Етапи еволюції біосфери

Геохронологічна шкала. Більшість авторів гіпотез про похо­дження життя на Землі припускали, що протягом величезного проміжку часу наша планета була інертною і на її поверхні, в атмосфері і океані відбувався повільний абіогенний синтез орга­нічних сполук, який привів до утворення перших примітивних організмів. Встановилося майже традиційне уявлення про те, що на Землі відбувалася тривала хімічна еволюція, яка передувала біологічній і охоплювала інтервал часу не менше 1 млрд років.

Фосилізовані (такі, що скам'яніли) залишки організмів зустрі­чаються у відкладеннях останніх етапів геологічної історії, що охоплюють 570 млн років. За ініціативою американського геоло­га Ч. Шухерта цей період названий фанерозойським еоном, або фанерозоєм (від грец. рНапегоз — очевидний, чіткий і гое — жит­тя). До фанерозою належать три останні ери в історії земної кори: палеозойська, мезозойська і кайнозойська.

Стародавня і найтриваліша частина геологічної історії названа криптозоєм (від грец. криптоз — прихований), що охоплює вели­чезний проміжок часу — 570—4500 млн років тому. Вона позна­чається як докембрій. Цей первинний етап геологічної історії біо­сфери прийнято поділяти на два послідовні періоди:

а) архейська ера тривалістю близько 1900 млн років,

б) протерозойська ера тривалістю близько 2000 млн років.

Геохронологічна шкала становить інтерес в аспекті розгляду послідовності етапів розвитку біосфери, оскільки дає змогу дату­вати історію виникнення видів організмів. Так, архей — це час примітивних одноклітинних бактерій, протерозой — час різно­манітних бактерій і водоростей. З початком палеозою пов'язують першу появу численних безхребетних, що мають мушлю, окам'я­нілі останки яких знаходять у гірських породах повсюди. У па­леозої з'явилися перші хребетні близько 450 млн років тому (ор довицький період), перші комахи — 350 млн років тому (девон), перші рептилії — 300 млн років тому (кам'яновугільний період), перші хвойні — 220 млн років тому (пермський період). З мезозоєм пов'язана поява перших динозаврів і перших ссавців (200 млн ро­ків тому в тріасі) і перших птахів і соснових дерев (160 млн років тому в юрському періоді).

Кисень в атмосфері. У розвитку біосфери найважливішу роль відіграло поступове зростання концентрації кисню в атмосфері, яке створило умови для формування озонового шару в атмосфері, переходу на сушу життя, що зародилося в океані, і появи надалі вищих тварин. Первинна атмосфера була майже без кисню (0,1 % від сучасного рівня). Зміна складу атмосфери почалася приблиз­но 2 млрд років тому, коли з'явилися перші фотосинтезуючі орга­нізми. Цей процес розвивався до появи 1,5 млрд років тому сучас­них хлорофілових кліток, які стали виділяти велику кількість кисню і поглинати вуглекислий газ. їх попередники — прокаріо­ти (клітина без ядра) були першими фотосинтезуючими організ­мами (ймовірно, це були синьо-зелені водорості, виявлені в докем­брійських відкладеннях в Онтаріо).

Приблизно 1 млрд років тому кількість кисню становила 1 % від сучасного рівня. У цю епоху важливою була роль фотосинтезуючої активності фітопланктону, з'явився озоновий шар, який затримує згубні для організмів ультрафіолетові промені, що сприяло подаль­шому розвитку органічного життя в поверхневому шарі води.

Близько 600 млн років тому почався важливий біосферний процес: заселення материків живими істотами — з'явилися нижчі автотрофні рослини, потім складніші види рослин, що супрово­джувалося різким збільшенням вмісту кисню в атмосфері (від 3 % від сучасного рівня 700 млн років тому до 50 % до початку крей­дяного періоду 140 млн років тому).

Основні етапи розвитку біосфери. Можна умовно виокремити такі послідовні етапи еволюції біосфери: синтез простих органіч­них сполук, біогенез, антропогенез, техногенез і ноогенез.

1. Синтез простих органічних сполук (хімічна еволюція) в геосфе­рах Землі здійснювався під дією ультрафіолетової радіації: мета­ну, аміаку, водню, пари води. Початок етапу — 3,5—4,5 млрд ро­ків тому.

2. Біогенез — перетворення відсталої речовини геосфери Землі в живу речовину біосфери (утворення високомолекулярних орга­нічних сполук з простих сполук під дією геофізичних чинників). Початок етапу — 2,5—3,5 млрд років тому (поява живої речови­ни біосфери).

3. Антропогенез — поява людини і перетворення її на соціаль­ну істоту, формування суспільної організації людських співтова­риств у процесі виробничої трудової діяльності. Початок етапу — 1,5—3 млн років тому (поява людини).

4. Техногенез — перетворення природних комплексів біосфе­ри в процесі виробничої діяльності людини і формування техно­генних і природно-технічних комплексів, тобто техносфери, як складової біосфери. Початок етапу — 10—15 тис. років тому (по­ява міських поселень).

5. Ноогенез — процес перетворення біосфери в стан розумово керованої соціально-природної системи (ноосфери). її можна сха­рактеризувати як стан біосфери, за якого здійснюються: а) раціо­нальне використання природи, тобто раціональне природокори­стування; б) стійкий розвиток світової людської спільноти.

Слід зазначити, що важливий вплив на еволюцію біосфери спра­вив дрейф континентів, у результаті якого еволюція різних груп організмів пішла різними шляхами. Згідно з теорією дрейфу кон­тинентів, висунутою Альфредом Вегенером у 20-х роках XX ст., сучасні континенти виникли з єдиного масиву суші, що одержав назву Пангея, який існував на нашій планеті ще в палеозої як острів у Світовому океані. Приблизно 200—250 млн років тому наприкінці палеозою — на початку мезозою Пангея "розкололася" на два ве­ликі масиви суші, які стали "розходитися", що зумовило форму­вання нових океанів. Індія і континенти, що знаходяться зараз у Південній півкулі (Південна Америка, Африка, Антарктида, Ав­стралія), утворювали разом єдиний материк Гондвана. Нинішня Північна Америка, Європа і Азія утворили материк Лавразія.

В юрський період Гондвана і Лавразія відокремилися одна від одної. На той час еволюція динозаврів досягла досить високого ступеня, хвойні ліси існували вже впродовж мільйонів років, з'яви­лися перші птахи і ссавці. Ще до того як почався поділ Гондвани на південні континенти й Індію, що існують нині, динозаври і хвойні ліси зайняли панівне становище серед живих організмів. Після поділу Гондвани еволюція видів на різних континентах пішла різними шляхами. Так, сумчасті ссавці досягли великої різноманіт­ності в Австралії і Південній Америці, тоді як плацентарні ссавці зайняли домінуюче становище на інших континентах.

Приблизно в цей же час відбувся поділ Лавразії, де вже існува­ли хижі, копитні гризуни, примати і багато інших ссавців. Тому не дивно, що північноамериканські, азіатські і європейські види ссавців пов'язані між собою ближчою спорідненістю, ніж із ссав­цями Австралії і Південної Америки. Нинішні континенти сфор­мувалися в основному наприкінці мезозою, близько 110 млн років тому, хоч Індія, переміщаючись на північ, з'єдналася з Азією тільки 20—ЗО млн років тому.

Поиск по сайту: