На данный момент на Земле насчитывается несколько миллионов живых существ: микроорганизмы, животные, растения и грибы. Они отличаются друг от друга не только внешним видом, но и условиями комфортного обитания. Жизнь обнаружена в глубочайших океанических впадинах, в жерлах вулканов и даже в стратосфере. Заселённые слои Земли называют биосферой.
Когда и как на планете Земля возникла жизнь?
Вопрос о том, как на Земле возникла жизнь, до сих пор остается одной из самых больших загадок в науке.
Большинство учёных считают, что живые существа на нашей планете впервые возникли в Мировом океане.
Первыми живыми существами были бактерии и водоросли – организмы, которые состояли всего из одной клетки.
На суше первые организмы появились около 400 млн лет назад. Это были растения.
С течением времени сформировались тысячи новых видов организмов. Примерно 180-170 млн лет назад на земле были распространены динозавры, а около 150 млн лет назад появились первые птицы и цветковые растения.
Некоторые виды растений и животных вымерли, а другие существуют по сей день.
Реликт – это живой организм, входящий в состав растительного, животного или грибного мира данного региона как пережиток прошлых геологических эпох.
Изучение реликтов позволяет многое узнать о прошлом нашей планеты.
Самое известное реликтовое животное России – выхухоль. Это млекопитающее, ведущее полуводный образ жизни. Выхухоли были занесены в Красную книгу ещё в 1986 году.
Выхухоли являются современниками мамонтов, но нисколько не изменились за несколько миллионов лет.
Сегодня их популяция насчитывает около 30 тысяч особей.
Другое реликтовое животное, характерное для России – зубр. Он известен ещё со времён ледникового периода.
Зубр – последний представитель диких быков и самое тяжеловесное млекопитающее в Европе. Внешне зубры похожи на бизонов.
Большинство зубров проживают в заповедниках и питомниках ввиду опасности вымирания.
Вместе с представителями живой природы менялась и неживая. Под влиянием биосферы облик Земли сильно изменился. В атмосфере стало больше кислорода, воздух стал прозрачнее, солнечные лучи стали сильнее нагревать поверхность планеты.
Как связаны все живые организмы?
Для существования живым организмам нужна совокупность многих факторов: света, тепла, воды, питательных веществ. Свет и тепло они могут получать от Солнца – главного источника энергии для нашей планеты.
Зелёные растения и некоторые виды бактерий могут использовать энергию Солнца для создания питательных веществ.
Растения являются пищей для травоядных животных. Хищники поедают травоядных животных. После смерти растений и животных их останки разлагаются грибами и микроорганизмами.
Отношения между всеми группами живых организмов образуют пищевую цепь.
Все организмы участвуют в биологическом круговороте, то есть взаимодействуют между собой. Они либо создают питательные вещества, либо оказываются съеденными, либо поедают кого-то.
Пока круговорот не прерывается, всем живым существам хватает еды. Нарушение одного из звеньев биологического круговорота окажет влияние на остальные звенья цепи.
Разнообразие живых организмов на суше и в воде
На суше разнообразие живых организмов гораздо больше, чем в водной среде, потому что на суше больше солнечного света, кислорода, углекислоты.
Исключение составляют тропические пустыни с небольшим разнообразием живых организмов и массой живого вещества. Также вокруг полюсов сформировались ледяные пустыни – области с минимальной массой живого вещества.
Напротив, вдоль экватора распространены влажные экваториальные леса – области с самой большой массой живого вещества.
Что такое биосфера?
Трудно найти место на нашей планете, где не существовали бы живые организмы, не ощущалось их влияние. За миллионы лет они создали новую земную оболочку – биосферу (от греч. «биос» – жизнь и «сфера» – шар).
В пределах биосферы живые организмы взаимодействуют с неживой природой и преобразуют её.
Как живые организмы изменяют нашу планету?
Абсолютно все живые организмы изменяют нашу планету. Меняется структура литосферы, состав воздуха, температура окружающей среды и прочее.
Изменяют нашу планету бактерии. Они помогают процессу почвообразования.
