Роль живых организмов на эволюцию Земли

   Постепенно живые организмы распространялись в Океане и становились все более разнообразными. Первый период развития органического мира на Земле характеризуется тем, что первичные живые организмы были анаэробными (жили без кислорода), питались и воспроизводились за счет «органического бульона», они питались готовыми органическими веществами, синтезированными в ходе химической эволюции. Но это не могло длиться долго, поскольку резерв органического вещества быстро убывал. Однако, по мере того, как первые живые организмы эволюционировали, они поднимались со дна все выше и выше. Появление прибрежных отмелей выведет первых организмов на солнечный свет и провоцировало выработку кислорода. На побережьях континентов появились организмы, которые изменили нашу планету. Клеточные прокариоты-бактерии и циано-бактерии (сине-зеленые водоросли) были единственными животными организмами. Продуктами жизнедеятельности этих примитивных микроорганизмов являются и древнейшие осадочные породы (строматолиты) - известковые образования в виде столбов. В формировании строматолитов участвовали, способные к фотосинтезу колонии микроорганизмов. Год за годом они наслаивались друг на друга, а отмирая, превращались в осадочные породы. Строматолиты являются предками всего живого на земле. Доказательства тех происходящих процессов сохранились до наших дней.  Строматолиты обнаружены в Канаде, Австралии, Африке, на Урале, в Сибири. Бактериальную основу имеют осадочные породы железа, никеля, марганца. Многие микроорганизмы – активные участники формирования колоссальных, пока еще мало разведенных ресурсов полезных ископаемых на дне Мирового океана. Велика роль микроорганизмов и в образовании горючих сланцев, нефти и газа. К концу архея (2,8-3 млрд. лет назад) появляются первые колониальные водоросли, окаменевшие остатки которых найдены в Австралии, Африке и др.

  Когда строматолиты заполнили собой мелководье, они приступили к насыщению атмосферы кислородом. Циано-бактерии быстро распространяются в архее и становятся хозяевами планеты. Эти организмы не имели обособленного ядра, но развитой системой обмена веществ, способностью к размножению. Циано-бактерии, кроме того, обладали аппаратом фотосинтеза. В процессе фотосинтеза циано-бактерии преобразовали солнечный свет в кислород. Первоначально кислород расходовался на окисление железа, содержащегося в океанах. По окончании этого процесса кислород стал насыщать атмосферу. Важнейший этап развития жизни на Земле тесно связан с изменением концентрации кислорода в атмосфере. Благодаря жизнедеятельности циано-бактерии (сине-зеленых) содержание свободного кислорода в атмосфере заметно возросло. Накопление кислорода привело к возникновению первичного озонового экрана в верхних слоях биосферы, который открыл горизонты для расцвета. Земля изменилась вновь. Зеленые океаны, потеряв железо стали синими. Кислород разбавил толщу углекислого газа в атмосфере и очистил воздух. Планета стала голубой.

       По мере насыщения кислородом планета приближалась к своему современному облику. Впервые за свою историю Земля стала напоминать известную нам планету. Земля является единственной планетой, атмосфера которой богата кислородом. Но прежде, чем она станет такой, какой мы знаем её сегодня, должен произойти новый цикл катаклизм.        Континенты покрыли четверть поверхности Земли. Глубоко под земной корой мантийный материал находится в непрерывном движение. В результате происходит конвекция тепла, генерируемых в ядре планеты. В местах восхождения тепловых потоков возникают трещины, континенты расходятся, а в пустотах между ними образуется новое океанское дно. Когда потоки мантии уходят вглубь, старые плиты подаются за ними. По мере движения океанических плит  происходит перемещение континентов. Вслед за океанической плитой подаётся материк (принцип работы конвейера). В течение следующего 1 миллиарда лет, вследствие тектонических процессов (движения блоков земной коры, в год перемещаются континенты на 2,5 см), кора будет растрескиваться и зарождающимся организмам  придется испытать тяжелейшие испытания.     1,5 миллиарда лет назад.  Момент большого столкновения континентов.

