Возникновение жизни, особенности состава и строения живых организмов

Таким образом, превышение молекулы глюкозы сопряжено с накоплением энергии в богатых энергией связях двух молекул АТФ.

Предполагается, что первоначально примитивные гетеротрофы могли высвобождать энергию в процессе, который до некоторой степени похож на процесс брожения.

Так как примитивные организмы начали использовать органические вещества, находящиеся в первичных океанах, они, по-видимому, приобрели способность к транспорту веществ через клеточную мембрану.

Глава 2. Новорожденная планета

Итак, произошел Большой взрыв, галактики устремились в стороны от него, и на краю одной из них образовалось наше Солнце. Через 4 млрд лет вокруг Солнца поземной орбите уже вращалось облако из смерзшихся газов и пыли. Похожие скопления строительного материала вращались и по орбитам других планет нашей Солнечной системы. Сейчас об этом первозданном массиве, из которого и была создана вся Солнечная система, нам напоминают метеориты, постоянно падающие на Землю, и блуждающие среди планет кометы.

Геологи определяют возраст самых старых горных пород на Земле в 4 млрд с лишним лет. Астрономы считают, что нашей звезде - Солнцу - не более 10 млрд лет. Солнце приютилось на краю одной из галактик, а всем известным сегодня галактикам - 15 млрд лет. Наша планета, оказывается, лишь немного моложе самой Солнечной системы. А Солнечная система образовалась вскоре после того момента, когда новорожденные галактики начали разбегаться из точки Большого взрыва, создавшего нашу Вселенную.

Миллиарды лет (т.е. миллиарды обращений нашей Земли вокруг Солнца) земной истории трудно представить, поэтому удобнее в рассказе об истории жизни на планете пользоваться другими годами- галактическими. Примем за один галактический год время, за которое Солнце успевает сделать полный оборот вокруг центра нашей Галактики. Земля за это время 230 млн раз обегает Солнце, и таким образом 1 галактический год равен 230 млн земных лет. Вот теперь все, происходившее на поверхности нашей планеты, укладывается в 25 галактических лет.

2.1 Двадцать галактических лет назад

Согласно выдвинутой гипотезе, Земля сформировалась в результате столкновения бесчисленных метеоров, составляющих раннюю Солнечную систему. Поверхность Земли представляла собой океан раскаленной лавы глубиной в несколько километров. Температура на ней превышала 4000 °С, почти такая же температура на поверхности Солнца. При этом ее непрерывно орошал дождь из гигантских метеоритов.

Эта ужасная гипотеза происхождения Земли принадлежала ученому лорду Кельвину. Будучи специалистом по термодинамике, он предположил, что земной шар постепенно остывал. При этом основываясь на проявлениях вулканической активности, он утверждал, что изначально Земля находилась в полностью расплавленном состоянии.

На раннем этапе формирования нашей планеты концентрация изотопов урана, теория и калия в ее составе была крайне велика. Тепло, выделяемое при распаде этих элементов, поддерживало высокую температуру на Земле в течение невероятно долгого времени. (рис.3)

Двадцать галактических лет назад наша планета уже приобрела твердое тело, покрытое каменной корой из гранитов и базальтов и одетое плотной атмосферой. Вода и воздух разъедали каменную поверхность Земли, а водные потоки уносили песок и камешки в низины. Там они скапливались и образовывали осадочные породы. Состав атмосферы и воды на Земле регулировали разнообразные микроскопические бактерии.

2.2 Десять галактических лет назад

Ученые предполагают, что 10 галактических лет назад на Земле существовал тот же десяток тысяч видов бактерий, что и в наше время. Вспомните, как трудно сегодня приходится медицине в борьбе с болезнетворными бактериями. В этом нет ничего удивительного- совсем непросто победить существа, которые поселились на нашей планете раньше всех и прожили на ней более 4 млрд лет.

Какие же существа населяли нашу Землю 10 галактических лет назад? Это были все те же бактерии, только их стало чудовищно много. Блеклые пленки живого бактериального студня покрывали влажные поверхности камней на суше. На дне водоемов пленки превращались в плотные бактериальные ковры. Иногда такие ковры имели минеральный «скелет», и тогда они становились чем-то похожи на кораллы, которые сейчас обитают в теплых морях. Окаменелые «скелеты» попали на страницы геологической летописи, и теперь мы можем судить по ним о размерах тогдашних бактериальных построек.

Другие свидетели той эпохи - скопления минеральных отбросов жизнедеятельности бактерий. Как же они возникли? Ученые считают, что в жизни тогдашних бактериальных сообществ случались катастрофы и механизмы нормального удаления отбросов из «жилья» бактерий нарушились. В наше время эти неубранные своевременно бактериями отвалы обнаружили геологи. Для нас они стали полезными ископаемыми: железной рудой, марганцевой рудой, залежами серы.

Криптозой

Период развития жизни в данное времени называют периодом - криптозой. Криптозой (докембрий)- это самая древняя эпоха, которая длилась около 3 млрд лет (85 % времени биологической эволюции). В начале этого периода жизнь была представлена простейшими прокариотическими организмами. Кембрий - первый период палеозойской эры. Когда биолог говорит слово «докембрийский», он подразумевает при этом пустоту и неизвестность. Есть ещё два термина - криптозой - эра скрытой жизни, то же, что и докембрий, и фанерозой - эра явной жизни.

В самых древних известных на Земле осадочных отложениях архейской эры, обнаружены органические вещества, которые, по-видимому, входили в состав древнейших живых организмов. В породах, чей возраст изотопным методом оценивается в 3,5 млрд лет, найдены окаменевшие цианобактерии.

Жизнь в этот период развивалась в водной среде, потому что только вода могла защитить организмы от солнечного и космического излучения. Первыми живыми организмами на нашей планете были анаэробные гетеротрофы, которые усваивали органические вещества из «первичного бульона». Истощение запасов органики способствовало усложнению строения первичных бактерий и появлению альтернативных способов питания - около 3 млрд лет назад возникли автотрофные организмы. Важнейшим событием архейской эры стало появление кислородного фотосинтеза. В атмосфере начал накапливаться кислород.

