ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Магомедова Наталья Петровна,  студентка группы ЭВ ­10714 ГАОУ ВО  «Невинномысский государственный  гуманитарно­технический институт» Руководитель: Лоткова Ольга Алексеевна,  доцент кафедры педагогики и психологии Аннотация:  один из самых важных вопросов, на который должна ответить современная наука – это то, как появилась жизнь на Земле. Этот вопрос касается всех областей научного и религиозного знания. Есть такая наука, которая изучает историю развития жизни на Земле, это палеонтология.  Ключевые слова:  эволюция, окаменелости, трилобиты, геохронологическая шкала, динозавры, палеонтология, раскопки, теория эволюции, закон эволюции, трилобиты, аммониты, палеозой, мезозой, кайнозой. Один из самых важных вопросов, на который должна ответить современная наука – это то, как появилась жизнь на Земле. Этот вопрос касается всех областей научного   и   религиозного   знания.   Есть   такая   наука,   которая   изучает   историю развития жизни на Земле, это палеонтология.  При   опросе   жителей   города   Невинномысска   Ставропольского   края   лишь единицы   смогли   ответить   на   совсем   простой   вопрос:   «Что   же   такое палеонтология?» Одни отвечали, что это наука о динозаврах, но это лишь от части верно. Другие указывали на её связь с Вселенной. Палеонтология – это наука не только   о   всеми   известных   динозаврах,     её   границы   простираются   глубоко   в историю жизни на Земле. Стоит отметить, что палеонтология (от греч. палео – древний или камень, онтос – существо, логос ­ наука) – наука, которая изучает древние организмы, существовавшие в прошлые геологические периоды Земли. Задачей данной науки является реконструкция и изучение биологических особенностей внешнего вида, способ питания, размножение  этих организмов, а также  восстановление на  основе их сведений хода биологической эволюции. Вернёмся   к   вопросу   о   возникновении   жизни   на   Земле.  Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:  теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения;  теория креационизма (или сотворения);  теория стационарного состояния;  теория панспермии;  теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина). Рассмотрим   каждую   из   них   более   подробно.   Теория   самопроизвольного зарождения появилась и была широко распространена в Древнем мире, в таких известных городах как – Вавилон, Древняя Греция, и т.д. Учёные Средневековой Европы полагали, что живые существа возникают из не живой материи, например: черви из грязи, лягушки из тины, и т.д. Впервые эту теорию решился опровергнуть итальянский учёный Франческо Реди. Он провёл следующий опыт, поместив куски  мяса в сосуды и часть из них закрыл   кисеей.   В   открытом   сосуде   на   поверхности   гниющего   мяса   появились белые червячки – это были личинки мух. В тех сосудах которые были прикрыты белые черви не появились.   Вот таким образом итальянскому учёному удалось доказать, что личинки мух появляются не из гниющего мяса, а из яиц, отложенных мухами на поверхности. В  1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни.   Эту   премию   получил   в   1862   г.   знаменитый   французский   химик   и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была  необычная, с горлышком в виде 5­ образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали   в   нижнем   колене   5­образной   трубки,   и   бульон   в   колбе   оставался стерильным.   Однако   стоило   сломать   горло   колбы   или   ополоснуть   стерильным бульоном нижнее колено 5­образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть ­ в нем появлялись микроорганизмы. Таким   образом,   благодаря   работам   Луи   Пастера   теория   самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой ­ «все живое ­ от живого». Рис. 1. Пастеровская колба Однако,   если   все   живые   организмы   в   исторически   обозримый   период развития   человечества   происходят   только   от   других   живых   организмов, естественно возникает вопрос: когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы? Теория   креационизма   была   очень   актуальна   среди   верующих   учёных   в Средневековой Европе. Суть этой теории состоит в том, что все живые организмы (либо   только   простейшие   их   формы)   были   в   определенный   период   времени сотворены   («сконструированы»)   неким   сверхъестественным   существом (божеством, абсолютной идеей, сверх разумом, сверх цивилизацией и т.п.).  Рассмотрим следующую теорию, которая называется теория панспермии и стационарного   состояния.  