Протерозой

     Когда океаны, разделявшие континенты были поглощены земной корой, образуется суперконтинент  Родиния. Остальные континенты сгруппируются вокруг неё (в центре Родинии Северная Америка). Родиния блокировала экваториальное течение, несшее теплые воды полиса. Полярные регионы обледенели без этого тепла. Температура упала до- 40◦С и спустя время, ледяной панцирь закрыл всю планету. Лед сковал океаны на глубину более 1 километра. Образование суперконтинента Родиния привело к глобальной перемене климата и обледенения планеты. Единственные живые организмы на земле, бактерии и морские водоросли оказались зажаты в ловушке подо льдом. Это была катастрофа - живые организмы окажутся на грани вымирания. Будущее жизни на Земле стало под угрозой. Однако, под поверхностью льда континент сохранял активность. Обширное извержение вулканов раскололи Родинию на части,  появились мелководья. В результате этого вырос уровень кислорода. Развитию простейших организмов больше ничего не препятствовало. Бактерии и водоросли достигают исключительного расцвета, с их участием интенсивно шли процессы отложения осадков. В результате жизнедеятельности железобактерий в протерозое образовались крупнейшие железорудные месторождения. Мы находим их в глубоких залежах железных пород, сформировавшихся на дне древнего океана. Железные кварцы - важнейший пункт современной экологии. Они являются основным источником, добываемого сегодня железа. 
       На рубеже раннего и среднего рифея*** господство прокариот*  сменяется расцветом эукариотов** – зеленых и золотистых водорослей. Из одноклеточных эукариотов за короткое время развиваются многоклеточные со сложной организацией и специализацией. Древнейшие представители многоклеточных животных известны с позднего рифея*** (700-600 млн. лет назад). 
Теперь мы можем утверждать, что 650 млн. лет назад земные моря населяли разнообразные многоклеточные: одиночные и колониальные полипы, медузы, плоские черви и даже предки современных кольчатых червей, членистоногих, моллюсков и иглокожих. Некоторые формы ископаемых животных сейчас трудно отнести к известным классам и типам. Среди растительных организмов в то время преобладали одноклеточные, но появляются и многоклеточные водоросли (зеленые,бурые,красные).

Палеозой

К началу палеозойской эры жизнь миновала, может быть, самую важную и трудную  часть своего пути. Сформировались четыре царства живой природы: прокариоты, или дробянки, грибы, зеленые растения, животные. Родоначальниками царства зеленых растений были одноклеточные зеленые водоросли, распространенные еще в морях протерозоя. Родоначальниками царства зеленых растений были одноклеточные зеленые водоросли, распространенные еще в морях протерозоя. Наряду с плавающими формами, появились формы, прикреплённые ко дну. Фиксированный образ жизни потребовал расчленения тела на части. Но более перспективным стало разделение многоклеточного тела на части, выполняющие различные функции.

Прокариоты  или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром  

** Эукарио́ты, или ядерные  — домен живых организмов, клетки которых содержат ядра. 

*** Рифей от лат. Riphaei montes - Рифейские горы; так античные географы называли иногда Уральские горы), крупное подразделение общей стратиграфической шкалы, отвечающее позднему докембрию; соответствует верхнему протерозою.

Кембрий.

     Концентрация в атмосфере кислорода достигла максимальной отметки. Это создало идеальное условие для развития жизни и появления новых видов. Водоемы кишили всевозможными организмами. Они питались не только растениями, но и друг другом. В кембрийский период существовало больше типов живых существ, чем за всю историю Земли. С этого момента начинается биологическая гонка вооружений. Расцвет скелетных беспозвоночных. Организмы становятся  все сложнее, у них развивается панцирь, скелет,  глаза и зубы. В этот период происходил очередной период горообразования, перераспределения площади суши и моря. Климат кембрия был умеренным, материки неизменными. На суше по-прежнему жили лишь бактерии и сине-зеленые. В морях господствовали зеленые и бурые водоросли, прикрепленные ко дну; в толщах вод плавали диатомовые, золотистые, эвгленовые водоросли. В результате увеличения смыва солей из суши, морские животные получили возможность усваивать в больших количествах минеральные соли. А это, в свою очередь, открыло перед ними широкие пути построения жесткого скелета. Наиболее широкого распространения достигли древнейшие членистоногие – трилобиты, внешне сходные с современными ракообразными – мокрицами. Очень характерен для кембрия своеобразный тип многоклеточных животных - археоциат, который вымер к концу периода. В то время жили также разнообразные губки, кораллы,  моллюски. Позднее появились морские ежи.

Ордовик.

    Появились первые головоногие моллюски, родственники современных осьминогов и кальмаров, распространились плеченогие, брюхоногие моллюски. Шел интенсивный процесс образования рифов четырехлучевыми кораллами и табулятами. В ордовике появились споровые растения – псилофиты, произростающие по берегам пресных водоемов.

Силур.

     На смену теплым мелководным морям ордовика пришли значительные площади суши, что привело к иссушению климата. В силурских морях доживали свой век граптолиты, пришли в упадок трилобиты, но исключительного расцвета достигли головоногие моллюски. Кораллы постепенно вытеснили археоциат. В силуре развились своеобразные членистоногие – гигантские ракоскорпионы, достигающие до 2 м. в длину. К концу палеозоя вся группа ракоскорпионов почти вымерла. Особенно примечательным событием этого периода было появление и распространение первых представителей позвоночных животных – панцирных “рыб”. Они не могли долго плавать и большей частью лежали на дне заливов и лагун. Из-за малоподвижного образа жизни они оказались неспособными к дальнейшему развитию.

    Характерная черта силурийского периода – интенсивное развитие наземных растений. Одним из первых наземных, вернее земноводных, растений были псилофиты, ведущие свою родословную от зеленых водорослей. В водоемах водоросли адсорбируют воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, вот почему у них нет корней, а выросты тела, напоминающие корни, служат лишь органами прикрепления. В связи с необходимостью проведения воды от корней к листьям возникает сосудистая система. Выход растений на сушу – один из величайших моментов Эволюции.

