Vek Zeme je asi 4,6 miliardy rokov. Život na Zemi vznikol v oceáne pred viac ako 3,5 miliardami rokov.

História vývoja života na Zemi sa študuje z fosílnych zvyškov organizmov alebo stôp ich životnej činnosti. Nachádzajú sa v horninách rôzneho veku.

Geochronologická mierka histórie vývoja organického sveta Zeme zahŕňa obdobia a obdobia. Rozlišujú sa tieto obdobia:

• archean (archaean) - éra starovekého života,
• Proterozoikum (proterozoikum) - éra primárneho života,
• Paleozoikum (paleozoikum) - éra starovekého života,
• Mezozoikum (mezozoikum) - éra stredného života,
• Cenozoikum (Kenozoikum) - éra nového života.

Názvy období sú tvorené buď z názvov miest, kde sa príslušné ložiská prvýkrát našli (mesto Perm, okres Devon), alebo z procesov, ktoré v tom čase prebiehali (v uhoľnom období - karbón - prebiehalo kladenie uhoľných ložísk, v kriede - krieda a pod.).

Geochronologická mierka a história vývoja živých organizmov

Obdobie, trvanie, milión rokov	Klimatické a geologické procesy	Svet zvierat	Svet rastlín	Najdôležitejšie aromorfózy
Cenozoikum, 66 miliónov rokov
Antropogén, 1.5	Opakované zmeny otepľovania a ochladzovania. Veľké zaľadnenia v stredných zemepisných šírkach severnej pologule	Moderný svet zvierat. Evolúcia a ľudská dominancia	Moderný svet rastlín	Intenzívny vývoj mozgovej kôry; bipedalizmus
Neogén, 23,0 paleogén, 41±2	Rovnomerné teplé podnebie. Intenzívna horská stavba. Pohyb kontinentov, Čierne, Kaspické a Stredozemné more sú izolované	Dominujú cicavce, vtáky, hmyz; objavujú sa prvé primáty (lemury, tarsiéry), neskôr parapithecus a dryopithecus; mnohé skupiny plazov a hlavonožcov miznú	Kvitnúce rastliny, najmä bylinné, sú rozšírené; flóra nahosemenných rastlín klesá
Druhohory, 240 miliónov rokov
Krieda (krieda), 70	Klimatické ochladenie, zvýšenie plochy svetového oceánu	Prevládajú kostnaté ryby, pravtáky a drobné cicavce; Objavujú sa a šíria placentárne cicavce a moderné vtáky; obrovské plazy vymierajú	Objavia sa krytosemenné rastliny a začnú dominovať; Paprade a nahosemenných rastlín ubúdajú	Vznik kvetov a ovocia. Vzhľad maternice
Jurský (Jura), 60	Spočiatku vlhké podnebie ustupuje suchému podnebiu na rovníku	Dominujú obrovské plazy, kostnaté ryby, hmyz a hlavonožce; Objaví sa archaeopteryx; starodávne chrupavé ryby vymierajú	Dominujú moderné gymnospermy; starodávne gymnospermy vymierajú
Trias (trias), 35±5	Oslabenie klimatickej zonality. Začiatok kontinentálneho hnutia	Prevládajú obojživelníky, hlavonožce, bylinožravce a dravé plazy; objavujú sa teleostné ryby, vajcorodé a vačkovité cicavce	Prevládajú staroveké gymnospermy; objavujú sa moderné gymnospermy; semenné paprade vymierajú	Vzhľad štvorkomorového srdca; úplné oddelenie arteriálneho a venózneho prietoku krvi; vzhľad teplokrvnosti; vzhľad mliečnych žliaz
Paleozoikum, 570 miliónov rokov
Perm (Perm), 50±10	Ostrá klimatická zóna, dokončenie horotvorných procesov	Dominujú morské bezstavovce, žraloky; plazy a hmyz sa rýchlo rozvíjajú; objavujú sa zvieracie a bylinožravé plazy; Stegocefali a trilobiti vyhynuli	Bohatá flóra semien a bylinných papradí; objavujú sa staré gymnospermy; stromovité prasličky, machy a paprade vymierajú	Tvorba peľovej trubice a semien
Uhlík (uhlík), 65±10	Rozdelenie lesných močiarov. Rovnomerne vlhké, teplé podnebie vystrieda na konci obdobia suché podnebie.	Dominujú obojživelníky, mäkkýše, žraloky a pľúcniky; objavujú sa a rýchlo sa rozvíjajú okrídlené formy hmyzu, pavúkov a škorpiónov; objavujú sa prvé plazy; trilobitov a stegocefalov výrazne ubúda	Množstvo stromov, papradí, ktoré tvoria „uhoľné lesy“; vznikajú semenné paprade; psilofyty zmiznú	Vzhľad vnútorného hnojenia; vzhľad hustých vaječných škrupín; keratinizácia kože
devón (devón), 55	Zmena období sucha a dažďov, zaľadnenie na území modernej Južnej Afriky a Ameriky	Prevládajú pancierové mäkkýše, mäkkýše, trilobity a koraly; Objavujú sa laločnaté, pľúcniky a lúčoplutvé ryby, stegocefály	Bohatá flóra psilofytov; objavujú sa machy, paprade, huby	Rozkúskovanie rastlinného tela na orgány; premena plutiev na suchozemské končatiny; vzhľad orgánov dýchania vzduchu
silur (silúr), 35	Najprv suché, potom vlhké podnebie, horská stavba	Bohatá fauna trilobitov, mäkkýšov, kôrovcov, koralov; objavujú sa obrnené ryby a prvé suchozemské bezstavovce: mnohonôžky, škorpióny, bezkrídly hmyz	Množstvo rias; rastliny prichádzajú na súš - objavujú sa psilofyty	Diferenciácia rastlinného tela na tkanivá; rozdelenie tela zvieraťa na časti; tvorba čeľustí a pletencov končatín u stavovcov
ordovik (ordovik), 55±10 kambrium (kambrium), 80±20	Zaľadnenie ustupuje mierne vlhkému, potom suchému podnebiu. Väčšinu pôdy zaberá more, horská budova	Prevládajú huby, coelenteráty, červy, ostnatokožce a trilobity; bezčeľustné stavovce (scutellates), objavujú sa mäkkýše	Prosperita všetkých oddelení rias
Proterozoikum, 2600 miliónov rokov
—	Povrch planéty je holá púšť. Časté zaľadnenia, aktívna tvorba hornín	Prvoky sú rozšírené; objavujú sa všetky druhy bezstavovcov a ostnokožcov; primárne strunatce - podkmeň lebečné	Rozšírené sú baktérie, modrozelené riasy a zelené riasy; objavia sa červené riasy	Vznik bilaterálnej symetrie
Archean, 3500 (3800) Ma
—	Aktívna sopečná činnosť. Anaeróbne životné podmienky v plytkých vodách	Pôvod života: prokaryoty (baktérie, modrozelené riasy), eukaryoty (zelené riasy, prvoky), primitívne mnohobunkové organizmy		Vznik fotosyntézy, aeróbne dýchanie, eukaryotické bunky, sexuálny proces, mnohobunkovosť

