atmosphäre freigesetzt.

Mikroskopisch kleine Cyanide haben viele Spuren ihrer Existenz hinterlassen. Indem sie Schlickpartikel Schicht für Schicht einfingen, schufen sie riesige Strukturen, die sogenannten Stromatolithen, die in deutlich kleinerer Form noch heute vor allem vor der Küste Australiens und an der Küste Floridas existieren.

Fast alles, was uns seit dieser Antike überliefert ist, ist durch die Überreste von Stromatolithen erschöpft.

Cyanes und solche, die später auftauchten eukaryotisch Grünalgen gaben freien Sauerstoff aus dem Ozean in die Atmosphäre ab, was zur Entstehung von Bakterien beitrug, die in einer aeroben Umgebung leben können. Offenbar ereigneten sich zur gleichen Zeit – an der Grenze zwischen Archaikum und Proterozoikum – zwei weitere große evolutionäre Ereignisse: sexueller Prozess Und Mehrzelligkeit.

Um die Bedeutung der letzten beiden Aromorphosen klarer zu verstehen, wollen wir näher auf sie eingehen. Haploide Organismen (Mikroorganismen, blaugrün) haben einen Chromosomensatz. Jede neue Mutation macht sich sofort im Phänotyp bemerkbar. Wenn eine Mutation nützlich ist, wird sie durch Selektion erhalten; wenn sie schädlich ist, wird der Organismus, der sie trägt, durch Selektion eliminiert. Haploide Formen passen sich kontinuierlich an die Umgebung an, entwickeln jedoch keine grundlegend neuen Eigenschaften und Eigenschaften.

Der sexuelle Prozess erhöht die Möglichkeit der Anpassung an Umweltbedingungen aufgrund der Schaffung unzähliger Genkombinationen in den Chromosomen erheblich. Diploidie, die gleichzeitig mit dem gebildeten Kern entstanden sind, ermöglichen die Erhaltung und Verwendung von Mutationen in einem heterozygoten Zustand Reserve der erblichen Variabilität für weitere evolutionäre Transformationen. Darüber hinaus erhöhen viele Mutationen im heterozygoten Zustand häufig die Lebensfähigkeit von Individuen und damit ihre Chancen im Kampf ums Dasein.

Die Entstehung der Diploidität und genetischen Vielfalt einzelliger Eukaryoten führte einerseits zur Heterogenität der Zellstruktur und ihrer Assoziation in Kolonien, andererseits zur Möglichkeit einer „Arbeitsteilung“ zwischen den Zellen der Kolonie, d.h. Bildung vielzelliger Organismen. Die Aufteilung der Zellfunktionen in den ersten kolonialen mehrzelligen Organismen führte zur Bildung von Primärgeweben – Ektoderm und Endoderm, deren Struktur sich je nach ausgeübter Funktion unterscheidet. Durch die weitere Differenzierung der Gewebe entstand die notwendige Vielfalt, um die strukturellen und funktionellen Fähigkeiten des gesamten Organismus zu erweitern, was zur Entstehung immer komplexerer Organe führte. Die Verbesserung der Interaktion zwischen Zellen, beim ersten Kontakt und dann vermittelt durch das Nerven- und Hormonsystem, sicherte die Existenz eines vielzelligen Organismus als ein einziges Ganzes mit einer komplexen und subtilen Interaktion seiner Teile und einer entsprechenden Reaktion auf die Umwelt.

Die Wege der evolutionären Transformationen der ersten vielzelligen Organismen waren unterschiedlich. Einige wechselten zu einem sitzenden Lebensstil und verwandelten sich in ähnliche Organismen Schwamm Andere begannen zu kriechen und sich mithilfe von Flimmerhärchen über das Substrat zu bewegen. Aus ihnen entwickelten sich Plattwürmer. Wieder andere behielten ihren schwimmenden Lebensstil bei, bekamen einen Mund und führten zur Entstehung von Hohltieren.

Ankerpunkte

• Das Leben auf der Erde entstand aus organischen Molekülen, die abiogen synthetisiert wurden.
• Im Archaikum, an der Grenze zum Proterozoikum, markierte die Entstehung der ersten Zellen den Beginn der biologischen Evolution.

Fragen und Aufgaben zur Überprüfung

• 1. Nach welchem ​​Prinzip ist die Geschichte der Erde in Epochen und Perioden unterteilt?
• 2. Merken Sie sich den Stoff im Kapitel. Erzählen Sie uns, wann und wie die ersten lebenden Organismen entstanden sind.
• 3. Welche Lebensformen repräsentierten die lebende Welt im Proterozoikum?

