Usia bumi sekitar 4,6 miliar tahun. Kehidupan di Bumi berasal dari lautan lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu.

Sejarah perkembangan kehidupan di bumi dipelajari dari sisa-sisa fosil organisme atau jejak aktivitas vitalnya. Mereka ditemukan di bebatuan dari berbagai usia.

Skala geokronologis sejarah perkembangan dunia organik bumi mencakup era dan periode. Era berikut dibedakan:

• archean (archaean) - era kehidupan kuno,
• Proterozoikum (Proterozoikum) - era kehidupan primer,
• Paleozoikum (Paleozoikum) - era kehidupan purba,
• Mesozoikum (Mesozoikum) - era kehidupan paruh baya,
• Kenozoikum (Kenozoikum) - era kehidupan baru.

Nama-nama periode dibentuk baik dari nama tempat di mana endapan yang bersangkutan pertama kali ditemukan (kota Perm, Kabupaten Devon), atau dari proses yang terjadi pada waktu itu (pada periode Batubara - Karbon - Zaman Batubara - Karbon - peletakan deposit batubara terjadi, di Kapur - kapur, dll.).

Skala geokronologis dan sejarah perkembangan makhluk hidup

Periode, durasi, juta tahun	Proses iklim dan geologi	Dunia Hewan	Dunia tumbuhan	Aromorfosis yang paling penting
Kenozoikum, 66 juta tahun
Antropogen, 1.5	Perubahan pemanasan dan pendinginan yang berulang. Glasiasi besar di garis lintang tengah Belahan Bumi Utara	Dunia binatang modern. Evolusi dan dominasi manusia	Dunia tumbuhan modern	Perkembangan intensif korteks serebral; bipedalisme
Neogen, 23.0 Paleogen, 41±2	Iklim hangat yang seragam. Pembangunan gunung yang intensif. Pergerakan benua, Laut Hitam, Kaspia, dan Mediterania terisolasi	Mamalia, burung, serangga mendominasi; primata pertama (lemur, tarsius) muncul, kemudian parapithecus dan dryopithecus; banyak kelompok reptil dan cephalopoda menghilang	Tanaman berbunga, terutama tanaman herba, tersebar luas; flora gymnospermae semakin menurun
Mesozoikum, 240 juta tahun
Kapur (kapur), 70	Pendinginan iklim, bertambahnya luas Samudra Dunia	Ikan bertulang sejati, protobird, dan mamalia kecil mendominasi; Mamalia plasenta dan burung modern muncul dan menyebar; reptil raksasa sedang sekarat	Angiospermae muncul dan mulai mendominasi; Tumbuhan paku-pakuan dan gymnospermae mengalami penurunan populasi	Munculnya bunga dan buah. Penampilan rahim
Jurassic (Jura), 60	Awalnya, iklim lembab digantikan oleh iklim kering di garis khatulistiwa	Reptil raksasa, ikan bertulang, serangga, dan cephalopoda mendominasi; Archaeopteryx muncul; ikan bertulang rawan purba sedang sekarat	Gymnospermae modern mendominasi; gymnospermae kuno sedang sekarat
Trias (Trias), 35±5	Melemahnya zonasi iklim. Awal mula pergerakan benua	Amfibi, cephalopoda, herbivora dan reptil predator mendominasi; ikan teleost, mamalia ovipar dan marsupial muncul	Gymnospermae kuno mendominasi; gymnospermae modern muncul; pakis berbiji sedang sekarat	Munculnya jantung dengan empat bilik; pemisahan total aliran darah arteri dan vena; munculnya berdarah panas; penampilan kelenjar susu
Paleozoikum, 570 juta tahun
Perm (Perm), 50±10	Zonasi iklim yang tajam, penyelesaian proses pembangunan gunung	Invertebrata laut, hiu, mendominasi; reptil dan serangga berkembang pesat; reptil bergigi binatang dan herbivora muncul; Stegocephalians dan trilobita punah	Flora yang kaya akan benih dan pakis herba; gymnospermae kuno muncul; ekor kuda, lumut, dan pakis yang mirip pohon sedang sekarat	Tabung serbuk sari dan pembentukan biji
Karbon (karbon), 65±10	Sebaran hutan rawa. Iklim yang lembab dan hangat secara seragam digantikan oleh iklim kering di akhir periode.	Amfibi, moluska, hiu, dan lungfish mendominasi; bentuk serangga bersayap, laba-laba, dan kalajengking muncul dan berkembang dengan cepat; reptil pertama muncul; trilobita dan stegocephal menurun secara nyata	Kelimpahan pepohonan, pakis, membentuk “hutan batubara”; benih pakis muncul; psilofita menghilang	Munculnya pembuahan internal; munculnya kulit telur yang padat; keratinisasi kulit
Devonian (Devonian), 55	Pergantian musim kemarau dan hujan, glasiasi di wilayah Afrika Selatan dan Amerika modern	Kerang lapis baja, moluska, trilobita, dan karang mendominasi; Ikan bersirip lobus, ikan paru-paru, dan ikan pari, stegocephalians muncul	Flora psilofita yang kaya; lumut, pakis, jamur muncul	Pemotongan tubuh tumbuhan menjadi organ; transformasi sirip menjadi anggota tubuh terestrial; penampakan organ pernapasan udara
Silur (Silur), 35	Awalnya kering, kemudian iklim lembab, terbentuknya pegunungan	Fauna trilobita, moluska, krustasea, karang yang kaya; ikan lapis baja dan invertebrata darat pertama muncul: kaki seribu, kalajengking, serangga tak bersayap	Kelimpahan alga; tanaman datang ke darat - psilofita muncul	Diferensiasi tubuh tumbuhan menjadi jaringan; pembagian tubuh hewan menjadi beberapa bagian; pembentukan rahang dan ikat pinggang anggota badan pada vertebrata
Ordovisium (Ordovisium), 55±10 Kambrium (Kambrium), 80±20	Glasiasi digantikan oleh iklim yang cukup lembab dan kemudian kering. Sebagian besar daratan ditempati oleh laut, bangunan pegunungan	Spons, coelenterata, cacing, echinodermata, dan trilobita mendominasi; vertebrata tanpa rahang (scutellata), moluska muncul	Kemakmuran semua departemen alga
Proterozoikum, 2600 juta tahun
—	Permukaan planet ini adalah gurun yang gundul. Glasiasi yang sering terjadi, pembentukan batuan aktif	Protozoa tersebar luas; semua jenis invertebrata dan echinodermata muncul; chordata primer - subfilum Kranial	Bakteri, ganggang biru-hijau dan ganggang hijau tersebar luas; ganggang merah muncul	Munculnya simetri bilateral
Arkean, 3500 (3800) Ma
—	Aktivitas vulkanik aktif. Kondisi kehidupan anaerobik di perairan dangkal	Asal usul kehidupan: prokariota (bakteri, ganggang biru-hijau), eukariota (ganggang hijau, protozoa), organisme multiseluler primitif		Munculnya fotosintesis, respirasi aerobik, sel eukariotik, proses seksual, multiseluleritas