Archeánska éra (éra starovekého života: pred 3500 (3800-2600) miliónmi rokov)

Prvé živé organizmy na Zemi sa objavili podľa rôznych zdrojov pred 3,8-3,2 miliardami rokov. Títo boli prokaryotické heterotrofné anaeróby(predjadrový, živiaci sa hotovými organickými látkami, nevyžadujúci kyslík). Žili v primárnom oceáne a živili sa organickými látkami rozpustenými v jeho vode, vytvorenými abiogénne z anorganických látok pod vplyvom energie ultrafialových lúčov Slnka a výbojov bleskov.

Atmosféru Zeme tvorili hlavne CO 2, CO, H 2, N 2, vodná para, malé množstvo NH 3, H 2 S, CH 4 a neobsahovala takmer žiadny voľný kyslík O 2. Absencia voľného kyslíka poskytla príležitosť na hromadenie abiogénne vytvorených organických látok v oceáne, inak by boli okamžite rozložené kyslíkom.

Prvé heterotrofy vykonávali oxidáciu organických látok anaeróbne - bez účasti kyslíka fermentácia. Počas fermentácie sa organické látky úplne nerozložia a produkuje sa málo energie. Z tohto dôvodu bol vývoj v raných štádiách života veľmi pomalý.

Postupom času sa heterotrofy veľmi rozmnožili a začali im chýbať abiogénne vytvorené organické látky. Potom povstalo prokaryotické autotrofné anaeróby. Organické látky z anorganických si dokázali syntetizovať sami, najskôr chemosyntézou a potom fotosyntézou.

Prvý bol anaeróbna fotosyntéza, ktoré nebolo sprevádzané uvoľňovaním kyslíka:

6CO2 + 12H2S → C6H1206 + 12S + 6H20

Potom sa objavila aeróbna fotosyntéza:

6CO2 + 6H20 → C6H1206 + 602

Aeróbna fotosyntéza bola charakteristická pre tvory podobné moderným siniciam.

Voľný kyslík uvoľnený počas fotosyntézy začal oxidovať zlúčeniny dvojmocného železa, síry a mangánu rozpustené v oceánskej vode. Tieto látky sa premenili na nerozpustné formy a usadili sa na dne oceánov, kde vytvorili ložiská železných, sírnych a mangánových rúd, ktoré v súčasnosti využíva človek.

Oxidácia rozpustených látok v oceáne prebiehala v priebehu stoviek miliónov rokov a až keď sa ich zásoby v oceáne vyčerpali, kyslík sa začal hromadiť vo vode a difundovať do atmosféry.

Treba poznamenať, že predpokladom akumulácie kyslíka v oceáne a atmosfére bolo pochovanie časti organickej hmoty syntetizovanej organizmami na dne oceánu. V opačnom prípade, ak by sa všetka organická hmota rozložila za účasti kyslíka, nezostal by nadbytok a kyslík by sa nemohol hromadiť. Nerozložené telá organizmov sa usadili na dne oceánu, kde vytvorili ložiská fosílnych palív – ropy a plynu.

Akumulácia voľného kyslíka v oceáne to umožnila autotrofné a heterotrofné aeróby. Stalo sa tak, keď koncentrácia O 2 v atmosfére dosiahla 1 % súčasnej úrovne (čo je 21 %).