Зелёные растения выделяют кислород. Некоторые растения выделяют не только кислород, но и другие вещества, которые можно ощутить, вдыхая запахи цветов и трав.
Из останков живых организмов образуются органические горные породы – известняк и каменный уголь. А коралловые острова целиком образованы из останков живых организмов – коралловых полипов.
С приходом человека снова начались изменения, особенно в последние 200-300 лет, когда человек изобрел двигатель и начал добывать полезные ископаемые.
Человек – часть биосферы
Человек является представителем животного мира, поэтому биосфера и человек тесно взаимосвязаны между собой.
Люди нуждается в основных природных ресурсах: воде, воздухе, пище.
Человек всеяден, поэтому напрямую воздействует на численность живых организмов на нашей планете.
Также человек нуждается и в специфических ресурсах: нефти, газе, руде, древесине и так далее. Эти ресурсы помогают человеку жить социумом.
За счёт ресурсов человек строит города и дороги, проектирует одежду и транспортные средства, отапливает свои дома.
Без взаимодействия с биосферой человечество обречено на вымирание.
Все живые организмы взаимосвязаны: они образуют пищевые цепи, участвуют в биологическом круговороте. Живые организмы изменяют нашу планету. Живая оболочка Земли называется биосферой.
Эволюция жизни на Земле имеет долгую историю. Все началось, приблизительно, 4 млрд. лет назад. У атмосферы Земли еще нет озонового слоя, концентрация кислорода в воздухе очень низкая и ничего на поверхности планеты не слышно, кроме извергающихся вулканов и шума ветра. Ученые считают, что именно так выглядела наша планета тогда, когда на неё начала появляться жизнь. Подтвердить или опровергнуть это весьма трудно. Горные породы, которые могли бы дать больше информации людям, разрушились очень давно, благодаря геологическим процессам планеты. Итак, основные этапы эволюции жизни на Земле.
Эволюция жизни на Земле. Одноклеточные организмы.
Жизнь получила свое начало с появлением простейших форм жизни – одноклеточных организмов. Первыми одноклеточными организмами были прокариоты. Эти организмы появились первыми после того, как Земля стала пригодной для начала жизни. Древняя Земля не позволила бы появиться даже простейшим формам жизни на своей поверхности и в атмосфере. Этим организмом был не обязателен кислород для своего существования. Концентрация кислорода в атмосфере повышалась, что привело к появлению эукариот. Для этих организмов главным для жизни становился кислород, в среде где концентрация кислорода была маленькой, они не выживали.
Прокариоты
Эукариоты
Первые организмы, способные к фотосинтезу появились через 1 млрд. лет после появления жизни. Этими фотосинтезирующими организмами были анаэробные бактерии. Жизнь постепенно начала развиваться и после того, как содержание азотистых органических соединений упало появились новые живые организмы, способные использовать азот из атмосферы Земли. Такими существами были сине-зеленые водоросли. Эволюция одноклеточных организмов происходила после ужасных событий в жизни планеты и все стадии эволюции была защищена под магнитным полем земли.
Со временем простейшие организмы стали развиваться и улучшать свой генетический аппарат и развивать способы своего размножения. Затем в жизни одноклеточных организмов произошел переход к разделению их генеративных клеток на мужские и женские.
Эволюция жизни на Земле. Многоклеточные организмы.
После возникновения одноклеточных организмов появились более сложные формы жизни – многоклеточные организмы. Эволюция жизни на планете Земля приобрела более сложные организмы, отличающиеся более сложной структурой и сложных переходных стадий жизни.
Первая стадия жизни – Колониальная одноклеточная стадия. Переход от одноклеточных организмов к многоклеточным, усложняется структура организмов и генетический аппарат. Эта стадия считается самой простой в жизни многоклеточных организмов.
Вторая стадия жизни – Первично-дифференцированная стадия. Более сложная стадия и характеризуется началом принципа “разделения труда” между организмами одной колонии. В этой стадии происходила специализация функций организма на тканевом, органном и системноорганном уровнях. Благодаря этому у простых многоклеточных организмов начала образовываться нервная система. Нервного центра у системы еще не было, но центр координации имеется.
