Епоха криптозою
КриптозоюЦе геологічне час почався з моменту походження Землі 4,6 млрд. років тому, включає період формування земної кори та протоокеану і закінчується з широким поширенням високоорганізованих організмів з добре розвиненим зовнішнім скелетом. Криптозою прийнято поділяти на архей, або археозою, що тривав приблизно 2 млрд. років, і протерозою, тривалість якого також близько 2 млрд. років. Колись у криптозої, не пізніше ніж 3,5 млрд. років тому, з'явилося на Землі життя.
Походження життяЖиття могло з'явитися тільки тоді, коли в археї склалися для цього сприятливі умови і насамперед сприятлива температура. Жива матерія, крім інших речовин, збудована з білків. Тому до моменту походження життя температура на земній поверхні мала впасти настільки, щоб білки не руйнувалися. Відомо, що нині температурна межа існування живої матерії лежить у 90°С, у гарячих джерелах за цієї температури живуть деякі бактерії. При цій високій температурі можуть утворюватися певні органічні сполуки, необхідні освіти живої матерії, і білки. Важко сказати, скільки часу знадобилося для того, щоб земна поверхня охолола для відповідної температури. Багато дослідників, які вивчають проблему походження життя на Землі, вважають, що життя зародилося на морському мілководді в результаті звичайних фізико-хімічних процесів, властивих неорганічної матерії. Певні хімічні сполуки утворюються у певних умовах і хімічні елементи з'єднуються один з одним у певних вагових співвідношеннях. Ймовірність виникнення складних органічних сполук особливо висока для атомів вуглецю внаслідокїх специфічні особливості. Саме тому вуглець став тим будівельним матеріалом, з якого за законами фізики та хімії відносно легко та швидко виникли найскладніші органічні сполуки. Молекули аж ніяк не відразу досягли того ступеня складності, який необхідний для побудови «живої матерії». Ми можемо говорити про хімічну еволюцію, що передувала біологічній і завершилася появою живих істот. Процес хімічної еволюції був досить повільним. Початок цього процесу віддалено від сучасності на 4,5 млрд років і практично збігається з часом формування самої Землі. Першим етапом цьому шляху було виникнення елементів, які почали вступати у різні комбінації, утворюючи хімічні сполуки. І невдовзі після цього на Землі з'явилися органічні сполуки та його полімери, які виявилися попередниками первинних живих систем - еобионтов. Останні з'явилися менш як 3,5 млрд. років тому. Перші живі організми відрізнялися, природно, граничною простотою будови. Проте природний відбір, під час якого виживали мутанти, краще пристосовані до умов середовища, я вимирали менш адаптовані конкуренти, вів до неухильному ускладнення форм життя. Первинні організми, що з'явилися, за нашими уявленнями, десь у ранньому археї, ще не поділялися на тварин та рослини. Відокремлення цих двох систематичних груп було закінчено лише наприкінці раннього архею. Найдавніші організми жили й помирали в первинному океані, і скупчення їхніх мертвих тіл могли залишити в породах виразні відбитки. Перші живі організми могли харчуватися виключно органічними речовинами, тобто вони були гетеротрофними. Але вичерпавши запаси органічної речовини у своєму найближчому оточенні, вони виявилися поставленими перед вибором:загинути чи виробити здатність синтезувати органічні речовини з матеріалів неживої природи, і насамперед із вуглекислого газу та води. І справді, в ході еволюції деякі організми (рослини) набули здатності поглинати енергію сонячних променів та за її допомогою розщеплювати воду на складові елементи. Використовуючи водень для відновної реакції, вони змогли переробляти вуглекислий газ у вуглеводи та будувати з нього інші органічні речовини у своєму тілі. Ці процеси відомі під назвою фотосинтезу. Організми, здатні перетворювати неорганічні речовини на органічні шляхом внутрішніх хімічних процесів, називаються автотрофними. Поява фотосинтезуючих автотрофних організмів стало переломним моментом історія життя Землі. З цього часу почалося накопичення вільного кисню в атмосфері і стало різко збільшуватися загальна кількість органічної речовини, що існує на Землі. Без фотосинтезу подальший прогрес історія життя Землі був неможливий. Сліди фотосинтезуючих організмів ми знаходимо в найдавніших шарах земної кори. Перші тварини та рослини були мікроскопічними одноклітинними істотами. Певним кроком уперед було поєднання однорідних клітин у колонії; проте по-справжньому серйозний прогрес став можливим лише після появи багатоклітинних організмів. Їхні тіла складалися з окремих клітин або груп клітин різної форми та призначення. Це дало поштовх бурхливому розвитку життя, організми ставали все більш складними та різноманітними. На початку протерозойського періоду швидко прогресувала флора та фауна планети. У морях процвітали вже дещо прогресивніші форми водоростей, з'явилися перші багатоклітинні організми: губки, кишковопорожнинні, молюски та черв'яки. Наступні етапибіологічного розвитку порівняно легко простежуються по скам'янілих залишках скелетів, що зустрічаються у різних шарах земної кори. Ці залишки, які завдяки нагоді та сприятливому середовищу збереглися у відкладеннях аж до наших днів, ми називаємо скам'янілістю, чи копалинами.
