Новый вид ископаемых хищников
Приняв это во внимание, палеонтолог Фрэнки Данн (Frankie Dunn) посоветовался с другими авторами научной работы и решил, что новый род окаменелых животных нужно назвать Auroralumina. Это название можно перевести как «рассвет фонаря»
Первое слово указывает на то, что создания этого рода дали начало отряду хищников. Второе слово намекает на то, что своей формой загадочное животное древних времен напоминает горящий факел. Что касается названия вида животного — оно звучит как attenboroughii, в честь британского натуралиста и телеведущего Дэвида Аттенборо (David Attenborough).
Auroralumina attenboroughii
По словам все того же Фрэнки Данна, это самое раннее известное науке существо, которое обладало скелетом. На данный момент они нашли всего лишь один отпечаток, но где-то должны быть и другие — их изучение может помочь узнать, как развивалась жизнь на Земле. Эти создания были намного крупнее нынешних стрекающих, из-за чего исследователи сделали вывод, что они вели малоподвижный образ жизни — скорее всего, просто крепились к скалам. Но они вряд ли находились на большой глубине. Найденный экземпляр лежал под неестественным углом, поэтому ученые считают, что он был смыт под воду потоками лавы находящегося рядом вулкана.
На данный момент ученым известно о существовании более 300 видов хищных животных. Кажется, найденный Auroralumina attenboroughii является их самым далеким предком. Впрочем, ранее уже говорили об открытии самого первого «настоящего» хищника, который выживал исключительно за счет поедания чужого мяса. Вы только посмотрите на этого красавца.
Наши предки — первые существа, дышавшие кислородом (2,6 млрд–650 млн лет назад)
Едва появившись, живые организмы стали вступать в сложные биологические отношения друг с другом. Не довольствуясь простым извлечением энергии и пищи из окружающей среды, они создавали пищевые цепи и вступали друг с другом в симбиоз. Все это закономерно привело к усложнению самих живых клеток. Раньше (в архее) существовали только одноклеточные прокариоты — те организмы, у которых клеточное ядро еще не сформировалось (от греческого «прокариот» — доядерный). Их строение значительно проще, а ДНК представлена не хромосомами, а одной-единственной кольцевой молекулой.
Так устроены и сине-зеленые водоросли, и бактерии, и другие обитатели Земли того времени. Преимуществом прокариот является их исключительная неприхотливость к условиям жизни. Они и сейчас селятся на подводных вулканах, в кислых или щелочных водоемах — была бы только влага.
Известное количество видов для эукариот и прокариот
В протерозойскую эру возникли первые эукариотические клетки (то есть такие, у которых есть ядро и ДНК, свернутая в хромосомах). Появилось гораздо больше возможностей перемешивать гены — живые организмы стали быстро меняться, приспосабливаясь к внешней среде. Устойчивость и разнообразие жизни возрастали.
Долгое время прокариоты и эукариоты мирно уживались рядом, но шаг за шагом более приспособленные эукариоты вытесняли древние доядерные организмы. Вместо примитивного почкования и деления клеток появлялись более совершенные механизмы размножения. Будущее принадлежало эукариотам!
Фагоцителла — возможный предок многоклеточных организмов
Атмосфера и гидросфера Земли — условия существования будущей жизни (4,3–3,8 млрд лет назад)
В начале земной эволюции базальтовый слой земной коры образовывался в недрах планеты и расплавленная магма поднималась вверх по разломам коры. Она содержала газы. При высоких температурах и давлении химические реакции протекали бурно. Их продуктами становились такие привычные нам земные вещества, как азот, водород, монооксид углерода (угарный газ), углекислый газ и вода. Можно сказать, что первичная атмосфера вышла из земных недр.
Первичная атмосфера не была похожа на современную. Древние вулканы выбрасывали облака газов, и атмосфера представляла собой их смесь с парами воды, соляной, борной и плавиковой кислот
Масса Земли к тому времени была уже достаточно большой, чтобы удерживать атмосферные газы за счет сил притяжения.
Однако первичная атмосфера не была похожа на современную.
