§ 20. Хронология развития жизни на Земле

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — последовательность крупных интервалов истории Земли, расположенных от древнейших к современным. Она связывает геологическое время с этапами развития жизни и помогает понять, какие события произошли раньше, а какие позже. По ней сравнивают историю организмов и изменения планеты.

Эон — крупнейший интервал геологического времени. Он делится на более мелкие отрезки, среди которых выделяют эры; такое деление позволяет сначала обозначить огромные этапы истории Земли, а затем рассматривать их подробнее. В школьных перечнях архей и протерозой часто представлены рядом с геологическими эрами как крупные интервалы.

Эра — крупный интервал геологического времени, включающий несколько периодов и характеризующийся определёнными этапами развития жизни. Название эры помогает объединить множество событий в общую картину, например освоение суши или расцвет крупных групп организмов. Эры входят в более крупные единицы времени.

Период — часть эры, для которой выделяют характерные изменения живого мира. Периоды позволяют уточнить, когда произошло событие внутри длительной эры, и сопоставить его с другими изменениями. Поэтому в шкале рядом с крупными интервалами используют и более короткие отрезки.

Как это устроено

Жизнь на Земле существует миллиарды лет, поэтому её историю нельзя описать обычной последовательностью поколений или человеческих эпох. Геологическое время охватывает огромные промежутки, в течение которых менялись условия среды и состав живых сообществ. Чтобы восстановить эти изменения, учёные изучают ископаемые остатки — сохранившиеся части или следы древних организмов. Их положение в слоях пород помогает установить относительную последовательность событий, а датирование пород уточняет возраст.

Геохронологическая шкала устроена иерархически: крупнейшие интервалы делятся на эры, а эры — на периоды. Благодаря этому одно событие можно указать приблизительно, назвав эру, или точнее — назвав период. Чем меньше интервал, тем подробнее хронология, но тем важнее учитывать, что границы геологических отрезков могут уточняться. Крупные названия не заменяют конкретных событий, а помогают упорядочить их.

Древнейшие свидетельства жизни относятся к ранним этапам истории Земли. В архее появились первые организмы, среди которых были прокариоты — клетки без оформленного ядра. Позже, в протерозое, возникли эукариоты с ядром и многоклеточные формы. Этот переход не означал мгновенной смены одних организмов другими: новые группы возникали и сосуществовали с более древними.

В палеозое живые организмы постепенно освоили сушу, потому что у некоторых групп появились приспособления к жизни вне воды. Сначала на суше распространились растения, а вслед за ними — животные, которым служили пищей и местом обитания новые сообщества. Среди наземных животных появились членистоногие и позвоночные; позднее возникли земноводные и пресмыкающиеся. Так сформировались основные группы наземных растений и животных, хотя освоение суши шло не одновременно.

В мезозое широко распространились динозавры, а среди растений важное место заняли покрытосеменные — цветковые растения, семена которых развиваются внутри плода. В конце мезозоя многие группы, включая нептичьих динозавров, исчезли, но жизнь продолжила развиваться. В кайнозое получили широкое распространение млекопитающие, а значительно позже появился человек. Сравнение этих эр показывает, что развитие жизни включает и появление новых групп, и их расцвет, и вымирание.

Основные этапы развития жизни на Земле

Временные границы в таблице приблизительны: новые данные могут уточнять датировки. Для ответа на вопрос о событии сначала найдите интервал, а затем проверьте, соответствует ли ему указанная группа организмов. Помните, что архей и протерозой в строгой геохронологической классификации относятся к эонам, а остальные строки здесь даны как крупные этапы для сопоставления.

Разбор задач

Задача 1

Условие: расположите архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой от древнейшего к современному. Чтобы не перепутать названия с событиями, нужно восстановить порядок интервалов по геохронологической шкале. Начать можно с древнейших находок жизни, а завершить временем существования человека.

1. Найдите в перечне самый древний интервал: им является архей.
2. Следующим идёт протерозой, после него — палеозой.
3. За палеозоем следует мезозой, а наиболее поздним из перечисленных является кайнозой.

