Развитие жизни на Земле

Велико разнообразие органического мира в настоящем, но оно покажется буквально безграничным, если представить как происходило развитие жизни на Земле на протяжении сотен миллионов лет.

Родословное дерево

Любая былинка, мимо которой мы равнодушно проходим, имела очень длинный ряд поколений своих предков, и чем дальше вглубь веков, тем менее похожи были эти предки на современные формы.

Каждый организм слагается не только под влиянием настоящего, но и всего прошлого, вплоть до скрывающегося во мраке времен начала жизни.

К. А. Тимирязев Картину развития органического мира, нередко наглядно изображают в виде ветвистого дерева. Ствол дерева - это первичные зеленые организмы, крупные сучья - возникшие от них группы еще несложных растений, более мелкие ветви - изменившиеся потомки этих групп, концы веток - современные формы. Родословное дерево

Некоторые ветви этого дерева засохли - это вымершие группы, исчезнувшие вследствие каких-то условий, оказавшихся для них неблагоприятными; иные ветви, наоборот, пышно разрослись, образовав множество ответвлений, - это группы растений, развившихся в благоприятных для их жизни условиях и давших много новых форм.

Такое наглядное изображение истории развития организмов, показывающее не только происхождение той или иной группы организмов, но и родство разных групп, носит название родословного дерева. Еще наглядней можно представить эту эволюцию в виде движения реки, разделившейся на многочисленные протоки, то быстрые и стремительные, то медленные, суживающиеся и исчезающие.

Подобно тому, как в протоках и разветвлениях настоящей реки постоянно изменяются и количество уносимой воды и быстрота ее движения, так изменялись и формы растений великой реки жизни: одни быстро, другие подолгу оставаясь почти без изменений. Желая подчеркнуть это беспрерывное движение жизни как основное ее свойство, К.А. Тимирязев назвал биологию наукой о динамике органического мира.

Перемены на земле

Много перемен произошло на Земле за ее многовековую историю:

• Изменялись очертания и рельеф суши, площадь и глубина мирового океана.
• Возникали новые горные хребты, разрушались старые горы, горные местности превращались в равнины.
• Менялись направление и характер ветров и морских течений.
• Состав атмосферы и воды океанов и морей со временем также изменялся.
• Количество света и тепла, поступающее на землю от солнца, в разные времена было различным.
• Ученые считают, что даже положение земной оси по отношению к плоскости движения Земли вокруг Солнца не оставалось неизменным.

Все это вызывало существенные изменения как в физических и химических условиях жизни, так и в мире растений. Геологи, изучающие жизнь земной коры по характеру и составу отложений горных пород, по их форме и расположению, а также по другим данным, восстановили картину геологических изменений, происходивших на Земле.

Следы прошлой жизни

Самые ценные данные об этих изменениях получены на основе остатков жизни, сохранившихся в земных недрах. Эти следы прошлой жизни изучает наука палеонтология. Она в значительной степени помогает геологии выяснить, какие изменения происходили в земной коре.

Остатки животных и растений называют палеонтологическими документами, то-есть очень достоверными материалами, по которым уверенно можно судить о том, какие события происходили на Земле в прошлом. Обнаруживаемые в недрах земли палеонтологические документы издавна привлекали внимание ученых. Об этом писал, например, М. В. Ломоносов в своей работе «О слоях земных»:

Земная поверхность ныне совсем другой имеет вид, нежели каков был издревле. В холодных климатах показываются в каменных горах следы трав индийских с явственными начертаниями, уверяющими об их природе.

Таким образом, основываясь на том, что в холодных странах обнаруживаются следы южных растений, Ломоносов сделал совершенно правильное предположение: очевидно, в далеком прошлом условия жизни на севере были совершенно иные, чем теперь.

Ценные раскопки

К сожалению, подробные ценные раскопки находят сравнительно редко. Ведь нечасто бывали на Земле такие особо благоприятные условия, при которых нежные части растения могли бы оставить какой-то долговечный след. Случалось иногда, что листок, упав на мягкий ил, покрывался им.

Впоследствии ил уплотнялся, превращался в твердую породу, и исследователь, раскалывая такую слоистую породу на пластинки, обнаруживал вдруг отчетливый след листка или другой части древнего растения.

Янтарь

На южном и юго-восточном побережьях Балтийского моря находят куски янтаря, а в них очень хорошо сохранившиеся отпечатки мелких членистоногих животных (насекомые, паучки) и части растений (почки, листья, цветки, семена и проч). Янтарь - это затвердевшая смола некоторых древних хвойных деревьев. Когда она вытекала из их поврежденных стволов и ветвей, в нее попадали мелкие животные и части растений. Янтарь - это затвердевшая смола некоторых древних хвойных деревьев

Прошло много времени, смола превратилась в янтарь, и теперь мы иногда обнаруживаем в ней изумительно четкие и точные следы древней жизни.

Куски окаменелого дерева

Находят в земле и куски окаменелого дерева, целиком состоящие из минерального вещества. Они настолько точно сохранили строение древесины, что исследователю, рассматривающему тонкие пластинки окаменелости под микроскопом, кажется, что он видит древесину живого дерева.

Такая окаменелость образуется при особых условиях, когда происходит очень медленное замещение органического вещества дерева минеральными веществами, растворенными в воде. В результате этого дерево, сохраняя форму и строение, оказывается полностью минерализированным. Минерализованное дерево

В большинстве случаев требуется очень большая и кропотливая работа, чтобы по сохранившимся полустертым следам восстановить прошлое растений. Тем не менее упорная исследовательская мысль проникла в глубины прошлого и по этим следам достаточно полно восстановила как менялся мир растений за миллионы столетий.

По этим данным, развитие жизни, как и развитие всего существующего, не было плавным - происходило чередование периодов длительных, относительно спокойных и более коротких, но бурных. Длительность бурных геологических революций определяется нередко миллионами лет. Все же такие революционные периоды в развитии жизни проходили много быстрее, чем периоды спокойные, эволюционные.

Ученые, изучавшие развитие жизни на Земле, давно отметили эту неравномерность развития по качественно различным отложениям слоев и остаткам жизни, находимым в земле. Отсюда возникло деление истории жизни на отдельные этапы. Самые большие отрезки времени получили название эр. Продолжительность их обычно исчисляется сотнями миллионов лет.

Этапы в истории Земли

Этап истории Земли, когда возникла первичная жизнь, получил название протерозойской эры - ранней жизни. Она продолжалась около 600 миллионов лет. Ее сменила эра палеозойская - древней жизни, длительность которой определяют в 325 миллионов лет.

За ней следовала мезозойская эра - средней жизни, продолжавшаяся 115 миллионов лет, перешедшая затем в кайнозойскую эру - новой жизни, или современная эра, начало которой отстоит от нашего времени примерно на 70 миллионов лет.

Таким образом, жизнь существует на Земле не менее миллиарда лет. Протерозойской эре предшествовал очень длительный отрезок времени, который называют азойской, то-есть безжизненной эрой.

Каждая эра делится на более короткие, исчисляемые обычно десятками миллионов лет, отрезки времени - геологические периоды, (подробнее: Как зарождалась жизнь в древние эры Земли).

Эры и периоды характеризуются какими-либо особенностями в природе - усиленным горообразованием, (подробнее: Тибетское нагорье), бурными проявлениями вулканической деятельности, изменением размеров поверхности морей и суши вследствие повышения или понижения уровня мирового океана, изменением количества теплоты, поступающей от Солнца на Землю, и другими физико-географическими особенностями.

С этими изменениями тесно связано и развитие жизни на Земле.