Первая геологическая эра - это гадес или катархей, эпоха, о которой не осталось никаких геологических свидетельств, так называемое догеологическое время. В это время в литосфере ещё не сформировались лёгкие континентальные плиты, которые, подобно пене над воронкой слива, не могут утонуть. Дифференциация вещества планеты по плотности только начиналась. В это время зародилась жизнь, но о её характере и свойствах достоверно ничего не известно.

Архейская эра, начавшаяся 3,5 млрд. лет тому назад, сопровождалась небывалой силы тектоническими процессами. Выплавлялись первые граниты и появились первые островки суши, впоследствии давшие начало материкам. Выветривание их поверхности дало первые осадочные породы. Позднеархейские обнажения есть на севере Хабаровского края. Около 3 млрд. лет назад сформировалось земное ядро и ход конвективных процессов в мантии обрёл современную форму. Океан был горячим - 40 - 50° С, атмосфера - бескислородной, восстановительной.

Следующая эра - протерозойская - началась 1,8 млрд. лет назад. Легкая тонкая кора архейской эры в процессе переплавок породила стабильные материковые платформы - нечто тектонически неизменное. На краях платформ происходит коробление коры, прогибы, разломы, проявляется вулканизм - здесь наблюдается то, что издавна называется геосинклинальной зоной, но сами плиты практически неизменны. Завершение формирования платформ приблизительно соответствует границе архея и протерозоя. Для геолога протерозой - это ранняя эпоха формирования осадочных пород на обширных пространствах материков. Главным образом это были абиогенные карбонаты - доломиты и известняки.

Жизнь в это время была представлена сообществами, где ведущую роль в звене продуцентов играли цианобактерии (сине-зелёные водоросли), а их мёртвые клетки разлагали многочисленные и разнообразные бактерии «микрофлоры рассеивания». Эти сообщества оставили после себя ископаемые строматолиты. Значительная часть бактерий свиты рассеивания сама была способна к производству органики, получая энергию от химических соединений, порождённых активным вулканизмом. Они тоже оставили доказательства своего существования. Так, бактерии, окисляющие сероводород до серы, создали нынешние залежи самородной серы.

Два с лишним миллиарда лет, от раннего архея до позднего протерозоя жизнь темпы биологической эволюции были очень медленными. Ускорение биологической эволюции дали многоклеточные эукариоты, появившиеся, возможно, в позднем архее. Однако протерозойский спурт мог быть обеспечен только появлением достаточного количества кислорода в атмосфере. Теперь обладатели митохондрий, разлагая тот же субстрат, то и раньше, могли получать раз в пять больше энергии. В позднем протерозое была пройдена «точка Пастёра» - такая концентрация кислорода в окружающей среде, выше которой кислородное дыхание становится энергетически выгодным. Появившиеся около миллиарда лет назад многоклеточные красные и зелёные водоросли способствовали переходу атмосферы из восстановительной в окислительную.

Бактерии по-прежнему являются ведущей силой в геологических процессах. Теперь железобактерии создают запасы железных руд. Если в прежние времена ржавое железо должно было бы на воздухе превращаться в зелёную закись, то теперь растворимые закисные формы железа энергетически выгоднее переводить в нерастворимый Fe₂O₃. Этот процесс может происходить как абиогенно, так и в результате деятельности железобактерий. Возможно, важнейшие запасы железных руд Курской магнитной аномалии, Криворожского бассейна и др. сделали те же микроорганизмы, которые и сейчас поселяются на внутренней поверхности железного бака с водой. Переводя железо в нерастворимую форму, железобактерии откладывают его в виде чехлика на наружной поверхности клеток. Потом они отмирают, а эти пустотелые колбаски из ржавчины будут миллиард лет ждать металлургов. В море накапливаются соли серной кислоты - сульфаты. Их окислённая сера - тоже продукт деятельности бактерий.

Возможно, однако, что здесь пропущен очень важный компонент первичной биосферы - метаногенные бактерии. Продукты их жизнедеятельности до нас дойти не смогли. Согласно довольно правдоподобной гипотезе, именно метаногены сформировали первую парниковую атмосферу. Парниковый эффект метана на порядок выше, чем углекислого газа. Поэтому, хотя молодое ленивое Солнце в это время светило на 80% от нынешней силы, планета была горячей, а океан нагрет приблизительно до 50° С. Позже, когда в атмосфере появился кислород, сначала он расходовался на окисление железа, потом - сероводорода, и, наконец, метана. В позднем протерозое планета пережила великие оледенения, что можно объяснить тем, что метанокисляющие бактерии съели всю метановую шубу в атмосфере. Ныне метаногенные бактерии - строгие анаэробы - в буквальном смысле загнаны в подполье, глубоко под землю и лишённые кислорода толщи морских вод.

Протерозойская эра началась около 2,5 млрд лет назад и длилась 2 млрд лет. В этот период, около 2 млрд лет назад, количество кислорода достигло так называемой «точки Пастера» - 1 % от его содержания в современной атмосфере. Ученые считают, что такой концентрации было достаточно для появления аэробных одноклеточных организмов, возник новый тип энергетических процессов - дыхание. В результате сложного симбиоза разных групп прокариот появились и начали активно развиваться эукариоты. Образование ядра повлекло за собой возникновение митоза, а в дальнейшем и мейоза. Примерно 1,5-2 млрд лет назад возникло половое размножение.

Важнейшим этапом эволюции живой природы стало появление многоклеточности (около 1,3-1,4 млрд лет назад). Первыми многоклеточными организмами были водоросли. Многоклеточность способствовала резкому увеличению многообразия организмов. Появилась возможность специализации клеток, образования тканей и органов, распределения функций между частями тела, что привело в дальнейшем к усложнению поведения.

В протерозое сформировались все царства живого мира: бактерии, растения, животные и грибы. В последние 100 млн лет протерозойской эры произошел мощный всплеск разнообразия организмов: возникли и достигли высокой степени сложности разные группы беспозвоночных (губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски). Увеличение количества кислорода в атмосфере привело к формированию озонового слоя, защитившего Землю от излучения, поэтому жизнь могла выходить на сушу. Около 600 млн лет назад, в конце протерозоя, на сушу вышли грибы и водоросли, образовав древнейшие лишайники. На рубеже протерозоя и следующей эры появились первые хордовые организмы.

В позднем протерозое (речь идёт о двух последних его периодах - рифее и венде) существовали красные и зелёные волдоросли современных отрядов и классов. Тогда же возникли многоклеточные животные практически всех известных нам типов.

Как и от кого - пока неизвестно, точнее, неизвестна та группа простейших, которая могла породить многоклеточных животных. Ближайшими нашими родственниками являются истинные грибы - мухоморы, дрожжи, плесени. Губки (паразоа), которые в учебниках зоологии рассматриваются как первые многоклеточные организмы - это параллельная веточка многоклеточных животных, возникшая до разделения предков грибов и собственно многоклеточных животных - метазоа.

Вдруг ленивый шаг биологической эволюции сменяется на бешеный галоп. Это происходит в следующую геологическую эру - палеозойскую. Здесь наблюдается так называемый кембрийский взрыв.

570 млн. лет назад, сразу, с четверга на пятницу, со свистом и грохотом, животные начали строить панцири, раковины, зубы, хитиновый наружный скелет - всё то, что сохраняется, где углерод медленно заменяется кремнием, и создаёт окаменелости. Прежнюю убогую картину с маловыразительными сульфатами, строматолитами и самородной серой, ржавыми слепками бактериальной клетки сменяют отпечатки целых животных - членистоногих, моллюсков, губок, кораллов, иглокожих. Для палеонтолога это напоминает срыв холста при открытии памятника, снятие шапки-невидимки.

2.3 Пять галактических лет назад

В этот момент события на исторической сцене становятся для современной науки более отчетливыми. Почти закончилась долгая эпоха, которую геологи называют эпохой скрытой жизни, или криптозоем. Но прежде чем она закончилась, где-то в темных уголках исторической сцены было опробовано и введено в действие потрясающее изобретение, которое в последующую эпоху еще раз переменит облик Земли. Это была новая модель клетки, которая сильно отличалась от проверенной миллиардами лет клетки бактериальной.

Новая эукариотическая клетка обладала специальными анатомическими органами, без которых прекрасно обходилась старая прокариотная клетка. Усложненная модель клетки была в десять раз крупнее бактериальной и достигала в диаметре сотых долей миллиметра. Если взять несколько бактериальных клеток и «упаковать» их в общую шкуру, а потом отдать программу общих действий одной из «сокамерниц», то мы как раз и получим модель новой клетки. Ученые называют ее эукариотной в отличие от старой бактериальной- прокариотной клетки. Появление эукариотной клетки стало революционным событием в развитии жизни на Земле. Ведь из таких клеток можно было построить не только одноклеточный, но и многоклеточный организм! Так новая модель клетки стала прообразом всех растений и животных, которые сейчас населяют землю.

Заглянув в тогдашний водоем, мы с удивлением увидели бы и плавающих медуз привычного нам вида, и сидящих на дне родственников сегодняшних актиний. Среди перистых колоний древних кишечнополостных бегали животные, напоминающие современных раков и крабов. Из своих жилых трубок выглядывали дальние родственники позвоночных- погонофоры. Эти животные были украшены пышными бородами щупалец, и русский перевод их названия как раз и означает «несущий бороду». Погонофомры -- группа морских беспозвоночных животных, обитающих в хитиновых трубках.

Погонофоры широко распространены на морском дне, однако первые их представители были найдены при глубоководных тралениях в водах Индонезии в 1900 и описаны только в 1914 году. Находка была отнесена к морским кольчатым червям. Как выяснилось, погонофоры обладают своеобразной чертой -- во взрослом состоянии они полностью лишены органов пищеварения.

Классификация погонофор до сих пор не утвердилась окончательно. В 1944 г. советский зоолог В. Н. Беклемишев предложил рассматривать их как самостоятельный тип животного царства, названный им Pogonophora (ранее это название было предложено как название класса шведским зоологом Иогансеном). А. В.Иванов, подробно изучивший строение и развитие погонофор, в 1952 г. описал этот тип под названием Brachiata, однако позднее он признал приоритет Беклемишева и вернулся к его названию типа. Но сейчас надежно установлено близкое родство погонофор с аннелидами, поэтому их всё чаще снова относят к типу кольчатых червей.

2.4 Три галактических года назад

Это время геологи называют рифейским. Рифеем древние греки называли Уральские горы, где впервые были найдены породы этого геологического периода. Прошло всего два галактических года с момента появления эукариотной клетки, а какое множество разнообразных живых существ появилось за это время. Так в рифейском периоде суша почти наверняка уже была обитаема, только нам пока неизвестно, кто там жил.

Рифей-- подразделение Общей стратиграфической шкалы России, имеющее ранг подэонотемы. В совокупности с последующей вендской системой составляет верхнепротерозойскую эонотему.

По характерным комплексам строматолитов подразделяется на верхнерифейскую, среднерифейскую и нижнерифейску эратемы.

Рифей выделен советским геологом Н. С шатским в 1945 году на Южном Урале. Название происходит от Рифейских гор -- античного названия некой горной системы на далёком севере, которая иногда отождествляется с Уральскими горами.

Соответстующий рифейским отложениям геохронологический период по действующей Общей стратиграфической шкале России датируется возрастом 1650 - 600 млн лет назад:

· Верхнерифейская эра 600-1030

· Среднерифейская эра 1030-1350

· Нижнерифейская эра 1350-1650

В советской стратиграфии нижнюю и верхнюю границы рифея проводили по породам возрастом 1650 и 680-650 млн лет соответственно (сначала в состав рифея включали и венд, конец которого ранее датировали 570, а сейчас 542 млн лет назад). В базе Международной комиссии по стратиграфии рифей датируется от 1400 до 800 млн лет назад.

В современной Международной стратиграфической шкале рифей отсутствует. Соответствующий рифею диапазон начинается в позднем статерии и заканчивается в раннем эдиакарии.

2.5 Два галактических года назад

Геологи называют это время концом ордовикского периода. Разнообразие обитателей ордовикских морей ни в чем не уступает современному. В то время на геологической сцене присутствовали не только все типы животных, но и почти все классы каждого типа. Некоторые группы тогдашних морских жителей известны нам сегодня лишь по окаменевшим останкам. Из разнообразных тогда головоногих моллюсков с наружной раковиной (они называются наутилусы) до наших дней сохранились лишь несколько видов. Исчезли большие группы тогдашних морских членистоногих- а ведь в ордовикских морях обитали и мелкие трилобиты и метровые ракоскорпионы! А в сегодняшних морях по-прежнему уверенно чувствуют себя их ближайшие родственники- мечехвосты. В ордовике существовало очень много бесчелюстных животных, которые внешне были очень похожи на рыб, но имели панцирь. Из всех них до наших дней дожили лишь потерявшие панцирь миноги.

Геологи считают, что два галактических года назад суша не была слишком гостеприимна для живых существ. Материковые плиты перемещались по поверхности нашей планеты, сталкивались друг с другом, то соединяя, то снова разделяя континенты. Горы вспучивались и осушали кишевшие жизнью внутренние водоемы. Недавние равнины прогибались, заполняясь пресной или соленой водой, губили сухопутных обитателей и одновременно открывали новые возможности для водных жителей. То из-за перегруппировки континентов, то из-за каких-то космических катаклизмов наступали материковые льды. Они вбирали в себя воды Мирового океана и обнажали залитые прежде водой окраины континентальных плит. Потом они отступали, освобождая захваченные прежде территории на материках. Льды таяли, вода снова возвращалась в Мировой океан, который вновь затапливал окраины континентов. Все эти геологические перетряски были почти незаметны для обитателей океана, но очень сильно осложняли жизнь тем организмам, которые поселялись на суше.

Если выглянуть из кишащих жизнью ордовикских океанов на какой-нибудь из тогдашних континентов, суша показалась бы пустынной. У берега- груды выброшенных волнами морских водорослей с копошащимися в них морскими обитателями. Чуть дальше- камни с лишайниками и одноклеточными зелеными водорослями. Во влажных низинах- заросли низкорослых споровых растений, кое-где видны пробивающиеся из почвы грибы. По земле между растениями шныряют какие-то родственники сегодняшних многоножек, а толщу перегноя перерывают похожие на земляных червей существа. Свидетельств о наземной жизни на ордовикских континентах найдено пока очень мало, и можно ждать любых неожиданностей от новых находок.

2.6 Один галактический год назад

Этот период геологи называют пермским, потому что первые материалы этого времени поступили из Пермской губернии. Ученые утверждают, что в эту эпоху все континенты в очередной раз сгрудились вместе, образовав суперконтинент Пангею. На ней доживали свой век леса из споровых растений, и их уже начали теснить голосеменные хвойные деревья, саговники и гинкго. А привычных нам сегодня трав, кустов, цветов и деревьев пока еще не было видно. Палеонтологи считают, что в то время на суше были две умеренные лесные зоны- северная и южная. А разделяла их зона тропических лесов. Множество разнообразных насекомых, называемые рачки, моллюски и черви в огромном количестве населяли пермские леса. Но не только они одни. Хватало и освоившихся на суше крупных позвоночных существ. Ученые распределяют их по двум классам. Во-первых, это амфибии- они откладывают икру или рождают живых детенышей, но не могут отложить вызревающее на суше яйцо. Во-вторых, это рептилии- они тоже рождают живых детенышей, но уже способны откладывать яйца.

Среди рептилий пермского периода можно выделить несколько групп. Они отличались друг от друга устройством своего черепа и разными историческими перспективами для своих потомков.

Первая группа- звероподобные пресмыкающиеся. Эти зубастые, кое-где покрытые щетиной, способные долго сохранять высокую температуру своего тела животные были широко распространены в пермском периоде. А потом они как-то затерялись среди всё новых групп уже настоящих теплокровных зверей. К этой группе относились и огромные рогатые эстемменозухи, и трехметровые диметродоны.

Эстемменозухи- семейство примитивных растительноядных терапсид «среднепермской» эпохи. Обычно рассматриваются в составе дейноцефалов, но могут в действительности быть родственниками горгонопсий и бурнетиид. В последнее время включаются в инфраотряд вместе с иктидоринидами и бурнетиаморфами. Большинство эстемменозухов -- крупные животные. Рыло длинное, крупные резцы и клыки, мелкие булавовидные щёчные зубы. У двух наиболее известных видов рода эстемменозух чрезвычайно развита орнаментация черепа-- многочисленные выросты в лобно-теменной области, на скулах. Выросты несут отпечатки сосудов, были покрыты кожей и могли служить для терморегуляции либо для внутривидовой борьбы (кость, образующая выросты, по плотности напоминает дентин). Найдены только в Очерской фауне возрастом около 267 млн лет.