Era Archean (era kehidupan purba: 3500 (3800-2600) juta tahun yang lalu)

Organisme hidup pertama di Bumi muncul, menurut berbagai sumber, 3,8-3,2 miliar tahun yang lalu. Ini adalah anaerob heterotrofik prokariotik(pra-nuklir, memakan bahan organik siap pakai, tidak memerlukan oksigen). Mereka hidup di lautan primer dan memakan zat organik yang terlarut dalam airnya, yang tercipta secara abiogenik dari zat anorganik di bawah pengaruh energi sinar ultraviolet Matahari dan pelepasan petir.

Atmosfer bumi sebagian besar terdiri dari CO 2, CO, H 2, N 2, uap air, sejumlah kecil NH 3, H 2 S, CH 4 dan hampir tidak mengandung oksigen bebas O 2. Ketiadaan oksigen bebas memberikan peluang terjadinya akumulasi zat organik yang diciptakan secara abiogenik di lautan, jika tidak maka zat tersebut akan segera diuraikan oleh oksigen.

Heterotrof pertama melakukan oksidasi zat organik secara anaerobik - tanpa partisipasi oksigen fermentasi. Selama fermentasi, zat organik tidak terurai sempurna, dan sedikit energi yang dihasilkan. Oleh karena itu, evolusi pada tahap awal kehidupan berjalan sangat lambat.

Seiring waktu, heterotrof berkembang biak dengan pesat dan mereka mulai kekurangan bahan organik yang diciptakan secara abiogenik. Lalu bangkitlah anaerob autotrofik prokariotik. Mereka dapat mensintesis sendiri zat organik dari zat anorganik, pertama melalui kemosintesis dan kemudian melalui fotosintesis.

Yang pertama adalah fotosintesis anaerobik, yang tidak disertai dengan pelepasan oksigen:

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

Kemudian fotosintesis aerobik muncul:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Fotosintesis aerobik merupakan ciri makhluk yang mirip dengan cyanobacteria modern.

Oksigen bebas yang dilepaskan selama fotosintesis mulai mengoksidasi senyawa besi, belerang, dan mangan divalen yang terlarut dalam air laut. Zat-zat ini berubah menjadi bentuk yang tidak larut dan mengendap di dasar laut, di mana mereka membentuk endapan bijih besi, belerang dan mangan, yang saat ini digunakan oleh manusia.

Oksidasi zat-zat terlarut di lautan terjadi selama ratusan juta tahun, dan hanya ketika cadangannya di lautan habis barulah oksigen mulai terakumulasi di dalam air dan berdifusi ke atmosfer.

Perlu dicatat bahwa prasyarat akumulasi oksigen di lautan dan atmosfer adalah terkuburnya sebagian bahan organik yang disintesis oleh organisme di dasar lautan. Jika tidak, jika semua bahan organik dipecah dengan partisipasi oksigen, tidak akan ada kelebihan yang tersisa dan oksigen tidak akan terakumulasi. Tubuh organisme yang belum terurai menetap di dasar laut, tempat mereka membentuk simpanan bahan bakar fosil - minyak dan gas.

Akumulasi oksigen bebas di lautan memungkinkan hal tersebut aerob autotrofik dan heterotrofik. Hal ini terjadi ketika konsentrasi O2 di atmosfer mencapai 1% dari level saat ini (yaitu 21%).

Selama oksidasi aerobik (respirasi), zat organik dipecah menjadi produk akhir - CO 2 dan H 2 O dan energi yang dihasilkan 18 kali lebih banyak dibandingkan dengan oksidasi bebas oksigen (fermentasi):

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

Sejak proses aerobik mulai melepaskan lebih banyak energi, evolusi organisme meningkat secara signifikan.

Akibat simbiosis berbagai sel prokariotik, yang pertama eukariota(nuklir).

Sebagai hasil evolusi, eukariota muncul proses seksual- pertukaran materi genetik antar organisme - DNA. Berkat proses seksual, evolusi berjalan lebih cepat, karena variabilitas kombinatif ditambahkan ke variabilitas mutasi.

Pada awalnya eukariota bersel tunggal, dan kemudian menjadi yang pertama multiseluler organisme. Transisi ke multiseluleritas pada tumbuhan, hewan, dan jamur terjadi secara independen satu sama lain.

Organisme multiseluler telah menerima sejumlah keunggulan dibandingkan organisme uniseluler:

1. durasi entogenesis yang lama, karena selama perkembangan individu suatu organisme, beberapa sel digantikan oleh sel lain;
2. banyak keturunan, karena organisme dapat mengalokasikan lebih banyak sel untuk reproduksi;
3. ukuran yang signifikan dan struktur tubuh yang bervariasi, yang memberikan ketahanan yang lebih besar terhadap faktor lingkungan luar karena kestabilan lingkungan internal tubuh.

Para ilmuwan tidak memiliki konsensus mengenai kapan proses seksual dan multiseluleritas muncul - di era Archean atau Proterozoikum.

Era Proterozoikum (era kehidupan primitif: 2600-570 juta tahun yang lalu)

Munculnya organisme multiseluler semakin mempercepat evolusi, dan dalam waktu yang relatif singkat (dalam skala waktu geologis), berbagai jenis organisme hidup muncul, beradaptasi dengan kondisi kehidupan yang berbeda. Bentuk-bentuk kehidupan baru menempati dan membentuk relung ekologi baru di berbagai wilayah dan kedalaman lautan. Batuan berumur 580 juta tahun sudah mengandung jejak makhluk dengan kerangka keras, sehingga lebih mudah untuk mempelajari evolusi dari periode ini. Kerangka keras berfungsi sebagai penopang tubuh organisme dan membantu meningkatkan ukurannya.

Pada akhir era Proterozoikum (570 juta tahun yang lalu), sistem produsen-konsumen telah berkembang dan siklus biogeokimia zat oksigen-karbon telah terbentuk.

Era Paleozoikum (era kehidupan purba: 570-240 juta tahun yang lalu)

Pada periode pertama era Paleozoikum - Kambrium(570-505 juta tahun yang lalu) - apa yang disebut “ledakan evolusi” terjadi: dalam waktu singkat hampir semua jenis hewan yang dikenal saat ini terbentuk. Semua waktu evolusi sebelum periode ini disebut Prakambrium, atau kriptozoikum(“era kehidupan tersembunyi”) adalah 7/8 dari sejarah Bumi. Waktu setelah Kambrium disebut Fanerozoikum(“era kehidupan nyata”).

Karena semakin banyak oksigen yang terbentuk, atmosfer secara bertahap memperoleh sifat pengoksidasi. Ketika konsentrasi O2 di atmosfer mencapai 10% dari tingkat saat ini (di perbatasan Silur-Devonian), lapisan ozon mulai terbentuk di atmosfer pada ketinggian 20-25 km. Itu terbentuk dari molekul O 2 di bawah pengaruh energi sinar ultraviolet Matahari:

O 2 → O + O
O2 + O → O3

Molekul ozon (O 3) memiliki kemampuan memantulkan sinar ultraviolet. Alhasil, lapisan ozon menjadi pelindung organisme hidup dari sinar ultraviolet yang berbahaya dalam dosis besar. Sebelumnya, air berfungsi sebagai pelindung. Kini kehidupan mempunyai peluang untuk muncul dari laut ke daratan.

Kemunculan makhluk hidup di darat dimulai pada periode Kambrium: bakteri pertama kali mencapainya, kemudian jamur dan tumbuhan tingkat rendah. Akibatnya, terbentuklah tanah di darat dan di dalam Silur(435-400 juta tahun yang lalu) tumbuhan berpembuluh pertama, psilophytes, muncul di darat. Pendaratan berkontribusi pada munculnya jaringan tanaman (yang menutupi, konduktif, mekanik, dll) dan organ (akar, batang, daun). Akibatnya muncullah tumbuhan tingkat tinggi. Hewan darat pertama adalah artropoda, keturunan krustasea laut.

Pada saat ini, chordata berevolusi di lingkungan laut: ikan vertebrata berevolusi dari chordata invertebrata, dan di Devonian, amfibi berevolusi dari ikan bersirip lobus. Mereka mendominasi daratan selama 75 juta tahun dan diwakili dalam bentuk yang sangat luas. Selama periode Permian, ketika iklim menjadi lebih dingin dan kering, reptilia lebih unggul dibandingkan amfibi.

Era Mesozoikum (era paruh baya: 240-66 juta tahun yang lalu)

Di era Mesozoikum - "era dinosaurus" - reptilia mencapai masa kejayaannya (berbagai bentuknya terbentuk) dan mengalami kemunduran. Pada zaman Trias, buaya dan penyu muncul, dan kelas Mamalia muncul dari reptil bergigi binatang. Sepanjang era Mesozoikum, mamalia berukuran kecil dan tidak tersebar luas. Pada akhir periode Kapur, terjadi cuaca dingin dan terjadi kepunahan massal reptil, yang penyebab akhirnya belum sepenuhnya dipahami. Angiospermae (tumbuhan berbunga) muncul pada zaman Kapur.

