§ 14. Основные этапы развития жизни

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — последовательность крупных промежутков истории Земли, выделенных по изменениям земной коры и жизни. Она помогает расположить события прошлого в правильном порядке и сопоставить их с переменами среды. Крупные отрезки шкалы делят на более мелкие, чтобы точнее описать длительную историю планеты.

Эра — крупный отрезок геологического времени, внутри которого выделяют периоды и характеризуют важнейшие изменения живого мира. Это понятие нужно, чтобы объединять события в большие этапы и сравнивать их между собой. Период является подразделением эры, а не её синонимом.

Архей — древнейший этап истории жизни, когда появились первые организмы и жизнь была представлена простейшими формами. Его выделение позволяет обозначить начало известной нам биологической истории Земли. Представления о ранних организмах помогают понять, что жизнь начиналась не с разнообразных растений и животных, а с очень простых форм.

Кайнозой — современная эра, в течение которой широко распространились млекопитающие и птицы, а возникновение человека стало важным событием. Это понятие обозначает нынешний крупный этап геологической истории. С его помощью можно связать изменения живого мира с тем, какие группы стали особенно многочисленными и разнообразными.

Как это устроено

Геохронологическая шкала превращает огромную историю Земли в упорядоченную последовательность этапов. Сначала выделяют крупные промежутки, затем каждый из них делят на более мелкие, например на периоды. Границы проводят не произвольно: они связаны с заметными изменениями земной коры или живого мира. Поэтому шкала помогает не только запоминать порядок событий, но и видеть, какие перемены происходили рядом во времени.

Ранние этапы развития жизни связаны прежде всего с водой, потому что первые организмы возникли и существовали в водной среде. Простые формы могли жить без сложных органов, необходимых для передвижения и питания на суше. Позднее разнообразие организмов увеличивалось, появлялись новые способы взаимодействия со средой и более сложное строение. Это изменение происходило постепенно: новые формы возникали на фоне уже существующих, а не заменяли их все сразу.

Переход к многоклеточности сделал возможным разделение функций между клетками и усложнение строения организмов. Затем растения и животные постепенно осваивали сушу, где условия отличались от водных: организмам требовались способы получать воду, удерживать её и размножаться вне водоёма. Эти изменения относятся к разным этапам геологической истории, а особенно активное освоение суши происходило в палеозое. Следовательно, выход на сушу был не единичным событием, а последовательностью приспособлений.

Массовые вымирания приводили к резкому сокращению многих групп организмов. Когда прежние обитатели исчезали, освобождались экологические ниши — места и способы существования в природе, которые могли занять другие группы. У выживших организмов появлялись возможности распространяться и разнообразиться в изменившихся условиях. Поэтому вымирание одних групп влияло на дальнейшее развитие жизни, но не означало, что эволюционный процесс прекращался.

В палеозое живые организмы активно осваивали сушу, а в мезозое широко распространились пресмыкающиеся. В кайнозое получили широкое распространение млекопитающие и птицы, а возникновение человека стало важным событием. Такое сопоставление показывает смену групп, особенно характерных для разных этапов, но не означает полного исчезновения всех прежних организмов. История жизни складывалась из появления, распространения и вымирания множества групп.

Основные этапы развития жизни на Земле

Сначала прочитайте этапы сверху вниз: так видно, в каком порядке развивалась жизнь, от древнейшего периода к современному. Затем сопоставьте события и характерные группы, чтобы отличать эры по их особенностям. Последний столбец помогает связать изменения организмов с освоением новых условий и значением каждого этапа.

Разбор задач

Задача 1

Условие: расположите архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой в порядке от древнейшего этапа к современному. Для решения нужно определить не длительность каждого этапа, а их место в геохронологической последовательности. Достаточно восстановить порядок крупных подразделений шкалы. Проверить себя можно по тому, что кайнозой является современной эрой.

1. Выпишите все названия и определите, что требуется получить именно последовательность, а не описание организмов.
2. Вспомните переход от самых древних этапов к более поздним: архей сменяется протерозоем, затем следуют палеозой и мезозой.
3. Поставьте кайнозой последним, поскольку это современная эра и наиболее поздний из перечисленных этапов.

Ответ: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Такая запись идёт от древнейшего этапа к современному. Если последовательность требуется прочитать в обратную сторону, её нужно перевернуть, не меняя положения промежуточных этапов.