Диметродомн-- род вымерших хищных синапсид из семейства сфенакодонтов, живших в пермский период 280--265 млн. лет назад. Эволюционно находится ближе к млекопитающим, чем к истинным рептилиям. Достигал в длину 2,7--4,0 метров и был крупнейшим хищником своего времени. В отличие от рептилий имел зубы двух типов, однако не подобранные под туловище ноги. Наиболее яркой чертой диметродона является парус из натянутой на выросты спинных позвонков кожи. Подобные паруса развились у различных доисторических животных и служили терморегуляторами. Подсчитано, что 200-килограммовый холоднокровный диметродон разогревался бы без паруса с 26 °C до 32 °C за 205 минут, а с парусом -- за 80 минут. По другим версиям парус использовался в брачных играх, служил камуфляжем среди вертикальных стеблей растений или настоящим парусом при плавании. «Парус» развивался постепенно в течение жизни, известны находки молодых особей диметродона с невысокими остистыми отростками. Молодые особи, по-видимому, обитали в зарослях по берегам водоёмов, взрослые -- жили в лесах и на равнинах. Тем не менее, бытующее в популярных книгах изображение диметродона на фоне пустыни представляется нереальным -- не будучи настоящей рептилией, он не мог бы выжить в жаркой сухой местности.

Другая группа- мелкие и шустрые крокодилообразные эозухии, потомкам которых предстояло завоевать сушу, воду и воздух- ведь именно эозухии были предками и динозавров, и птерозавров, и современных птиц.

Эозухии- отряд вымерших пресмыкающихся подкл. лепидозавров. Известны с верхней перми и нижнеготриаса Юж. Африки. Длина до 1,5 метров. Типичные эозухии -- юнгинии -- мелкие (до 0,5 м) ящерицеобразные наземные хищники с мелкими зубами на челюстях и нёбных костях; вымерли в началетриаса. К эозухам относят также хамп-созавров -- довольно крупных (до 7,5 м) гавиалообразных пресноводных хищников, из нижнего мела Вост. Азии верхнего мела, и палеоцена Сев.Америки и Зап. Европы. От эозухии обособились клювоголовые и ящерицы. Переходные формы междуящерицами и эозухиями известны из триаса Европы, Сев. Америки и Африки.

Третья группа- парейазавры, котилозавры и предки устойчивых к геологическим невзгодам черепах. Из этой группы до наших дней дожили именно черепахи.

Парейазамвры-- группа примитивных тяжёловесных растительноядных пресмыкающихся крупных размеров (от 1,5 до 4 метров), с коротким толстым туловищем и хвостом. В коже спины и головы этих ящеров формировались похожие на выпуклые бляшки окостенения, которые придавали кожной поверхности неровный или бугристый характер. Короткие и очень массивные конечности делали парейазавров весьма неповоротливыми существами. Вероятно, это были прибрежные животные, которые много времени проводили в воде подобно бегемотам. Время расцвета парейазавров -- конец пермского периода. Ранее не исключалась близость парейазавров к предкам черепах, но сейчас это предположение оспаривается. Парейазавры относятся, таким образом, к группе анапсид, не имеющей современных потомков. Парейазавры найдены в позднепермских отложениях Африки, Южной Америки, Европы и Китая, России (Кировская область, Котельничское местонахождение). Обычно выделяют два подсемейства -- более примитивные брадизавры и настоящие парейазавры. Мелкие элгинии из терминальной перми Шотландии и России могут также принадлежать к парейазаврам, хотя не исключается их независимое происхождение.

Котилозамвры-- группа вымерших примитивных пресмыкающихся.

Котилозавры известны с середины каменноугольного по триасовый период. Размеры -- от мелких насекомоядных проколофонов и средней величины хищников до крупных растительноядных парейазавров. У большинства котилозавров наблюдаются признаки, характерные для земноводных животных. Наиболее существенные:

· череп без височных впадин с хорошо развитым теменным отверстием;

· нёбные зубы;

· двояковогнутые позвонки;

· очень короткий шейный отдел;

· короткие и массивные кости конечностей и их поясов.

С другой стороны, котилозавры характеризуются утратой боковой линии, которая присуща рыбам и многим земноводным. Находки останков котилозавров известны в Северной Америке, Южной Африке, а также в Европейской части России.

Один галактический год назад что-то очень странное произошло с обитателями морских глубин. Именно в это время какая-то таинственная сила смела с исторической сцены целые классы морских животных. Исчезли трилобиты, некоторые виды кораллов, морских лилий- в общем, почти 90% родов беспозвоночных жителей морского дна так и остались для нас лишь окаменевшими отпечатками.

2.7 Шесть галактических месяцев назад

В это время на нашей планете шел меловый период. Его так назвали по меловым отложениям этого возраста. В меловом периоде появились покрытосеменные -- цветковые растения. Это повлекло за собой увеличение разнообразия насекомых, которые стали опылителями цветов. По мере того как в конце мелового периода температура повышалась, развивались растения с более сочной листвой.

Среди наземных животных царствовали разнообразные крупные пресмыкающиеся. Это был период расцвета гигантских ящеров -- многие динозавры достигали 5--8 метров в высоту и 20 метров в длину. В эту эпоху рептилии уже освоили море. В нем, кроме морских черепах, морских ящериц и морских крокодилов плавали плезиозавры и ихтиозавры, очень похожие на современных дельфинов. Крылатые пресмыкающиеся --птеродактили -- занимали практически все ниши воздушных хищников, хотя уже появились настоящие птицы. Таким образом, параллельно существовали летающие ящеры, ящерохвостые птицы типа археоптерикса и настоящие веерохвостые птицы. Сегодня авиаконструкторы ломают голову над тем, как мог летать птерозавр с пятнадцатиметровым размахом крыльев из тонкой перепонки, натянутой между пальцем руки и боком тела. Эти странные ящеры, которые просуществовали всего 100 млн лет, вызывают больше вопросов, чем дают ответов. Главный из этих вопросов: что помешало кому-нибудь из птерозавров дожить до наших дней, как сумели многие из современных птиц.