Era Kenozoikum (era kehidupan baru: 66 juta tahun lalu – sekarang)

Di era Kenozoikum, mamalia, burung, arthropoda, dan tumbuhan berbunga tersebar luas. Seorang pria muncul.

Saat ini aktivitas manusia telah menjadi faktor penting dalam perkembangan biosfer.

zaman Archean- periode tertua dan paling awal dalam sejarah kerak bumi. DI DALAM zaman Archean Organisme hidup pertama muncul. Mereka heterotrof dan menggunakan senyawa organik sebagai makanan. Akhir zaman Archean- waktu pembentukan inti bumi dan penurunan aktivitas vulkanik yang kuat, yang memungkinkan berkembangnya kehidupan di planet ini.
zaman Archean yang dimulai sekitar 4 miliar tahun yang lalu berlangsung sekitar 1,5 miliar tahun. zaman Archean dibagi menjadi 4 periode: Eoarchean, Paleoarchean, Mesoarchean, Neoarchean

kerak bumi

Periode bawah era Archean - Eoarchaean 4 - 3,6 miliar tahun yang lalu.
Sekitar 4 miliar tahun yang lalu bumi terbentuk menjadi sebuah planet. Hampir seluruh permukaannya tertutup gunung berapi dan sungai lava mengalir kemana-mana. Lava yang meletus dalam jumlah besar membentuk benua dan cekungan samudera, pegunungan dan dataran tinggi. Aktivitas vulkanik yang terus-menerus, paparan suhu tinggi dan tekanan tinggi menyebabkan terbentuknya berbagai mineral: berbagai bijih, batu bangunan, tembaga, aluminium, emas, kobalt, besi, mineral radioaktif dan lain-lain. Sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu Batuan beku dan metamorf pertama yang dikonfirmasi secara andal seperti granit, diorit, dan anorthosite terbentuk di Bumi. Batuan ini ditemukan di berbagai tempat: di pulau Greenland, di dalam perisai Kanada dan Baltik, dll.

Paleoarchean diikuti oleh Mesoarchean 3,2 - 2,8 miliar tahun yang lalu.
Sekitar 2,8 miliar tahun yang lalu, benua super pertama dalam sejarah bumi mulai pecah.

Neoarchaean 2,8 - 2,5 miliar tahun yang lalu - periode terakhir era Archean, berakhir 2,5 miliar tahun yang lalu, merupakan masa pembentukan sebagian besar kerak benua, yang menunjukkan keunikan benua-benua di bumi. Suasana dan iklim era Archean. Pada awalnya zaman Archean Hanya ada sedikit air di Bumi; alih-alih hanya ada satu lautan, hanya ada cekungan dangkal yang tidak terhubung satu sama lain. Suasana zaman Archean, sebagian besar terdiri dari karbon dioksida CO2 dan kepadatannya jauh lebih tinggi daripada saat ini. Berkat atmosfer karbon dioksida, suhu air mencapai 80-90°C. Kandungan nitrogennya kecil, sekitar 10-15%. Hampir tidak ada oksigen, metana, dan gas lainnya. Suhu atmosfer mencapai 120°C.

Flora dan fauna zaman Archean

zaman Archaean Ini adalah saat lahirnya organisme pertama. Penghuni pertama planet kita adalah bakteri anaerob. Tahap terpenting dalam evolusi kehidupan di Bumi dikaitkan dengan munculnya fotosintesis, yang menentukan pembagian dunia organik menjadi tumbuhan dan hewan. Organisme fotosintetik pertama adalah cyanobacteria prokariotik (pranuklir) dan ganggang biru-hijau. Ganggang hijau eukariotik yang kemudian muncul melepaskan oksigen bebas dari laut ke atmosfer, yang berkontribusi pada munculnya bakteri yang mampu hidup di lingkungan oksigen.
Pada saat yang sama, di perbatasan era Proterozoikum Archean, dua peristiwa evolusi besar terjadi - proses seksual dan multiseluleritas muncul. Organisme haploid (bakteri dan biru-hijau) memiliki satu set kromosom. Setiap mutasi baru segera memanifestasikan dirinya dalam fenotipnya. Jika suatu mutasi menguntungkan, maka mutasi tersebut dipertahankan melalui seleksi; jika mutasi merugikan, maka mutasi tersebut dihilangkan melalui seleksi. Organisme haploid terus beradaptasi dengan lingkungannya, namun mereka tidak mengembangkan karakteristik dan sifat baru yang mendasar. Proses seksual secara dramatis meningkatkan kemungkinan adaptasi terhadap kondisi lingkungan, karena terciptanya kombinasi kromosom yang tak terhitung jumlahnya.

Era Archean merupakan era terlama kedua (900 juta tahun) setelah Proterozoikum. Akhir darinya berjarak lebih dari 2,5 miliar tahun lagi dari zaman kita. Organisme hidup pertama muncul di era Archean. Mereka heterotrof dan menggunakan senyawa organik dari “kaldu utama” sebagai makanan. Kondisi di Bumi purba berubah, dan kemunculan molekul organik dan anorganik abiogenik pada skala planet terhenti. Beberapa lokus kecil masih tersisa, terutama di dasar laut, di mana pembentukan senyawa organik paling sederhana masih terjadi, tetapi kontribusinya dalam menyediakan nutrisi bagi heterotrof praktis dapat diabaikan.

