Вспышка разнообразия животных кратко

Обновлено: 30.06.2024

Всю эту огромную историю принято делить на эоны – геологические отрезки. Эоны делятся на эры, а те на периоды. В периодах выделяют эпохи, или отделы, характеризующиеся определенными отложениями. Мы сейчас – уже 12 тысяч лет – живем в голоценовой эпохе.

Криптозой (докембрий), который начался с появления Земли и продлился до начала кембрия (541 миллион лет назад), по новой периодизации называют суперэоном. Он вобрал в себя три эона, или надэры: катархей, архей и протерозой. В старой периодизации архей и протерозой считались эрами.

1. Первые 600 миллионов лет жизни Земли отводится на катархей – время бурного формирования планеты, ее атмосферы и тверди, которую космос постоянно бомбил метеоритами. Отложений катархея пока не обнаружено – они погибли, опустившись в бурлящую мантию. Жизни на Земле в катархее не было. По некоторым оценкам, он длился до 1 млрд лет.

2. Около 4 миллиардов лет назад начался архей, продлившийся 1,5 миллиарда лет. В нем около 3,8 миллиарда лет назад (но, возможно, и раньше) стартовала биологическая эволюция. Если принять все время биологической эволюции за 100 процентов, то почти 85 процентов из них придется на докембрий. Да, эволюция движется медленно!

3. Протерозой начался около 2,5 миллиардов лет назад и продлился почти 2 миллиарда лет – это самый длинный эон.

Палеонтология изучает историю живых организмов по ископаемым остаткам и следам жизнедеятельности. Ископаемые остатки тем древнее, чем глубже они расположены в слоях Земли – впрочем, нередко породы перемешиваются и нижние выходят на поверхность, приоткрывая некоторые тайны.

Развитие органического мира в архее

1. Климат. Теплый и влажный климат сохранялся на всей Земле, атмосфера бескислородная. Относительно мелкие теплые водоемы стали колыбелью жизни.

3. Животные и бактерии. Первыми живыми организмами были анаэробные гетеротрофы. Конечно, это не животные, а бактерии.

4. Важные ароморфозы. Фотосинтез.

Развитие органического мира в протерозое

2. Растения. Появление эукариотов с ядром. Это были автотрофы, одноклеточные растения. Господство водорослей (в том числе многоклеточных). У бактерий и одноклеточных водорослей появилась возможность жить на суше. Благодаря их деятельности начала формироваться почва.

3. Животные. Конец протерозоя характеризуется вспышкой разнообразия животного мира. Появились кишечнополостные, черви, губки, иглокожие, членистоногие, моллюски.

4. Важнейшие ароморфозы. Половой процесс, появившийся 1,5–2 миллиарда лет назад. Многоклеточность, возникшая 1,3–1,4 миллиарда лет назад. Появление эукариотов 1,8–2 миллиарда лет назад. Возникновение аэробного дыхания. Появление двусторонней симметрии (у плоских червей), мышц, сегментации тела (у кольчатых червей). В протерозое произошли и другие ароморфозы, позволившие процветать многим многоклеточным беспозвоночным животным.

Кислородная катастрофа
Формирование мирового океана
Возникновение фотосинтеза
Гуронское оледенение
Возникновение многоклеточных организмов
Формирование почвенного покроя

В начальном периоде протерозоя, в атмосфере значительно возросло содержание кислорода. Этот газ вступал в реакцию с метаном, что привело к увеличению количества воды на Земле и повлияло на повышение уровня мирового океана. Вода являлась благоприятной средой, для появления первых простейших организмов – прокариотов и эукариотов.

Появление первых многоклеточных организмов.

Одноклеточные организмы стремительно развивались и эволюционировали, это привело к скорому возникновению многоклеточных организмов, среди которых стоит выделить:

Первоначально, эти виды представляли собой колонии одноклеточных организмов, они объединялись между собой, создавая сложную систему, где каждой клетке отводились определенные функциональные обязанности, направленные на развитие всей колонии. Этот процесс, значительно ускорил развитие жизни на нашей планете и дал основу, для возникновения более сложных форм жизни. Подробнее стоит рассказать о водорослях, сыгравших важную роль в развитии экосистемы.

