Протерозойская эра, протерозой, эра протерозойская, периоды протерозойской эры, история земли. Протерозойская эра: как символ начала жизни Протерозой животный и растительный мир
Благодаря протерозойской эре мы живём в привычном для нас мире. Но первоначально планета Земля принимала совсем иной вид. В процессе развития появилось многообразие форм жизни.
- Периоды протерозоя
- Жизнь в протерозое
- Ароморфозы протерозойской эры
- Формирование континентов
1. Периоды протерозоя
Без сомнения, протерозойская эра была одним из важнейших формирования нашей планеты. Началась она примерно 2,5 млн лет назад и длилась приблизительно 2 млн лет. Многоклеточная жизнь в протерозойскую эру только начинала развиваться, поэтому флора и фауна существенно отличалась от сегодняшней. Греческое слово протерозой переводится как «первичная жизнь» и отображает суть процессов, происходящих на земле в этот интересный период. Также в это время сформировались первые континенты, на что ушло не меньше миллиарда лет. Существуют три периода, на которые делится протерозойская эра . Таблица покажет временные отрезки, соответствующие каждому из них:Таблица 1
2. Жизнь в протерозое
Протерозойская эра была и именно ей мы обязаны появлением . 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 которых 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, происходило в недрах океана, который на тот момент занимал большую часть .
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 .
3. Ароморфозы протерозойской эры
Изменения, которые 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.
4. 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.
Ход и направление процесса возникновения видов в соответствии с основными положениями теории эволюции Ч. Дарвина подкрепляются данными из различных разделов биологии, в том числе данных из области палеонтологии, которые служат вещественными доказательствами, так как основаны на изучении ископаемых остатков некогда живших организмов. В результате поступательного развития жизни на смену одним группам организмов приходили другие, в то время как третьи изменялись мало, а четвертые вымирали. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы. Так были созданы палеонтологические ряды лошади (В. О. Коралевский), слона, некоторых птиц, моллюсков и др.- от наиболее примитивных исходных форм до современных их представителей. Применение радиоизотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.
На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.
Таблица 1. Геохронологическая шкала
| Эры | их длительность, млн. лет | Животный и растительный мир |
| название и длительность, млн. лет | возраст, млн. лет |
|
| Кайнозойская (новой жизни) 60-70 | 60-70 | ген 1,5-2 Животный и растительный мир принял современный облик |
| Верхнетретичный (неоген) 25 Нижнетретичный (палеоген) 41 Господство млекопитающих, птиц. Появление лемуров и дол-гопятов - низкоорганизованных приматов, позднее - парапитеков, дриопитеков. Расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений. Сокращение флоры голосеменных растений |
||
| Мезозойская (средней жизни) 173 | 240±10 | Меловой 70 Юрский 58 Триасовый 45 Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя еще распространены зубастые птицы. Преобладают костистые рыбы. Резко сокращается численность папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Расцвет головоногих моллюсков. Господство голосеменных Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб. Исчезновение семенных папоротников |
| Палеозойская (древней жизни) 330 | 570 | Пермский 45 Каменноугольный (карбон) 55-75 Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение звероподобных пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение лесов каменноугольного периода. Появление и развитие голосеменных. Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление скорпионов, пауков, летающих форм насекомых. Сокращение численности трилобитов. Развитие высших споровых и семенных папоротников. Преобладание древних плаунов и хвощей. Развитие грибов |
| Девон ский 50-70 Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб и стегоцефалов. Возникновение грибов. Развитие, а затем вымирание псилофитов. Распространение на суше высших споровых |
||
| Силурий ский 30 Пышное развитие кораллов, три |
||
| Ордовик- ский 60 Расцвет морских беспозвоночных, трилобитов, моллюсков, археоциат. |
||
| Кемб- рийский 70 Широкое распространение водорослей |
||
| Протеро зойская (ран ней жизни) 2000 |
2600 + 100 |
Представлены все типы беспозвоночных. Появление первичных хордовых - подтипа бесчерепных |
| Архейская (самая древ няя) 900 |
3500 | Следы жизни незначительны. Обнаружены остатки бактерий и одноклеточных водорослей |
1. Архейская эра - древнейший этап в истории Земли, когда в водах первичных морей возникла жизнь, которая была представлена первоначально доклеточными ее формами и первыми клеточными организмами. Aнализ оса дочных пород этого возраста показывает, что в водной среде обитали бактерии и синезеленые.
