2.1.Палеопротерозой

Палеопротерозо́й — геологическая эра, часть протерозоя, начавшаяся 2,5 миллиарда лет назад и окончившаяся 1,6 миллиарда лет назад. В это время наступает первая стабилизация континентов. В это время также эволюционировали цианобактерии — тип бактерий, использующих биохимический процесс фотосинтеза для производства энергии и кислорода.

Важнейшее событие раннего палеопротерозоя — кислородная катастрофа. До значительного повышения содержания кислорода в атмосфере почти все существующие формы жизни были анаэробами, то есть обмен веществ в живых формах зависел от форм клеточного дыхания, которые не требовали кислорода. Доступ кислорода в больших количествах губителен для большинства анаэробных бактерий, поэтому в это время большая часть живых организмов на Земле исчезла. Оставшиеся формы жизни были либо невосприимчивы к окислению и губительному воздействию кислорода, либо проводили свой жизненный цикл в среде, лишенной кислорода.

2.2.Мезопротерозой

Мезопротерозо́й — геологическая эра, часть протерозоя, начавшаяся 1,6 миллиарда лет назад и окончившаяся 1 миллиард лет назад.

2.3.Неопротерозой

Неопротерозой, англ. Neoproterozoic Era — геохронологическая эра (последняя эра протерозоя), начавшаяся 1000 млн лет назад и завершившаяся 542 млн лет назад.

С геологической точки зрения характеризуется распадом древнего суперконтинента Родиния как минимум на 8 фрагментов, в связи с чем прекращает существование древний суперокеан Мировия. Во время криогения наступило самое масштабное оледенение Земли — льды достигали экватора (Земля-снежок).

К позднему неопротерозою (Эдиакарий) относятся древнейшие ископаемые останки живых организмов, так как именно в это время у живых организмов начинает вырабатываться некое подобие твёрдой оболочки или скелета.

34. Развитие жизни на земле. Фанерозойский эон (палеозойская, мезозойская, кайнозойская эра).

Фанерозой

Фанерозойский эон (др.-греч. φανερός ζωή — «явная жизнь») начался примерно 543 млн лет назад и продолжается в наше время. В фанерозое появлялись и вымирали самые причудливые создания, в том числе гигантские насекомые и динозавры.

1. Палеозойская эра

В начале палеозоя (греч. πᾰλαιός — древний, греч. ζωή — жизнь) появились животные с твёрдым наружным скелетом. В образованиях этой эры встречается множество окаменевших останков таких животных.

1.1.Кембрийский период (543—490 млн лет назад)

В кембрийском периоде внезапно появляется огромное разнообразие живых организмов — предков нынешних представителей многих подразделений животного царства (в отложениях предшествующих кембрию останки таких организмов отсутствуют). Это внезапное в геологическом масштабе событие, но в реальности длившееся миллионы лет, известно в науке как кембрийский взрыв.

Ископаемые останки животных кембрийского периода находят довольно часто и по всему миру. В начале кембрийского периода (примерно 540 млн лет назад) у некоторых групп животных появляется сложно устроенный глаз. Появление этого органа было огромным эволюционным шагом — теперь животные могли видеть окружающий их мир. Так, жертвы теперь могли видеть охотников, а охотники — своих жертв.

В кембрийском периоде на суше жизнь не существовала. Но океаны были густо населены беспозвоночными, например, губками, трилобитами[29], аномалокарами[30]. Время от времени огромные подводные оползни погребали сообщества морских существ под тоннами ила. Благодаря этим оползням мы можем наглядно представить себе, каким причудливым был животный мир кембрийского периода, ведь в иле прекрасно сохранились в виде окаменелостей даже нежные мягкотелые животные.

В морях позднего кембрийского периода основными группами животных были членистоногие, иглокожие и моллюски. Но самым важным обитателем морей того времени было бесчелюстное существо хайкоуихтис — у него кроме глаз развилась хорда.