Menipisnya cadangan organik di Samudra Dunia telah membawa kehidupan ke jurang bencana.

Tahap terpenting dalam evolusi kehidupan di Bumi dikaitkan dengan kemunculan prokariota purba fotosintesis - sintesis biogenik molekul organik dari molekul anorganik akibat energi sinar matahari, yang menyebabkan terbaginya dunia organik menjadi tumbuhan dan hewan. Organisme fotosintetik pertama adalah organisme prokariotik berwarna biru-hijau - sianida. Mereka, setelah tidak lagi bergantung pada molekul organik siap pakai dari “kaldu utama”, mulai berkembang pesat. Sangat penting bagi mereka untuk membuka jalan lain bagi kehidupan di Bumi.

Fotosintesis disertai dengan pelepasan produk sampingan - oksigen. Selama satu miliar tahun, air menjenuhkan air tempat organisme hidup pertama hidup dan dilepaskan ke atmosfer.

Sianida mikroskopis telah meninggalkan banyak jejak keberadaannya. Mereka, menangkap partikel lumpur lapis demi lapis, menciptakan struktur besar, yang disebut stromatolit, yang, dalam versi yang jauh lebih kecil, masih ada hingga saat ini, khususnya di lepas pantai Australia dan di pantai Florida.

Hampir segala sesuatu yang sampai kepada kita sejak zaman kuno itu telah habis oleh sisa-sisa stromatolit.

Cyanes dan yang muncul kemudian eukariotik ganggang hijau melepaskan oksigen bebas ke atmosfer dari laut, yang berkontribusi pada munculnya bakteri yang mampu hidup di lingkungan aerobik. Rupanya, pada saat yang sama - di perbatasan era Archean dan Proterozoikum - dua peristiwa evolusi besar terjadi: proses seksual Dan multiseluleritas.

Untuk lebih jelas membayangkan arti dari dua aromorfosis terakhir, mari kita bahas lebih detail. Organisme haploid (mikroorganisme, biru-hijau) memiliki satu set kromosom. Setiap mutasi baru segera memanifestasikan dirinya dalam fenotipe. Jika mutasi menguntungkan, mutasi tersebut dipertahankan melalui seleksi; jika mutasi merugikan, organisme yang membawa mutasi tersebut akan tereliminasi melalui seleksi. Bentuk haploid terus beradaptasi dengan lingkungan, tetapi pada dasarnya mereka tidak mengembangkan karakteristik dan sifat baru.

Proses seksual secara dramatis meningkatkan kemungkinan adaptasi terhadap kondisi lingkungan karena terciptanya kombinasi gen yang tak terhitung jumlahnya dalam kromosom. Diploidi, yang muncul bersamaan dengan inti yang terbentuk, memungkinkan mutasi dipertahankan dalam keadaan heterozigot dan digunakan sebagai cadangan variabilitas herediter untuk transformasi evolusioner lebih lanjut. Selain itu, dalam keadaan heterozigot, banyak mutasi sering kali meningkatkan kelangsungan hidup individu dan, oleh karena itu, meningkatkan peluang mereka dalam perjuangan untuk bertahan hidup.

Munculnya diploiditas dan keragaman genetik eukariota uniseluler, di satu sisi, menyebabkan heterogenitas struktur sel dan hubungannya dalam koloni, di sisi lain, kemungkinan “pembagian kerja” antar sel-sel koloni. , yaitu. pembentukan organisme multiseluler. Pembagian fungsi sel pada organisme multiseluler kolonial pertama menyebabkan pembentukan jaringan primer - ektoderm dan endoderm, yang strukturnya berdiferensiasi tergantung pada fungsi yang dilakukan. Diferensiasi lebih lanjut dari jaringan menciptakan keragaman yang diperlukan untuk memperluas kemampuan struktural dan fungsional organisme secara keseluruhan, sehingga menghasilkan penciptaan organ yang semakin kompleks. Peningkatan interaksi antar sel, kontak pertama, dan kemudian dimediasi melalui sistem saraf dan endokrin, memastikan keberadaan organisme multiseluler sebagai satu kesatuan dengan interaksi yang kompleks dan halus dari bagian-bagiannya serta respons yang sesuai terhadap lingkungan.

Jalur transformasi evolusioner organisme multiseluler pertama berbeda. Beberapa beralih ke gaya hidup yang tidak banyak bergerak dan berubah menjadi organisme serupa spons Yang lain mulai merangkak dan bergerak sepanjang substrat menggunakan silia. Cacing pipih berevolusi dari mereka. Yang lain lagi mempertahankan gaya hidup berenang, mempunyai mulut dan melahirkan coelenterates.

Poin jangkar

• Kehidupan muncul di Bumi dari molekul organik yang disintesis secara abiogenik.
• Di era Archean, di perbatasan dengan Proterozoikum, kemunculan sel pertama menandai dimulainya evolusi biologis.

Pertanyaan dan tugas untuk ditinjau

• 1. Berdasarkan prinsip apa sejarah bumi dibagi menjadi zaman dan periode?
• 2. Ingat materi pada bab tersebut. Beritahu kami kapan dan bagaimana organisme hidup pertama kali muncul.
• 3. Bentuk kehidupan apa yang mewakili dunia kehidupan di era Proterozoikum?