2 . Протерозойская эра. На грани архейской и протерозойской эры произошло усложнение строения и функции организмов: возникли многоклеточность, половой процесс, который усилил генетическую неоднородность организмов и дал обширный материал для отбора, более разнообразными стали фотосинтезирующие растения. Многоклеточность организмов сопровождалась повышением специализации клеток, их объединением в ткани и функциональные системы.
Проследить в деталях эволюцию животных и растений в протерозойскую эру довольно трудно из-за перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В отложениях этой эры обнаружены лишь отпечатки бактерий, водорослей, низших типов беспозвоночных и низших хордовых. Крупным шагом в эволюции было появление организмов с двусторонней симметрией тела, дифференцированного на передний и задний отделы, левую и правую стороны, выделение спинной и брюшной поверхности. Спинная поверхность у животных служила защитой, а на брюшной располагались рот и органы захвата пищи.
3. Палеозойская эра. Животный и растительный мир достиг большого разнообразия, стала развиваться наземная жизнь.
В палеозое различают шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский. В кембрийском периоде жизнь была сосредоточена в воде (она покрывала значительную часть нашей планеты) и представлена более совершенными многоклеточными водорослями,
имевшими расчлененное слоевище, благодаря которому они активнее синтезировали органические вещества и явились исходной ветвью для наземных листостебельных растений. Широкое распространение в морях получили беспозвоночные, в том числе плеченогие моллюски,
а из членистоногих - трилобиты.
Самостоятельным типом двухслойных животных того периода были археоциаты, формировавшие рифы в древних морях. Они вымерли, не оставив потомков. На суше обитали лишь бактерии
и грибы.
В ордовикском периоде климат был теплым даже в Арктике. В пресных и солоноватых водах этого периода пышного развития достигли планктонные водоросли,
разнообразные кораллы
из типа кишечнополостных, существовали представители почти всех типов беспозвоночных
в том числе трилобиты, моллюски, иглокожие. Широко представлены были бактерии. Появляются первые представители бесчелюстных позвоночных - щитковые.
В конце силурийского периода в связи с горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть водорослей оказалась в новых условиях среды - в мелких водоемах и на суше. Многие из них погибли. Однако в результате разнонаправленной изменчивости и отбора отдельные представители приобрели признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Появились первые наземные споровые растения - псилофиты. Они имели цилиндрический стебель около 25 см высоты, вместо листьев - чешуйки. Важнейшие приспособления у них - возникновение покровной и механической тканей, корнеподобных выростов - ризоидов,
а также элементарной проводящей системы.
В девоне численность псилофитов резко сократилась, на смену им пришли их преобразованные потомки, высшие растения - плауновидные, моховидные и папоротниковидные, у которых развиваются настоящие вегетативные органы (корень, стебель, лист). Возникновение вегетативных органов повысило эффективность функции отдельных частей растений и их жизненность как гармонически целостной системы. Выход на сушу растений предшествовал выходу животных. На Земле растения накапливали биомассу, а в атмосфере - запас кислорода. Первыми обитателями суши из беспозвоночных были пауки, скорпионы, многоножки. В девонских морях было много рыб, среди них - челюстные панцирные, имевшие внутренний хрящевой скелет и внешний прочный панцирь, подвижные челюсти, парные плавники. Пресные водоемы населяли кистеперые рыбы, у которых было жаберное и примитивное легочное дыхание. С помощью мясистых плавников они перемещались по дну водоема, а при пересыхании переползали в другие водоемы. Группа кистеперых рыб явилась предками древних земноводных - стегоцефалов. Стегоцефалы обитали в болотистой местности, выходили на сушу, но размножались только в воде.