Древние вулканы выбрасывали облака газов. Более легкие из них (водород и гелий) поднимались вверх, достигая открытого космоса, а тяжелые удерживались земным притяжением у поверхности планеты. Из этих газов 4,3–3,8 млрд лет назад и сложилась первичная атмосфера Земли. Конечно, то, что выдыхали вулканы, сильно отличалось от сегодняшней азотно-кислородной атмосферы. Юная планета была окружена облаками азота, аммиака, углекислого газа, метана, водорода, инертных (благородных) газов, а также парами воды, соляной, борной и плавиковой кислот. Только кислорода в первичной атмосфере почти не было — его содержание в «воздухе» древней планеты составляло менее 0,001% от нынешней концентрации.
В те времена практически весь кислород был связан в различных химических соединениях и не существовал в свободном состоянии. Ядовитая, непригодная для дыхания атмосфера также не обладала и озоновым слоем, который защищает сегодня все живое от космической радиации. Однако постепенно она обогащалась продуктами сгорания метеоритов.
Так планета Земля выглядит из космоса
Современная атмосфера Земли совсем не похожа на древнюю: ее главные составляющие — азот (3/4 объема), кислород (1/5) и благородный газ аргон (около 1/100). В ней существенно меньше углекислого газа и водяных паров, а другие летучие элементы представлены в крайне малых, как говорят химики, следовых количествах.
Медленное охлаждение Земли и формирование первичной атмосферы помогли появиться и водной оболочке планеты — гидросфере. Как мы знаем, в древней атмосфере было очень много водяного пара, который вырывался из недр вместе с расплавленной лавой. Конденсируясь, он выпадал в виде дождей. На земной поверхности собирались потоки воды, они сливались вместе и заполняли углубления. Так возникали древнейшие озера. Поверхность Земли была еще слишком горячей, жидкость закипала, и столбы пара снова поднимались в атмосферу. Такая циркуляция воды помогала остудить поверхность планеты. Со временем озера становились все крупнее, превращаясь в океаны. Новые потоки воды несли в них частицы горных пород, продукты выветривания и растворенные вещества с земной поверхности. Последние представляли собой смесь солей. Таким образом морская вода обретала свой вкус — именно такой, какой мы знаем сегодня.
Описанная схема формирования первичной атмосферы и гидросферы выглядит последовательной и логичной, но ведь никто из ученых не мог непосредственно наблюдать за теми процессами, которые протекали около 4 млрд лет назад. Мы имеем дело с гипотезами, основанными на косвенных данных. В них пока еще немало противоречий и загадок. Наука знает очень немного про первый период земной эволюции.
Первоначально жизнь имела довольно странные формы. Рыб еще не было, зато под водой обитали многоногие черви жутковатого вида и закованные в панцири трилобиты
Земля — единственная среди планет Солнечной системы, где существует развитая гидросфера. Воды на нашей планете так много, что она занимает примерно 2/3 ее поверхности, образуя Мировой океан. Верхние слои коры, земную поверхность, нижние слои атмосферы и гидросферу иногда объединяют вместе и называют географической (ландшафтной) оболочкой.
Поделиться ссылкой
Появление рыб
Конодонт
Как и конодонты, рыбы относятся к типу хордовых, поскольку они имеют определенные особенности: спинную струну или хорду, спинной нервный тяж, жаберные щели и хвост, который выходит за пределы ануса. Тем не менее, рыбы помещаются в подтип позвоночные (Vertebrata), потому что они также показывают развитие скелетных функций, таких как позвоночник, череп и кости на конечностях.
Плакодерм
Не все современные группы рыб были представлены в ордовикских океанах. В это время только бесчелюстные эволюционировали от предка chordate. В силурийском периоде появились акулы и их родственники, а также две вымершие группы – плакодермы (у которых были костлявые пластины, покрывающие их головы) и акантоды (первые известные челюстные позвоночные, с хрящевым скелетом). Однако ни акулы, ни бесчелюстные не приобрели обычный вид до девонского периода. В течение девонского периода развивалось два других класса ныне существующих рыб: лучепёрые рыбы (например, карповые) и лопастопёрые рыбы (например, двоякодышащие и целакантообразные).
1.
МУРАВЕЙ «МАРСИАНСКАЯ НАХОДКА» — 120 МИЛЛИОНОВ ЛЕТ
“Марсианская находка” — это разновидность муравьев, которую нашли в 2000 году в лесных тропиках в Амазонии. Они были названы марсианскими муравьями, так как выглядели совершенно по-другому в отличие от своих обычных собратьев.