Третья стадия жизни – Централизованно-дифференцированная стадия. За время этой стадии у организмов усложняется морфофизиологическая структура. Улучшение этой структуры происходит через усиление тканевой специализации.Усложняется пищевая, выделительная, генеративная и другие системы многоклеточных организмов. У нервных систем появляется хорошо выраженный нервный центр. Улучшается способы размножения – из наружного оплодотворения во внутреннее.
Заключением третей стадии жизни многоклеточных организмов является появление человека.
Растительный мир
Эволюционное дерево простейших эукариот разделилось на несколько ветвей. Появились многоклеточные растения и грибы. Некоторые из таких растений могли свободно плавать по поверхности воды, а другие прикреплялись ко дну.
Псилофиты – растения, которые впервые освоили сушу. Затем возникли и другие группы наземных растений: папоротники, плауны и другие. Эти растения размножались спорами, но предпочитали водную среду обитания.
Большого разнообразия достигли растения в каменноугольный период. Растения развивались и могли достигать в высоту до 30 метров. В этом периоде появились первые голосемянные растения. Наибольшим распространением могли похвастаться плаунообразные и кордаиты. Кордаиты напоминали формой ствола хвойные растения и имели длинные листья. После этого периода поверхность Земли была разнообразна различными растениям, которые достигали 30 метров в высоту. Спустя большое количество времени наша планета стала похожа на ту, которую мы знаем сейчас. Сейчас на планете существует огромное многообразие животных и растений, появился человек. Человек, как существо разумное, после того как встал “на ноги” посвятил свою жизнь изучению нашей прекрасной планеты. Загадки и тайны планеты Земля стали интересовать человека, а так же самое главное – откуда появился человек и для чего он существует. Как вы знаете, ответов на эти вопросы до сих пор не существует, есть только теории, которые противоречат друг другу.
Мы много можем рассуждать о космосе, но все-таки самый важный для нас здесь объект — планета Земля.
Давайте посмотрим, откуда она взялась и какое ее ждет будущее.
Как появилась Земля
У звезд есть протопланетные диски. Это облака пыли, которые вращаются вокруг своих звезд когда они только образовались. Протопланетный диск в начале раскаленный. И подпитывает звезду веществом.
Со временем протопланетный диск начинает остыватьЧ частицы собираются в более плотные комки вещества. Сперва появляются частички размером до 1 сантиметра. Затем из них начинают образовываться глыбы из льда и камня. Они сталкиваются друг с другом и постепенно слипаются.
Глыба становится все больше, вещество начинает уплотняться все сильнее, собирая окрестные микрочастицы.
Формируется объект, который в астрофизике называется планетезималь. Глыба, напоминающая астероид.
В определенный момент, когда масса становится очень большой, планета начинает принимать форму шара. Это максимально эргономичная форма для объекта с большой гравитацией.
Удивительно, но процесс формирования из глыбы полноценной планеты — очень быстрый, несмотря на космические расстояния. Планета типа Земли может образоваться всего за 100 тысяч лет, что по космическим меркам — буквально, миг. Всего же процесс образования полноценной планеты из микропылинок занял до 20 миллионов лет.
Параллельно идет зачистка орбиты. Объекты с пересекающимися орбитами сталкиваются, в результате у каждой планеты возникает своя, самостоятельная орбита.
Так 4,57 млрд лет назад появилась наша Земля. Чуть позже — спустя примерно 20 млн лет. Вероятная причина — столкновение Земли с объектом размером с Марс. Из-за которого и откололся кусок, который и стал нашим спутником — Луной.
В раскаленном шарике более плотное вещество погружалось вниз. В итоге образовались слои с ядром внутри. Земное ядро состоит из сплава железа и никеля с небольшими добавками. Металлическое ядро в дальнейшем сыграет огромную роль для всего живого на Земле.