Archaeen

Allgemeine Informationen und Aufteilung

Archäisch, Archäisches Zeitalter (aus dem Griechischen ἀρχαῖος (archios) – alt) ist ein geologisches Zeitalter, das dem Proterozoikum vorausgeht. Die Obergrenze des Archaikums wird auf etwa 2,5 Milliarden Jahre (±100 Millionen Jahre) geschätzt. Für die untere Grenze, die von der Internationalen Stratigraphischen Kommission immer noch nicht offiziell anerkannt wird, - vor 3,8-4 Milliarden Jahren. Die Unbestimmtheit der unteren Grenze des Archaikums wird durch zwei Theorien zu seiner Definition erklärt: Nach der ersten sind die Funde antiker Organismen aus der Zeit vor 3,8 Milliarden Jahren die untere Grenze des Archaikums; nach der zweiten Theoretisch sollte die untere Grenze als das Ende der Kaltzeit angesehen werden, die während der gesamten Zeit vor dem Archaikum dominierte - Gadea (Katarchea). Die Dauer des Archaikums beträgt etwa 1,5 Milliarden Jahre.

Archäisch wird nach modernen Vorstellungen in 4 Perioden unterteilt: Eoarchäisch, Paläoarchäisch, Mechoarchäisch und Neoarchäisch, die rein chronologisch unterschieden werden. Zuvor umfasste das Archaikum das Katarchaikum, das heute in ein separates Äon unterteilt ist.

Abteilung Archaea		Ende der Divisionen (Ma)
Archaeen	Neoarchäisch	2500
	Mesoarchäisch	2800
	Paläoarchäisch	3200
	Eoarchäisch	3600

Eoarchäisch ist die untere Periode des Archaikums und umfasst den Zeitraum von vor 4 bis 3,6 Milliarden Jahren. Das Eoarchäikum zeichnet sich durch die Zeit der Bildung der Hydrosphäre und der Entdeckung der angeblichen Überreste der ersten Prokaryoten, Stromatolithen und alten Gesteine ​​aus.

Die auf das Eorchea folgende Periode, das Paläoarchäikum, ist die Zeit der Entstehung des ersten Superkontinents in der Erdgeschichte – Vaalbara und des vereinten Weltozeans. Aus dieser Zeit stammen die ersten zuverlässigen Überreste lebender Organismen (Bakterien) und Spuren ihrer Lebenstätigkeit. Die Dauer des Paläoarchäikums beträgt 400 Millionen Jahre.

Nach dem Paläoarchäer kam das Mesoarchäer, das vor 3,2 bis 2,8 Milliarden Jahren existierte. Der Zeitraum ist aufgrund der Teilung von Vaalbara und der weiten Verbreitung von Fossilien antiker Lebensformen interessant.

Schließlich ist die letzte Periode des Archäikums – das Neoarchäikum, das vor 2,5 Milliarden Jahren endete – die Zeit der Bildung des Großteils der kontinentalen Erdkruste, was auf das außergewöhnliche Alter der Kontinente der Erde hinweist.

Tektonik

Die archäische Tektonik ist vor allem durch den Beginn der Bildung der ältesten Kontinentalkerne (Schilde) gekennzeichnet, deren Relikte auf allen antiken Plattformen außer den chinesisch-koreanischen und südchinesischen gefunden wurden. Die Bildung der Kontinentalkerne steht im Zusammenhang mit der Faltung des Kola (Sami; Baltischer Schild) oder Transvaal (Südafrika), die um die Wende vor etwa 3 Milliarden Jahren entstand, und der Faltung des Weißen Meeres (Baltischer Schild), auch bekannt als die Kenoran- (Kanadischer Schild) oder Rhodesian-Faltung (Südafrika), die vor etwa 2600 Millionen Jahren entstand.

Aufgrund der hohen geologischen Aktivität gab es zunächst keine großen Kontinentalformationen auf der Erde.

Doch vor etwa 3,6 Milliarden Jahren änderte sich alles und die Kontinente der Erde vereinten sich zum hypothetischen Superkontinent Valbara. Dies wird durch geochronologische und paläomagnetische Studien zwischen zwei archäischen Kratonen oder Protokontinenten bestätigt: dem Kaapval-Kraton (Provinz Kaapval, Südafrika) und dem Pilbara-Kraton (Pilbara-Region, Westaustralien). Ein weiterer Beweis ist die Übereinstimmung der stratigraphischen Abfolgen der Grünstein- und Gneisgürtel dieser beiden Kratone. Heute sind diese archaischen Grünsteingürtel entlang der Ränder des Oberen Kratons in Kanada sowie der Kratone der alten Kontinente Gondwanaland und Laurasia verteilt.