Задача 2

Условие: определите, к какой эре относятся выход позвоночных животных на сушу и распространение крупных пресмыкающихся. Здесь даны два события, поэтому не следует подбирать одну эру наугад для обоих. Сначала нужно связать каждое событие с характерными особенностями этапов. Затем можно отдельно сформулировать ответ по двум частям условия.

1. Выход позвоночных на сушу сопоставьте с активным освоением суши организмами.
2. Активное освоение суши и выход позвоночных на неё относят к палеозою.
3. Распространение древних пресмыкающихся свяжите с мезозоем, который характеризуется широким распространением этой группы.

Ответ: выход позвоночных животных на сушу относится к палеозою, а распространение крупных пресмыкающихся — к мезозою. Разделение ответа на две части помогает не смешать важные события соседних этапов. Для проверки достаточно вспомнить краткие характеристики: палеозой — освоение суши, мезозой — широкое распространение пресмыкающихся.

Задача 3

Условие: по описаниям «широкое распространение древних пресмыкающихся» и «расцвет млекопитающих» установите эры, сравните их и объясните, почему смена господствующих групп не означает прекращения эволюции. Сначала нужно распознать характерные группы, затем сопоставить соответствующие этапы. После этого важно объяснить не только смену, но и то, что происходило с остальными организмами. Слова «расцвет» и «господство» обозначают широкое распространение группы, а не присутствие только одной группы.

1. Широкое распространение древних пресмыкающихся указывает на мезозой.
2. Расцвет млекопитающих относится к кайнозою; в эту же эру широко распространились птицы.
3. Сравните этапы: для мезозоя характерны пресмыкающиеся, для кайнозоя — млекопитающие и птицы.
4. Объясните смену: массовые вымирания и изменения условий могли освобождать ниши, которые занимали другие организмы, но разные группы развивались и до, и после таких перемен.

Ответ: первое описание относится к мезозою, второе — к кайнозою. Смена наиболее распространённых групп отражает перемены в условиях и составе живого мира. Она не прекращает эволюцию: одни организмы вымирают или сокращаются в численности, а другие продолжают существовать, изменяться и распространяться.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что эры сменялись просто из-за появления новых организмов. Такое объяснение кажется удобным, потому что события в истории жизни легко связывать с появлением заметных групп, но границы этапов отражают масштабные геологические и биологические изменения. Проверьте себя: спросите, не сводите ли вы границу к одному событию или одному виду. Нужно учитывать совокупность изменений земной коры и живого мира.

Ошибка: смешивать последовательность эр и периоды внутри них. Это происходит, когда все названия подразделений геологического времени воспринимаются как равнозначные. Чтобы проверить ответ, расположите понятия по масштабу: периоды являются более мелкими частями эр. Если период назван эрой, иерархия нарушена.

Ошибка: утверждать, что жизнь возникла на суше. Суша кажется привычной средой обитания, поэтому легко забыть, что первые организмы существовали в воде. Проверьте себя вопросом, где появились наиболее простые формы жизни: ответ — в водной среде. Освоение суши происходило позднее и постепенно.

Ошибка: представлять эволюцию как прямую лестницу от «низших» организмов к «высшим». Такая схема кажется наглядной, но создаёт ложное впечатление, будто все группы сменяли друг друга по одной линии и обязательно становились сложнее. Проверьте себя: учитываете ли вы параллельное развитие разных групп и вымирание многих из них. Эволюция — разветвлённый процесс, а не единый маршрут для всех организмов.

Связь с другими темами

Для понимания этапов развития жизни пригодятся знания об эволюции, естественном отборе, виде и приспособленности: они объясняют, как группы организмов меняются в разных условиях. Тема также опирается на представления о строении клетки, возникновении многоклеточности и приспособлениях к среде. Геохронологическая последовательность поможет связывать события при изучении эволюции человека, систематики организмов и доказательств эволюции. Чем точнее вы различаете этапы, тем проще помещать новые факты в общий исторический порядок.

Что запомнить

• Историю жизни изучают в последовательности крупных промежутков геологического времени.
• Первые организмы были простыми и жили в воде.
• Усложнение жизни сопровождалось появлением многоклеточных организмов и освоением суши.
• Палеозой связан с активным освоением суши живыми организмами.
• В мезозое широко распространились пресмыкающиеся.
• В кайнозое получили широкое распространение млекопитающие и птицы.
• Массовые вымирания меняли состав живого мира, но не останавливали эволюцию.