Эти   теории   представляют   собой   взаимодополняющие элементы   единой   картины   мира,   сущность   которой   заключается   в   следующем: вселенная   существует   вечно   и   в   ней   вечно   существует   жизнь   (стационарное состояние).   Жизнь   переносится   с   планеты   на   планету   путешествующими   в космическом пространстве «семенами жизни», (панспермия). Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский. То есть согласно теории панспермии жизнь на Земле была занесена из космоса, а конкретно ­ астероидами и кометами. Одной из всех теорий, которая получила более широкое распространение и признание в научном мире, является теория биохимической эволюции. Эта теория была создана советским биохимиком А.И. Опариным в 1924 году.  Суть данной теории состоит в следующем, что эволюция – это исторический процесс   появления,   развития   и   усложнения   форм   живых   организмов, (биологическое определение), в которой предшествовала химическая эволюция – это   очень   длительный   период   в   геохронологической   истории   Земли,   которая связана   с   появлением   и   совершенствованием   взаимодействия   между элементарными   частицами,   из   которых   состоит   всё   живое   –   органические молекулы. По мнению ученых   ­ палеонтологов и астрономов. Земля сформировалась примерно   5   млрд.   лет   назад   путем   конденсации   частиц   вращавшегося   вокруг Солнца газопылевого облака. Рассмотрим   более   подробно   историю   возникновения   жизни   на   Земле,   на примере   геохронологической   шкалы,   но   прежде   рассмотрим,   что   такое геохронологическая шкала, которая представлена на рисунке 2.  По мнению автора Г.А. Данукаловой геохронологическая шкала – временная шкала истории Земли, своеобразный календарь для промежутков времени. Рисунок 2 – Геохронологическая шкала (в нескольких вариантах) Эра Период Кайнозойская Четвертичный Неогеновый Палеогеновый Мезозойская Палеозойская Меловой Юрский Меловой Пермский  Эпоха Начало   млн. лет  назад Голоценовая 0,01 Плейстоценовая 1,80 5,33 Плиоценовая Миоценовая 23,03 33,9 Олигоценовая 55,8 Эоценовая Палеоценовая 65,5 145,5 199,6 251,0 299,0 Карбоновый (Каменноугольный) Девонский  Силурийский  Ордовикский Кембрийский 359,2 416,0 443,7 488,3 542,0 2500 4000 Протерозойская Архейская Рисунок 3 – Периоды протерозойской эры Длительность млн. лет   1,8 63,7 185,5 165 126 1958 2000 Продолжительность периода 635 млн.л.н. ­ 542 млн.л.н. 850 млн.л.н. ­ 635 млн.л.н. 1 млрд.л.н. ­ 850 млн.л.н. 1200 млн.л.н.­ 1 млрд.л.н. 1400 млн ­ 1200 млн.л.н. 1600 млн ­ 1400 млн. л.н. 1800 млн ­ 1600 млн.л.н. 2050 млн ­ 1800 млн.л.н. 2,3 млрд ­ 2050 млн.л.н. 2,5 ­ 2,3 млрд.л.н. Периоды протерозойской эры Неопротерозой Протерозой Мезопротерозой Палеопротерозой Эдиакарий Криогений Тоний Стений Эктазий Калимий Статерий Орозирий Риасий Сидерий Рисунок 4 ­ Периоды архейской эры Окончание периода Периоды архейской эры 2500 млн.л.н. 2800 млн.л.н. 3200 млн.л.н. 3600 млн.л.н. Неоархей Мезоархей Палеоархей Эоархей Архейская эра Историю   Земли   делят   на   два   этапа,   криптозой   (эра   скрытой   жизни)   и фанерозой (эра явной жизни). Катархей (азой, гадей, преархей) – геологический эон,   земля   была   без   жизненной,   окутанной   ядовитой   для   всех   живых   существ атмосферой. Сутки длились 6 часов. В состав криптозоя входили такие эры как архей и протерозой. О них речь пойдёт ниже.  По данным геохронологической шкалы мы видим, что 4,5 млрд. лет назад образовалась наша планета Земля. В те далёкие времена Земля была безжизненным вулканическим шаром, не было и кислорода, атмосфера была полна углекислого газа   СО2.   В   архейскую   эру   впервые   возник   фотосинтез   и   появились   первые одноклеточные   существа.   Но   со   временем   всё   меняется.   На   Земле   начала происходить   химическая   эволюция,   в   результате   чего   2,2     млрд.   лет   назад произошла   кислородная   эволюция,   Земля   была   отравлена   кислородом.   В протерозойскую   эру   впервые   появились   многоклеточные.   Как   отмечает   авторы Я.Е.   Малаховская   и   А.Ю.   Иванцов,   вендский   период   –   это   самый   загадочный период   в   истории   развития   жизни   на   земле.   Около   600   млн.   лет   назад   Землю населяли мягкотелые существа – это и были те самые многоклеточные.  Древние   осадочные   пароды   сохранили   отпечатки   их   тел,   напоминающие концентрические диски, сегментированные ленты, листья папоротников, а так же встречаются многоклеточные, облик которых совершенно не привычен, например имеющие вид трёхлучевых свастик. Рисунок 3 – расположение материков Земли 600 млн.