В каменноугольном периоде распространились гигантские папоротникообразные, которые в условиях теплого влажного климата расселились повсеместно. В этот период достигли расцвета древние земноводные.
В пермский период климат стал более сухим и холодным, что привело к вымиранию многих земноводных. К концу периода число видов земноводных стало резко сокращаться, и до наших дней сохранились лишь мелкие земноводные (тритоны, лягушки, жабы). На смену древовидным споровым папоротникообразным пришли семенные папоротники,
давшие начало голосеменным растениям.
Последние имели развитую стержневую корневую систему и семена, оплодотворение у них проходило в отсутствие воды. Вымерших земноводных сменила более прогрессивная группа животных, произошедшая от стегоцефалов,- пресмыкающиеся.
У них были сухая кожа, более плотные ячеистые легкие, внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, защитные яйцевые оболочки.
4. Мезозойская эра включает три периода: триасовый, юрский, меловой.
В триасе широко распространились голосеменные растения,
особенно хвойные, занявшие господствующее положение. Одновременно широко расселились пресмыкающиеся:
в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры в воздухе - летающие ящеры, разнообразно были пpeдставлены пресмыкающиеся и на земле. Гигантские пресмыкающиеся (бронтозавры, диплодоки и др.) вскоре вымерли. В самом начале триаса от пресмыкающихся отделилась группа мелких животных с более совершенным строением скелета и зубов. Эти животные npиобрели способность к живорождению, постоянную температуру тела, у них было четырехкамерное сердце и целый ряд других прогрессивных черт организации. Это были первые примитивные млекопитающие.
В отложениях юрского периода мезозоя o6наружены также останки первоптицы - археоптерикса.
Он сочетал в своем строении признаки птиц и пресмыкающихся.
В меловом периоде мезозоя от голосеменных отделилась ветвь растений, имевших орган семенного размножения - цветок. После оплодотворения завязи цветка превращается в плод, поэтому развивающиеся семена внутри плода защищены мякотью и оболочками от неблагоприятных условий среды. Многообразие цветков различных приспособлений для опыления и распространения плодов и семян позволило покрытосеменным (цветковым) растениям широко распространиться в природе и занять господствующее положение. Параллельно с ними развивалась группа членистоногих - насекомых которые, будучи опылителями цветковых растений в большой мере способствовали их прогрессивной эволюции. В этом же периоде появились настоящие птицы и плацентарные млекопитающие. Признаки высокой степени организации у них - постоянная температура тела| полное разделение артериального и венозного тока крови, повышенный обмен веществ, совершенная терморегуляция, а у млекопитающих, кроме того, живорождение, вскармливание детенышей молоком, развитие коры головного мозга - позволили этим группам также занять господствующее положение на Земле.
5. Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.
В палеогене, неогене и начале четвертичного периода цветковые растения благодаря приобретению многочисленных частных приспособлений заняли большую часть суши и представляли субтропическую и тропическую флору. В связи с похолоданием, вызванным наступлением ледника, субтропическая флора отступила к югу. В составе наземной растительности умеренных широт стали преобладать листопадные деревья,
приспособленные к сезонному ритму температур, а также кустарники и травянистые растения.
Расцвет травянистых приходится на четвертичный период. Большое распространение получили теплокровные животные:
птицы и млекопитающие. В ледниковое время обитали пещерные медведи, львы, мамонты, шерстистые носороги, которые после отступления ледников и потепления климата постепенно вымирали, а животный мир приобрел современный облик.
Главное событие этой эры - формирование человека. К концу неогена в лесах обитали небольшие хвостатые млекопитающие - лемуры и долгопяты. От них произошли древние формы обезьян - парапитеки, ведшие древесный образ жизни и питавшиеся растениями и насекомыми. Их далекие потомки - ныне живущие гиббоны, орангутанги и вымершие мелкие древесные обезьяны - дриопитеки. Дриопитеки дали начало трем линиям развития, которые привели к шимпанзе, горилле, а также вымершему австралопитеку. От австралопитеков в конце неогена произошел человек разумный.