Pri aeróbnej oxidácii (dýchaní) sa organické látky rozkladajú na finálne produkty - CO 2 a H 2 O a vzniká 18-krát viac energie ako pri bezkyslíkatej oxidácii (fermentácii):

C6H1206 + 602 → 6CO2 + 6H20 + 38ATP

Keďže aeróbne procesy začali uvoľňovať oveľa viac energie, vývoj organizmov sa výrazne zrýchlil.

V dôsledku symbiózy rôznych prokaryotických buniek sa prvý eukaryoty(jadrový).

V dôsledku vývoja eukaryotov vznikli sexuálny proces- výmena genetického materiálu medzi organizmami - DNA. Vďaka sexuálnemu procesu išla evolúcia ešte rýchlejšie, keďže k mutačnej variabilite sa pridala aj kombinatívna.

Najprv boli eukaryoty jednobunkové a potom prvé mnohobunkový organizmov. Prechod do mnohobunkovosti u rastlín, živočíchov a húb nastal nezávisle od seba.

Mnohobunkové organizmy získali oproti jednobunkovým organizmom množstvo výhod:

1. dlhé trvanie ontogenézy, pretože počas individuálneho vývoja organizmu sú niektoré bunky nahradené inými;
2. početné potomstvo, pretože organizmus môže prideliť viac buniek na reprodukciu;
3. výrazná veľkosť a pestrá stavba tela, ktorá vďaka stabilite vnútorného prostredia tela poskytuje väčšiu odolnosť voči vonkajším faktorom prostredia.

Vedci nemajú konsenzus v otázke, kedy vznikol sexuálny proces a mnohobunkovosť - v archeánskej alebo proterozoickej ére.

Proterozoická éra (éra primitívneho života: pred 2600-570 miliónmi rokov)

Objavenie sa mnohobunkových organizmov ešte viac urýchlilo evolúciu a v relatívne krátkom období (v geologickom časovom meradle) sa objavili rôzne druhy živých organizmov prispôsobených rôznym životným podmienkam. Nové formy života zaberali a tvorili stále nové ekologické výklenky v rôznych oblastiach a hĺbkach oceánu. Horniny staré 580 miliónov rokov už obsahujú odtlačky tvorov s tvrdými kostrami, vďaka čomu je oveľa jednoduchšie študovať evolúciu z tohto obdobia. Tvrdé kostry slúžia ako opora pre telá organizmov a pomáhajú zväčšovať ich veľkosť.

Do konca proterozoickej éry (pred 570 miliónmi rokov) sa vyvinul systém producent-spotrebiteľ a vytvoril sa kyslíkovo-uhlíkový biogeochemický cyklus látok.

Paleozoická éra (éra starovekého života: pred 570-240 miliónmi rokov)

V prvom období paleozoickej éry - kambrium(pred 570 - 505 miliónmi rokov) - došlo k takzvanému „evolučnému výbuchu“: v krátkom čase sa vytvorili takmer všetky v súčasnosti známe druhy zvierat. Celý evolučný čas predchádzajúci tomuto obdobiu bol tzv Prekambrium, alebo kryptozoikum(„éra skrytého života“) je 7/8 histórie Zeme. Čas po kambriu bol tzv fanerozoikum(„éra zjavného života“).

Ako sa tvorilo stále viac a viac kyslíka, atmosféra postupne nadobúdala oxidačné vlastnosti. Keď koncentrácia O 2 v atmosfére dosiahla 10% modernej úrovne (na hranici silúr-devón), ozónová vrstva sa začala vytvárať v atmosfére vo výške 20-25 km. Vznikol z molekúl O 2 vplyvom energie ultrafialových lúčov Slnka:

O2 → O + O
O2 + O → O3

Molekuly ozónu (O 3) majú schopnosť odrážať ultrafialové lúče. V dôsledku toho sa ozónová clona stala ochranou živých organizmov pred škodlivými ultrafialovými lúčmi vo vysokých dávkach. Predtým slúžila voda ako ochrana. Teraz má život príležitosť vynoriť sa z oceánu na pevninu.

Výskyt živých tvorov na súši sa začal v období kambria: prvé sa tam dostali baktérie a potom huby a nižšie rastliny. V dôsledku toho sa vytvorila pôda na súši a v silur(pred 435-400 miliónmi rokov) sa na súši objavili prvé cievnaté rastliny, psilofyty. Pristátie prispelo k vzhľadu rastlinných tkanív (krycie, vodivé, mechanické atď.) A orgánov (korene, stonky, listy). V dôsledku toho sa objavili vyššie rastliny. Prvými suchozemskými živočíchmi boli článkonožce, pochádzajúce z morských kôrovcov.

V tomto období sa v morskom prostredí vyvinuli strunatce: stavovce sa vyvinuli z bezstavovcových strunatcov a v devóne sa obojživelníky vyvinuli z lalokovitých rýb. Dominovali krajine 75 miliónov rokov a boli zastúpené veľmi veľkými formami. Počas permského obdobia, keď sa klíma stala chladnejšou a suchšou, získali plazy prevahu nad obojživelníkmi.

