§ 52. Развитие жизни на Земле

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — деление истории Земли на крупные отрезки, выделенные по изменениям земной коры и жизни. Она помогает соотнести находки и события с определённым временем и понять, что произошло раньше, а что позже. Благодаря шкале сведения из разных мест можно сравнивать, даже если их объединяют не одни и те же породы.

Эон — крупнейший отрезок геологической истории. Докембрий обозначает очень длительный ранний этап истории Земли, когда возникли первые формы жизни, а позднее появились фотосинтезирующие организмы. Это общее название раннего времени, а не одна отдельная эра. Оно помогает объединить события, происходившие до более подробно изученных этапов.

Эра — часть геологической истории, которая объединяет несколько периодов и отличается характерными этапами развития организмов. Например, мезозой связывают с господством пресмыкающихся, а кайнозой — с широким распространением млекопитающих. Понятие эры нужно, чтобы описывать крупные перемены в жизни Земли без перечисления каждого отдельного события.

Период — подразделение эры, с которым связывают более конкретные изменения в составе живого мира. Периоды позволяют точнее установить время появления или распространения групп организмов. Поэтому, называя событие, полезно определить не только эру, но и период, если известны нужные данные.

Как это устроено

Историю жизни изучают по ископаемым остаткам — сохранившимся частям организмов, их отпечаткам и следам деятельности. Большинство древних организмов не сохранилось целиком, поэтому каждая находка даёт лишь часть сведений о прошлом. Учёные сравнивают окаменелости из разных слоёв и учитывают возраст пород, чтобы установить, какие организмы существовали раньше. Так из отдельных свидетельств складывается последовательность событий, а не просто перечень находок.

В докембрии Земля постепенно становилась пригодной для жизни, а первые организмы были простыми и жили в воде. Позднее появились организмы, способные к фотосинтезу: используя энергию света, они выделяли кислород. Изменение состава среды создавало новые возможности для живых существ, которым требовался кислород, и со временем условия стали подходить для более сложных организмов. Поэтому ранние изменения среды подготовили основу для последующих этапов эволюции.

В палеозое морская жизнь стала разнообразнее, а затем живые организмы начали осваивать сушу. На суше растения смогли закрепиться и создавать пищу, а членистоногие получили новые места обитания и источники питания. Позднее появились наземные позвоночные, в том числе земноводные и пресмыкающиеся. Освоение суши шло постепенно: организмы приобретали особенности, помогавшие им жить вне воды и размножаться в новых условиях.

В мезозое особенно широко распространились пресмыкающиеся, среди которых были динозавры. В течение этой эры возникли птицы и млекопитающие, однако появление новой группы не означало, что она сразу стала многочисленной или господствующей. В конце мезозоя массовое вымирание изменило состав живого мира. Освободившиеся экологические возможности позднее помогли некоторым уцелевшим группам широко распространиться.

В кайнозое широкое распространение получили млекопитающие и цветковые растения. Разнообразие мест обитания и доступной пищи давало разным группам возможности развиваться по-своему. Позднее возник человек, а затем развивались его предки и представители рода Homo. Эти события относятся к поздним этапам истории Земли, поэтому их нельзя смешивать с возникновением жизни или более ранними выходами организмов на сушу.

Крупные этапы развития жизни на Земле

Сначала проследите направление времени: докембрий — самый ранний из перечисленных этапов, кайнозой — самый поздний. Затем сопоставьте событие с характерными для этапа организмами, помня, что границы и даты здесь указаны приблизительно. Если требуется большая точность, используйте период внутри эры.

Разбор задач

1. Упорядочиваем события по времени

Условие. Расположите события: появление первых организмов, выход растений на сушу, господство динозавров, широкое распространение млекопитающих. Здесь важно не просто вспомнить названия эр, а определить, к какому этапу относится каждое событие. Затем нужно прочитать этапы в порядке от древнейшего к современному.

1. Появление первых организмов относим к докембрию — самому раннему этапу истории жизни в этом перечне.
2. Выход растений на сушу связываем с палеозоем, когда началось освоение наземной среды.
3. Господство динозавров относим к мезозою, характерному распространением пресмыкающихся.
4. Широкое распространение млекопитающих связываем с кайнозоем и ставим после мезозоя.

Ответ. Появление первых организмов → выход растений на сушу → господство динозавров → широкое распространение млекопитающих. Стрелки показывают последовательность этапов, а не прямое превращение одной из названных групп в следующую. Для самопроверки убедитесь, что этапы идут от докембрия к кайнозою.