Vor etwa 2,8 Milliarden Jahren begann der erste Superkontinent in der Erdgeschichte auseinanderzubrechen.

Dies wird durch geochronologische und paläomagnetische Studien belegt, die eine kreisförmige Quertrennung der Kaapvaal- und Pilbara-Kratons vor etwa 2,77 Milliarden Jahren zeigen.

Im Allgemeinen ist das Archaikum durch eine sehr heftige tektonische Aktivität gekennzeichnet, die zu häufigen Vulkanausbrüchen, Erdbeben usw. führte. Dies wurde erleichtert durch: die hohe Temperatur der inneren Erdschichten, die Bildung eines Planetenkerns in der Nähe der Erde und der Zerfall kurzlebiger Radionuklide.

Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren bildeten sich auf der Erde die ersten zuverlässig bestätigten magmatischen und metamorphen Gesteine ​​wie Granit, Diorit und Anorthosit. Diese Gesteine ​​wurden an den unterschiedlichsten Orten gefunden: auf der Insel Grönland, innerhalb der kanadischen und baltischen Schilde usw.

Einige Wissenschaftler gehen übrigens davon aus, dass das Alter dieser sehr alten Gesteine ​​die untere Grenze des Archaikums darstellt.

Vor 3 Milliarden Jahren begann eine Periode der aktiven Bildung der Kontinentalkruste. Über einen Zeitraum von 500 Millionen Jahren entstanden bis zu 70 % seiner Gesamtmasse. Obwohl die meisten Wissenschaftler immer noch glauben, dass die kontinentale Kruste des Archaikums nur 5-40 % der gesamten kontinentalen Kruste der Neuzeit ausmacht.

Hydrosphäre und Atmosphäre. Klima

Ganz am Anfang der Archaikum-Ära gab es auf der Erde wenig Wasser; statt eines einzigen Ozeans gab es nur vereinzelte flache Becken. Die Wassertemperatur erreichte 70-90° C, was nur dann beobachtet werden konnte, wenn die Erde zu diesem Zeitpunkt eine dichte Kohlendioxidatmosphäre hatte. Tatsächlich könnte von allen möglichen Gasen nur CO 2 einen erhöhten Atmosphärendruck erzeugen (für Archäer - 8-10 bar). In der Atmosphäre des frühen Archaikums gab es sehr wenig Stickstoff (10-15 % des Volumens der gesamten Archaikum-Atmosphäre), es gab praktisch überhaupt keinen Sauerstoff und Gase wie Methan waren instabil und zersetzten sich unter dem Einfluss von Hartgas schnell Strahlung der Sonne (insbesondere in Gegenwart von Hydroxylionen, die auch in feuchter Atmosphäre auftreten).

Die Temperatur der archäischen Atmosphäre erreichte unter dem Treibhauseffekt fast 120 °C. Wenn die Atmosphäre im Archaikum bei gleichem Druck beispielsweise nur aus Stickstoff bestünde, wären die Oberflächentemperaturen sogar noch höher und würden 100 °C erreichen, und die Temperatur unter dem Treibhauseffekt würde 140 °C überschreiten.

Vor etwa 3,4 Milliarden Jahren nahm die Wassermenge auf der Erde erheblich zu und der Weltozean entstand, der die Kämme der mittelozeanischen Rücken bedeckte. Dadurch nahm die Hydratation der basaltischen ozeanischen Kruste merklich zu und die Anstiegsrate des CO 2 -Partialdrucks in der spätarchäischen Atmosphäre nahm etwas ab. Der radikalste Abfall des CO 2 -Drucks erfolgte erst an der Wende vom Archaikum zum Proterozoikum nach der Trennung des Erdkerns und dem damit verbundenen starken Rückgang der tektonischen Aktivität der Erde. Aus diesem Grund ging auch die Verhüttung ozeanischer Basalte im frühen Proterozoikum stark zurück. Die Basaltschicht der ozeanischen Kruste wurde merklich dünner als im Archaikum, und darunter bildete sich erstmals eine Serpentinitschicht – das wichtigste und ständig erneuerte Reservoir an gebundenem Wasser auf der Erde.

Flora und Fauna

Archäischen Lagerstätten fehlt die Skelettfauna, die als Grundlage für die Konstruktion der stratigraphischen Skala des Phanerozoikums dient; dennoch gibt es hier eine ganze Reihe unterschiedlicher Spuren organischen Lebens.