“Марсианская находка” считается древнейшей разновидностью муравьев, примерно появившихся 120 миллионов лет назад. Муравьи жили под землей и у них не было глаз. Они имели волосяной покров, который помогал ощущать окружающий мир.
“Марсианская находка” смогла помочь ученным изучить остальные разновидности муравьев наиболее подробно.
Латимерия
Фото: Bruce Henderson
Самым древним, реликтовым животным является кистепёрая рыба латимерия (целакант, колеакант). Её скелет и строение тела не менялись за последние 400 млн лет. Известно два вида латимерии: представители первого вида обитают в морях юго-востока Африки, а второго — около острова Сулавеси (Индонезия). Вместо твёрдой хорды (позвоночника) у латимерии сохранилась эластичная трубка, а вместо черепа — мозговая коробка, обе половинки которой укреплены с помощью сильной мышцы. Такого строения черепа нет большие ни у кого из современных животных. Латимерия обладает неповторимой электросенсорной системой. Учёные проводят меры по сохранению популяции этой рыбы.
Пригодность для дыхания безжизненной атмосферы (2,4 млрд лет назад)
Древние вулканы изливали на поверхность Земли огромное количество расплавленного базальта, попутно выдыхая смешанные облака водяных паров с углекислым газом, сероводородом, аммиаком, хлором, метаном, оксидами серы, борной кислотой и солями аммония, образующихся при высоких температурах. Так как в водных растворах эти вещества создают кислотную среду, их называют кислыми дымами. Мы знаем о них и первичной атмосфере благодаря пузырькам газов, законсервированным в древнейших горных породах архея.
Атмосфера нашей планеты, состоявшая из смеси газов, покинувших земную мантию, была очень ядовита.
Развитие кислородной катастрофы
Температура воздуха у земной поверхности приближалась к 15 °С — не особо жарко, но и не так уж холодно. Из сконденсировавшегося водяного пара складывалась гидросфера планеты — запасы жидкой воды. В нее переходила часть атмосферных газов.
Однако был ли на древней Земле кислород? Малая часть его молекул могла теоретически стать продуктами разложения водяного пара под действием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, но такого насыщенного паром кислорода много быть не могло: и молекулу воды расщепить трудно, и сам образующийся кислород поглощает ультрафиолет, гася таким образом химическую реакцию (классический случай автоингибирования).
До определенного времени в первичной атмосфере кислорода было совсем мало — намного меньше 0,001 его массовой доли в сравнении с нынешним уровнем. Почти каждая вновь образовывавшаяся молекула O2 тратилась на различные реакции окисления. Защиты от губительной солнечной радиации (в виде современной кислородной атмосферы и озонового слоя) еще не было, и это создавало тяжелейшие условия даже для жизни древних анаэробов. Перед началом протерозоя на Земле стало намного больше воды, а кислорода почти не прибавилось.
В какой-то момент грянула «кислородная катастрофа» — так называют событие, которое произошло 2,4 млрд лет назад и направило в новое русло ход земной истории. В то время кислород буквально заполнил собой атмосферу планеты. Разумеется, катастрофой это обернулось лишь для анаэробных археобактерий. Для всех же новых форм кислородной жизни (включая нас с вами) это событие оказалась величайшей удачей! Об изменениях в атмосфере мы знаем по тому, что характер минеральных отложений с какого-то момента резко преобразился.
Конденсация водяных паров вулканических газов
Наконец-то в воздухе появилось много свободного кислорода — менее чем за 200 млн лет его концентрация выросла в 15 раз, атмосфера стала не восстановительной, а окислительной.
Для того чтобы возникли анаэробные («кислорододышащие») формы жизни, необходимо было, чтобы концентрация кислорода в атмосфере составляла около 0,01 (1%) от современной — так называемая точка Пастера. В протерозое этот биологический рубеж был преодолен «с перевыполнением», что стало толчком к бурному развитию и совершенствованию разнообразных форм новой жизни.