1.2.Ордовикский период (490—443 млн лет назад)

Во время ордовика суша оставалась не обжитой, за исключением лишайников, которые первыми из растений стали жить на суше. Но основная жизнь развивалась довольно активно в морях.

Основными обитателями ордовикских морей были членистоногие, такие как мегалограпт. Они могли ненадолго выходить на сушу, чтобы отложить икру. Но были и другие обитатели, например, представитель класса головоногих ортокон камерацер.

Позвоночные животные в ордовике сформировались ещё не до конца. В морях плавали потомки хайкоуихтиса, у которых имелось образование, напоминающее позвоночник.

Также в морях ордовикского периода жили представители кишечнополостных, иглокожих, кораллов, губок и других беспозвоночных.

1.3.Силурийский период (443—417 млн лет назад)

В силуре на сушу выходят некоторые растения, к примеру, куксонии (Coocsonia), которые достигали в высоту не более 10 см, и некоторые виды лишайников. У некоторых членистоногих развились примитивные лёгкие, позволявшие им дышать атмосферным воздухом, например, скорпион бронтоскорпио мог находиться на суше в течение четырёх часов.

В морях спустя миллионы лет формируются огромные коралловые рифы, где находили себе убежище мелкие ракообразные и плеченогие. В этом периоде членистоногие становятся ещё больше, например, ракоскорпион птеригот мог достигать 2,5 метров в длину, однако, он был слишком крупным, чтобы выползать на сушу.

В силурийских морях появляются окончательно сформировавшиеся позвоночные животные. В отличие от членистоногих, у позвоночных имелся костный хребет, позволявший им лучше маневрировать под водой. У позвоночного цефаласписа, например, также развились сенсорные органы, которые генерировали особое магнитное поле, позволявшее ему ощущать окружающую среду. Также у цефаласписа развился примитивный мозг, позволявший животному запоминать некоторые события.

1.4.Девонский период (417—354 млн лет назад)

В девоне жизнь продолжает активно развиваться на суше и в море. Появляются первые примитивные леса, состоящие в основном из древнейших примитивных древовидных папоротников археоптерисов (Archaeopteris), которые произрастали в основном по берегам рек и озёр.

Основная жизнь в раннем девоне была представлена в основном членистобрюхими[35] и многоножками, которые дышали всей поверхностью тела и жили в очень влажных местах. Однако, к концу девона у древних артроподов появляется хитиновый панцирь, сокращается число сегментов тела, четвёртая пара лап превращается в усики и челюсти, у некоторых также развились крылья. Так появилась новая эволюционная ветвь — насекомые, которая смогла освоить самые разнообразные уголки планеты.

В середине девона на сушу ступили первые амфибии (например, гинерпетон, ихтиостега). Они не могли жить вдали от воды, так как их кожа была ещё очень тонка и незащищена от пересыхания. К тому же, амфибии могли размножаться только при помощи воды — икринками. Вне воды потомство амфибии погибло бы: икру иссушило бы солнце, ведь она не защищена никакой оболочкой, кроме тонкой плёнки.

У рыб развились челюсти, позволявшие им ловить быстро плавающих жертв. Они стали стремительно увеличиваться в размерах. Уже к концу девона в морях появились первые костные рыбы, такие как гигантская хищная гинерия. Однако самыми грозными обитателями девонских морей были представители группы плакодерм, такие как дунклеостей и динихтис, достигавшие в длину 8-10 метров.

1.5.Каменноугольный период (354—290 млн лет назад)

В каменноугольном периоде почти на всей планете климат был жаркий и влажный. В болотистых лесах того времени росли преимущественно хвощи, древовидные папоротники и гигантские лепидодендроны, достигавшие в высоту от 10 до 35 метров, и в диаметре ствола — до одного метра.

Фауна была представлена огромным количеством существ. Обилие тепла, влаги и кислорода способствовало увеличению размера членистоногих, так, например, артроплевра могла достигать 2,5 метров в длину[40], а громадная стрекоза меганевра — 75 см в размахе крыльев.