Dazu gehören Abfallprodukte von Blaualgen – Stromatolithen, bei denen es sich um korallenartige Sedimentformationen (Karbonat, seltener Silizium) handelt, und Abfallprodukte von Bakterien – Onkoliten.

Die ersten zuverlässigen Stromatolithen wurden erst um die Wende vor 3,2 Milliarden Jahren in Kanada, Australien, Afrika, dem Ural und Sibirien entdeckt. Obwohl es Hinweise auf die Entdeckung von Überresten der ersten Prokaryoten und Stromatolithen in Sedimenten im Alter von 3,8 bis 3,5 Milliarden Jahren in Australien und Südafrika gibt.

Auch in den silikatischen Gesteinen des frühen Archaikums wurden eigentümliche, gut erhaltene Fadenalgen gefunden, in denen Details der Zellstruktur des Organismus beobachtet werden können. Auf vielen stratigraphischen Ebenen gibt es winzige runde Körper (bis zu 50 m groß) algenischen Ursprungs, die früher fälschlicherweise für Sporen gehalten wurden. Sie sind als „Akritarchen“ oder „Sphäromorphiden“ bekannt.

Die Tierwelt des Archaikums ist viel ärmer als die Pflanzenwelt. Einige Hinweise auf das Vorhandensein von Tierresten in archäischen Gesteinen beziehen sich auf Objekte, die scheinbar anorganischen Ursprungs sind (Aticocania Walcott, Tefemar Kites Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) oder Produkte der Auslaugung von Stromatolithen sind (Carelozoon Metzger). Viele archaische Fossilien sind nicht vollständig entschlüsselt (Udokania Leites) oder haben keine genaue Referenz (Xenusion querswalde Pompecki).

So wurden in der archäischen Zone zuverlässig Prokaryoten zweier Königreiche gefunden: Bakterien, überwiegend chemosynthetische, anaerobe und photosynthetische Cyanobionten, die Sauerstoff produzieren. Es ist möglich, dass die ersten Eukaryoten aus dem Reich der Pilze, die morphologisch den Hefepilzen ähneln, auch im Archaikum auftauchten.

Die ältesten bakteriellen Biozönosen, d.h. Gemeinschaften lebender Organismen, zu denen nur Produzenten und Zerstörer gehörten, ähnelten Schimmelfilmen (sogenannten Bakterienmatten), die sich am Boden von Stauseen oder in deren Küstenzone befanden. Vulkanische Gebiete dienten oft als Oasen des Lebens, in denen Wasserstoff, Schwefel und Schwefelwasserstoff, die wichtigsten Elektronenspender, aus der Lithosphäre an die Oberfläche kamen.

Fast während der gesamten archäischen Ära waren lebende Organismen einzellige Wesen, die in hohem Maße von natürlichen Faktoren abhängig waren. Und erst an der Wende vom Archaikum zum Proterozoikum ereigneten sich zwei große evolutionäre Ereignisse: der Sexualprozess und die Mehrzelligkeit. Haploide Organismen (Bakterien und Blaualgen) haben einen Chromosomensatz. Jede neue Mutation manifestiert sich sofort in ihrem Phänotyp. Wenn eine Mutation vorteilhaft ist, bleibt sie durch den Prozess der natürlichen Selektion erhalten; wenn sie schädlich ist, wird sie eliminiert. Haploide Organismen passen sich kontinuierlich an ihre Umgebung an, entwickeln jedoch keine grundlegend neuen Eigenschaften und Eigenschaften. Der sexuelle Prozess erhöht die Möglichkeit der Anpassung an Umweltbedingungen erheblich, da unzählige Kombinationen in den Chromosomen entstehen. Die Diploidie, die gleichzeitig mit der Bildung des Zellkerns entstand, ermöglicht die Erhaltung von Mutationen und die Nutzung als Reserve erblicher Variabilität für weitere evolutionäre Transformationen.

Mineralien

Die archäische Ära ist sehr reich an Mineralien. Damit verbunden sind enorme Vorkommen an Eisenerzen (eisenhaltige Quarzite und Jaspilite), Aluminiumrohstoffen (Kyanit und Sillimanit) und Manganerzen; die größten Vorkommen an Gold- und Uranerzen sind mit archaischen Konglomeraten verbunden; mit basischen und ultrabasischen Gesteinen – große Vorkommen an Kupfer-, Nickel- und Kobalt-Erzen; mit Karbonatgesteinen - Blei-Zink-Ablagerungen. Pegmatite sind die Hauptquelle für Glimmer (Muskowit), keramische Rohstoffe und seltene Metalle.