Откуда же кислород возник в таком количестве? Вспомните про сине-зеленые водоросли, которые появились еще в архее. Миллионы лет они исправно выделяли кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза. Однако он тут же уходил на окисление минералов и газов. В условиях восстановительной атмосферы кислород был настоящим дефицитом и мгновенно расходовался во множестве химических реакций. Когда же все, что можно было окислить, оказалось уже окисленным, кислород стал накапливаться в виде газа. Одновременно с этим падала концентрация углекислого газа в атмосфере, ведь он был так необходим сине-зеленым водорослям для фотосинтеза. Парниковый эффект благодаря этому стал уменьшаться и перед земной жизнью открылись новые заманчивые перспективы.
Сине-зеленые водоросли способствовали фотосинтезу
Появление в земной атмосфере доступного кислорода обернулось еще одним благом для будущих жителей планеты. Под воздействием электрических разрядов газообразный кислород распался на отдельные атомы, из которых потом сформировалось новое вещество — озон. Подобно кислороду он бесцветен, но имеет запах: когда после грозы вы чувствуете в воздухе особую свежесть, знайте, это озон. Собираясь в верхних слоях атмосферы (12–50 км), он образует слой (озоновый слой), который поглощает опасное ультрафиолетовое излучение космоса и защищает от него все живущее на планете. Не будь озонового слоя, жизнь никогда не смогла бы выйти из воды на сушу.
5.
ЛАТИМЕРИЯ — 360 МИЛЛИОНОВ ЛЕТ
Латимерия — это вид рыб, который находится под угрозой исчезновения. Она живет в водах океана на глубине более 2300 футов.
Рыба появилась около 360 миллионов лет назад, и продолжительность жизни составляла 60 лет. Рыба весит около 198 кг, а ее длина 6,5 футов. Латимерия имеет электрочувствительные органы, с помощью которых она без труда обнаруживает добычу, и способна широко открывать рот, чтобы поймать побольше улова.
Плавники этой рыбы образуют уникальные движения, которые похожи на движения рыси. Структура плавников латимерии уникальна в своем роде и таких плавников больше нет среди рыб.
Краб-подковка
Возраст — 230-450 миллионов лет
Этот странный краб, в перевернутом виде больше похожий на лицехвата из «Чужих», был современником самых древних динозавров. Несмотря на свое название, «краб-подковка» (он же мечехвост) относится не к крабам, а к паукообразным. Его ближайшими родственниками были трилобиты.
Тело мечехвоста в длину достигает 60 см и состоит из двух отделов: головогруди и брюшка. Обе части со стороны спины защищены мощным панцирем, зеленовато-серой расцветки. Отличная маскировка на фоне ила. А на хвостовой игле находятся колючие выступы, помогающие мечехвосту балансировать в воде при сильном течении. Еще хвост нужен для «вспахивания» морского дна в поисках еды и как рычаг, если мечехвост вдруг перевернется. Увы, он срабатывает далеко не всегда.
Плавает это удивительное создание забавно — брюшком кверху, используя собственный панцирь как лодку.
Какие последствия может иметь глобальное потепление
Чем же опасен углекислый газ в больших концентрациях в воздухе и к чему приведет глобальное потепление? Такое будущее прогнозируют уже давно и вот каким оно будет в 2100 году.
При отсутствии действий по смягчению последствий изменения климата, со способами и темпами хозяйственной деятельности аналогичными сегодняшним, мы будем жить в энергоемкой мире, основанном на использовании все более дефицитного и дорогостоящего ископаемого топлива. Человечество будет испытывать большие проблемы в сфере энергетической безопасности. Лесной покров в тропиках будет замещен сельскохозяйственными и пастбищными угодьями практически повсеместно. К концу 21-ого века, глобальная температура достигнет отметки на ≈ 5°С выше, чем до индустриальной революции.
Контрастность природных условий резко усилится. Мир полностью измениться при концентрации углекислого газа в атмосфере, равной 900 ppm. Произойдут широкие преобразования природной среды, часто в ущерб человеческой деятельности. Стоимость адаптации к новым условиям намного превысит стоимость смягчения последствий изменения климата.
Последствия в океане
Воды Арктики могут стать полностью свободными ото льда в летний период к 2050 году. Уровень моря повысится на 0,5-0,8 метров и продолжит повышаться после 2100 года. Многие населенные пункты и прибрежная инфраструктура по всему миру будут находиться под угрозой разрушения. Произойдет значительное увеличение случаев экстремальных ситуаций в прибрежной зоне (ущерб нанесут цунами, штормы и связанные с ними приливы).