Ведь такая слоистая структура с металлическим ядром внутри привело к появлению магнитного поля. Это поле отклоняет космическую радиацию, которая разрушительна для всего живого. Также магнитное поле защищает атмосферу, не дает ей рассеяться.
Газы, которые выходили из земной коры, образовали первичную атмосферу, состоящую, преимущественно, из водорода и гелия. Хоть Земля и успешно отбивала радиацию и солнечный ветер, условия на ней были слабо пригодны для жизни.
Откуда же на Земле появилась вода?
Тяжелая бомбардировка: как 4 млрд лет назад Земля была расстреляна метеоритами
Поздняя тяжелая бомбардировка – так в геофизике называется период 4 млрд лет назад, когда Земля была буквально расстреляна метеоритами.
Метеориты буквально взрывали земную кору, оплавляли поверхность. И сильно повлияли на геологию нашей планеты и на состав полезных ископаемых.
Оценить, сколько метеоритов упало на Землю, сейчас сложно – океаны, земля, живые организмы внесли свои коррективы. Но масштаб проблемы можно оценить по Луне. В то время на спутнике Земли образовалось более 22 тысяч крупных кратеров, диаметр которых превышает 20 км. При этом 40 кратеров превышает 1 тыс км, есть несколько свыше 5 тыс км.
Кратер от метеорита, который вероятно уничтожил динозавров — вид из космоса
Для сравнения: кратер, который уничтожил динозавров, в диаметре достигает 180 км. А кратер, из-за которого предположительно случилось пермское вымирание, когда погибло 96% видов живых организмов – в диаметре составляет 500 км.
Последняя метеоритная бомбардировка состоялась 3,8 млрд лет назад. Воды на Земле очень мало. Но достаточно для жизни
Слева — спутник Юпитера Европа, справа — наша Земля
Считаете, что наша планета богата водой?
Если собрать всю воду, что есть на Земле, она поместится в сферу диаметром 1385 километров. Да даже расстояние от Москвы до Анапы больше — 1510 км!
Просто все океаны, ледники и озера размазаны по Земле тонким слоем. На воду приходится лишь 0,12% всего объема нашей планеты. И 97,5% этой воды — морская, не пригодная для питья.
И Земля даже не лидирует по содержанию воды среди планет Солнечной системы. На первом месте — Европа, спутник Юпитера. Европа по структуре похожа не нашу планету, но, как видите на фото, заметно уступает Земле в габаритах. Европа покрыта слоем льда толщиной в 30 километров. А под этим льдом находится океан из жидкой воды.
Но у нашей планеты есть другое важное свойство — только на Земле есть вода в жидком виде прямо на поверхности.
Какая форма у нашей Земли
Разумеется, не плоская. Но и не…шар! Земля представляет собой эллипсоид. Ее диаметр не равномерен по поверхности. На экваторе диаметр на 43 километра больше, чем на полюсах. Получается, наша планета немножко сплюснута.
Когда возникла жизнь на Земле
Ученые сходятся во мнении, что жизнь на Земле появилась в период 3,7 — 4 миллиардов лет назад.
Интересный факт. Жизнь меняет Землю
Жизнь появилась на нашей планете, но она, в свою очередь, сильно влияет на экосистему Земли. Например, на нашей планете не было кислорода в таком количестве. Он возник из-за деятельности микроорганизмов.
Сперва развилась до одноклеточных форм, которые тонким слоем покрывали дно океана. Питались они с помощью фотосинтеза и плавно наполняли атмосферу нашей планеты кислородом.
Довольно большой период времени планета была покрыта льдом. Причина этого проста — активность Солнца была на треть слабее чем в наши дни.
Со временем активность Солнца росла, льды отступали. Это стимулировало развитие жизни. Сложные многоклеточные появились лишь 580 миллионов лет назад.
Сколько времени осталось для жизни на Земле
Не так то много, как могло бы показаться на первый взгляд. По разным оценкам, условия на Земле будут благоприятны для жизни еще в течение от 0,5 до 1 миллиардов лет.