Mesozoické obdobie (obdobie stredného života: pred 240-66 miliónmi rokov)

V mezozoickej ére - „ére dinosaurov“ - dosiahli plazy svoj rozkvet (vznikli ich početné formy) a úpadok. V triase sa objavili krokodíly a korytnačky a trieda Cicavcov vznikla z plazov so šelmami. Počas obdobia druhohôr boli cicavce malé a neboli rozšírené. Na konci kriedového obdobia nastalo chladné obdobie a nastalo masové vymieranie plazov, ktorého konečné príčiny nie sú úplne pochopené. Angiospermy (kvitnúce rastliny) sa objavili v období kriedy.

Cenozoická éra (éra nového života: pred 66 miliónmi rokov – súčasnosť)

V kenozoickej ére sa rozšírili cicavce, vtáky, článkonožce a kvitnúce rastliny. Objavil sa muž.

V súčasnosti sa ľudská činnosť stala dôležitým faktorom rozvoja biosféry.

archejská éra- najstaršie, najstaršie obdobie v histórii zemskej kôry. IN archejská éra Vznikli prvé živé organizmy. Boli to heterotrofy a organické zlúčeniny používali ako potravu. Koniec archejská éra- doba vzniku zemského jadra a silného poklesu vulkanickej činnosti, čo umožnilo rozvoj života na planéte.
archejská éra ktorá začala asi pred 4 miliardami rokov trvala približne 1,5 miliardy rokov. archejská éra rozdelené do 4 období: Eoarchean, Paleoarchean, Mesoarchean, Neoarchean

zemská kôra

Spodné obdobie archejskej éry - Eoarchean pred 4 - 3,6 miliardami rokov.
Asi pred 4 miliardami rokov Zem vznikla ako planéta. Takmer celý povrch bol pokrytý sopkami a všade tiekli rieky lávy. Láva, ktorá vytryskla vo veľkých množstvách, vytvorila kontinenty a oceánske panvy, hory a náhorné plošiny. Neustála sopečná činnosť, vystavenie vysokým teplotám a vysokému tlaku viedli k tvorbe rôznych minerálov: rôznych rúd, stavebného kameňa, medi, hliníka, zlata, kobaltu, železa, rádioaktívnych minerálov a iných. Približne pred 3,8 miliardami rokov Na Zemi vznikli prvé spoľahlivo potvrdené vyvreté a metamorfované horniny ako žula, diorit a anorthozit. Tieto skaly sa našli na rôznych miestach: na ostrove Grónsko, v kanadských a baltských štítoch atď.

Na paleoarcheán nadväzuje mezoarchean pred 3,2 - 2,8 miliardami rokov.
Približne pred 2,8 miliardami rokov sa prvý superkontinent v histórii Zeme začal rozpadať.

Neoarchaean pred 2,8 - 2,5 miliardami rokov - posledné obdobie archejskej éry, ktorý sa skončil pred 2,5 miliardami rokov, je časom formovania veľkej časti kontinentálnej kôry, čo poukazuje na výnimočnú starobylosť kontinentov Zeme. Atmosféra a klíma archejskej éry. Na začiatku archejská éra Na Zemi bolo málo vody, namiesto jedného oceánu tu boli len plytké nádrže, ktoré neboli navzájom prepojené. Atmosféra archejská éra, pozostával hlavne z oxidu uhličitého CO2 a jeho hustota bola oveľa vyššia ako súčasná. Vďaka atmosfére oxidu uhličitého dosahovala teplota vody 80-90°C. Obsah dusíka bol malý, asi 10-15%. Neexistoval takmer žiadny kyslík, metán a iné plyny. Atmosférická teplota dosiahla 120°C.

Flóra a fauna archejskej éry

Archaean éra Toto je čas narodenia prvých organizmov. Prvými obyvateľmi našej planéty boli anaeróbne baktérie. Najdôležitejšia etapa vo vývoji života na Zemi je spojená so vznikom fotosyntézy, ktorá určuje rozdelenie organického sveta na rastlinný a živočíšny. Prvými fotosyntetickými organizmami boli prokaryotické (prednukleárne) sinice a modrozelené riasy. Eukaryotické zelené riasy, ktoré sa potom objavili, uvoľnili voľný kyslík z oceánu do atmosféry, čo prispelo k vzniku baktérií schopných žiť v kyslíkovom prostredí.
V tom istom čase na hranici archejskej proterozoickej éry došlo k ďalším dvom veľkým evolučným udalostiam - objavil sa sexuálny proces a mnohobunkovosť. Haploidné organizmy (baktérie a modrozelené) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví na ich fenotype. Ak je mutácia prospešná, je selekciou zachovaná, ak je škodlivá, je selekciou eliminovaná. Haploidné organizmy sa neustále prispôsobujú svojmu prostrediu, ale nevyvíjajú sa u nich zásadne nové vlastnosti a vlastnosti. Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť prispôsobenia sa podmienkam prostredia v dôsledku vytvárania nespočetných kombinácií v chromozómoch.

Archejská éra je druhá najdlhšia (900 miliónov rokov) po prvohorách. Jeho koniec je vzdialený od nášho času viac ako 2,5 miliardy rokov. Prvé živé organizmy vznikli v archejskej ére. Boli to heterotrofy a ako potravu používali organické zlúčeniny „primárneho bujónu“. Podmienky na starovekej Zemi sa zmenili a abiogénny vznik organických a anorganických molekúl v planetárnom meradle ustal. Niektoré malé lokusy zostávajú najmä na dne oceánov, kde stále dochádza k tvorbe najjednoduchších organických zlúčenín, ale ich príspevok k poskytovaniu výživy heterotrofom je prakticky zanedbateľný.