Архейская эра.
Развитие жизни на Земле
Живые организмы появились на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Начиная с этого времени историю развития жизни делят на эры и периоды. За 3,5 млрд. лет на Земле образовалось около 2 млн. видов живых организмов, которые делят на три надцарства - архебактерии, эубактерии, эукариоты.
Архей - древнейшая жизнь. Продолжалась около 900 млн. лет, от 3500 до 2600 млн. лет. Остатков органической жизни немного. Горные породы архея содержат много графита, считается, что графит образовался из остатков живых организмов. Обнаружены строматолиты - конусообразные известковые образования биогенного происхождения. Живые организмы архея были представлены сначала анаэробными прокариотами, которые использовали в качестве источника энергии готовые органические соединения, синтезированные абиогенно.
Важным ароморфозом было появление хемоавтотрофных бактерий, окисляющих соединения железа и серы – железобактерии и серобактерии. Бактериальное происхождение имеют многие запасы серы, железа, меди, никеля, кобальта. Следующим ароморфозом, было появление процесса фотосинтеза, фотоавтотрофных бактерий . Фотосинтез сначала зеленых и пурпурных бактерий, а затем синезеленых - важнейшие ароморфозы архейской эры. Благодаря цианобактериям в атмосфере начинает появляться кислород.
Протерозой - эра первичной жизни. Продолжительность от 2600 млн. лет до 570 млн. лет, то есть около 2 млрд. лет. Поверхность планеты представляла собой голую пустыню, жизнь развивалась, в основном, в морях. Для этой самой продолжительной эры характерно образование крупнейших залежей железных руд, образованных за счет деятельности бактерий. В протерозойскую эру произошли основополагающие ароморфозы:
ü Важнейшим ароморфозом было появление дыхания – процесса, при котором разрушение органических молекул производится в 19 раз более эффективно, чем брожение. Около 2 млрд. лет назад содержание О 2 достигло точки Пастера – около 1% от его содержания в современной атмосфере. Такое количество было достаточным для устойчивого существования аэробных бактерий.
ü около 1500 млн. лет назад появляются первые эукариоты, господство прокариот сменяется расцветом эукариотических организмов;
ü появились многоклеточные организмы - созданы предпосылки для специализации клеток, увеличения размеров и усложнения организмов;
ü возникло половое размножение (комбинативная изменчивость), при котором слияние генетического материала разных особей поставляло материал для естественного отбора;
ü важнейшим ароморфозом стало образование двусторонней симметрии у активно передвигающихся организмов.
В эту эру образуются все отделы водорослей, слоевище у многих становится пластинчатым. Для животных того времени характерно отсутствие скелетных образований, конец протерозоя иногда называют "веком медуз". Появляются кольчатые черви, от них произошли моллюски и членистоногие. Количество кислорода в атмосфере достигло 5-6% от современного уровня.
Как уже упоминалось, в протерозое сформировались все ныне известные платформы и щиты. В середине протерозоя древние платформы были объединены в один суперконтинент Мегагею. В рифее все платформы южного полушария были объединены в один материк Гондвану, а платформы северного полушария (Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская) составляли материк Лавразию.
Платформенные области длительное время сохраняли большую тектоническую подвижность, и рельеф их оставался достаточно контрастным и динамичным. Довольно интенсивно происходили процессы размыва, переноса и аккумуляции осадков. На выровненных приподнятых участках под воздействием экзогенных процессов возникли довольно мощные коры выветривания что объясняется существованием высоких температур большого количества влаги и свободного кислорода в атмосфере. Благодаря деятельности водорослей в протерозое атмосфера и гидросфера обогатились свободным кислородом, возник озоновый экран, предохранявший Землю от жесткой радиации. Высокое содержание углекислоты в атмосфере повлияло на формирование парникового режима на земной поверхности. Климат, как и в настоящее время, был в основном обусловлен солнечной радиацией. Увеличение площади материков привело к разделению климата на морской и континентальный.
