§ 48. Основные события в истории жизни на Земле

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — система, в которой историю Земли делят на крупные временные отрезки и располагают их по порядку. Её строят, сопоставляя возраст пород и ископаемых находок. Шкала помогает понять, какие события произошли раньше, а какие позже.

Геологическая эра — крупный этап истории Земли, выделяемый по характерным событиям и составу живых организмов. Эры охватывают огромные промежутки времени и включают более короткие отрезки. Такое деление позволяет увидеть крупные перемены в природе и жизни.

Геологический период — часть эры, в течение которой происходили определённые изменения в природе и развитии жизни. Периоды расположены внутри эр в хронологическом порядке. Это понятие нужно, чтобы описывать события точнее, чем при делении только на крупные этапы.

Массовое вымирание — быстрое исчезновение большого числа видов за сравнительно короткое время. После него меняется состав живого мира, а уцелевшие организмы могут занять освободившиеся экологические ниши. Понятие помогает объяснить резкие повороты в истории эволюции.

Как это устроено

Последовательность событий устанавливают по ископаемым остаткам — сохранившимся в породах следам древних организмов. Если находки лежат в ненарушенных слоях, нижние обычно старше верхних: новые осадки накапливались поверх прежних. Сопоставляя слои из разных мест и характерные для них окаменелости, учёные восстанавливают относительный порядок событий. Поэтому история жизни — не просто перечень находок, а результат сравнения геологических свидетельств.

Первые организмы были простыми клеточными формами, и жизнь существовала задолго до появления сложных многоклеточных существ. Позже некоторые организмы освоили фотосинтез — использование энергии света для образования органических веществ. При этом выделялся кислород, который постепенно менял атмосферу и создавал условия для новых способов обмена веществ. Затем появились эукариотические клетки, имеющие оформленное ядро; усложнение клеточного строения расширило возможности дальнейшего развития организмов.

В начале палеозоя в ископаемой летописи заметно увеличилось разнообразие животных — это называют кембрийским взрывом. «Взрыв» здесь означает быстрый темп изменений в геологическом масштабе, а не мгновенное появление всех групп. Распространение разных форм связано с тем, что организмы осваивали новые способы питания и образа жизни. В результате животные стали заметнее и разнообразнее в морских сообществах.

Освоение суши проходило поэтапно, потому что жизнь вне воды требовала приспособлений к высыханию, дыханию и опоре тела. Сначала на суше распространились растения и беспозвоночные. Они изменяли среду и создавали условия для дальнейшего заселения наземных местообитаний. Позднее сушу освоили позвоночные, а затем возникли группы, способные размножаться вдали от воды.

Массовые вымирания резко сокращали число видов, но не уничтожали жизнь полностью. После таких событий освобождались места и ресурсы, которыми могли воспользоваться уцелевшие организмы. Их распространение и разнообразие менялись, поэтому после кризиса нередко начинался новый этап развития живого мира. Значит, вымирания влияли не только на число видов, но и на направление дальнейших изменений.

Основные этапы истории жизни на Земле

Используйте таблицу как краткую временную линию: сначала найдите эру, затем сопоставьте её время и характерные события. Границы приведены приблизительно, потому что геологическая история изучается и уточняется. Не воспринимайте названные организмы как полный список видов каждой эры.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Расположите в правильной последовательности появление первых организмов, фотосинтеза и эукариотических клеток. Нужно восстановить относительную хронологию, а не назвать точные даты. Для этого сопоставим эти события с общим ходом усложнения жизни.

1. Сначала возникли первые клеточные организмы: без них не могли появиться другие живые формы.
2. Позже распространились организмы, способные к фотосинтезу, который изменил состав среды.
3. После этого появились эукариотические клетки с оформленным ядром.

Ответ. Первые организмы → фотосинтез → эукариотические клетки. Такая последовательность показывает, что последующие изменения происходили на основе уже существовавшей жизни и преобразованной ею среды.

Задача 2

Условие. По описанию события «освоение суши позвоночными» определите крупный этап истории жизни. Необходимо не спутать появление позвоночных вообще с их выходом из водной среды. Для проверки используем ключевые события геохронологической шкалы.

1. Освоение суши позвоночными относят к палеозою, где появились земноводные и первые пресмыкающиеся.
2. Сверяем с соседними этапами: мезозой известен господством пресмыкающихся, а кайнозой — развитием млекопитающих.
3. Следовательно, описанное событие относится к этапу, предшествующему мезозойскому господству пресмыкающихся.

Ответ. Это палеозой. Растения и беспозвоночные начали заселять сушу раньше, поэтому выход позвоночных был частью постепенного процесса.

Задача 3

Условие. Сравните последствия массового вымирания и обычного исчезновения отдельных видов для дальнейшего развития жизни. Нужно учесть не только число исчезнувших организмов, но и перемены в сообществах. Сравнение поможет понять, почему масштаб события важен для эволюции.

1. Исчезновение отдельных видов обычно затрагивает ограниченную часть живого мира и не обязательно меняет его общий состав.
2. При массовом вымирании одновременно исчезает много видов, поэтому нарушаются многочисленные связи в сообществах.
3. Освободившиеся ресурсы и экологические ниши могут использовать уцелевшие группы, которые затем распространяются.

Ответ. Массовое вымирание способно заметно изменить ход эволюции и состав живого мира, тогда как исчезновение отдельных видов чаще имеет более ограниченные последствия. Однако оно не прекращает жизнь: уцелевшие организмы продолжают развиваться.

Типичные ошибки

• Считать, что все крупные группы появились одновременно. Ошибка возникает, если воспринимать таблицу как перечень одновременных событий. На самом деле эволюционные новшества складывались последовательно. Проверьте себя: поставьте события на временную линию и уточните, какие группы существовали раньше других.

• Путать эру и период. Оба слова обозначают отрезки геологического времени, поэтому их легко принять за равные понятия. Но период входит в состав эры. Проверка простая: спросите себя, является ли названный период частью более крупного этапа.

• Представлять освоение суши как одномоментное событие. Такое впечатление может возникнуть из-за коротких описаний в хронологических таблицах. Растения, беспозвоночные и позвоночные заселяли сушу в разное время. Чтобы проверить себя, перечислите группы в порядке их освоения наземной среды.

• Считать массовое вымирание концом жизни на Земле. Масштаб события может создать впечатление, что исчезли все организмы. Однако вымирают многие виды, а уцелевшие продолжают эволюционировать. Проверьте вывод: если после события появились новые распространённые группы, жизнь не прекратилась.

Связь с другими темами

Для понимания хронологии нужно знать, что такое эволюция, ископаемые остатки и относительный возраст пород: эти понятия объясняют, как восстанавливают прошлое. Геологические эры и периоды связывают историю планеты с происхождением и родством основных групп организмов. Позже эта последовательность пригодится при изучении эволюции человека. Она также помогает объяснить, почему современный живой мир так разнообразен.

Что запомнить

• Историю жизни на Земле изучают по ископаемым остаткам и геологическим слоям.
• Жизнь возникла задолго до появления сложных многоклеточных организмов.
• Фотосинтез изменил состав атмосферы и условия жизни на планете.
• Кембрийский взрыв отмечен быстрым разнообразием многих групп животных.
• Освоение суши происходило постепенно и охватывало разные группы организмов.
• Массовые вымирания меняли состав живого мира и ход эволюции.
• Человек появился на позднем этапе истории жизни на Земле.