Jak życie opracowane na naszej planecie? Historia życia na ziemi

Dla nas, przyznane życie wśród różnych społeczności zwierząt, które pasują do siebie. Nasze ekosystemy są zbudowane na podstawie stosunków paszowych, takich jak lwy, jedzą antylopę lub zebry. Zwierzęta wymagają tlenu do wyodrębnienia energii z żywności. Ale wcześniejsze życie na ziemi było zupełnie inne.

W środowisku, pozbawionym tlenu i wysokiego metanu, dla większości swojej historii ziemia nie była przytulnym miejscem dla zwierząt i roślin. Najwcześniejsze formy życia, które znamy, były mikroskopijne organizmy (mikroby), które pozostawiły ślady ich obecności w skałach w wieku około 3,7 miliardów lat. Te ślady przestawiały cząsteczki węglowe wytwarzane przez żywe stworzenia.

Dowody istnienia mikroorganizmów zostały również zachowane w solidnych strukturach stworzonych przez nich, które mają wiek 3,5 miliarda lat. Naukowcy studiują dzisiaj rzadkie żywe rafy Stromatolite, aby lepiej zrozumieć najwcześniejsze formy życia na ziemi.

Atmosfera tlenu

Co najmniej 2,4 mld lat temu Cyanobakterie przygotowali podstawę znaczących transformacji. Stali się pierwszym na ziemi fotosyntezy, która produkowała składniki odżywcze za pomocą wody i energii słońca, a wynikiem był izolowany tlen. Spowodowało to gwałtowny wzrost poziomu tlenu w atmosferze, czyniąc środowisko mniej korzystne dla innych mikroorganizmów, które nie mogły go nosić.

Dowody katastrofy tlenu są zmiany w rasach dna morskiego. Kiedy istnieje tlen, żelaza chemicznie reaguje z nim (utleniona) i zwinięta. Rasy górskie związane z okresem przed tym wydarzeniem pokryte żelaznymi paskami. Rasy przestarzały o okresie po katastrofie tlenowej nie ma żelaznych pasków.

Po początkowym impulsie tlenu ustabilizował się na niższych poziomach, w których pozostała kilka miliardów lat. W rzeczywistości, gdy cyjanobakterie zmarły i przeniósł się do dna morskiego, ich rozkład prawdopodobnie doprowadziła do zmniejszenia poziomu tlenu. W ten sposób ocean nadal nie był odpowiednim środowiskiem dla większości form życia w potrzebie wystarczającej ilości tlenu.

Życie wielokomórkowe

Jednak inne zmiany miały miejsce. Podczas gdy mikroorganizmy są zdolne do przetwarzania wielu chemikaliów, nie posiadają specjalistycznych komórek, które są niezbędne do organizmów wielokomórkowych. Ciała zwierzęce mają różne komórki: skóra, krew, kości zawierające organizacje organizacyjne, z których każdy wykonuje swoją specjalną funkcję. Mikroby to tylko pojedyncze komórki, które nie mają żadnych organelli ani jąder do pakowania swojego DNA.

Ale coś rewolucyjnego wydarzyło się, gdy niektóre mikroorganizmy zaczęły żyć wewnątrz innych, mówiąc o nich jako organelle. Mitochondria, organelles, przetwarzanie żywności do energii, wstał w wyniku tych wzajemnie korzystnych relacji. Ponadto po raz pierwszy DNA zapakowano w rdzeniu. Nowe złożone komórki (komórki eukariotyczne) miały specjalistyczne części odtwarzane specjalne role, aby utrzymać całą komórkę.

Komórki również zaczęły żyć razem z powodu pewnych zalet. Grupy komórkowe mogą jeść bardziej wydajnie lub uzyskać ochronę. Życie zbiorowo, komórki zaczęły wspierać potrzeby grupy, wykonując niektóre funkcje. Niektóre komórki miały na celu stworzenie związków trzymających grupę razem, podczas gdy inne wytwarzały enzymy trawienne, które mogą podzielić jedzenie.

Pierwsze zwierzęta

Te skupiska specjalistycznych komórek interakcji ostatecznie stały się pierwszymi zwierzętami, które według DNA, ewoluowały około 800 milionów lat temu. Gąbki były jednym z najwcześniejszych zwierząt. Chociaż chemiczne związki gąbek są zachowane w rasach 700 milionów lat, dane molekularne wskazują, że rozwinęli się jeszcze wcześniej.

Poziom tlenu w oceanie był nadal niski w porównaniu do dziś, ale gąbki są w stanie przenieść go na niedobór. Chociaż, podobnie jak inne zwierzęta, gąbki do metabolizmu potrzebują tlenu, nie spożywają go w dużych ilościach, ponieważ nieaktywne. Prowadzą osiadający styl życia, karmienie cząstkami żywności z wody, które pompuje przez organizm ze specjalistycznych komórek.