Первоначально, водоросли являлись колониями одноклеточных организмов, со временем они эволюционировали и стремительно распространились по дну мирового океана. Эти растения, участвовали в процессе почвообразования и послужили кормовой базой, для многих видов животных. Помимо этого, водоросли активно выделяли кислород, чем способствовали улучшению условий жизни на планете.

Возникновение животного мира.

В глубинах мирового океана, продолжалось бурное развитие жизни, следующим витком эволюции, стало возникновение простейших видов животного мира. Представители этого царства, кардинально отличались от прочих форм жизни на земле. Они могли размножаться половым путем, питались представителями царства растений, отличались более сложным строением тела, и в большинстве, были способны к самостоятельному перемещению. К наиболее известным и изученным, следует отнести следующие виды:

Гребневики
Губки
Плоские черви
Хордовые
Медузы

Большинство этих примитивных животных организмов, сформировались только к концу протерозойской эры, но они послужили основой, для возникновения многих современных видов и, поэтому о некоторых из них, стоит рассказать подробнее.

Плоские черви.

Плоские черви, являются одними из древнейших представителей животного мира, они обитали на дне водоемов и питались останками водорослей и грибов. Большинство видов этих существ, отличались маленькими размерами – не более 2мм. Но, ни смотря на это, они уже имели центральную нервную систему и ярко выраженный головной отдел, в котором располагались органы чувств. Плоские черви не имели дыхательной и кровеносной систем, но развили примитивную пищеварительную систему, что значительно ускорило их эволюцию.

В отличии от большинства представителей животного мира, губка не способна самостоятельно передвигаться и ведет прикрепленный образ жизни. Она цепляется за морское дно и живет, пропуская через себя воду содержащую органические частицы, которыми она питается. Губка не имеет внутренних органов, а все функции жизнедеятельности выполняют совокупности клеток- клеточные пласты. В природе, встречается огромное количество видов этих существ, некоторые из них, стали хищниками, но большинство предпочитают мирное существование. Губки имеют развитую иммунную систему, вырабатывая защитные вещества, в случае попадания в организм вредоносных бактерий. Эту особенность обитателя глубин, люди поставили себе на службу, синтезируя с их помощью действенные лекарства от многих болезней.

Гребневики .

Первые виды гребневиков, появились в конце протерозойской эры, это были полупрозрачные животные, достигающие в размере нескольких миллиметров. Все виды, являлись хищниками и питались микроорганизмами, либо более мелкими животными. Передвигались гребневики с помощью ресничек, покрывавших их тело, это были не только органы движения, но одновременно и органы чувств. Эти животные, имели зачаточную нервную систему, а питались они, просто проглатывая добычу. Современные гребневики, могут достигать до полутора метра в длину, однако в остальном, их строение мало изменилось с давних времен.

Тело медузы на 98% состоит из воды и, поэтому медуза скорее дрейфует, чем плавает. Большая часть их тела, состоит из соединительной ткани и по форме напоминает зонтик, либо колокол. Перемещается медуза, путем сокращения мышц, выбрасывая из полости тела воду под давлением, такой способ движения называется – реактивным. Питаются эти жители вод, различными микроорганизмами, либо личинками других животных видов. Медузы не имеют центральной нервной системы, ее функции выполняют нервные узлы, передающие сигналы органам чувств.

Влияние протерозойской эпохи на современный мир .

Подводя итог под всем вышесказанным, можно с уверенностью утверждать, что процессы, происходящие в протерозое, оказали огромное влияние на современный мир. Появление многоклеточных организмов, заложило фундамент в формировании современной флоры и фауны, многие современные организмы, являются прямыми потомками древних форм жизни. Колонии водорослей, создали почвенный покров, необходимый для возникновения совершенно новых форм жизни и участвовали в постоянном процессе повышения уровня кислорода в атмосфере. Все это, являлось основой мира, наблюдаемого нами сегодня и этом процесс не стоит на месте.

Внимание большинства палеонтологов всегда было поглощено фанерозоем — эпохой, которая началась примерно 540 миллионов лет назад и, в свою очередь, делится на палеозой, мезозой и кайнозой. Именно к нему относятся все самые известные ископаемые организмы, от трилобитов до австралопитеков включительно. Но фанерозой охватывает лишь небольшую часть истории жизни на Земле. Предыдущая эпоха — криптозой, или докембрий — длилась три с половиной миллиарда лет. Примерно столько прошло от возникновения жизни до массового появления в палеонтологической летописи скелетных остатков многоклеточных животных — события, отмечающего начало фанерозоя.