2. Определяем эру по событию

Условие. Определите, к какой эре относятся возникновение птиц, появление первых наземных позвоночных и развитие человека. Необходимо различить время появления группы и время её последующего расцвета: не всякая группа сразу после возникновения становится многочисленной. Удобно рассматривать каждое событие отдельно и сверять его с характерными этапами шкалы.

1. Возникновение птиц относим к мезозою: птицы появились в эпоху, когда господствовали пресмыкающиеся.
2. Появление первых наземных позвоночных связываем с палеозоем, когда позвоночные начали осваивать сушу.
3. Развитие человека относится к кайнозою; это более поздний этап, чем возникновение птиц и освоение суши первыми позвоночными.

Ответ. Птицы — мезозой; первые наземные позвоночные — палеозой; развитие человека — кайнозой. Порядок событий можно дополнительно проверить по общей последовательности эр: палеозой, мезозой, кайнозой. Не следует переносить появление группы в ту эру, когда она стала широко распространённой.

3. Сравниваем геологические слои

Условие. В двух слоях обнаружены разные ископаемые остатки; нужно определить, какой слой древнее, и назвать вероятный этап истории жизни. Положение слоя помогает восстановить относительный возраст: в ненарушенной последовательности нижний слой обычно образовался раньше верхнего. Ископаемые позволяют уточнить вывод, если известна их связь с этапами геохронологической шкалы.

1. Сначала установите, не нарушено ли залегание слоёв складками, разломами или перемещением пород. Без этой проверки простое сравнение высоты может привести к ошибке.
2. Если последовательность не нарушена, нижний слой считайте более древним, верхний — более молодым.
3. Определите, какие организмы представлены в каждом слое, и сопоставьте находки с характерными группами. Например, остатки организмов, связанных с господством пресмыкающихся, указывают на мезозой, а распространение млекопитающих характерно для кайнозоя.

Ответ. При ненарушенном залегании древнее нижний слой; вероятный этап называют по найденным ископаемым, сопоставив их с геохронологической шкалой. Если положение слоёв и находки противоречат друг другу, вывод нельзя делать только по одному признаку: нужно проверить, не были ли породы перемещены и правильно ли определены остатки. Условие не задаёт конкретных окаменелостей, поэтому назвать точную эру для каждого слоя невозможно.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все события одной эры произошли одновременно. Её допускают, потому что школьная таблица сжимает огромный промежуток времени в одну строку. На деле эра длится долго и включает несколько периодов, а события внутри неё следуют одно за другим. Проверьте себя: если речь идёт о конкретном организме, спросите, можно ли уточнить период или порядок событий.

Ошибка — путать появление группы с её расцветом и массовым распространением. Это случается, когда характерное для эры животное автоматически принимают за организм, который именно тогда возник. Появление группы и её последующий успех могли разделять большие промежутки времени. Для проверки сформулируйте отдельно два вопроса: когда группа возникла и когда стала широко распространённой.

Ошибка — считать докембрий одной отдельной эрой. Такое упрощение возникает из-за того, что докембрий часто ставят в таблицах рядом с палеозоем, мезозоем и кайнозоем. Но это общее название очень длительного раннего этапа истории Земли, включающего возникновение первых форм жизни. Проверьте себя: в определении докембрия должны быть отражены его раннее положение и большая длительность.

Ошибка — представлять эволюцию прямой лестницей, где одни современные организмы обязательно превращаются в другие. Так можно подумать, если читать этапы шкалы как цепочку последовательных замен. На самом деле группы имеют разное происхождение и развиваются по-разному, а древние формы не обязаны быть прямыми предками современных. Проверка простая: называя последовательность событий, не подменяйте порядок во времени утверждением о прямом родстве.

Связь с другими темами

Перед изучением темы полезно повторить, что такое эволюция и естественный отбор: эти понятия объясняют изменения организмов и их групп. Знание ископаемых остатков и относительного возраста слоёв помогает понять, откуда учёные получают свидетельства прошлого. Геохронологическая шкала пригодится при изучении происхождения человека, истории экосистем и геологической истории Земли. В каждой из этих тем она помогает соотнести события с их временем.

Что запомнить

• Историю жизни на Земле устанавливают по ископаемым остаткам и другим свидетельствам прошлого.
• Геохронологическая шкала упорядочивает события от древнейших к современным.
• Докембрий охватывает ранние этапы истории жизни, включая возникновение первых организмов.
• В палеозое жизнь освоила сушу.
• Мезозой известен господством пресмыкающихся и появлением птиц и млекопитающих.
• В кайнозое широко распространились млекопитающие, а позднее появился человек.