Возникнет повсеместная гибель коралловых рифов в результате окисления и нагрева океана, повышения уровня моря и усиления интенсивности тропических циклонов и ливней. Изменения в рыболовстве даже не поддаются предсказаниям.
Последствия на суше
Области распространения вечной мерзлоты сократятся более чем на 2/3, что приведет к эмиссиям в атмосферу, эквивалентным выбросам углекислого газа за всю историю вырубки лесов. Многие виды растений будут не в состоянии достаточно быстро приспособиться к новым климатическим условиям. Увеличение температуры негативно скажется на урожае пшеницы, риса и кукурузы в тропических и умеренных широтах. В результате чего произойдет массовое исчезновение видов. Повсеместно будет не хватать пищи людям, голод станет одной из основных проблем человеческой цивилизации.
Последствия в атмосфере
Интенсивность и продолжительность периодов аномально жарких дней, по крайней мере, удвоится по сравнению с сегодняшним днем. Холодные и влажные северные регионы станут еще более влажными, а регионы с полусухим и пустынным климатом еще более сухими. Экстремальные осадки станут более интенсивными и частыми на большей части умеренных и тропических широт. Произойдет глобальное увеличение количества осадков, а ежегодная площадь наводнений увеличится в 14 раз.
Последствия для человека
Расчетный безопасный уровень концентрации CO2 для человека в 426 ppm будет достигнут в ближайшие 10 лет. Предполагаемый рост до 900 ppm в атмосфере к 2100 году очень негативно скажется на человеке. Постоянная вялость и усталость, чувство духоты, потеря внимания, обострение астматических заболеваний – это лишь малая часть неудобств, которые мы ощутим на себе. Постоянные перепады температур и погодных условий не принесут человеческому организму никакой пользы. Производительность труда сильно упадет. Эпидемиологический и болезненный риски очень повысятся в больших городах.
От кого произошли хищники
Среди тысяч отпечатков древних форм жизни, один показался ученым похожим — он напоминал собой коралловый полип, добывающий себе пищу при помощи щупалец. Удивительное существо имело длину около 20 сантиметров и обладало плотными щупальцами, которые могли плавно раскачиваться в воде и захватывать плывущую рядом пищу. Если это действительно так, и загадочное существо жило во времена эдиакарского периода, британские ученые явно нашли самого первого хищника в истории Земли. Возможно, таковые были и до него, но он может быть единственным, кто хотя бы немного сохранил свои следы до наших дней.
Отпечаток предка нынешних хищников
Ранее ученые были уверены в том, что в эдиакарском периоде не существовало живых созданий, которые были похожи на современные организмы. Но обнаружение хищника, который внешне напоминает нынешние коралловые полипы, перевернуло взгляды ученых на древний мир. Теперь есть веский повод считать, что эдиакарский период может являться зарей возникновения хотя бы некоторых видов современных животных — не все современные животные берут свое начало после Кембрийского взрыва.
Формирование земной коры древней планеты (2,5–1,5 млрд лет назад)
В начале протерозойской эры складывались ядра будущих континентов — древние платформы, или кратоны (от греческого «кратос» — сила, крепость). Самые первые части нынешней Евразии — Восточно-Европейская и Сибирская платформы родом именно из тех времен.
Вулканы продолжали извергаться так же бурно, как и в архейский период. На их активность влияли движения земной коры. Когда материки перемещаются, океаническая кора (та, которая находится под дном океана) «задвигается» под материковую и буквально выдавливает на поверхность магму из земных недр.
Первичная атмосфера Земли была сформирована в результате выбросов кислых дымов
Судя по найденным на сегодняшней суше протерозойским отложениям явно морской природы, водная и земная стихии в те времена довольно часто менялись местами: из океанских глубин вздымались юные горы, а более старые скальные хребты уходили под воду.
Протерозойские отложения также показывают, что на Земле в то время уже существовали и пустыни, и ледники — климат был разнообразен.