Auf dem Territorium Russlands sind Ablagerungen des Timan-Rückens, des Urals, des Dnjepr-Kristallstreifens und der Region Podkamennaya Tunguska mit archäischen Ablagerungen verbunden...

Das Archaikum ist die älteste und früheste Periode in der Geschichte der Erdkruste. Die ersten lebenden Organismen entstanden im Archaikum. Sie waren Heterotrophe und verwendeten organische Verbindungen als Nahrung. Das Ende des Archaikums war die Zeit der Bildung des Erdkerns und eines starken Rückgangs der vulkanischen Aktivität, was die Entwicklung von Leben auf dem Planeten ermöglichte.

Erdkruste Untere Periode des Archaikums – Eoarchäer vor 4 – 3,6 Milliarden Jahren. Vor etwa 4 Milliarden Jahren Die Erde entstand als Planet. Fast die gesamte Oberfläche war mit Vulkanen bedeckt und überall flossen Lavaströme. In großen Mengen ausgebrochene Lava bildete Kontinente und Meeresbecken, Berge und Hochebenen. Ständige vulkanische Aktivität, hohe Temperaturen und hoher Druck führten zur Bildung verschiedener Mineralien: verschiedene Erze, Bausteine, Kupfer, Aluminium, Gold, Kobalt, Eisen, radioaktive Mineralien und andere. Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren Die ersten zuverlässig bestätigten magmatischen und metamorphen Gesteine ​​wie Granit, Diorit und Anorthosit bildeten sich auf der Erde. Diese Gesteine ​​wurden an den unterschiedlichsten Orten gefunden: auf der Insel Grönland, innerhalb der kanadischen und baltischen Schilde usw.

Die nächste Periode des Archaikums ist das Paläoarchäikum vor 3,6 bis 3,2 Milliarden Jahren. Dies ist die Zeit der Bildung des ersten Superkontinents in der Geschichte der Erde – Valbaru und des einzigen Weltozeans, der die Struktur der ozeanischen Rücken veränderte, was zu einem Prozess der Zunahme der Wassermenge auf der Erde führte, und Das CO2-Volumen in der Atmosphäre begann abzunehmen.

Atmosphäre und Klima der Archäischen Ära Ganz zu Beginn der Archäischen Ära gab es auf der Erde wenig Wasser; statt eines einzigen Ozeans gab es nur flache Becken, die nicht miteinander verbunden waren. Die Atmosphäre der Archaikum-Ära bestand hauptsächlich aus Kohlendioxid CO2 und ihre Dichte war viel höher als heute. Dank der Kohlendioxidatmosphäre erreichte die Wassertemperatur 80-90°C. Der Stickstoffgehalt war gering, etwa 10–15 %. Es gab fast keinen Sauerstoff, Methan und andere Gase. Die Lufttemperatur erreichte 120°C

Flora und Fauna der Archäischen Ära Die Archäische Ära ist die Zeit der Geburt der ersten Organismen. Die ersten Bewohner unseres Planeten waren anaerobe Bakterien. Das wichtigste Stadium in der Evolution des Lebens auf der Erde ist mit der Entstehung der Photosynthese verbunden, die die Aufteilung der organischen Welt in Pflanzen und Tiere bestimmt. Die ersten photosynthetischen Organismen waren prokaryotische (pränukleäre) Cyanobakterien und Blaualgen. Daraufhin erschienene eukaryotische Grünalgen gaben freien Sauerstoff aus dem Ozean in die Atmosphäre ab, was zur Entstehung von Bakterien beitrug, die in einer Sauerstoffumgebung leben können. Zur gleichen Zeit ereigneten sich an der Grenze des archaischen Proterozoikums zwei weitere wichtige evolutionäre Ereignisse – der Sexualprozess und die Mehrzelligkeit. Haploide Organismen (Bakterien und Blaugrüne) haben einen Chromosomensatz. Jede neue Mutation manifestiert sich sofort in ihrem Phänotyp. Wenn eine Mutation vorteilhaft ist, wird sie durch Selektion erhalten; wenn sie schädlich ist, wird sie durch Selektion eliminiert. Haploide Organismen passen sich kontinuierlich an ihre Umgebung an, entwickeln jedoch keine grundlegend neuen Eigenschaften und Eigenschaften. Der sexuelle Prozess erhöht die Möglichkeit der Anpassung an Umweltbedingungen erheblich, da unzählige Kombinationen in den Chromosomen entstehen