Arkea

Informasi umum dan pembagian

Archaean, era Archean (dari bahasa Yunani ἀρχαῖος (archios) - kuno) adalah kalpa geologi yang mendahului Proterozoikum. Batas atas Arkean diperkirakan sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu (±100 juta tahun). Untuk batas bawahnya, yang masih belum diakui secara resmi oleh Komisi Stratigrafi Internasional, adalah 3,8-4 miliar tahun yang lalu. Ketidakjelasan batas bawah zaman Arkean dijelaskan oleh 2 teori definisinya: menurut teori pertama, batas bawah zaman Arkean adalah ditemukannya organisme purba yang berasal dari 3,8 miliar tahun yang lalu; menurut teori kedua. teori, batas bawah harus dianggap sebagai akhir periode dingin, yang mendominasi seluruh periode sebelum Archean eon - gadea (katarchea). Durasi Archean adalah sekitar 1,5 miliar tahun.

Archean, menurut gagasan modern, dibagi menjadi 4 periode: Eoarchean, Paleoarchean, Mechoarchean dan Neoarchean, yang dibedakan murni secara kronologis. Sebelumnya, Arkean termasuk Katarchaean, yang saat ini dipisahkan menjadi kalpa tersendiri.

Divisi Archaea		Akhir divisi (Ma)
Arkea	Neoarkean	2500
	Mesoarkea	2800
	Paleoarkean	3200
	Eoarkean	3600

Eoarchean adalah periode terendah dari era Archean, yang mencakup rentang waktu 4 hingga 3,6 miliar tahun yang lalu. Eoarchean terkenal sebagai masa pembentukan hidrosfer dan penemuan sisa-sisa prokariota pertama, stromatolit, dan batuan purba.

Periode setelah Eorchean, Paleoarchean, adalah masa pembentukan superbenua pertama dalam sejarah Bumi - Vaalbara dan kesatuan Samudra Dunia. Sisa-sisa organisme hidup (bakteri) pertama yang dapat diandalkan dan jejak aktivitas vitalnya berasal dari zaman ini. Durasi Paleoarchean adalah 400 juta tahun.

Setelah Paleoarchean datanglah Mesoarchean, yang berlangsung antara 3,2 hingga 2,8 miliar tahun yang lalu. Periode ini menarik karena terbelahnya Vaalbara dan tersebar luasnya fosil bentuk kehidupan purba.

Terakhir, periode terakhir era Arkean - Neoarkean, yang berakhir 2,5 miliar tahun yang lalu, merupakan masa pembentukan sebagian besar kerak bumi kontinental, yang menunjukkan kekunoan benua-benua di bumi yang luar biasa.

Tektonik

Tektonik Archean dicirikan, pertama-tama, dengan dimulainya pembentukan inti benua (perisai) paling kuno, yang peninggalannya ditemukan di semua platform kuno kecuali Cina-Korea dan Cina Selatan. Pembentukan inti benua dikaitkan dengan lipatan Kola (Sami; Baltic Shield) atau Transvaal (Afrika Selatan), yang muncul sekitar 3 miliar tahun yang lalu, dan lipatan Laut Putih (Baltic Shield), juga dikenal sebagai Kenoran (Perisai Kanada) atau lipatan Rhodesian (Afrika Selatan), yang muncul sekitar 2600 juta tahun yang lalu.

Awalnya, tidak ada formasi benua besar di Bumi yang disebabkan oleh aktivitas geologi yang tinggi.

Namun, sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu, segalanya berubah dan benua-benua di Bumi bersatu menjadi superbenua hipotetis Valbara. Hal ini dikonfirmasi oleh studi geokronologis dan paleomagnetik antara dua Kraton Archean atau protokontinen: Kaapval Craton (Provinsi Kaapval, Afrika Selatan) dan Pilbara Craton (wilayah Pilbara, Australia Barat). Bukti tambahan adalah kebetulan urutan stratigrafi sabuk batu hijau dan gneiss di kedua kraton ini. Saat ini, sabuk batu hijau Archean ini tersebar di sepanjang pinggiran Kraton Atas di Kanada, serta kraton di benua kuno Gondwanaland dan Laurasia.

Sekitar 2,8 miliar tahun yang lalu, benua super pertama dalam sejarah bumi mulai pecah.

Hal ini dibuktikan dengan studi geokronologi dan paleomagnetik yang menunjukkan pemisahan melintang melingkar dari kraton Kaapvaal dan Pilbara sekitar 2,77 miliar tahun yang lalu.

Secara umum zaman Arkean ditandai dengan aktivitas tektonik yang sangat dahsyat, sehingga sering terjadi letusan gunung berapi, gempa bumi, dll. Hal ini difasilitasi oleh: tingginya suhu lapisan dalam bumi, terbentuknya inti planet di dekat bumi dan peluruhan radionuklida berumur pendek.

Sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu, batuan beku dan metamorf pertama yang dikonfirmasi secara andal, seperti granit, diorit, dan anorthosite, terbentuk di Bumi. Batuan ini ditemukan di berbagai tempat: di pulau Greenland, di dalam perisai Kanada dan Baltik, dll.

Ngomong-ngomong, beberapa ilmuwan menganggap usia batuan yang sangat kuno ini sebagai batas bawah Archean.

3 miliar tahun yang lalu, periode pembentukan aktif kerak benua dimulai. Selama jangka waktu 500 juta tahun, hingga 70% dari total massanya terbentuk. Meskipun sebagian besar ilmuwan masih percaya bahwa kerak benua pada zaman Archean hanya mencakup 5-40% dari seluruh kerak benua pada zaman modern.