В этот период появились отложения, ставшие в будущем полезными ископаемыми. Например, месторождения железных руд возникли в результате работы железобактерий (они были открыты в начале ХХ в. русским ученым Сергеем Николаевичем Виноградским). Так появились отложения железистых кварцитов (чередование слоев кварца и железосодержащего магнетита).
Большие месторождения железных руд осадочного происхождения находятся в Украине (Кривой Рог), в Южной и в Северной Америке, Австралии, Африке. В Сибири есть также медные руды протерозоя. В конце той эры откладывались залежи урановой, медной, кобальтовой и оловянной руд.
Земная кора, толщина которой составляет многие километры, мялась, как бумага, под действием чудовищных внутренних сил планеты. На ее поверхности образовывались складки и впадины. В конце протерозойской эры из-за появления складок земной коры образовалось много новых горных хребтов. Это горообразование называют Байкальской складчатостью, так как именно тогда появилось знаменитое на весь мир озеро России. Термин «байкальская складчатость» был предложен в 1932 г. русским ученым Н. С. Шатским.
Движение материков в протерозое (сверху вниз: неопротерозой/криогений, поздний кембрий, ранний девон)
Другой важный геологический термин — геосинклиналь. Термин образован тремя греческими корнями «гео» — земля, «син» — вместе и «клино» — наклоняю. Это длинная и узкая складка земной коры, которая, в противоположность платформам, является подвижной зоной. Такие элементы неустойчивости земной коры сопровождаются прогибами, поэтому геосинклинали опускаются на морское дно. Постепенно эта складка заполняется осадочными породами или магмой вулканов, а потом движения земной коры снова вздымают бывшую складку вверх — и образуются новые горы.
Именно так возникли древнейшие горы Земли: Урал, Енисейский кряж, Восточный Саян, Прибайкалье, Скандинавские и Скалистые горы.
В районах геосинклиналей времен Байкальской складчатости формировались ядра горных массивов юга Сибирской платформы, плато Путорана на Таймыре, Тянь-Шань, некоторые хребты Кавказа и гор Малой Азии. Именно в протерозойскую эру был задан «генеральный план» развития земной коры, который и предопределил дальнейшую геологическую историю планеты.
Тогда же, 1150 млн лет назад, над древним океаном поднялся гигантский материк — Родиния. Многие ученые считают его первым континентом Земли. Полагают, что он возвышался примерно на 3000 м над уровнем моря и не имел до определенной поры отчетливо сформированных гор. Поднявшийся материк вытеснил колоссальные объемы воды, которые, в свою очередь, слились в единый гигантский океан — Мировию, огромный по площади, но значительно мельче нынешних.
Суперконтинент Родиния
Гаттерия (туатара)
Возраст древней рептилии гаттерии составляет около 220 миллионов лет. Она обитает в Новой Зеландии и относится к особому отряду клювоголовых, являясь единственным его представителем. До обнаружения туатары этот отряд пресмыкающихся считался полностью вымершим. Имеет размер около 60–70 см и вес до 1,3 кг. У гаттерии очень низкая температура тела (всего 12–17 градусов), поэтому она хорошо себя чувствует в прохладном климате.
Гаттерии — редкие животные, обитающие только на нескольких островах в Новой Зеландии и имеющие общую численность всего в 100 тысяч особей
Гаттерии питаются мелкой живностью, которую смогут поймать. Темп их жизни очень медленный: они медленно ползают, откладывают яйца почти через год после спаривания, половозрелыми становятся лишь к 20 годам, зато жить могут до 100 лет. У них есть третий глаз в виде чешуйчатого нароста на темени, который чувствителен к свету и работает как эндокринная железа.
Возникновение жизни
Считается, что жизнь зародилась в период формирования первых материков. Под водой протекали активные вулканические процессы. «Черные курильщики» выбрасывали горячую воду, насыщенную разными микроэлементами. Кроме того, в океан с метеоритами и астероидами попадали аминокислоты и другие соединения.
Изменяющиеся условия стали причиной подъема некоторых видов бактерий к поверхности и развития способности получать пищу путем фотосинтеза. На мелководье возле сформировавшихся материков возникли обширные колонии строматолитов. Эти водоросли вырабатывали большое количество кислорода. Увеличение его количества в воде и атмосфере подтолкнуло формирование многоклеточных организмов.