Наряду с показателями влажных и жарких условий в протерозойскую эру встречаются индикаторы аридного и даже холодного типов климата. Имеющиеся немногочисленные фактические данные позволяют считать, что эпохи господства аридного климата в определенные отрезки времени сменялись гумидными. Обращает на себя внимание присутствие среди толщ протерозоя типичных ледниковых образований - тиллитов. Они обладают всеми чертами современных морен и встречаются наряду с такими неоспоримыми показателями деятельности льда, как отполированные ложа, «курчавые скалы», «бараньи лбы», эрратические валуны, ледниковые штриховки и т. д.
Наиболее древние образования, напоминающие тиллиты встречаются среди архейских толщ в пределах Канадского щита и в юго-западной части Австралии. Однако достоверных следов возможного оледенения такого древнего возраста до сих пор к обнаружено.
Одно из первых оледенений в истории Земли произошло около 2,5 млрд. лет назад в протерозое. Следы этого оледенения найдены в Южной Африке. Они представлены сильно переработанными отложениями горных ледников. Один из крупнейших ледников располагался в Канаде.
Более молодые ледниковые отложения имеют возраст 700–800 млн. лет. В Экваториальной Африке в позднем рифее обнаружены два ледниковых горизонта. Оледенением, возраст которого оценивается в 740–780 млн. лет, была охвачена территория Анголы, Замбии, Намибии и ЮАР. Близкий возраст имеют ледниковые образования Австралии, распространенные от южных до северо-западных частей этого материка.
Тиллиты обнаружены и в Европе, но они моложе. Их возраст 550–670 млн. лет. Близкий возраст имеют тиллиты Западной Африки, Австралии, Южного и Центрального Китая. Это позволяет предполагать, что в конце рифея на Земле установились довольно холодные условия и обширные территории покрывались мощными ледниковыми толщами.
На основании встречающихся пачек осадочных пород, переслаивающихся с тиллитами, можно предполагать, что ледниковые эпохи неоднократно сменялись межледниковыми и, следовательно, в этом отношении между четвертичным, раннепротерозойским и тем более вендским оледенениями практически отсутствуют какие-либо различия. Следовательно, ледниковые горизонты протерозоя должны были образоваться в результате действия принципиально тех же геологических процессов, что и моренные и генетически связанные с ними отложения в период четвертичного оледенения.
Итак, в протерозое имели место оледенения, однако в течение большей части этого времени на Земле было довольно жарко. Доказательства жаркого аридного климата встречаются в рифее. Это красноцветные континентальные карбонатные песчаники с трещинами усыхания, дюнной косой слоистостью, ветровой рябью и следами ветровой эрозии на поверхностях напластований. Наряду с ними встречаются толщи, сформированные в обстановке обильного увлажнения, - разнообразные аллювиальные (пойменные, дельтовые) отложения с характерной косой слоистостью, каолинитовые глины, кварцевые пески и т. д.
Несмотря на климатическую дифференциацию, особенно в конце протерозоя, надо признать, что по сравнению с современной эпохой на Земле в те далекие времена климат был однообразнее. Это объясняется небольшой толщиной атмосферы, высоким содержанием в ней углекислого газа и значительной площадью океанов и морей. Парниковый режим определял существование высокой среднегодовой температуры. В позднем рифее среднегодовые температуры, судя по характеру карбонато-накопления (обилие рифогенных толщ), широкому развитию кор выветривания, своеобразных организмов, а также данным определения абсолютных значений температур методом изотопной и магнезиальной палеотермометрии, были довольно высокими. Исходя из соотношения тяжелого и легкого изотопов кислорода в кремнистых и карбонатных породах протерозоя, средняя температура земной поверхности составляла 50–60 °C а снизилась до 40 °C.
Все возрастающие процессы фотосинтеза привели к значительному обогащению атмосферы и гидросферы свободным кислородом. Это в свою очередь отразилось не только на развитии биологических процессов, но и на процессах выветривания и осадконакопления. Сокращается объем формирования железных руд, и места их образования постепенно смещаются в прибрежные и даже на континентальные участки. Появление атмосферного кислорода обусловило переход этих соединений в окисные формы и резко ограничило миграционные способности железа и марганца. Постепенно сократились площади доломитообразования, и в конце протерозоя они сместились в области с сильно засушливым климатом.