лет назад. Около 450 млн. лет назад начался эон фанерозой,  палеозойская эра.  В свою очередь   по   представленным   геохронологическим   шкалам   мы   можем   с уверенностью   сказать   что   кембрийский   период   –   это   первый   период,   который входит в состав палеозойской эры. Всего 6 периодов палеозойской эры.   540 млн. лет назад был кембрийский взрыв, благодаря которому появилось огромное разнообразие видов на земле. Такие как трилобиты, археоциаты, губки, водоросли, кишечнополостные, появляются предки рыб, аммонокариес,  и т.д. В   ордовикский   период   было   широкое   распространение   морских беспозвоночных. Силурийский   период   ознаменован   появлением   первых   наземных членистоногих,   стоит   заметить,   что   именно   членистоногие,   а   не   наши   предки, вышли из моря на сушу. Обилие водорослей. Появление псилофитов. В девонский период царствовали панцирные рыбы, например дункалеостус. Распространение   на   суще   наземных   растений.   Появление   предков   папоротника. Появление   аммонитов.   Появляются   грибы,   мхи   и   папоротники.   Флора   богатая псилофитами. Карбоновый   период   или   каменноугольный   период   –   это   самый   зелёный период в истории земли. Расцвет папоротников, гигантских амфибий, меганевр, лифтиаморфный   паук,   артроплевра.   Доминируют   земноводные,   моллюски, возникают   первые   пресмыкающиеся,   заметно   уменьшается   число   трилобитов. Обилие древовидных папоротников, исчезают псилофиты.   290   ­   248   млн.   лет   назад   был   пермский   период   –   это   период   пустынь. Представители, в основном зверообразные рептилии или терапсиды: гаргонопсид (предки диметродонов), дииктодоны, скутозавры (предки черепах) 250 млн. лет назад было самое крупное массовое вымирание в истории земли, вымерло 95 % всей   жизни   на   земле.   Вымирают   стегоцефалы   и   трилобиты,   и   зверообразные рептилии. После палеозойской эры вслед идёт мезозойская эра (эра динозавров). В неё входит три периода это: триасовый (248 – 195 млн. лет назад), юрский (195 – 145 млн.лет назад) и меловой (145­65 млн.лет назад).   Золотым периодом принято считать эру динозавров: стегозавры, диплодоки, брахиозавры, аллозавры, цератозавры, леоплеврадонт, орнитолестес и т.д. В юрский период   впервые   появилась   первая   птица   археоптерикс.   Появились   черепахи. Вымирают древние хрящевые рыбы. Господствуют голосеменные растения. Меловой   период   можно   назвать   периодом   адского   аквариума. Представители: мозазавры, тиранозавр Рекс, велоцираптор, трицератопс,  и т.д.  65   млн.   лет   вымерли   динозавры,   аммониты   и   т.д.   Появляются покрытосеменные растения, сокращаются папоротники  и голосеменные. И вот мы с вами находимся в кайнозойской эре, эре, в который мы живём. Кайнозойская эра как и палеозой и мезозой  входит в состав фанерозойского эона. Исходя   из   геохронологической   шкалы,   в   состав   кайнозойской   эры   входит   7 периодов: палеоцен, эоцен, олигоцен, миоцен, плиоцен,   плейстоцен, голоцен или (антропогенный или техногенный) период.   Кайнозойская   эра   дала   появление   человека,   эволюцию   млекопитающих, появление и вымерзание мамонтов, саблюзубых кошек и т.д. Интенсивное развитие коры головного мозга. Рассмотрим более подробно эту эру и её периоды: Эоценовый период начался 56 – 33 млн.лет назад. Продолжался 22 млн. лет. Этому   времени   характерно   развитие   тропической   растительности.   Произошли также трангрессии морей. Олигоценовый период начался 33 – 23 млн.лет назад, длился 11 млн.лет. В этом периоде наблюдается разнообразие млекопитающих и похолодание климата. Появляются   предки   лошадей.   Представители:   индрикотерий,   цинодикт, энтелодонт, гиенодон. Миоценовый период начался 23 – 5 млн. лет назад.  Распространение степей и постепенное исчезновение лесов в миоцене сильно повлияли на рост численности популяций   травоядных   млекопитающих.   Меньше   деревьев   —   меньше   энергии, которую они "отдают" животным. Представьте себе на минуту обычное дерево. Большую часть своей энергии оно расходует на создание для себя опоры. С этой целью   у   него   развивается   специальный   твердый   ствол   и   множество   ветвей.   В умеренном   климате   животные   за   год   могут   употребить   в   пищу   лишь   очень незначительную   часть   съедобного   вещества,   вырабатываемого   деревом.   