Vyčerpanie organických zásob vo svetovom oceáne priviedlo existenciu života na pokraj katastrofy.

Najdôležitejšia etapa vo vývoji života na Zemi je spojená so vznikom starých prokaryotov fotosyntéza - biogénna syntéza organických molekúl z anorganických vďaka energii slnečného žiarenia, čo viedlo k rozdeleniu organického sveta na rastlinný a živočíšny. Prvými fotosyntetizujúcimi organizmami boli prokaryotické modrozelené - kyanidy. Keď prestali závisieť od hotových organických molekúl „primárneho bujónu“, začali sa rýchlo rozvíjať. Dôležité je najmä to, že otvorili ďalšiu cestu pre život na Zemi.

Fotosyntéza je sprevádzaná uvoľňovaním vedľajšieho produktu - kyslíka. Na miliardu rokov nasýtil vodu, kde žili prvé živé organizmy, a dostal sa do atmosféry.

Mikroskopické kyanidy zanechali mnoho stôp svojej existencie. Zachytávajúc častice bahna, vrstvu po vrstve, vytvorili obrovské štruktúry, takzvané stromatolity, ktoré v podstatne menšej verzii existujú dodnes, najmä pri pobreží Austrálie a na pobreží Floridy.

Takmer všetko, čo sa k nám od tých dávnych čias dostalo, je vyčerpané zvyškami stromatolitov.

Cyanes a tie, ktoré sa objavili neskôr eukaryotické zelené riasy uvoľňovali do atmosféry voľný kyslík z oceánu, čo prispelo k vzniku baktérií schopných žiť v aeróbnom prostredí. Zdá sa, že v tom istom čase - na hranici archaickej a proterozoickej éry - došlo k ďalším dvom významným evolučným udalostiam: sexuálny proces A mnohobunkovosť.

Aby sme si jasnejšie predstavili význam posledných dvoch aromorfóz, zastavme sa pri nich podrobnejšie. Haploidné organizmy (mikroorganizmy, modrozelené) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví vo fenotype. Ak je mutácia prospešná, je selekciou zachovaná, ak je škodlivá, organizmus, ktorý ju nesie, je eliminovaný selekciou. Haploidné formy sa neustále prispôsobujú prostrediu, ale nevyvíjajú zásadne nové vlastnosti a vlastnosti.

Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť adaptácie na podmienky prostredia v dôsledku vytvárania nespočetných kombinácií génov v chromozómoch. diploidia, ktorý vznikol súčasne s vytvoreným jadrom, umožňuje zachovať mutácie v heterozygotnom stave a použiť ako rezerva dedičnej variability pre ďalšie evolučné premeny. Navyše v heterozygotnom stave mnohé mutácie často zvyšujú životaschopnosť jednotlivcov, a teda zvyšujú ich šance v boji o existenciu.

Vznik diploidity a genetickej diverzity jednobunkových eukaryotov viedol na jednej strane k heterogenite bunkovej štruktúry a ich asociácii v kolóniách, na druhej strane k možnosti „deľby práce“ medzi bunkami kolónie, t.j. tvorba mnohobunkových organizmov. Rozdelenie bunkových funkcií u prvých koloniálnych mnohobunkových organizmov viedlo k vytvoreniu primárnych tkanív – ektodermu a endodermu, štruktúrne diferencovaných v závislosti od vykonávanej funkcie. Ďalšia diferenciácia tkanív vytvorila diverzitu potrebnú na rozšírenie štrukturálnych a funkčných schopností organizmu ako celku, výsledkom čoho je vytváranie čoraz zložitejších orgánov. Zlepšenie interakcie medzi bunkami, prvého kontaktu a následne sprostredkovaného cez nervový a endokrinný systém, zabezpečilo existenciu mnohobunkového organizmu ako jedného celku so zložitou a jemnou interakciou jeho častí a zodpovedajúcou reakciou na prostredie.

Cesty evolučných premien prvých mnohobunkových organizmov boli rôzne. Niektorí prešli na sedavý spôsob života a zmenili sa na organizmy ako špongia Iní sa začali plaziť a pohybovať sa po substráte pomocou riasiniek. Z nich sa vyvinuli ploské červy. Ďalší si zachovali plavecký životný štýl, získali ústa a dali vznik coelenterátom.

Kotviace body

• Život vznikol na Zemi z organických molekúl syntetizovaných abiogénne.
• V archeánskej ére, na hranici s proterozoikom, vznik prvých buniek znamenal začiatok biologickej evolúcie.

Otázky a úlohy na kontrolu

• 1. Podľa akého princípu sa delia dejiny Zeme na epochy a obdobia?
• 2. Zapamätajte si látku v kapitole. Povedzte nám, kedy a ako vznikli prvé živé organizmy.
• 3. Aké formy života predstavovali živý svet v proterozoickej ére?