Геохронологическая шкала позднего докембрия и раннего фанерозоя. В правой части таблицы обозначены интересующие нас эпохи: тоний, криогений, эдиакарий, кембрий

Kraig et al. / Geological Society London Special Publications, 2009

Некоторые ученые уверены, что на рубеже последнего периода докембрия (эдиакария) и первого периода фанерозоя (кембрия) произошло очень сильное ускорение эволюции — собственно, кембрийский взрыв. В результате возник целый веер новых эволюционных ветвей животных, многие из которых дожили до наших дней. Так думают сторонники гипотезы истинно эволюционной природы кембрийского взрыва.

Молекулярные биологи могут измерить скорость эволюции — по числу нуклеотидных замен в древних генах. Это называется молекулярными часами. И датировки методом молекулярных часов уводят корни основных ветвей многоклеточных животных в далекие докембрийские времена. Проблема в том, что молекулярные часы — инструмент капризный, и чем более древние события нас интересуют, тем меньше на них можно положиться. К тому же без калибровки по палеонтологическим данным молекулярные часы бесполезны, а эти калибровки в нашем случае не очень хороши: в одних работах они подтверждают гипотезу долгой скрытой докембрийской эволюции, в других — гипотезу кембрийского эволюционного взрыва, и согласия тут пока нет.

В общем, как ни крути, а старая добрая палеонтология остается самым надежным свидетелем в вопросах ранней эволюции животных. Конечно, палеонтологические данные порой бывают спорными, но если уж они есть, то от них не отмахнешься.

Итак, что мы знаем о докембрийской многоклеточной фауне? Проще всего начать с конца. На излете докембрия, в его последние несколько миллионов лет, на Земле начинают регулярно встречаться существа, хотя и слегка необычные, но в целом похожие на привычных нам фанерозойских животных (такие, как кимберелла). Это — предвестники кембрийского взрыва. Но они появляются только в самом конце докембрия. А что было раньше?

Отпечаток кимбереллы, хранится в Архангельском краеведческом музее

Aleksey Nagovitsyn / wikimedia commons

Раньше был мир загадочных существ, зачастую довольно крупных, но не похожих ни на какие современные живые организмы. Время существования этой фауны ограничено последним периодом докембрия — эдиакарием. Ее так и называют эдиакарской фауной или эдиакарской биотой. По поводу природы эдиакарских организмов высказывались самые разные версии. Недавние исследования сохранившихся химических биомаркеров подтвердили, что они как минимум были близкими родственниками современных многоклеточных животных. Но потомков эта фауна, судя по всему, не имела.

Отпечатки Pararenicola huaiyuanensis, то ли червеобразного животного, то ли водоросли из докембрия

Dong et al. / Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2008

Но как вообще могли бы выглядеть древнейшие животные? Что, собственно, там, в глубоком докембрии, нужно искать?

Ответ на этот вопрос существует. По данным молекулярной филогенетики, самая древняя и примитивная из доживших до современности ветвей животных — это губки. В последние годы на эту тему шла бурная дискуссия, но в итоге сторонники первичности губок, похоже, победили: их гипотеза обоснована надежнее. Итак, первые многоклеточные животные вполне могут оказаться губками.

Ничего удивительного тут нет. Губки — сидячие морские или пресноводные существа, организм которых уровнем интеграции напоминает колонию простейших. На роль первого этапа эволюции животных они вполне подходят. У большинства губок есть внутренний скелет, который бывает либо известковым, либо кремнеземным, либо белковым. Твердые скелетные элементы губок называются спикулами — они хорошо сохраняются в ископаемом состоянии.

И вот только что в журнале Nature вышла статья, что подобная червеобразная микроструктура обнаружена в докембрийских отложениях северо-запада Канады. Автор работы, Элизабет Тёрнер (Elizabeth Turner) из Лаврентийского университета, считает, что ее находка — это остатки губок с белковым скелетом.

Фотография окрестностей места, где была найден предполагаемый след губки возрастом 890 миллионов лет

Протерозойская эра предшествовала привычному для нас миру в котором мы живем. Но первоначально планета Земля принимала совсем иной вид. В процессе развития появилось многообразие форм жизни.