Ответ: архей → протерозой → палеозой → мезозой → кайнозой. Стрелки показывают движение от прошлого к настоящему, а не порядок появления отдельных групп организмов внутри каждого интервала.

Задача 2

Условие: в каком крупном интервале истории Земли появились первые наземные позвоночные? Обоснуйте ответ по характерным событиям. Наземный образ жизни важен для решения, потому что древнейшие позвоночные жили в воде, а выход позвоночных на сушу относится к более позднему этапу. Нужно сопоставить этот признак с описанием интервалов.

1. Проверьте, какой интервал связан с освоением суши растениями и животными.
2. В таблице эти изменения указаны для палеозоя; в нём появились наземные позвоночные, в том числе земноводные.
3. Не выбирайте мезозой только потому, что в нём были разнообразны наземные животные: освоение суши позвоночными началось раньше.

Ответ: палеозой. Его отличает переход части организмов к жизни на суше, тогда как мезозой связан прежде всего с расцветом динозавров и распространением покрытосеменных.

Задача 3

Условие: найдите ошибку в утверждении «Динозавры появились после возникновения человека, в кайнозое», исправьте его и укажите верный интервал. Здесь два события поставлены в неверном порядке: сначала надо определить, к какой эре относятся динозавры, а затем сравнить её с эрой появления человека. Подсказку дают характерные признаки мезозоя и кайнозоя.

1. Свяжите динозавров с мезозоем: в этой эре они были широко распространены.
2. Человек появился значительно позже, в кайнозое.
3. Значит, исходное утверждение ошибочно сразу в двух частях: динозавры не относятся к кайнозою и не появились после человека.

Ответ: динозавры появились в мезозое, а человек — в кайнозое. Чтобы проверять подобные утверждения, полезно сначала расставить интервалы по порядку, а затем соотнести с ними события.

Типичные ошибки

Путаница между порядком эр и периодов приводит к неверной последовательности событий. Её часто допускают, потому что названия интервалов и названия эпох звучат похоже, а шкала содержит много уровней. Проверяйте себя по иерархии: эон крупнее эры, эра включает периоды, а интервалы располагаются от древнейших к современным.

Временные границы иногда воспринимают как абсолютно точные даты. Это происходит из-за таблиц, где числа записаны с чёткими значениями, хотя датировки зависят от исследований и могут уточняться. Проверка проста: называйте границы приблизительными и не делайте вывод, что событие случилось ровно в указанный день или год.

Появление новой группы организмов нередко смешивают с её широким распространением. Причина в том, что краткое описание эры может называть только хорошо известный расцвет группы. Чтобы проверить себя, различайте первое возникновение, последующее увеличение численности и исчезновение группы: это разные события, иногда разделённые большими промежутками.

Геологическую эру могут ошибочно отождествлять с историей одной группы, например считать мезозой только «временем динозавров». Такое упрощение возникает, когда запоминают один яркий признак, забывая об изменениях растений и других животных. Проверяйте характеристику по совокупности событий: эра охватывает целые сообщества и разные этапы развития жизни.

Связь с другими темами

Для понимания хронологии нужно знать, что такое ископаемые остатки: по ним изучают организмы прошлого и сопоставляют слои пород. Эта тема связана с эволюционным учением, потому что последовательность находок показывает изменения живого мира во времени. Геохронологическая шкала пригодится при изучении происхождения групп организмов, эволюции человека и истории биосферы. Она помогает увидеть эти вопросы не изолированно, а как части общей истории Земли.

Что запомнить

• Историю жизни на Земле изучают по геохронологической шкале.
• Крупные интервалы времени подразделяются на более мелкие.
• Архей предшествует протерозою, за которым следуют палеозой, мезозой и кайнозой.
• Первые формы жизни возникли задолго до появления многоклеточных организмов.
• Освоение суши растениями и животными происходило постепенно.
• Динозавры характерны для мезозоя, а человек появился в кайнозое.