Archaea

Všeobecné informácie a rozdelenie

Archaean, archean era (z gréckeho ἀρχαῖος (archios) - staroveký) je geologický eón, ktorý predchádza prvohorám. Za hornú hranicu archeanu sa považuje doba asi pred 2,5 miliardami rokov (± 100 miliónov rokov). Pre spodnú hranicu, ktorá stále nie je oficiálne uznaná Medzinárodnou stratigrafickou komisiou, - pred 3,8-4 miliardami rokov. Nejasnosť spodnej hranice archeanu vysvetľujú 2 teórie jeho definície: podľa prvej z nich sú dolnou hranicou archeanskej éry nálezy starých organizmov spred 3,8 miliardy rokov; podľa druhej teórie, za spodnú hranicu treba považovať koniec chladného obdobia, ktoré dominovalo počas celého obdobia pred archejským eónom – gadea (katarchea). Trvanie Archeanu je približne 1,5 miliardy rokov.

Archean sa podľa moderných predstáv delí na 4 obdobia: Eoarchean, Paleoarchean, Mechoarchean a Neoarchean, ktoré sa rozlišujú čisto chronologicky. Predtým archean zahŕňal Katarchaean, ktorý je v súčasnosti rozdelený do samostatného eónu.

Divízia Archaea		Koniec divízií (Ma)
Archaea	Neoarchaean	2500
	Mesoarchean	2800
	Paleoarchaean	3200
	Eoarchaean	3600

Eoarchean je spodné obdobie archejskej éry, pokrývajúce časový interval pred 4 až 3,6 miliardami rokov. Eoarchean je pozoruhodný tým, že je časom formovania hydrosféry a objavom predpokladaných pozostatkov prvých prokaryotov, stromatolov a starých hornín.

Obdobie nasledujúce po Eorcheanu, Paleoarchean, je časom vzniku prvého superkontinentu v histórii Zeme – Vaalbary a zjednoteného Svetového oceánu. Do tejto doby sa datujú prvé spoľahlivé pozostatky živých organizmov (baktérií) a stopy ich životnej činnosti. Trvanie paleoarcheanu je 400 miliónov rokov.

Po paleoarcheanu prišiel mezoarchean, ktorý trval pred 3,2 až 2,8 miliardami rokov. Toto obdobie je zaujímavé vďaka rozdeleniu Vaalbary a širokému rozšíreniu fosílií starých foriem života.

Napokon posledné obdobie archejskej éry – neoarchean, ktoré sa skončilo pred 2,5 miliardami rokov, je časom formovania prevažnej časti kontinentálnej zemskej kôry, čo poukazuje na výnimočnú starobylosť zemských kontinentov.

Tektonika

Archeánska tektonika sa vyznačuje predovšetkým začiatkom formovania najstarších kontinentálnych jadier (štítov), ​​ktorých pozostatky sa našli na všetkých starovekých platformách okrem čínsko-kórejských a juhočínskych. Vznik kontinentálnych jadier súvisí s vrásnením Kola (Sami; Baltický štít) alebo Transvaal (Južná Afrika), ktoré sa objavilo na prelome asi pred 3 miliardami rokov, a vrásnením Bieleho mora (Baltický štít), známym aj ako tzv. kenorské (kanadský štít) alebo rodézske vrásnenie (Južná Afrika), ktoré sa objavilo asi pred 2600 miliónmi rokov.

Spočiatku na Zemi neboli žiadne veľké kontinentálne útvary, čo bolo spôsobené vysokou geologickou aktivitou.

Ale približne pred 3,6 miliardami rokov sa všetko zmenilo a kontinenty Zeme sa spojili do hypotetického superkontinentu Valbara. Potvrdzujú to geochronologické a paleomagnetické štúdie medzi dvoma archejskými kratónmi alebo protokontinentmi: kratónom Kaapval (provincia Kaapval, Južná Afrika) a kratónom Pilbara (región Pilbara, západná Austrália). Ďalším dôkazom je zhoda stratigrafických sekvencií pásov zeleného kameňa a ruly týchto dvoch kratónov. Dnes sú tieto archejské pásy zeleného kameňa rozmiestnené pozdĺž okrajov Horného kratónu v Kanade, ako aj kratónov starovekých kontinentov Gondwanaland a Laurasia.

Približne pred 2,8 miliardami rokov sa prvý superkontinent v histórii Zeme začal rozpadať.

Dokazujú to geochronologické a paleomagnetické štúdie, ktoré ukazujú kruhové priečne oddelenie kratónov Kaapvaal a Pilbara asi pred 2,77 miliardami rokov.

Vo všeobecnosti je archejská éra charakterizovaná veľmi prudkou tektonickou aktivitou, ktorá má za následok časté sopečné erupcie, zemetrasenia a pod.. Napomohli tomu: vysoká teplota vnútorných vrstiev Zeme, vznik planetárneho jadra v blízkosti Zeme a rozpad rádionuklidov s krátkou životnosťou.

Približne pred 3,8 miliardami rokov vznikli na Zemi prvé spoľahlivo potvrdené vyvrelé a metamorfované horniny, ako sú žula, diorit a anorthozit. Tieto skaly sa našli na rôznych miestach: na ostrove Grónsko, v kanadských a baltských štítoch atď.

Mimochodom, niektorí vedci berú vek týchto veľmi starých hornín ako spodnú hranicu archeanu.