Hidrosfer dan atmosfer. Iklim

Pada awal era Archean, hanya ada sedikit air di Bumi; alih-alih hanya ada satu lautan, hanya ada cekungan dangkal yang tersebar. Suhu air mencapai 70-90°C, yang hanya dapat diamati jika bumi memiliki atmosfer padat karbon dioksida pada saat itu. Memang, dari semua kemungkinan gas, hanya CO 2 yang mampu menciptakan peningkatan tekanan atmosfer (untuk Archean - 8-10 bar). Terdapat sangat sedikit nitrogen di atmosfer Arkean awal (10-15% dari volume seluruh atmosfer Arkean), praktis tidak ada oksigen sama sekali, dan gas seperti metana tidak stabil dan cepat terurai di bawah pengaruh keras. radiasi dari Matahari (terutama dengan adanya ion hidroksil, juga terjadi di atmosfer lembab).

Suhu atmosfer Archean di bawah efek rumah kaca mencapai hampir 120°C. Jika, pada tekanan yang sama, atmosfer di zaman Arkean, misalnya, hanya terdiri dari nitrogen, maka suhu permukaan akan lebih tinggi lagi dan mencapai 100°C, dan suhu akibat efek rumah kaca akan melebihi 140°C.

Sekitar 3,4 miliar tahun yang lalu, jumlah air di Bumi meningkat secara signifikan dan Samudera Dunia muncul, menutupi puncak pegunungan di tengah laut. Akibatnya, hidrasi kerak samudera basaltik meningkat secara nyata, dan laju peningkatan tekanan parsial CO2 di atmosfer Arkean Akhir agak menurun. Penurunan tekanan CO 2 yang paling radikal hanya terjadi pada pergantian zaman Archean dan Proterozoikum setelah pemisahan inti bumi dan penurunan tajam aktivitas tektonik bumi yang terkait. Oleh karena itu, peleburan basal samudera juga menurun tajam pada masa Proterozoikum Awal. Lapisan basaltik kerak samudera menjadi jauh lebih tipis dibandingkan dengan lapisan Archean, dan di bawahnya lapisan serpentinit terbentuk untuk pertama kalinya - reservoir air terikat utama dan terus diperbarui di Bumi.

Tumbuhan dan Hewan

Endapan Archean tidak memiliki fauna kerangka, yang menjadi dasar untuk membangun skala stratigrafi Fanerozoikum, namun terdapat cukup banyak jejak kehidupan organik di sini.

Ini termasuk produk limbah ganggang biru-hijau - stromatolit, yang merupakan formasi sedimen mirip karang (karbonat, lebih jarang silikon), dan produk limbah bakteri - onkolit.

Stromatolit pertama yang dapat diandalkan ditemukan hanya pada pergantian 3,2 miliar tahun yang lalu di Kanada, Australia, Afrika, Ural, dan Siberia. Meskipun terdapat bukti penemuan sisa-sisa prokariota dan stromatolit pertama pada sedimen berumur 3,8-3,5 miliar tahun, di Australia dan Afrika Selatan.

Selain itu, pada batuan silika pada Arkean Awal, ditemukan alga berfilamen aneh yang terawetkan dengan baik, di mana detail struktur seluler organisme dapat diamati. Pada banyak tingkat stratigrafi, terdapat benda bulat kecil (berukuran hingga 50 m) yang berasal dari alga, yang sebelumnya disalahartikan sebagai spora. Mereka dikenal sebagai "acritarchs" atau "spheromorphids".

Dunia binatang di Archean jauh lebih miskin daripada dunia tumbuhan. Beberapa indikasi keberadaan sisa-sisa hewan pada batuan Archean mengacu pada benda-benda yang tampaknya berasal dari anorganik (Aticocania Walcott, Tefemar kites Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) atau merupakan hasil pencucian stromatolit (Carelozoon Metzger). Banyak fosil archaean yang belum diuraikan sepenuhnya (Udokania Leites) atau tidak memiliki referensi yang akurat (Xenusion querswalde Pompecki).

Jadi, di zona Archean, prokariota dari dua kingdom dapat ditemukan: bakteri, terutama cyanobion kemosintetik, anaerobik, dan fotosintetik yang menghasilkan oksigen. Ada kemungkinan bahwa eukariota pertama dari kerajaan jamur, yang secara morfologi mirip dengan jamur ragi, juga muncul di zaman Archean.

Biocenosis bakteri paling kuno, yaitu. komunitas organisme hidup, yang hanya mencakup produsen dan perusak, serupa dengan lapisan jamur (yang disebut lapisan bakteri) yang terletak di dasar waduk atau di zona pesisirnya. Daerah vulkanik sering kali berfungsi sebagai oasis kehidupan, tempat hidrogen, belerang, dan hidrogen sulfida, donor utama elektron, muncul ke permukaan dari litosfer.