Если учесть, что жизнь на Земле появилась примерно 4 миллиарда лет назад — мы уже давно прошли половину пути и плавно движемся к закату.
Однако Солнце, по оценкам современных ученых, будет существовать еще, как минимум, 7,5 миллиардов лет. Что же такого произойдет с Землей, что жить на нашей планете станет невозможно?
Что ждет Землю дальше
Благоприятный период для нашей планеты продлится не так уж долго. Произойдет ряд внешних и внутренних изменений, которые сильно ударят по всему живому на планете.
Активность Солнца продолжит расти. Она и сейчас набирает обороты. Это происходит из-за накопления гелия — важного вещества для ядерных реакций внутри нашего светила. Поэтому Солнце светит все ярче и жарче.
Через 1 миллиард лет это будет сильно заметно. Температура поднимется настолько, что океаны начнут испаряться. Вода на планете будет все больше существовать не в жидком и твердом состоянии, а в виде пара. А через 1,1 миллиард лет все океаны, скорее всего, испарятся с поверхности планеты.
Через 3,5 миллиарда лет на нашей планете будет также жарко, как на Венере.
Кроме этого, активность Солнца приведет к снижению концентрации углекислого газа в атмосфере планеты, так как будут выветриваться силикатные материалы. Углекислого газа станет мало для фотосинтеза. Именно на этом факте основан прогноз, что жизнь на Земле начнет резко исчезать уже через 500 миллионов лет.
Через 1,5 миллиарда лет наклон оси нашей планеты начнет хаотично меняться, вплоть до отклонения на 90 градусов. Почему наклон оси будет меняться? Во-первых, будет меняться трение между внутренними слоями, в частности, между мантией и ядром. Во-вторых, Луна постепенно удаляется от Земли почти на 4 сантиметра в год. И через полтора миллиарда лет ее влияние заметно снизится.
Если Земля будет направлена к Солнцу под углом 90 градусов, то полюса станут перпендикулярны. Одна половина будет получать много тепла и света, а другая страдать от их нехватки. Соответственно, в первом случае климат будет слишком жарким, когда температура поверхности будет подниматься до 80 градусов. В темной части планеты будет сильный холод.
Земное ядро будет остывать. Это приведет к серьезным климатическим переменам. Как я писал выше, трение между мантией и ядром изменится, что повлияет на скорость вращения и угол наклона.
Сутки увеличатся из-за замедления вращения. Через 250 миллионов лет сутки будут длиться 25,5 часов.
Красный гигант. Если жизнь на Земле чудом выживет, несмотря на все эти факторы — спустя примерно 5 миллиардов лет нас ждет неминуемое.
Вид с Земли на Солнце, которое стало растущим красным гигантом
Солнце начнет превращаться в красного гиганта и резко расти в размерах. Это связано с падением давления внутри светила, так как вещество постепенно прогорает в его недрах.
И через 5 миллиардов лет красный гигант достигнет орбиты Земли и захватит нашу планету.
После стадии красного гиганта (расплавив при этом все планеты земной группы) Солнце просто сбросит внешнюю оболочку, образовав планетарную туманность, которая постепенно рассеется. А оставшееся на своем месте ядро Солнца, лишенное оболочек, станет гелиевым белым карликом и будет остывать несколько миллиардов лет.
Последние дни Земли будут выглядеть так
На самом деле жить на Земле станет абсолютно невозможно гораздо раньше. Нам отпущено примерно половина миллиарда.
500 миллионов лет… Не так уж много нам и осталось, чтобы суметь развиться до такой степени, чтобы улететь от катастрофических изменений на нашей планете.
С другой стороны, представьте, как люди, уже из другой звездной системы, будут со стороны смотреть на рост красного гиганта. И рассказывать, как когда-то в этой звездной системе родилась жизнь, которая распространилась по всей галактике!
[источники]источники
https://zen.yandex.ru/media/nauka/evoliuciia-zemli-kak-poiavilas-nasha-planeta-i-chto-ee-jdet-v-buduscem-6196dfa975507c1bf8e81a7e