Pred 3 miliardami rokov sa začalo obdobie aktívneho formovania kontinentálnej kôry. Za obdobie 500 miliónov rokov vzniklo až 70 % jeho celkovej hmoty. Hoci väčšina vedcov stále verí, že kontinentálna kôra archejského veku tvorí len 5-40% celej kontinentálnej kôry modernej doby.

Hydrosféra a atmosféra. Klíma

Na samom začiatku archejskej éry bolo na Zemi málo vody, namiesto jediného oceánu tu boli len roztrúsené plytké panvy. Teplota vody dosahovala 70-90°C, čo bolo možné pozorovať len vtedy, ak mala Zem v tom čase hustú atmosféru oxidu uhličitého. V skutočnosti zo všetkých možných plynov iba CO 2 mohol vytvoriť zvýšený atmosférický tlak (pre Archean - 8-10 bar). V atmosfére raného archeanu bolo veľmi málo dusíka (10 – 15 % objemu celej archejskej atmosféry), prakticky tam nebol vôbec žiadny kyslík a plyny ako metán boli nestabilné a rýchlo sa rozložili vplyvom tvrdého žiarenie zo Slnka (najmä v prítomnosti hydroxylových iónov, vyskytujúcich sa aj vo vlhkej atmosfére).

Teplota archejskej atmosféry pod skleníkovým efektom dosahovala takmer 120°C. Ak by pri rovnakom tlaku atmosféra v Archeane pozostávala napríklad len z dusíka, tak povrchové teploty by boli ešte vyššie a dosahovali by 100°C a teplota pod skleníkovým efektom by presahovala 140°C.

Asi pred 3,4 miliardami rokov sa množstvo vody na Zemi výrazne zvýšilo a vynoril sa svetový oceán, ktorý pokrýva hrebene stredooceánskych chrbtov. V dôsledku toho sa hydratácia čadičovej oceánskej kôry výrazne zvýšila a miera nárastu parciálneho tlaku CO 2 v atmosfére neskorého archeánu sa o niečo znížila. K najradikálnejšiemu poklesu tlaku CO 2 došlo až na prelome archeanu a prvohôr po oddelení zemského jadra a s tým súvisiacim prudkým poklesom tektonickej aktivity Zeme. Vďaka tomu sa v staršom proterozoiku prudko znížilo aj tavenie oceánskych bazaltov. Čadičová vrstva oceánskej kôry sa výrazne stenčila ako v archeáne a pod ňou sa po prvý raz vytvorila hadovitá vrstva – hlavná a neustále obnovovaná zásobáreň viazanej vody na Zemi.

Flóra a fauna

Archeickým ložiskám chýba kostrová fauna, ktorá slúži ako základ pre zostavenie stratigrafickej škály fanerozoika, napriek tomu je tu pomerne veľa rôznych stôp organického života.

Patria sem odpadové produkty modrozelených rias - stromatolity, čo sú koralovité sedimentárne útvary (uhličitan, menej často kremík), a odpadové produkty baktérií - onkolity.

Prvé spoľahlivé stromatolity boli objavené až na prelome pred 3,2 miliardami rokov v Kanade, Austrálii, Afrike, na Urale a na Sibíri. Hoci existujú dôkazy o objavení zvyškov prvých prokaryotov a stromatolov v sedimentoch vo veku 3,8-3,5 miliardy rokov, v Austrálii a Južnej Afrike.

V kremitých horninách raného archeánu sa našli aj zvláštne vláknité riasy, ktoré sú dobre zachované, v ktorých možno pozorovať detaily bunkovej štruktúry organizmu. Na mnohých stratigrafických úrovniach sa nachádzajú drobné okrúhle telá (veľké do 50 m) riasového pôvodu, ktoré sa predtým mylne považovali za spóry. Sú známi ako „akritarchy“ alebo „sféromorfidy“.

Živočíšny svet Archeanov je oveľa chudobnejší ako svet rastlín. Niektoré náznaky prítomnosti pozostatkov zvierat v archeanských horninách sa týkajú predmetov, ktoré sa zdajú byť anorganického pôvodu (Aticocania Walcott, Tefemar kite Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) alebo sú produktmi vylúhovania stromatolitov (Carelozoon Metzger). Mnohé archaické fosílie nie sú úplne rozlúštené (Udokania Leites) alebo nemajú presnú referenciu (Xenusion querswalde Pompecki).

V archejskej zóne sa teda spoľahlivo našli prokaryoty dvoch kráľovstiev: baktérie, prevažne chemosyntetické, anaeróbne a fotosyntetické kyanobióny produkujúce kyslík. Je možné, že v Archeáne sa objavili aj prvé eukaryoty z ríše húb, morfologicky podobné kvasinkovým hubám.

Najstaršie bakteriálne biocenózy, t.j. spoločenstvá živých organizmov, medzi ktoré patrili iba producenti a deštruktori, boli podobné filmom plesní (tzv. bakteriálne rohože) umiestneným na dne nádrží alebo v ich pobrežnej zóne. Sopečné oblasti často slúžili ako oázy života, kde sa z litosféry dostával na povrch vodík, síra a sírovodík, hlavní donori elektrónov.