Девон.

   В течении 100 миллионов лет расколотые континенты соединятся вновь.

   Климат девона был более резко континентальный. От псилофитов выделились типичные споровые растения: плауны, хвощи, папоротникообразные. Эволюция открывает новый путь – размножение семенами. Поэтому голосеменные растения подхватили эволюционную эстафету, а споровые растения остались боковой ветвью эволюции и отошли на задний план. В раннем карбоне климат на большей части поверхности земной суши был почти тропическим. Громадные площади оказались заняты мелководными прибрежными морями, причем море постоянно заливало низменные береговые равнины, образуя там обширные болота. В этом теплом и влажном климате широко распространились девственные леса из гигантских древовидных папоротников и ранних семенных растений. Они выделяли массу кислорода, и к концу карбона содержание кислорода в атмосфере Земли почти достигло современного уровня. Некоторые деревья, произраставшие в этих лесах, достигали 45 м в высоту. Растительная масса увеличивалась столь быстро, что беспозвоночные животные, обитавшие в почве, просто не успевали вовремя поедать и разлагать мертвый растительный материал, и в результате его становилось все больше и больше. Во влажном климате карбона (каменноугольного периода) из этого материала сформировались толстые залежи торфа. Эти залежи формировались из останков древних растений в результате их гниения в пресной воде. В болотах торф быстро уходил под воду и оказывался погребенным под слоем осадков. Со временем эти осадочные слои превращались в угленосные толщи залежи осадочных пород, прослоенные каменным углем, сформировавшимся из окаменевших останков растений в торфе. В течении 60 миллионов лет свойства болота сохранились в местонахождении угля. В то время, когда на суше образовался уголь, на мелководьях вокруг континентов накапливались останки погибших организмов. Эти останки преобразуются в другие виды ископаемого топлива – нефть и газ. Самый плодотворный период в истории Земли подарил человеку большую часть источников энергии. 300 миллионов лет назад  население Земли было представлено не только растениями.

   В морях девона большого расцвета достигли рыбы. Среди них были хрящевые рыбы, появились рыбы с костным скелетом.  
За  100 лет содержание кислорода достигает нынешнего уровня кислорода и создаст условия формирования в верхних слоях атмосфера озонового слоя. Благодаря этому живые организмы смогли покинуть океан. Прежде мощное ультрафиолетовое излучение уничтожало все организмы. Теперь смертоносные лучи поглощали озоновый слой.   В конце палеозоя наиболее существенным этапом развития жизни было завоевание суши растениями и животными. Этому способствовало сокращение морских бассейнов, поднятием суши. Выход позвоночных на сушу произошел еще в позднедевонский период, после завоевателей суши – псилофитов. В это время воздух был уже освоен насекомыми, а по земле стали распространяться потомки кистеперых рыб. Новый способ передвижения позволил им на некоторое время удалить от воды. Это привело к появлению существ с новым образом жизни – земноводных. Расцвет древних амфибий приурочен к карбону. Именно в этот период широкое развитие получили стегоцефалы. Они обитали лишь в прибрежной части суши и не могли завоевать внутриконтинентальные массивы, расположенные вдали водоемов. Развитие засушливого климата в пермском периоде привело к вымиранию стегоцифалов и развитию пресмыкающихся, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. В связи с сухопутным образом жизни у пресмыкающихся возникло несколько крупных прогрессивных эволюционных изменений строения.

 Появились огромные насекомые, земноводные и первые рептилии, вышедшие уз океанов на болотистые берега. На Земле появляются современные типы животных. 
Спустя 4,25 миллиарда лет развития Земли сформировалась современная биосфера.

        Будущее населявших организмов было печальным. Силы, движущие в недрах планеты подвергли жизнь суровому экзамену. Мощные изменения трапов стали причиной самого мощного вымирания.  Земная кора на территории Сибири превратилась в болото из раскаленной магмы. Причиной явилось редкое изменение мантийного плюма.  Недра извергали расплавленный базальт. Облака ядовитых газов окутали всю планету. Исчезло 95 % живых существ. Планета изменилась  кардинально. На ней образовался новый супер континент Пангея. Произошла резкая перемена климата. Последующие 200 миллионов лет уровень кислорода и углекислого газа в атмосфере будет увеличиваться. В этих условиях существа переживали катастрофические события, они эволюционировали в животных динозавров.

Мезозой

   Мезозой известен, в первую очередь, как эра динозавров. И если в первом периоде мезозоя  на Земле еще было множество животных из палеозойских групп, которые смогли пережить пермскую катастрофу, то в последнем периоде, уже сформировались почти все те семейства, которые испытали расцвет в кайнозойское эре. Возникли первые представители теплокровных – мелкие примитивные млекопитающие.