В меловом периоде плацентарные млекопитающие разделились на несколько групп: копытных, насекомоядных, хищников и приматов. Возникли современные ящерицы и самая молодая группа пресмыкающихся -- змеи. В меловый период на суше еще обитало очень много разнообразных звероящеров. Но как раз в то время на исторической сцене появились наши собратья по классу млекопитающих, и граница между звероящерами и настоящими зверями была размыта. Пушистые и зубастые, живородящие и яйцекладущие меловые звери, и зверьки были похожи по внешнему виду, но различались по происхождению. Рядом с поздними звероящерами в меловых сосняках и дубравах таились и сумчатые опоссумы, и приматы, и грызуны, и копытные, и хищники.

В морях млекопитающих не было, а нишу крупных хищников занимали рептилии --ихтиозавры, плезиозавры, мозазавры, достигающие иногда 20-метровой длины. Очень велико было разнообразие морских беспозвоночных. Как и в юрском периоде, были очень распространены аммониты и белемниты, брахиоподы, двустворки и морские ежи. Среди двустворчатых молюсков большую роль в морских экосистемах играли появившиеся в конце юры рудисты -- моллюски, похожие на одиночные кораллы, у которых одна створка была похожа на кубок, а вторая накрывала его как своеобразная крышечка. К концу мелового периода среди аммонитов появилось очень много гетероморфных. Гетероморфы возникали и раньше, в триасе, но конец мела стал временем их массового появления. Раковины гетероморфов не были похожи на классические спирально-закрученные раковины мономорфных аммонитов. Это могли быть спирали с крючком на конце, различные клубки, узлы, развёрнутые спирали. Палеонтологи пока не пришли к единому объяснению причин возникновения таких форм и их образа жизни. В морях всё ещё попадались ортоцерасы -- реликты давно прошедшей палеозойской эры. Небольшие раковины этих прямораковинных головоногих встречаются на Кавказе. Морские обитатели этого периода не показались бы нам непривычными- ведь в меловых морях уже жили представители всех классов и почти всех классов и почти всех отрядов животных, которые обитают в морях сегодня.

2.8 Один галактический месяц назад

Наступила вторая половина нашей, кайнозойской эры (эры новой жизни). Этот период ученые называют миоценовым, то есть средненовым. Миоцен) -- первая эпоха неогенового периода. Началась 23,03 миллиона лет назад и закончилась 5,333 миллиона лет назад. Эпохе миоцена предшествует эпоха олигоцена, а последовательницей является эпохаплиоцена. Автор термина -- шотландский учёный Чарльз Лайель, предложивший разделить третичный период на четыре геологических эпохи (включая миоцен) в первом томе его книги «Основы геологии» (1830). Лайель объяснял это название тем, что меньшая часть (18 %) окаменелостей (которые он тогда изучал) этой эпохи может быть соотнесена с современными (новыми) видами.

Очертания континентов нам уже знакомы, но Южная Америка тогда была оторвана от Северной и соединена с Антарктидой. Полярные шапки снега и льда были гораздо меньше, чем сейчас. В Антарктиде и в Гренландии в то время росли леса, и всего существовало два умеренных климатических пояса, которые были разделены тропическим поясом. В Евразии как раз в то время вырастала горная цепь, которая, протянувшись от Альп до Гималаев, разделила материк поперек, на северную и южную части. А Южную Америку вдоль рассекали Анды.

Леса и степи миоценовых континентов можно представить по их обедневшим сегодняшним остаткам. Достаточно заглянуть в последние тропические леса сегодняшней Африки и Южной Америки, чтобы оценить разнообразие деревьев, кустарников, трав и цветов того периода. Почти все животные, заселявшие миоценовую сушу, знакомы нам так же хорошо, как и обитатели океана. Уже тогда, то есть почти 20 млн лет назад, на Земле жили зайцы, лоси, медведи, слоны и кенгуру. И все же кое-какие животные наверняка поразили бы наше воображение. На место ужасных ящеров-динозавров мелового периода пришли не менее ужасные на вид диноцераты и громадные рогатые эмбриоподы. Диноцераты в переводе означает «ужасные рога» и имеет в виду парные рога, которые имелись у более поздних представителей этого отряда. Не исключено, что эти рога были обтянуты кожей, как у жирафов. Верхние клыки развились до весьма крупных размеров и были одним из проявлений полового диморфизма. Взамен у диноцератов верхние резцы были атрофированными. Чтобы тем не менее принимать пищу, у них была вероятно очень подвижная верхняя губа или даже короткий хобот. Телосложение было массивным, пятипалые конечности относительно короткими и сильными. У примитивных родов передние конечности были полупальцеходящими, задние -- стопоходящими. У продвинутых форм все пальцеходящие, с копытовидными фалангами. Диноцераты были одними из первых крупных млекопитающих, появившихся после вымирания динозавров. Ранние формы достигали размеров свиней, а более поздние насчитывали свыше 4 м в длину и весили приблизительно 4,5 т. Образ жизни был сопоставим с современными носорогами, и диноцераты, по всей видимости, также питались травой. Причины довольно раннего вымирания этих животных до сих пор не выяснены. Неизвестно о существовании каких-то естественных врагов или конкурентов за источники пищи. Среди сумчатых, кроме гигантских кенгуру, в миоценовый период уже существовали гигантские травоядные дипротодоны и саблезубые сумчатые хищники величиной с ягуара. Дипротодон-- крупнейшее известное сумчатое, когда-либо обитавшее на земле. Дипротодон принадлежит к так называемой австралийской мегафауне -- группе необычных видов, живших в Австралии в период приблизительно от 1,6 миллионов до 40 тысяч лет назад, то есть бомльшую часть плейстоцена. Кости дипротодонов, включая полные черепа и скелеты, а также волосы и следы были найдены во многих местах Австралии. Иногда обнаруживаются скелеты самок вместе со скелетами детёнышей, когда-то находившихся в сумке. Саблезубые кошки-- вымершее подсемейство кошачьих.

Самые разнообразные приматы и лемуры широко расселялись по Африке и Евразии. Родня броненосцев и ленивцев в обеих Америках была представлена огромными панцирными и когтистыми травоядными. А предки сегодняшних слонов в то время испробовали все варианты оснащения челюстей бивнями: пара в верхних челюстях была у мастодонтов, пара в нижних- у дейнотериев, а по паре бивней и в нижних челюстях, и в верхних- у примелефасов.

Особенно много в то время было самых разнообразных копытных. Высоконогие индрикотерии, похожие на лошадей с хоботом литоптерны, слоноподобные пиротерии населяли Южную Америку Америку. Индрикотемрий -- род вымерших млекопитающих семейства гиракодонтовых, живших 30--20 млн лет назад, в среднем олигоцене -- нижнем миоцене.Эти носороги отличаются от других коротким туловищем на длинных и прямых трёхпалых ногах с сильно утолщённым средним пальцем, и небольшой головой на очень длинной шее; рога отсутствовали; передняя часть тела была выше задней. Индрикотерий-- самые высокие и самые тяжёлые (до 20 тонн) из когда-либо существовавших сухопутных млекопитающих. Пиротерии имели массивное телосложение и колоннообразные ноги с короткими и широкими пальцами. Голова находилась на короткой шее и, вероятно, имела небольшой хобот. Четыре верхних и два нижних резца выдавались, наподобие бивней, вперёд. Боковые зубы были очень широкими и приспособленными к растительной пище.

Заглянув в миоценовый океан, мы увидели бы вполне современную картину. К этому времени исчезли ихтиозавры и плезиозавры. Океан не защитил крупных морских ящеров, и на их месте в то время уже резвились рыбоядные зубатые киты и планктоноядные усатые киты, пожиратели морской травы дюгони и не дожившие до наших дней тоже травоядные десмостилии, похожие на сказочного слонопотама.

2.9 Один галактический день назад

Это последняя геологическая эпоха- плейстоцен (то есть «самая новая»). До наших дней осталось 700 тыс. лет. Плейстоцемн-- эпоха четвертичного периода, начавшаяся 2,588 миллиона лет назад и закончившаяся 11,7 тысячи лет назад.

Плейстоценовая эпоха сменила плиоценовую и сменилась голоценовой.

Автор термина -- шотландский геолог и археолог Чарльз Лайель. В начале плейстоцена на Земле наступил длительный ледниковый период. В течение 2 млн лет на планете многократно чередовались очень холодные и относительно теплые отрезки времени. В холодные промежутки, которые продолжались примерно 40 тысяч лет, континенты подвергались нашествию ледников. В промежутках с более тёплым климатом (межледниковьях) льды отступали, и уровень воды в морях поднимался. У многих животных холодных регионов планеты (например, у мамонта и шерстистого носорога) появился густой шёрстный покров и толстый слой подкожного жира. На равнинах паслись стада оленей и лошадей, на которых охотились пещерные львы и другие хищники. А приблизительно 180 тысяч лет назад на них начали охотиться и люди -- сначала неандерталец, а затем и человек разумный.

Однако многие крупные животные не смогли приспособиться к резким колебаниям климата и вымерли. Около 10 тысяч лет назад ледниковый период окончился, и климат на Земле стал более тёплым и влажным. Это способствовало быстрому увеличению численности человеческой популяции и расселению людей по всему земному шару. Они научились распахивать землю и выращивать культурные растения. Маленькие, поначалу сельскохозяйственные, общины разрослись, появились города, а всего через несколько тысячелетий человечество превратилось в мировое общество, использующее все достижения высоких технологий. Зато многие виды животных, с которыми люди испокон веков делили планету, оказались на грани исчезновения. Вот почему учёные всё чаще говорят о том, что по вине человека на Земле разразилось новое массовое вымирание видов.

В это время началась череда наступлений и отступлений южной и северной полярных шапок. Первое наступление ледников теряется где-то в начале последнего миллионолетия, а последнее отступление закончилось всего 10 тыс. лет назад. Наступая, ледовые шапки втягивали в себя воды Мирового океана. Уровень его понижался на 200 м, из-за этого между участками суши обнажались сухопутные мостики, по которым растения и животные переселялись с континента на континент. А когда ледники таяли, то уровень воды в океане снова повышался, материки разъединялись, полуострова превращались в острова, и разные группы животных и растений оказывались изолированными на них. Хвойные и лиственные леса то продвигались к берегам полярных океанов, то отступали в сторону тропиков, тесня саванны и тропические джунгли. В Европе, Азии и Африке уже жили люди. А рядом с ними обитали их обезьяноподобные собратья вроде центрально азиатских гигантопитеков и афро-азиатских австралопитеков.

Гигантопитеки-- род человекообразных обезьян, существовавший в позднем миоцене, плиоцене иплейстоцене на территории современных Индии, Китая, Таиланда и Вьетнама.

Известны два вида этого рода: Gigantopithecus bilaspurensis, который жил между 9 и 6 млн лет тому назад в Китае, и Gigantopithecus blacki, который жил на севере Индии по крайней мере 1 млн лет тому назад. Иногда выделяют третий вид, Gigantopithecus giganteus. Считается, что питались гигантопитеки в основном бамбуком. Такой вывод делается из строения их зубов, которые демонстрируют приспособление к пережёвыванию растительной пищи, а также того факта, что рядом с остатками гигантопитеков находили окаменелости панд, известных своей привычкой питаться исключительно побегами бамбука. Ближайшими родственниками гигантопитеков считаются значительно меньшие размером сивапитеки, которые жили на северо-востоке Европы, в Азии и Африке. Ближайшим родственником из ныне существующих видов можно назвать орангутангов, относящихся к тому же подсемейству понгин, что и гигантопитек.

Австралопитемки-- род ископаемых высших приматов, кости которых впервые были обнаружены в пустыне Калахари (Южная Африка) в 1924 году, а затем в Восточной и Центральной Африке. Являются предками рода Люди.