Найдавніші скам'янілостіНайдавніші залишки організмів на Землі виявлені в докембрійських відкладах Південної Африки. Це бактерієподібні організми, вік яких оцінюється вченими у 3,5 млрд. років. Вони настільки малі (0,25 Х 0,60 мм), що їх можна розглянути лише з допомогою електронного мікроскопа. Органічні частини цих мікроорганізмів добре збереглися і дозволяють зробити висновок про схожість із сучасними бактеріями. Хімічний аналіз виявив їхній біологічний характер. Інші докази докембрійського життя були знайдені в стародавніх утвореннях Міннесоти (27 млрд. років), Родезії (2,7 млрд. років), уздовж кордону Канади та США (2 млрд. років), на півночі штату Мічиган (1 млрд. років) та у інших місцях. Залишки тварин зі скелетними частинами виявлено в докембрійських відкладах лише останніми роками. Проте вже давно в докембрійських відкладах знаходили залишки різних «безскелетних» тварин. Ці примітивні істоти ще мали вапняного скелета, ні твердих опорних структур, проте зрідка перебували відбитки тіл багатоклітинних організмів, бо як виняток та його скам'янілі залишки. Як приклад можна навести відкриття в канадських вапняках цікавих шишкоподібних утворень – Atikokania, – яких багато вчених вважають батьками морських губок. На життєдіяльність більших живих істот, ймовірно, хробаків, показують чіткі зигзагоподібні відбитки, - сліди повзання, а також залишки «норок», виявлені в тонкошарових опадах.морського дна. М'які тіла тварин розклалися в незапам'ятні часи, але палеонтологи змогли слідами визначити спосіб життя тварин і встановити існування різних їх пологів, напр., Planolithes, Russophycus та ін. Надзвичайно цікава фауна була відкрита в 1947 р. австралійським вченим Р.К. Сприггсом в пагорбах Едіакари, приблизно за 450 км на північ від Аделаїди (Південна Австралія). Ця фауна була вивчена професором Аделаїдського університету, австрійцем за походженням, Н. Ф. Глесснером, який констатував, що більшість видів тварин з Едіакар відноситься до невідомих раніше груп безскелетних організмів. Одні з них належать до давніх медуз, інші нагадують сегментованих хробаків – аннелід. В Едіакарі та близьких за віком місцезнаходженнях Південної Африки та інших регіонів виявлено також залишки організмів, що належать до абсолютно невідомих наукових груп. Так, професор X. Д. Пфлуг встановив на основі деяких залишків новий тип примітивних багатоклітинних тварин Petalonamae. Ці організми мають листоподібне тіло і походять, мабуть, від найпримітивніших колоніальних організмів. Споріднені зв'язки петалонамій з іншими типами тварин не цілком зрозумілі. З еволюційної точки зору, проте, дуже важливо, що в едіакарскій час подібна за складом фауна населяла моря різних регіонів Землі. Ще зовсім недавно багато хто висловлював сумнів у тому, що едіакарські знахідки дійсно мають протерозойське походження. Нові радіометричні методи показали, що шари з фауною едіакарской налічують вік близько 700 млн. років. Інакше кажучи, вони належать пізньому протерозою. Ще більш широке поширення мали в протерозої мікроскопічні одноклітинні рослини. Сліди життєдіяльності синьо-зелених водоростей - так званістроматоліти, побудовані з концентричних верств вапна, відомі у відкладах, вік яких налічує до 3 млрд. років. Синьо-зелені водорості не мали скелета і строматоліти утворені матеріалом, що випав в осад в результаті біохімічних процесів життєдіяльності цих водоростей. Синьо-зелені водорості, поряд з бактеріями, належать до найпримітивніших організмів - прокаріотів, у клітинах яких ще не було оформлене ядро. Отже, в докембрійських морях з'явилося життя, а з'явившись, розділилася на дві основні форми: на тварин і рослини. Перші найпростіші організми розвинулися в багатоклітинні організми, щодо складні живі системи, які стали родоначальниками рослин і тварин, які в наступні геологічні епохи розселилися по всій планеті. Життя множило свої прояви на морському мілководді, проникаючи і в прісноводні басейни; багато форм вже готувалися до нового революційного етапу еволюції - до виходу сушу.