Такие условия способствовали и процветанию амфибий. Они (например, протерогиринус) заняли все прибрежные области обитания, практически окончательно вытеснив двоякодышащих и кистепёрых. В каменноугольном периоде амфибии дали начало рептилиям. Первые рептилии были очень маленькими животными, напоминавшими современных ящериц, например, длина петролакозавра не превышала 40 сантиметров в длину. Рептилии могли откладывать яйца на суше — это было большим эволюционным шагом, к тому же их кожа была защищена плотной чешуёй, защищавшей кожу животного от высыхания, а значит, они могли спокойно уходить далеко от воды. Наличие таких приспособительных особенностей и определило их дальнейший эволюционный успех в качестве наземных животных.

В морях каменноугольного периода также было множество форм жизни. Акулы и костные рыбы (предки большинства современных рыб) доминировали в толще воды, а морское дно покрывали многочисленные коралловые рифы, тянущиеся на многие километры вдоль побережий древних материков.

Конец карбона, примерно 290 млн лет назад, ознаменовал длительный ледниковый период, окончившийся в начале перми. Ледники медленно подбирались к экватору с севера и юга. Многие животные и растения не смогли приспособиться к таким климатическим условиям и вскоре вымерли.

1.6.Пермский период (290—248 млн лет назад)

Из-за ледникового периода в конце карбона в пермском периоде климат стал прохладнее и суше. Пышные тропические леса, болота сменили бескрайние пустыни и засушливые равнины. В таких условиях росли только самые стойкие растения — папоротники и примитивные хвойные.

Вследствие исчезновения болот резко сократилась численность амфибий, так как они могли жить только рядом с водой (например, амфибия-рептилиоморф сеймурия). Место амфибий заняли рептилии, так как они были хорошо приспособлены к жизни в сухом климате. Рептилии стали быстро увеличиваться в размере и численности, им удалось расселиться по всей суше, они дали начало таким крупным наземным животным, как пеликозавры (например, диметродоны и эдафозавры. Из-за холодного климата у таких рептилий развился парус, который помогал им регулировать температуру тела.

В эпоху поздней перми сложился единый суперконтинент — Пангея. В местах с особенно сухим и жарким климатом стало образовываться всё больше пустынь. В это время пеликозавры дали начало терапсидам — звероподобным ящерам. Они отличались от своих предков прежде всего тем, что имели отличное от них строение зубов; во-вторых эта группа имела гладкие кожные покровы (в процессе эволюции чешуя у них так и не развилась); в-третьих у некоторых представителей этой группы развились вибриссы (а позже и шёрстный покров). Отряд терапсид включал как кровожадных хищников (например, горгонопсы), так и роющих растительноядных животных (например, дииктодона). Помимо терапсид на суше обитали и представители семейства парейазавров, например, покрытый толстой бронёй скутозавр[56].

К концу пермского периода климат стал намного более сухим, что привело к сокращению площади прибрежных зон с густой растительностью и увеличению площади пустынь. В результате из-за недостатка жизненного пространства, корма и кислорода, вырабатываемого растениями, многие виды животных и растений вымерли. Это эволюционное событие получило название массового пермского вымирания в процессе которого вымерло 95 % всех живых существ. Учёные до сих пор спорят о причинах этого вымирания, и выдвигают некоторые гипотезы:

Падение одного или нескольких метеоритов, либо столкновение Земли с астероидом диаметром в несколько десятков километров (одним из доказательств этой теории служит наличие 500-километрового кратера в районе Земли Уилкса[57][58][59];

Усиление вулканической активности;

Внезапный выброс метана со дна моря;

Излияние траппов (базальтов), вначале относительно небольших Эмейшаньских траппов около 260 млн лет назад, затем колоссальных Сибирских траппов 251 млн лет назад[60]. С этим могли быть связаны вулканическая зима, парниковый эффект из-за выброса вулканических газов и другие климатические изменения, повлиявшие на биосферу[61][62].

Однако, эволюция на этом не прекратилась: через некоторое время выжившие виды живых существ дали начало новым, ещё более диковинным формам жизни.