Острова в океанах были защищены от хищников, которые обитали на материках, и поэтому их заселили нелетающие птицы. В Австралии сумчатые гиганты- дипротодонты и сумчатые саблезубые хищники ухаживались с рослыми, до 3 м в высоту, кенгуру, эму и казуарами. Дипротодон-- крупнейшее известное сумчатое, когда-либо обитавшее на земле. Дипротодон принадлежит к так называемой австралийской мегафауне -- группе необычных видов, живших в Австралии в период приблизительно от 1,6 миллионов до 40 тысяч лет назад, то есть бомльшую часть плейстоцена. Кости дипротодонов, включая полные черепа и скелеты, а также волосы и следы были найдены во многих местах Австралии. Иногда обнаруживаются скелеты самок вместе со скелетами детёнышей, когда-то находившихся в сумке. Дипротодоны населяли редколесья и травянистые равнины; возможно, держались у воды. Питались листьями деревьев, кустарниковыми растениями, и в некотором количестве -- травой. Наиболее крупные экземпляры были размером приблизительно с гиппопотама: около трёх метров в длину и около двух в холке. Ближайшие ныне живущие родичи дипротодонов -- вомбаты и коала. Поэтому иногда дипротодонов называют гигантскими вомбатами.

Глиптодонты и мегатерии расселялись из Южной Америки в Северную, и, напротив, североамериканские мастодонты освоили Южный континент. Мастодомнты-- семейство вымерших млекопитающих из отряда хоботных. Также мастодонтами часто называют представителей семейства гомфотериевые. Мастодонты отличаются отмамонтов и ныне живущих слонов по ряду признаков, из которых наиболее существенные связаны со строением зубов. У мастодонтов на жевательной поверхности моляров (коренных зубов) находится ряд парных соскообразных бугров. Само название этих животных происходит от греческих слов мбуфьт «сосок» и ?дпэт «зуб». В отличие от них, у мамонтов и слонов на молярах расположен ряд поперечных гребней, разделенных цементом. У многих мастодонтов и на верхней, и на нижней челюсти вторые резцы были превращены в бивни. Мастодонты были растительноядными -- одни виды объедали ветки деревьев и кустарников, другие в процессе эволюции всё более переходили на питание травой. В Северную Америку в то время перекочевали из Евразии африканские страусы освоили Причерноморье и Центральную Азию, носороги дошли до Камчатки, львы- до Таймыра, мамонты-от Тамани до Северной Земли. По всей Евразии, от Ирландии до Китая, можно было встретить поразительного большерогого оленя. Его рога были до 5 м величиной и весили около 100 кг. И все это огромное сооружение каждый год сбрасывалось и вырастало заново. Большерогий олень, гигантский олень, или ирландский олень-- вымершее млекопитающее рода Гигантских оленей. Внешне сходен с ланью. Существовал в плейстоцене и раннем голоцене. Отличался крупным ростом и огромными рогами, сильно расширенными вверху в форме лопаты с несколькими отростками. Строение зубов, конечностей и рогов показывает, что большерогий олень обитал на влажных лугах. Жить в лесах могли только самки или самцы, сбросившие рога -- самец с рогами просто не смог бы там передвигаться. Учёные называют причиной вымирания этого оленя наступление леса на открытые пространства, где он не мог обитать. Его вымирание стало частью общего процесса вымирания крупных животных, которому подверглись и многие другие виды. Был распространён в Европе, Азии и Северной Африке. Особенно много скелетов обнаружено в торфяниках Ирландии. На территории бывшего СССР больше всего останков большерогого оленя встречается в стоянках человека древнего каменного века в средних и южных широтах, включая Крым, Северный Кавказ и Казахстан; целые скелеты найдены на территории Рязанской и Свердловской областей.

Заключение

В работе были рассмотрены основные теории происхождения жизни на Земле. На данное время нельзя однозначно трактовать происхождение жизни только как акт творения или как процесс эволюции. Поскольку есть доказательства как одной, так и второй теории. Для того чтобы точно установить, как возникла жизнь нужны еще исследования. Только после их проведения можно будет установить, какая из этих теорий верна. Возможно, будет создана единая теория происхождения жизни, которая включит в себя две или несколько теории. Многие из перечисленных «теорий» зарождения жизни и предлагаемые ими объяснения существующего разнообразия видов используют одни и те же данные, но делают упор на разные их аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими с одной стороны, и сверхскептическими - с другой. Теологические соображения тоже могут найти себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Одним из главных пунктов разногласий, даже еще в додарвиновские времена, был вопрос о соотношении между научными и теологическими взглядами на историю жизни.

Человечество пока что одиноко, найти другие разумные цивилизации во Вселенной пока что не удалось. Но эти поиски и продолжались только несколько десятилетий. С развитием техники, математического аппарата эти поиски будут продолжены и, возможно, они увенчаются успехом в будущем. Тогда будет найдено еще одно доказательство того что человечество не одиноко во вселенной и что теория эволюции жизни верна. Но это будет в будущем. Которое начинается завтра…

На этом история обживания планеты животными различных групп закончилась, и ей на смену пришла история человеческой цивилизации с ее находками и ошибками.

Литература

1) Бейко В.Б., «Большая энциклопедия животного мира», РОСМЭН, Москва 2007г, 303 с.

2) Жиряков В.Г. «Органическая химия», Просвещение, Москва 2000г.

3) Лавриенко В. Н., «Концепции современного естествознания», Москва, 2007г.

4) Мэтьюс Руперт «Как начиналась жизнь». Из серии книг «Что было до нашей эры». Волгоград, 1992 год.

5) Наумова Н.П., «От молекул до человека», Просвещение, Москва, 1973г, 673 с.

6) Роденков К.М., «Теория Дарвина и происхождение жизни на Земле», Наука, Москва 1988, 156 с.

Размещено на Allbest.ru