В растительном царстве рифея господствовали водоросли (главным образом синезеленые). Животное царство было гораздо менее обильным, но характеризовалось довольно значительным разнообразием в систематическом отношении.
Наиболее многочисленной группой организмов в течение всего протерозоя были бактерии, принимавшие активное участие в процессах разложения, окисления и даже аккумуляции разнообразных веществ. Активное участие бактерий в породообразовании способствовало широкому распространению различных железистых пород, в том числе и осадочных железных руд, графитовых сланцев, высокоуглеродистых и высокоглиноземистых горных пород. Вероятно, не последняя роль в процессах выветривания горных пород принадлежала микроорганизмам.
В течение протерозойской эры развивались основные группы водорослей - от примитивных синезеленых до более высокоорганизованных. Они играли ведущую роль в постепенном удалении из атмосферы углекислого газа и увеличении свободного кислорода. Велика их породообразующая роль, особенно в рифее, когда широким распространением пользовались разнообразные водорослевые известняки и доломиты. Из рифейских отложений известны многочисленные строматолиты, онколиты и катаграфии - известковые и доломитовые стяжения, возникшие в результате жизнедеятельности водорослей.
Строматолиты - это различной величины слоистые стяжения в виде наростов, имеющие караваеобразную и столбообразную формы. Онколиты - это концентрические желваковые образования, а катаграфии - стяжения неправильной формы без слоистости в виде комков. Концентрическое строение строматолитов и онколитов вызвано, вероятно, сезонным развитием водород, подобно кольцам нарастания у современных деревьев умеренного пояса. Известь откладывалась вокруг нитей и клеток колоний.
До недавнего времени о жизни в докембрии могли судить только по остаткам разнообразных водорослей, грибов, бактерий.
Возникшие в последние годы биохимические и палеонтологические направления позволили обнаружить многочисленные остатки организмов в докембрийских породах. В наиболее молодых комплексах рифейских образований были обнаружены остатки древнейших многоклеточных животных. Уникальность этой фауны состоит в том, что она, обладая значительным разнообразием, была представлена организмами, у которых полностью отсутствовали минеральные скелетные образования.
В настоящее время бесскелетная фауна позднего докембрия обнаружена в районе Эдиакара в Южной Австралии (поэтому вся древнейшая фауна часто называется эдиакарской), в Великобритании, на юго-западе Африки и Ньюфаундленде, в СССР - в Подольском Приднестровье и Карелии.
Эдиакарская фауна состояла в основном из кишечнополостных - медузоподобных, червей, членистоногих и организмов систематическое положение которых пока не ясно. Она сыграла большую роль в развитии органического мира, являясь предшественником скелетной фауны, хотя прямого и непосредственного продолжения в палеозойскую эру все же не имела. Как считают многие исследователи, эдиакарская фауна скорее всего была побочной ветвью эволюции организмов.
Советский палеонтолог М. А. Федонкин на берегу Белого моря обнаружил огромное количество вендской бесскелетной фауны. Эти организмы представлены свободноплавающими бентосными (донными) формами размерами от нескольких миллиметров до 30 см.
Одной из особенностей вендской фауны является наличие среди многоклеточных форм ископаемых остатков, напоминающих личинок современных беспозвоночных. В толще вендских пород были найдены остатки, очень похожие на личинки трилобитов и иглокожих, но все они имели размеры крупнее, чем те, которые обнаружены в более молодых осадках.
Органический мир протерозоя в основном развивался в морской среде. Отсутствие у организмов позднего протерозоя твердого скелета, возможно, было вызвано высоким содержанием углекислоты в атмосфере и гидросфере. Это приводило к резкому увеличению растворимости извести и затрудняло ее извлечение из воды.
Ландшафты протерозоя, особенно в рифейское время, по сравнению с архейскими более дифференцированы. Хотя насыщенность ландшафтов организмами возросла, мощность биосферы оставалась небольшой, и она не имела повсеместного распространения. Суша в биологическом отношении представляла собой пустыню.