Hampir sepanjang era Archean, organisme hidup merupakan makhluk bersel tunggal, sangat bergantung pada faktor alam. Dan hanya pada pergantian zaman Archean dan Proterozoikum, dua peristiwa evolusi besar terjadi: proses seksual dan multiseluleritas muncul. Organisme haploid (bakteri dan ganggang biru-hijau) memiliki satu set kromosom. Setiap mutasi baru segera memanifestasikan dirinya dalam fenotipnya. Jika suatu mutasi menguntungkan, mutasi tersebut dipertahankan melalui proses seleksi alam; jika mutasi merugikan, maka mutasi tersebut dihilangkan. Organisme haploid terus beradaptasi dengan lingkungannya, namun mereka tidak mengembangkan karakteristik dan sifat baru yang mendasar. Proses seksual secara dramatis meningkatkan kemungkinan adaptasi terhadap kondisi lingkungan, karena terciptanya kombinasi kromosom yang tak terhitung jumlahnya. Diploidi, yang muncul bersamaan dengan pembentukan nukleus, memungkinkan mutasi dipertahankan dan digunakan sebagai cadangan variabilitas herediter untuk transformasi evolusioner lebih lanjut.

Mineral

Era Archean sangat kaya akan mineral. Terkait dengannya terdapat deposit bijih besi yang sangat besar (kuarsit besi dan jaspilit), bahan mentah aluminium (kyanite dan sillimanite) dan bijih mangan; deposit bijih emas dan uranium terbesar dikaitkan dengan konglomerat Archean; dengan batuan dasar dan ultrabasa - deposit besar bijih tembaga, nikel dan kobalt; dengan batuan karbonat - endapan timbal-seng. Pegmatit merupakan sumber utama mika (muskow), bahan baku keramik dan logam langka.

Di wilayah Rusia, endapan Timan Ridge, Ural, jalur kristal Dnieper, dan wilayah Podkamennaya Tunguska berasosiasi dengan endapan Archean...

Era Archean adalah periode tertua dan paling awal dalam sejarah kerak bumi. Organisme hidup pertama muncul di era Archean. Mereka heterotrof dan menggunakan senyawa organik sebagai makanan. Berakhirnya era Archean adalah masa terbentuknya inti bumi dan penurunan aktivitas vulkanik yang kuat, yang memungkinkan berkembangnya kehidupan di planet ini.

Kerak bumi Periode bawah era Archean - Eoarchaean 4 - 3,6 miliar tahun yang lalu. Sekitar 4 miliar tahun yang lalu bumi terbentuk menjadi sebuah planet. Hampir seluruh permukaannya tertutup gunung berapi dan sungai lava mengalir kemana-mana. Lava yang meletus dalam jumlah besar membentuk benua dan cekungan samudera, pegunungan dan dataran tinggi. Aktivitas vulkanik yang terus-menerus, paparan suhu tinggi dan tekanan tinggi menyebabkan terbentuknya berbagai mineral: berbagai bijih, batu bangunan, tembaga, aluminium, emas, kobalt, besi, mineral radioaktif dan lain-lain. Sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu Batuan beku dan metamorf pertama yang dikonfirmasi secara andal seperti granit, diorit, dan anorthosite terbentuk di Bumi. Batuan ini ditemukan di berbagai tempat: di pulau Greenland, di dalam perisai Kanada dan Baltik, dll.

Periode era Arkean berikutnya adalah Paleoarkean 3,6 – 3,2 miliar tahun yang lalu. Ini adalah masa pembentukan superbenua pertama dalam sejarah Bumi - Valbaru dan satu Samudera Dunia, yang mengubah struktur punggung bukit samudera, yang menyebabkan proses peningkatan jumlah air di Bumi, dan volume CO2 di atmosfer mulai berkurang.

Suasana dan iklim zaman Arkean Pada awal zaman Arkean, hanya ada sedikit air di Bumi, alih-alih hanya ada satu lautan, hanya ada cekungan dangkal yang tidak terhubung satu sama lain. Atmosfer era Archean sebagian besar terdiri dari karbon dioksida CO2 dan kepadatannya jauh lebih tinggi dibandingkan saat ini. Berkat atmosfer karbon dioksida, suhu air mencapai 80-90°C. Kandungan nitrogennya kecil, sekitar 10-15%. Hampir tidak ada oksigen, metana, dan gas lainnya. Suhu atmosfer mencapai 120°C

Flora dan Fauna Zaman Arkean Zaman Arkean merupakan masa lahirnya organisme pertama. Penghuni pertama planet kita adalah bakteri anaerob. Tahap terpenting dalam evolusi kehidupan di Bumi dikaitkan dengan munculnya fotosintesis, yang menentukan pembagian dunia organik menjadi tumbuhan dan hewan. Organisme fotosintetik pertama adalah cyanobacteria prokariotik (pranuklir) dan ganggang biru-hijau. Ganggang hijau eukariotik yang kemudian muncul melepaskan oksigen bebas ke atmosfer dari laut, yang berkontribusi pada munculnya bakteri yang mampu hidup di lingkungan oksigen. Pada saat yang sama, di perbatasan era Proterozoikum Archean, dua peristiwa evolusi besar terjadi - proses seksual dan multiseluleritas muncul. Organisme haploid (bakteri dan biru-hijau) memiliki satu set kromosom. Setiap mutasi baru segera memanifestasikan dirinya dalam fenotipnya. Jika suatu mutasi menguntungkan, maka mutasi tersebut dipertahankan melalui seleksi; jika mutasi merugikan, maka mutasi tersebut dihilangkan melalui seleksi. Organisme haploid terus beradaptasi dengan lingkungannya, namun mereka tidak mengembangkan karakteristik dan sifat baru yang mendasar. Proses seksual secara dramatis meningkatkan kemungkinan adaptasi terhadap kondisi lingkungan, karena terciptanya kombinasi kromosom yang tak terhitung jumlahnya