Gąbki mają prymitywne ciało składające się z warstw komórek wokół wody wypełnionej wodą i podparte przez stałe części szkieletu. Ewolucja Coraz bardziej złożone i różnorodne budynki ciała ostatecznie doprowadzą do pojawienia się poszczególnych grup zwierząt.

Instrukcje dotyczące montażu struktury ciała zwierzęcy są układane w swoich genach. Niektóre geny działają jako dyrygentom orkiestry kontrolującym ekspresję wielu innych genów w niektórych miejscach iw określonym czasie, aby prawidłowo zbierać elementy. Chociaż nie zostały wdrożone natychmiast, istnieją dowody na to, że części instrukcji dla złożonych organów były obecne nawet na najwcześniej.

Dzięki solidnym szkieletom gąbki stały się pierwszymi budowniczami raf na ziemi.

EdiaCarian biota

Około 580 milionów lat temu (okres Ediakar), oprócz gąbek, wystąpiły inne organizmy. Te zróżnicowane stworzenia na dna morskiego - z organami w postaci liści, wstążki, a nawet korek - mieszkały z gąbkami w ciągu 80 milionów lat. Ich skamieliny można znaleźć w skałach osadowych na całym świecie. Jednak struktura ciała większości zwierząt ediacarian nie wydaje się być nowoczesnymi grupami.

Pod koniec EdiaCarana poziomy tlenu wzrosła, zbliża się do poziomów wystarczających do utrzymania życia na podstawie tlenu. Pierwsze gąbki mogą być naprawdę pomogły zwiększyć ilość tlenu poprzez wejście bakterii, usuwając je z procesu rozkładu. Nazywane footprints Dickinsonia Costata Zakłada się, że może poruszać się na dnie morskim, prawdopodobnie karmienie maty mikrobów.

Koniec wyginięcia Ediakara

Jednak około 541 milionów lat temu, większość stworzeń Ediakarów zniknęła, co wskazuje na poważną zmianę środowiska. Być może odgrywa pewna rola ewolucją struktury ciała zwierząt, relacji paszowych i inżynierii środowiska.

Otwory znalezione w kronikach skamieniałości datowanych na koniec okresu Ediakara pokazują, że zwierzęta w kształcie czarnego zaczęły kopać dno oceanu. Te pierwszych inżynierów środowiska zaburzyli, a prawdopodobnie osady napowietrzone, naruszając warunki życia innych zwierząt ediaakarów. Ponieważ warunki środowiskowe pogorszyły się dla niektórych zwierząt, poprawiły się dla innych, potencjalnie przyczyniają się do zmiany gatunków.

Cambrian Explosion

Okres kambryjski (541-485 milionów lat temu) był świadkiem szybkiej eksplozji nowych form życia. Wraz z nowym sposobem życia zwierząt pojawiły się stałe części ciała, takie jak skorupy i kolce. Umożliwili zwierzętom bardziej radykalnie zmieniać siedlisko, na przykład, kopać dziury. Również nastąpił zmianę bardziej aktywnych zwierząt z pewnymi głowami i ogonami do ruchu kierunkowego i prześladowania produkcji. Aktywne odżywianie dobrze uzbrojonych zwierząt, takich jak trylobity, może nadal zniszczyć dno morskie, w którym mieszkali miękkie istoty Ediakan.

Unikalne metody karmienia podzielone na środowisko, uwalniając miejsce do bardziej różnorodności życia. W 1909 r. Czwarty sekretarz Instytutu Smithsonian Charles Dulitl Walcott odkrył skamieniały osadów łupkowych Bergess, którzy ujawniły bezprecedensową różnorodność biologiczną życia kambryjskiego. Podczas gdy same organizmy kopały dno oceanu, inni ukrywały się w osadach, przymocowane do gąbek lub unosiły się na górze.

Wiele z tych dziwnych organizmów było ewolucyjne eksperymenty, na przykład, pięć leżącego. Jednak niektóre grupy, takie jak trylobity, rozkwitły i zdominowane na Ziemi przez setki milionów lat, ale ostatecznie wymarły. Zmniejszono również bakterie formujące rymatolityczne, a rafy utworzone przez organizmy zwane brachyopodami powstały, ponieważ warunki na Ziemi nadal się zmieniają. Dzisiejsze dominujące budownicze rafy, solidne korale, tylko 200 milionów lat później pojawiły się później.

Jednak pomimo wszystkich zmian, które musiały się wydarzyć, do końca kambryjskiego, powstały prawie wszystkie istniejące rodzaje zwierząt (mięczaki, stawonogi, zderzył. D.), a także pojawiły się sieci żywnościowe tworzące podstawę nowoczesnego ekosystemu ziemi.