Таким образом, палеогеографические условия протерозоя даже для конечных этапов рифея и венда вырисовываются в довольно общих чертах. К концу протерозоя содержание кислорода в атмосфере увеличилось и составило 1–2 %, образовался озоновый экран, который существенно уменьшил жесткую ультрафиолетовую радиацию, резко повысилась соленость океанических вод и возникла климатическая зональность.
Протерозойская эра - эра ранней жизни. Начало 2600 ± 100 млн. назад, продолжительность 2000 млн. лет. Протерозойcкий эон подразделяется на три геологических эры (эратемы):
Палеопротерозой
- Мезопротерозой
- Неопротерозой
Протерозойская эра - вторая эра от начала геологической истории Земли, огромный
по продолжительности, самый длинный этап ранней жизни.
На грани архейской и протерозойской эры в результате горообразований происходили
перераспределения суши и моря. Поверхность планеты представляла собой голую
пустыню: климат холодный, частые оледенения, особенно обширны в середине
протерозоя. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере достигло 1%.
Активное образование осадочных пород.
Протерозой - огромный по продолжительности этап истории Земли. В течении этой эры бактерии и водоросли достигли исключительного расцвета. Интенсивный процесс образования осадочный пород шел с участием этих организмов. К протерозою относится образование крупнейших залежей железных руд органического происхождения (осадочное железо- продукт жизнедеятельности железобактерий).
Господство прокариот сине-зеленых в протерозое сменяется расцветом эукариот- зеленых водорослей. Наряду с плавающими в танце воды растениями появляются нитчатые формы, прикрепленные ко дну. Около 1350 млн. лет назад отмечены представители низких грибов. Первые многоклеточные животные возникли 900-1000 млн. лет назад. Древние многоклеточные растения и животные жили в придонных слоях океана. Жизнь в придонном слое потребовала расчисления тела на части, одни из которых служили для прикрепления к субстрату, другие для питания. У одних форм это достигалось за счет развития гигантской многоядерной клетки. Однако более перспективным оказалось приобретение многоклеточности и образования органов. Большинство животных позднего протерозоя были представлены многоклеточными формами. Конец протерозоя можно назвать "веком медуз". Возникают кольчатые черви от которых произошли моллюски и членистоногие.
С протерозойскими отложениями связано множество полезных ископаемых: железные руды, мрамор, графит, никелевая руда, пьезокварц, каолин, золото, слюда, тальк, молибден, медь, висмут, вольфрам, кобальт, радиоактивные минералы, драгоценные камни. На юге территории Украины в то время было мелкое море, окруженное со всех сторон горными хребтами. Горы выветривались, а продукты выветривания откладывались на дне моря. В конце протерозоя благодаря горообразовательным процессам на месте моря возникли горы, а осадочные отложения метаморфизировались. Так образовалось месторождение железных руд Криворожского бассейна. Продолжительность протерозойской эры – 2 млрд. лет.
Протерозойская эра славится дебютантами подводного мира, ими были жгутиковые,
на то время они находились на общей черте между живностью и растительностью.
После определенного распада образовавшиеся частицы пошли по своему пути: одни
стали водорослями, другие грибами, а остальные перешли под знамена фауны. Теория
эволюции коснулась и одноклеточных организмов, которые со временем взяли на себя
много функций, таким образом они стали многоклеточными. Теперь каждая группа
клеток живого существа стала отвечать за свой участок работы - одни за добывание
пищи, другие - за передвижение животного, третьи - за его размножение. Чтобы
выжить и дать потомство, организмы пошли по пути все большего усложнения.
Вслед за грибами и растениями появляются микроскопические радиолярии, различные
многоклеточные существа - губки, археоциаты, брахиоподы, брюхоногие моллюски.
Это уже достаточно сложно устроенные организмы, ведущие прикрепленный образ
жизни. Вершиной эволюционного развития в протерозойской эре становятся крупные
хищные членистоногие -ракоскорпионы.