На листопадных   деревьях   (которые   ежегодно   сбрасывают   листву)   листья   вообще растут всего шесть месяцев в году, а плоды и семена (за исключением орехов) появляются только на несколько недель. Значит, леса умеренного пояса могут за год прокормить лишь ограниченное число животных. В этот промежуток времени слоны уже стали куда больше похожи на современных. Мастодонт — его называют платибелодон   ("лопатобивне­вый")   —   прокладывал   себе   дорогу   сквозь   заросли подобно   тяжелому   бульдозеру.   Из   его   нижней   челюсти   торчали   широкие лопатообразные   клыки,   которыми   он   выкапывал   из   почвы   разные   растения. Дейнотерий   был   намного   крупнее   (около   4   м   в   плече).   Изогнутыми   клыками нижней   челюсти   он,   возможно,   поддевал   съедобные   коренья,   как   большими вилами. Плиоценовый   период   начался   5   –   2   млн.   лет   назад.   По   данным палеонтологической летописи, в мире когда – то насчитывалось несколько видов гиппопотамов.   В   современном   мире   встречаются   лишь   несколько   видов гиппопотамов, которые обитают в Африке.  Однако, в геологическом прошлом бегемоты были лесными жителями. Но во времена плиоцена леса все больше стали вытесняться степями, и предки нынешних бегемотов вынуждены были покидать лесную чащу. Они стали селиться в зарослях кустарника   вдоль   речных   берегов   и   кромок   озер.   Пс­ремена   местожительства приблизила   их   к   новым   обильным   источникам   пищи,   и   они   вскоре   принялись пастись   на   громадных   степных   просторах,   сохранившихся   в   Африке   до   наших дней. В дальнейшем бегемоты эволюционировали в крупных животных, ведущих земноводный и ночной образ жизни. Современный гиппопотам весь день проводит в воде либо иле, почти не показываясь  на поверхности, и кормится только по ночам.   Это   второе   по   величине   наземное   млекопитающее   после   слона.   Новые хищники. Плейстоценовый   период   2­0   то   есть   11,7   тыс.   лет   назад.   Представители мамонты,   сумрачные   львы,   яки,   бизоны,   гиены,   страусы,   дикие   лошади, неадерталец.   лейстоцен   обычно   называют   "ледниковой   эпохой".   В   течение ледниковых   периодов   огромные   массы   воды   превращались   в   ледники,   уровень океана понижался, в межледниковья ­ повышался. Эпоха плейстоцена подразделяется на следующие периоды:  ­ доледниковый ­ эоплейстоцен (2­0,6 млн), в конце его был первый ледниковый период ­ Гюнц;  ­ нижний плейстоцен (0,6­0,4 млн), во время которого было второе оледенение ­Миндель;  ­ средний плейстоцен (0,4­0,2 млн) с третьим оледенением ­ Рисе;  ­ верхний плейстоцен (0,2­0,01 млн) с последним оледенением ­ Вюрм. Два   последних   оледенения,   Рисе   и   Вюрм,   были   самыми   холодными   и обширными. Названия оледенений даны по месту нахождения конечных морен. Вюрмское оледенение включало три фазы передвижения ледников. В приледниковых зонах в зависимости от размеров и распространения ледников возникали тундровые зоны и холодные   степи.   Изменялась   флора   и   фауна.   Во   время   Вюрмского   ледника   в Европе исчезла в основном теплолюбивая флора и фауна, в умеренные широты проникли многие виды арктических животных. Голоценовый (антропогенный, техногенный) период – это период, в котором правит человек HOMO SAPIENS.  Жизнь на земле возникла много миллионов и миллиардов   лет назад, она существовала,   и   будет   существовать   с   нами   без   нас.   Времена   меняются,  и   мы меняемся вместе с ними. Если так случиться что человечество вымрет, то жизнь на Земле всё равно будет развиваться, с нами и без нас. Член­корресподент Российской академии наук Розанов  говорит о том, что если   мы   учёные   не   начнём   учить   людей   с   малого   возраста   всем   аспектам палеонтологической   науки   мы   не   сможем   сделать   культурного   и   бережливого отношения к биосфере. Потому что это не осознано что всё то, что нас окружает, было   создано   миллионы   и   миллиарды   лет   что   это   всё   нужно   беречь.     Ведь биосфера своеобразная вещь. Она в нас не заинтересована. Биосфера существовала без нас и будет существовать без нас. Палеонтология как таковой имеет важное значение   для   современного   общества   прагматическое,   научное,   и   чисто человеческий аспект.   Палеонтология   –   это   одна   из   самых   интересных   и   загадочных   наук, погрузившись   однажды   в   страницы   палеонтологической   летописи   Земли.   Ты начнёшь понимать, что многое в природе взаимосвязано.   И что палеонтология очень полезная для развития науки. И если бы не Палеонтология то многие науки о Земле не смогли бы доказать что эволюция не обратима. Что является важным элементом, для развития научных концепций палеонтологии.