Takmer počas celej archejskej éry boli živé organizmy jednobunkové stvorenia, ktoré boli veľmi závislé od prírodných faktorov. A až na prelome archeanu a proterozoika nastali dve hlavné evolučné udalosti: objavil sa sexuálny proces a mnohobunkovosť. Haploidné organizmy (baktérie a modrozelené riasy) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví na ich fenotype. Ak je mutácia prospešná, je zachovaná prostredníctvom prirodzeného výberu, ak je škodlivá, je eliminovaná. Haploidné organizmy sa neustále prispôsobujú svojmu prostrediu, ale nevyvíjajú sa u nich zásadne nové vlastnosti a vlastnosti. Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť prispôsobenia sa podmienkam prostredia v dôsledku vytvárania nespočetných kombinácií v chromozómoch. Diploidia, ktorá vznikla súčasne s tvorbou jadra, umožňuje zachovať mutácie a využiť ich ako rezervu dedičnej variability pre ďalšie evolučné premeny.

Minerály

Archeánska éra je veľmi bohatá na minerály. S tým sú spojené obrovské ložiská železných rúd (železité kremence a jaspility), hlinitých surovín (kyanit a sillimanit) a mangánových rúd; najväčšie ložiská zlatých a uránových rúd sú spojené s archejskými konglomerátmi; so zásaditými a ultrabázickými horninami - veľké ložiská medených, niklových a kobaltových rúd; s karbonátovými horninami – ložiskami olova a zinku. Pegmatity sú hlavným zdrojom sľudy (muskovitu), keramických surovín a vzácnych kovov.

Na území Ruska sú s archejskými ložiskami spojené ložiská hrebeňa Timan, Ural, kryštalický pás Dnepra a oblasť Podkamennaja Tunguska...

Archeánska éra je najstarším, najskorším obdobím v histórii zemskej kôry. Prvé živé organizmy vznikli v archejskej ére. Boli to heterotrofy a organické zlúčeniny používali ako potravu. Koniec archejskej éry bol časom formovania zemského jadra a silného poklesu vulkanickej aktivity, čo umožnilo rozvoj života na planéte.

Zemská kôra Spodná perióda archejskej éry – Eoarchejská pred 4 – 3,6 miliardami rokov. Asi pred 4 miliardami rokov Zem vznikla ako planéta. Takmer celý povrch bol pokrytý sopkami a všade tiekli rieky lávy. Láva, ktorá vytryskla vo veľkých množstvách, vytvorila kontinenty a oceánske panvy, hory a náhorné plošiny. Neustála sopečná činnosť, vystavenie vysokým teplotám a vysokému tlaku viedli k tvorbe rôznych minerálov: rôznych rúd, stavebného kameňa, medi, hliníka, zlata, kobaltu, železa, rádioaktívnych minerálov a iných. Približne pred 3,8 miliardami rokov Na Zemi vznikli prvé spoľahlivo potvrdené vyvreté a metamorfované horniny ako žula, diorit a anorthozit. Tieto skaly sa našli na rôznych miestach: na ostrove Grónsko, v kanadských a baltských štítoch atď.

Ďalším obdobím archejskej éry je paleoarchean pred 3,6 – 3,2 miliardami rokov. Toto je čas vzniku prvého superkontinentu v histórii Zeme - Valbaru a jediného svetového oceánu, ktorý zmenil štruktúru chrbtov oceánskych chrbtov, čo viedlo k procesu zvyšovania množstva vody na Zemi a objem CO2 v atmosfére začal klesať.

Atmosféra a klíma archejskej éry Na úplnom začiatku archejskej éry bolo na Zemi málo vody, namiesto jedného oceánu tu boli len plytké nádrže, ktoré neboli navzájom prepojené. Atmosféra archejskej éry pozostávala hlavne z oxidu uhličitého CO2 a jej hustota bola oveľa vyššia ako dnes. Vďaka atmosfére oxidu uhličitého dosahovala teplota vody 80-90°C. Obsah dusíka bol malý, asi 10-15%. Neexistoval takmer žiadny kyslík, metán a iné plyny. Atmosférická teplota dosiahla 120°C

Flóra a fauna archejskej éry Archejská éra je časom zrodu prvých organizmov. Prvými obyvateľmi našej planéty boli anaeróbne baktérie. Najdôležitejšia etapa vo vývoji života na Zemi je spojená so vznikom fotosyntézy, ktorá určuje rozdelenie organického sveta na rastlinný a živočíšny. Prvými fotosyntetickými organizmami boli prokaryotické (prednukleárne) sinice a modrozelené riasy. Eukaryotické zelené riasy, ktoré sa potom objavili, uvoľnili do atmosféry voľný kyslík z oceánu, čo prispelo k vzniku baktérií schopných žiť v kyslíkovom prostredí. V tom istom čase na hranici archejskej proterozoickej éry došlo k ďalším dvom veľkým evolučným udalostiam - objavil sa sexuálny proces a mnohobunkovosť. Haploidné organizmy (baktérie a modrozelené) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví na ich fenotype. Ak je mutácia prospešná, je selekciou zachovaná, ak je škodlivá, je selekciou eliminovaná. Haploidné organizmy sa neustále prispôsobujú svojmu prostrediu, ale nevyvíjajú sa u nich zásadne nové vlastnosti a vlastnosti. Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť adaptácie na podmienky prostredia vďaka vytvoreniu nespočetných kombinácií v chromozómoch