Аномалокарис. Фото: UNE Photos
В те времена большую территорию Земли охватывало море, а потому вся флора и фауна непосредственно зависела от воды. На суше обитали лишь бактерии, поскольку только они удачно пережили процесс акклиматизации, ведь условия в протерозойскую эру значительно изменились. Но ученые даже предположить не могут, как эти организмы внешне выглядели, здесь можно только догадываться. Конечно же, и бактерии, и микроскопические грибы, и водоросли, и жгутиковые продолжали существовать и развиваться, но вместе с ними жизнь на Голубой планете начали осваивать первые представители фауны. В протерозойскую эру животные преимущественно были многоклеточными, в частности это касалось многоклеточных представителей фауны.
Особенно примечательным в процессе эволюции этого периода является то, что организмы начали сотрудничать друг с другом, чтобы выжить в сложных условиях. Вместо того чтобы существовать совершенно обособленно, они стали жить вместе, причём одни клетки «специализировались» на одной функции, а другие - на другой.
Так происходило развитие первых животных, Это были губки, которые впервые
появились около 1,8 млрд лет назад. Губки в некотором смысле больше походят на
колонии клеток, а не на полноценных многоклеточных животных, поскольку, хотя их
клетки и специализируются на различных задачах, они могут изменять свои функции
и перемещаться внутри губок.
На протяжении протерозоя клетки взаимодействовали всё активнее и становились всё
более сложными. Примерно 1,6 млрд лет назад они научились самовоспроизводиться в
процессе полового размножения - мейоза, то есть с участием отцовских и
материнских клеток, а не только простым способом деления.
Каждый раз при размножении клеток в процессе мейоза их ДНК (генетический код каждого организма) менялись местами или смешивались, и такой взрыв многообразия стал очередным стимулом для дальнейшего развития жизни. Но после начала мейоза прошло ещё немногим более миллиарда лет. пока не появились, наконец, первые настоящие многоклеточные животные, походившие на современных гидр. Произошло это около 600 млн лет назад. Примерно к этому же времени относится и первое разделение животных, растений и грибов. Вскоре к гидрам добавились медузы и плоские черви, а береговые линии морей стали покрываться зелёными и коричневыми очагами из первых многоклеточных растений, похожих на водоросли.
Около 1,1 млрд лет назад все континенты столкнулись, образовав суперконтинент, которому современные ученые дали имя Родиния, а затем вновь разошлись. За это время случилось несколько ледниковых периодов, когда замёрзла даже большая часть поверхности океана. Самым холодным был ледниковый период, начавшийся около 700 млн лет назад. Во время него, согласно теории «Земля-снежок», замёрзла большая часть планеты.
Учёные, изучающие протерозой, нашли в отложениях этой эпохи большое количество окаменелостей, которые они называют акритархами. Слово «акритарх» происходит от греческих слов akritos - «сомнительный, неясный» и arche - «происхождение». Никто и в самом деле точно не знает, что это такое. Это микроскопические структуры, которые явно представляют собой останки живых организмов, вроде современного планктона, но их трудно точно идентифицировать, поскольку в то время как некоторые из них - эукариоты, другие - археи и бактерии.
Некоторые окаменелости включают спиральные или червеобразные формы, например
грипанию, которую большинство учёных считает водорослью. Другие немного походят
на червей, но они примерно на миллиард лет старше червей настоящих. Так что
учёным всё ещё предстоит определить, кто же они такие.
Ископаемые сине-зеленые водоросли Collenia весьма широко распространены на всех
материках в неметаморфизованных известняках протерозойского возраста, где также
обнаружены немногочисленные обломки раковин примитивных моллюсков. Однако
остатки животных очень редки, и это свидетельствует о том, что большинство
организмов отличалось примитивным строением и еще не имело твердых оболочек,
которые сохраняются в ископаемом состоянии. Хотя следы ледниковых периодов
фиксируются для ранних этапов истории Земли, обширное оледенение, имевшее почти
глобальное распространение, отмечается только в самом конце протерозоя.