Протерозойская эра: периоды протерозоя

Протерозойская эра: жизнь в протерозое

Протерозойская эра была самой длинной на земле и именно ей мы обязаны появлением многоклеточных организмов. Одними из первых представителей жизни были жгутиковые. Считается, что они разделились на растения, грибы и животные в процессе эволюции. В протерозойскую эру стали образовываться многоклеточные организмы. В них каждая клетка специализировалась на своей специфической деятельности. Со временем организмы становились всё сложнее и сложнее. Чтобы как можно лучше приспособиться к суровой протерозойской жизни. Естественно, развитие жизни в протерозойскую эру происходило в недрах океана. Он на тот момент занимал большую часть Земли.

Всё изменилось после того, как появились цианобактерии. Они, благодаря процессам фотосинтеза, аналогичным тем, что происходят в современных растениях, начали поглощать углекислый газ и производить кислород, навсегда изменив состав атмосферы. Когда доля кислорода в атмосфере достигла 1%, многие анаэробные одноклеточные начали вымирать, а их место заняли аэробные существа. Цианобактерии тоже не остались без дела, они стали важной частью некоторых многоклеточных организмов, предков современной растительности. Животные протерозойской эры не отличались разнообразием — это были черви, кишечнополостные организмы и простейшие раковины.

После появления первых грибов и растений, начали развиваться более сложные многоклеточные организмы — губки, брюхоногие моллюски, археоциаты. Такое развитие стало возможным благодаря постоянному сотрудничеству клеток между собой, что привело к бурному развитию жизни в протерозойскую эру.

Ароморфозы протерозойской эры

Изменения, которые жизнь претерпела в протерозойскую эру, заложили основу современного мира, каким мы его знаем. Важнейшие ароморфозы этого времени — возникновение органов и тканей. В протерозойскую эру произошло ещё одно важное событие в жизни нашей планеты — атмосфера Земли насытилась кислородом, и образовался озоновый слой, препятствующий проникновению губительной солнечной радиации. Это позволило многоклеточным организмам выбраться из глубин океана на сушу. Считается, что первыми организмами, заселившими сушу, были водоросли.

На этом развитие жизни в протерозойскую эру не закончилось, в дальнейшем начала развиваться двусторонняя симметрия, которая разграничила организмы на спинную и брюшную полость, обозначила их передние и задние стороны. Это серьёзно увеличило жизненную активность организмов, заложив основу для образования хордовых — наиболее высокоорганизованного вида живых существ. Помимо прочего в протерозое развилось половое размножение организмов, что позволило добиться небывалого ранее генетического разнообразия живых существ. Теперь клетка не просто делилась на две части, для успешного размножения требовались отцовская и материнская клетки, которые обменивались генетическим кодом, создавая удивительное многообразие.

Формирование континентов

Протерозойской эре мы обязаны не только возникновением живых организмов. Формирование континентов происходило именно в этот период. Примерно 1150 млн лет назад был сформирован первый суперконтинент — Родиния. В учёных кругах есть мнение, что континенты формировались и раньше, но этому нет никаких подтверждений. Также образовался суперокеан, который назвали Мировия. Примерно 700 млн лет назад большая часть суперокеана была покрыта толстым слоем льда.

Приблизительно 800 млн лет назад Родиния начала разделяться под действием тектонических процессов, сопровождавшихся масштабными выбросами лавы. В результате суперконтинент разделился на несколько континентов поменьше, а суперокеан разделился на несколько океанов. Полученные материки не были стабильны. Они постоянно перемещались по бескрайним океаническим просторам, со временем образовав новый суперконтинент — Пангею. Однако, со временем распалась и она, положив начало современным континентам.

Протерозойская эра — время, когда Земля стала той планетой, которую мы знаем и любим. В этот период произошли наиболее важные эволюционные изменения, породившие современную жизнь во всём её удивительном многообразии. Жизнь в протерозойскую эру развивалась очень интенсивно — простейшие одноклеточные организмы эволюционировали до привычных нам хордовых животных. Произошло формирование континентов и насыщение атмосферы кислородом, количество воды на Земле существенно увеличилось, образовав мировой океан. Безусловно, протерозойская эра является наиболее долгим и важным периодом формирования нашей планеты. Да, ещё нужно знать, что в период развития этой эры, произошло наиболее длительное оледенение на земле, которое называлось гуронское оледенение, продолжительность которого составляет 300 миллионов лет.

Читайте также: