Svet zvierat archejskej éry. Stručná história vývoja organického sveta

Archeánska éra sa datuje do obdobia, keď sa Zem formovala ako planéta - asi pred 4 miliardami rokov. Jeho trvanie je 1 miliarda rokov.

Archejská éra - najstaršia, najstaršia skoré obdobie história zemskej kôry. Prvé živé organizmy vznikli v archejskej ére. Boli to heterotrofy a organické zlúčeniny používali ako potravu. Koniec archejskej éry bol časom formovania zemského jadra a silného poklesu vulkanickej aktivity, čo umožnilo rozvoj života na planéte.

Archejská éra sa delí na 4 obdobia: Eoarchean, Paleoarchean, Mesoarchean, Neoarchean.

Spodné obdobie archejskej éry - Eoarchean 4 - pred 3,6 miliardami rokov.
Asi pred 4 miliardami rokov Zem vznikla ako planéta. Takmer celý povrch bol pokrytý sopkami a všade tiekli rieky lávy. Láva, ktorá vytryskla vo veľkých množstvách, vytvorila kontinenty a oceánske panvy, hory a náhorné plošiny. Neustála sopečná činnosť, vystavenie vysokým teplotám a vysokému tlaku viedli k tvorbe rôznych minerálov: rôznych rúd, stavebného kameňa, medi, hliníka, zlata, kobaltu, železa, rádioaktívnych minerálov a iných. Približne pred 3,8 miliardami rokov Na Zemi vznikli prvé spoľahlivo potvrdené vyvrelé a metamorfované horniny ako žula, diorit a anorthozit. Tieto horniny boli nájdené v širokej škále rôzne miesta: na ostrove Grónsko, v rámci kanadského a baltického štítu atď.

Ďalším obdobím archejskej éry je paleoarchean pred 3,6 – 3,2 miliardami rokov.
Toto je čas vzniku prvého superkontinentu v histórii Zeme - Valbaru a jediného svetového oceánu, ktorý zmenil štruktúru chrbtov oceánskych chrbtov, čo viedlo k procesu zvyšovania množstva vody na Zemi a objem CO2 v atmosfére začal klesať.

Na paleoarcheán nadväzuje mezoarchean pred 3,2 - 2,8 miliardami rokov.
Približne pred 2,8 miliardami rokov sa prvý superkontinent v histórii Zeme začal rozpadať.

Neoarchean pred 2,8 - 2,5 miliardami rokov - posledné obdobie archejskej éry, končiace pred 2,5 miliardami rokov, je časom formovania veľkej časti kontinentálnej kôry, čo naznačuje výnimočnú starobylosť kontinentov Zeme.

Na konci raného archeanu však už existoval. azda nie všade, granitovo-rulová vrstva zemskej kôry, ktorá už pred 3,0-3,3 miliardami rokov podliehala štiepeniu za vzniku pásov zeleného kameňa a granulitu. Stopy ešte skoršieho štádia vývoja prakticky zmizli.
Prirodzene, pre archejskú dobu nie je potrebné hovoriť o žiadnych typoch tektonických štruktúr, ktoré sa podobali fanerozoickým štruktúram. Zrejme by mohli existovať nejaké morské panvy. Pokúsme sa však obnoviť „krajinu“ tej doby.

Takže primárna kôra, ktorá vznikla v dôsledku ochladzovania Zeme, bola nepretržite ničená parou a plynom, ktoré sa uvoľnili horúcou látkou. Láva vybuchnutá miliónmi sopiek stuhla na povrchu a vytvorila primárne pohoria a náhorné plošiny, kontinenty a oceánske depresie.
Silná, hustá atmosféra sa tiež ochladila, čo malo za následok silné zrážky. Na horúcom zemskom povrchu sa okamžite zmenili na paru. Pevné mraky zahalili Zem a bránili prechodu slnečné lúče, ohrieva jeho povrch. Pevná kôra sa ochladila, oceánske priehlbiny sa naplnili vodou.

Primárny oceán, rieky a atmosféra zničili primárne hory a kontinenty a vytvorili prvé sedimentárne horniny. V priebehu mnohých miliónov rokov histórie Zeme sa tieto horniny, opakovane vystavené horúcej hmote, obrovskému tlaku a vysokej teplote, veľmi zmenili. Teraz sú tvrdé a husté. Je s nimi spojená tvorba mnohých minerálov: stavebný kameň, sľuda, niklová ruda, kaolín, zlato, molybdén, meď, kobalt, rádioaktívne minerály, železo.

Stromatolit. Foto: Shiny Things

Počas archejskej éry teplé vody V primárnom oceáne prebiehali rôzne chemické reakcie medzi soľami, zásadami a kyselinami. Obľubovalo ich slnečné žiarenie, hustá atmosféra a ionizácia vody spôsobená obrovskými výbojmi bleskov.
Na konci archejskej éry sa v moriach objavili hrudky bielkovinovej hmoty, čo znamenalo začiatok všetkého života na Zemi. Základom pre syntézu primárnych bielkovinových látok boli nepochybne aminokyseliny. Ako však vznikli samotné aminokyseliny?
Výsledky rádioastronomických štúdií presvedčivo naznačujú, že vo vesmíre existuje veľa chemických látok, ktoré zahŕňajú prvky - organogény (vodík, uhlík, dusík, síra, fosfor), deriváty močoviny a iné organické zlúčeniny. Zem teda podľa akademika A.I. Oparina „prijala zložité a rôznorodé zlúčeniny uhlíka ako dedičstvo z vesmíru“.

Pre zemskú kôru sú charakteristické aj abiogénne organické zlúčeniny. Tvoria karbosféru, ktorá existuje aj v moderné podmienky(napríklad v sopečných prieduchoch).
V plynno-kvapalných inklúziách starých minerálov magmatického pôvodu boli objavené bitúmeny a mnohé ďalšie organické látky.
Existencia karbosféry zemskej kôry, organické zlúčeniny vesmíru, slnečné lúče a žiarenie nakoniec spôsobili tvorbu primárnych aminokyselín.
Relatívne stála teplota jeho povrchu za posledné 3 miliardy rokov bola mimoriadne priaznivá pre vznik a rozvoj života na Zemi.

Prvé živé organizmy vznikli v archejskej ére. Boli to heterotrofy a ako potravu používali organické zlúčeniny z „primárneho bujónu“. (Biopaliméry boli objavené v sedimentárnych horninách spred 3,5 miliardy rokov). Prvými obyvateľmi našej planéty boli anaeróbne baktérie. Najdôležitejšia etapa vývoj života na Zemi je spojený so vznikom fotosyntézy, ktorá spôsobuje oddelenie organický svet do rastlín a živočíchov.

Prvými fotosyntetickými organizmami boli prokaryotické (prednukleárne) sinice a modrozelené riasy. Eukaryotické zelené riasy, ktoré sa potom objavili, uvoľnili do atmosféry voľný kyslík z oceánu, čo prispelo k vzniku baktérií schopných žiť v kyslíkovom prostredí. V tom istom čase na hranici archejskej proterozoickej éry došlo k ďalším dvom veľkým evolučným udalostiam - objavil sa sexuálny proces a mnohobunkovosť. Haploidné organizmy (baktérie a modrozelené) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví na ich fenotype. Ak je mutácia prospešná, je selekciou zachovaná, ak je škodlivá, je selekciou eliminovaná. Haploidné organizmy sa neustále prispôsobujú svojmu prostrediu, ale nevyvíjajú sa u nich zásadne nové vlastnosti a vlastnosti. Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť prispôsobenia sa podmienkam prostredia v dôsledku vytvárania nespočetných kombinácií v chromozómoch. Diploidia, ktorá vznikla súčasne s tvorbou jadra, umožňuje zachovať mutácie v heterogotickom stave a využiť ich ako rezervu dedičnej variability pre ďalšie evolučné premeny.

Vznik diploidity a genetickej diverzity jednobunkových eukaryotov viedol na jednej strane k heterogenite bunkovej štruktúry a ich asociácii v kolóniách, na druhej strane k možnosti „deľby práce“ medzi bunkami kolónie, t.j. tvorba mnohých organizmov. Oddelenie bunkových funkcií u prvých koloniálnych mnohobunkových organizmov viedlo k vytvoreniu primárnych tkanív – ektodermu a endodermu, čo neskôr umožnilo vznik zložitých orgánov a orgánových systémov. Zlepšenie interakcie medzi bunkami, prvý kontakt a potom pomocou nervového a endokrinného systému, zabezpečilo existenciu mnohobunkového organizmu ako jedného celku.

Cesty evolučných premien prvých mnohobunkových organizmov boli rôzne. Niektorí prešli na sedavý spôsob života a zmenili sa na organizmy typu huby. Z nich sa vyvinuli ploské červy. Ďalší si zachovali plavecký životný štýl, získali ústa a dali vznik coelenterátom.



Archaea

Všeobecné informácie a rozdelenie

Archaean, archean era (z gréckeho ἀρχαῖος (archios) - staroveký) je geologický eón, ktorý predchádza prvohorám. Za hornú hranicu archeanu sa považuje doba asi pred 2,5 miliardami rokov (± 100 miliónov rokov). Pre spodnú hranicu, ktorá stále nie je oficiálne uznaná Medzinárodnou stratigrafickou komisiou, - pred 3,8-4 miliardami rokov. Nejasnosť spodnej hranice archeanu vysvetľujú 2 teórie jeho definície: podľa prvej z nich sú dolnou hranicou archeanskej éry nálezy starých organizmov spred 3,8 miliardy rokov; podľa druhej teórie, za spodnú hranicu treba považovať koniec chladného obdobia, ktoré dominovalo počas celého obdobia pred archejským eónom – gadea (katarchea). Trvanie Archeanu je približne 1,5 miliardy rokov.

Archean sa podľa moderných predstáv delí na 4 obdobia: Eoarchean, Paleoarchean, Mechoarchean a Neoarchean, ktoré sa rozlišujú čisto chronologicky. Predtým archean zahŕňal Katarchaean, ktorý je v súčasnosti rozdelený do samostatného eónu.

Divízia Archaea		Koniec divízií (Ma)
Archaea	Neoarchaean	2500
	Mesoarchean	2800
	Paleoarchaean	3200
	Eoarchaean	3600

Eoarchean je spodné obdobie archejskej éry, pokrývajúce časový interval pred 4 až 3,6 miliardami rokov. Eoarchean je pozoruhodný tým, že je časom formovania hydrosféry a objavom predpokladaných pozostatkov prvých prokaryotov, stromatolov a starých hornín.

Obdobie nasledujúce po Eorcheanu, Paleoarchean, je časom vzniku prvého superkontinentu v histórii Zeme – Vaalbary a zjednoteného Svetového oceánu. Do tejto doby sa datujú prvé spoľahlivé pozostatky živých organizmov (baktérií) a stopy ich životnej činnosti. Trvanie paleoarcheanu je 400 miliónov rokov.

Po paleoarcheanu prišiel mezoarchean, ktorý trval pred 3,2 až 2,8 miliardami rokov. Toto obdobie je zaujímavé vďaka rozdeleniu Vaalbary a širokému rozšíreniu fosílií starých foriem života.

Napokon posledné obdobie archejskej éry – neoarchean, ktoré sa skončilo pred 2,5 miliardami rokov, je časom formovania prevažnej časti kontinentálnej zemskej kôry, čo poukazuje na výnimočnú starobylosť zemských kontinentov.

Tektonika

Archeánska tektonika sa vyznačuje predovšetkým začiatkom formovania najstarších kontinentálnych jadier (štítov), ​​ktorých pozostatky sa našli na všetkých starovekých platformách okrem čínsko-kórejských a juhočínskych. Vznik kontinentálnych jadier súvisí s vrásnením Kola (Sami; Baltický štít) alebo Transvaal (Južná Afrika), ktoré sa objavilo na prelome asi pred 3 miliardami rokov, a vrásnením Bieleho mora (Baltický štít), známym aj ako tzv. kenorské (kanadský štít) alebo rodézske vrásnenie (Južná Afrika), ktoré sa objavilo asi pred 2600 miliónmi rokov.

Spočiatku na Zemi neboli žiadne veľké kontinentálne útvary, čo bolo spôsobené vysokou geologickou aktivitou.

Ale približne pred 3,6 miliardami rokov sa všetko zmenilo a kontinenty Zeme sa spojili do hypotetického superkontinentu Valbara. Potvrdzujú to geochronologické a paleomagnetické štúdie medzi dvoma archejskými kratónmi alebo protokontinentmi: kratónom Kaapval (provincia Kaapval, Južná Afrika) a kratónom Pilbara (región Pilbara, západná Austrália). Ďalším dôkazom je zhoda stratigrafických sekvencií pásov zeleného kameňa a ruly týchto dvoch kratónov. Dnes sú tieto archejské pásy zeleného kameňa rozmiestnené pozdĺž okrajov Horného kratónu v Kanade, ako aj kratónov starovekých kontinentov Gondwanaland a Laurasia.

Približne pred 2,8 miliardami rokov sa prvý superkontinent v histórii Zeme začal rozpadať.

Dokazujú to geochronologické a paleomagnetické štúdie, ktoré ukazujú kruhové priečne oddelenie kratónov Kaapvaal a Pilbara asi pred 2,77 miliardami rokov.

Vo všeobecnosti je archejská éra charakterizovaná veľmi prudkou tektonickou aktivitou, ktorá má za následok časté sopečné erupcie, zemetrasenia a pod.. Napomohli tomu: vysoká teplota vnútorných vrstiev Zeme, vznik planetárneho jadra v blízkosti Zeme a rozpad rádionuklidov s krátkou životnosťou.

Približne pred 3,8 miliardami rokov vznikli na Zemi prvé spoľahlivo potvrdené vyvrelé a metamorfované horniny, ako sú žula, diorit a anorthozit. Tieto skaly sa našli na rôznych miestach: na ostrove Grónsko, v kanadských a baltských štítoch atď.

Mimochodom, niektorí vedci berú vek týchto veľmi starých hornín ako nižší limit archaea.

Pred 3 miliardami rokov sa začalo obdobie aktívneho formovania kontinentálnej kôry. Za obdobie 500 miliónov rokov vzniklo až 70 % jeho celkovej hmoty. Hoci väčšina vedcov stále verí, že kontinentálna kôra archejského veku tvorí len 5-40% celej kontinentálnej kôry modernej doby.

Hydrosféra a atmosféra. Klíma

Na samom začiatku archejskej éry bolo na Zemi málo vody, namiesto jediného oceánu tu boli len roztrúsené plytké panvy. Teplota vody dosahovala 70-90°C, čo bolo možné pozorovať len vtedy, ak mala Zem v tom čase hustú atmosféru oxidu uhličitého. V skutočnosti zo všetkých možných plynov iba CO 2 mohol vytvoriť zvýšený atmosférický tlak (pre Archean - 8-10 bar). V atmosfére raného archeanu bolo veľmi málo dusíka (10 – 15 % objemu celej archejskej atmosféry), prakticky tam nebol vôbec žiadny kyslík a plyny ako metán boli nestabilné a rýchlo sa rozložili vplyvom tvrdého žiarenie zo Slnka (najmä v prítomnosti hydroxylových iónov, vyskytujúcich sa aj vo vlhkej atmosfére).

Teplota archejskej atmosféry pod skleníkovým efektom dosahovala takmer 120°C. Ak by pri rovnakom tlaku atmosféra v Archeane pozostávala napríklad len z dusíka, tak povrchové teploty by boli ešte vyššie a dosahovali by 100°C a teplota pod skleníkovým efektom by presahovala 140°C.

Asi pred 3,4 miliardami rokov sa množstvo vody na Zemi výrazne zvýšilo a vynoril sa svetový oceán, ktorý pokrýva hrebene stredooceánskych chrbtov. V dôsledku toho sa hydratácia čadičovej oceánskej kôry výrazne zvýšila a miera nárastu parciálneho tlaku CO 2 v atmosfére neskorého archeánu sa o niečo znížila. K najradikálnejšiemu poklesu tlaku CO 2 došlo až na prelome archeanu a prvohôr po oddelení zemského jadra a s tým súvisiacim prudkým poklesom tektonickej aktivity Zeme. Vďaka tomu sa v staršom proterozoiku prudko znížilo aj tavenie oceánskych bazaltov. Čadičová vrstva oceánskej kôry sa výrazne stenčila ako v archeáne a pod ňou sa po prvý raz vytvorila hadovitá vrstva – hlavná a neustále obnovovaná zásobáreň viazanej vody na Zemi.

Flóra a fauna

Archeickým ložiskám chýba kostrová fauna, ktorá slúži ako základ pre zostavenie stratigrafickej škály fanerozoika, napriek tomu je tu pomerne veľa rôznych stôp organického života.

Patria sem odpadové produkty modrozelených rias - stromatolity, čo sú koralovité sedimentárne útvary (uhličitan, menej často kremík), a odpadové produkty baktérií - onkolity.

Prvé spoľahlivé stromatolity boli objavené až na prelome pred 3,2 miliardami rokov v Kanade, Austrálii, Afrike, na Urale a na Sibíri. Hoci existujú dôkazy o objavení zvyškov prvých prokaryotov a stromatolov v sedimentoch vo veku 3,8-3,5 miliardy rokov, v Austrálii a Južnej Afrike.

V kremitých horninách raného archeánu sa našli aj zvláštne vláknité riasy, ktoré sú dobre zachované, v ktorých možno pozorovať detaily bunkovej štruktúry organizmu. Na mnohých stratigrafických úrovniach sa nachádzajú drobné okrúhle telá (veľké do 50 m) riasového pôvodu, ktoré sa predtým mylne považovali za spóry. Sú známi ako „akritarchy“ alebo „sféromorfidy“.

Živočíšny svet Archeanov je oveľa chudobnejší ako svet rastlín. Niektoré náznaky prítomnosti pozostatkov zvierat v archeanských horninách sa týkajú predmetov, ktoré sa zdajú byť anorganického pôvodu (Aticocania Walcott, Tefemar kite Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) alebo sú produktmi vylúhovania stromatolitov (Carelozoon Metzger). Mnohé archaické fosílie nie sú úplne rozlúštené (Udokania Leites) alebo nemajú presnú referenciu (Xenusion querswalde Pompecki).

V archejskej zóne sa teda spoľahlivo našli prokaryoty dvoch kráľovstiev: baktérie, prevažne chemosyntetické, anaeróbne a fotosyntetické kyanobióny produkujúce kyslík. Je možné, že v Archeáne sa objavili aj prvé eukaryoty z ríše húb, morfologicky podobné kvasinkovým hubám.

Najstaršie bakteriálne biocenózy, t.j. spoločenstvá živých organizmov, medzi ktoré patrili iba producenti a deštruktori, boli podobné filmom plesní (tzv. bakteriálne rohože) umiestneným na dne nádrží alebo v ich pobrežnej zóne. Sopečné oblasti často slúžili ako oázy života, kde sa z litosféry dostával na povrch vodík, síra a sírovodík, hlavní donori elektrónov.

Takmer počas celej archejskej éry boli živé organizmy jednobunkové stvorenia, ktoré boli veľmi závislé od prírodných faktorov. A až na prelome archeanu a proterozoika nastali dve hlavné evolučné udalosti: objavil sa sexuálny proces a mnohobunkovosť. Haploidné organizmy (baktérie a modrozelené riasy) majú jednu sadu chromozómov. Každá nová mutácia sa okamžite prejaví na ich fenotype. Ak je mutácia prospešná, je zachovaná prostredníctvom prirodzeného výberu, ak je škodlivá, je eliminovaná. Haploidné organizmy sa neustále prispôsobujú svojmu prostrediu, ale nevyvíjajú sa u nich zásadne nové vlastnosti a vlastnosti. Sexuálny proces dramaticky zvyšuje možnosť prispôsobenia sa podmienkam prostredia v dôsledku vytvárania nespočetných kombinácií v chromozómoch. Diploidia, ktorá vznikla súčasne s tvorbou jadra, umožňuje zachovať mutácie a využiť ich ako rezervu dedičnej variability pre ďalšie evolučné premeny.

Minerály

Archeánska éra je veľmi bohatá na minerály. S tým sú spojené obrovské ložiská železných rúd (železité kremence a jaspility), hlinitých surovín (kyanit a sillimanit) a mangánových rúd; najväčšie ložiská zlatých a uránových rúd sú spojené s archejskými konglomerátmi; so zásaditými a ultrabázickými horninami - veľké ložiská medených, niklových a kobaltových rúd; s karbonátovými horninami – ložiskami olova a zinku. Pegmatity sú hlavným zdrojom sľudy (muskovitu), keramických surovín a vzácnych kovov.

Na území Ruska sú s archejskými ložiskami spojené ložiská hrebeňa Timan, Ural, kryštalický pás Dnepra a oblasť Podkamennaja Tunguska...

Archejská éra. Najstaršie horniny vystavené na povrchu kontinentov vznikli v archeánskej ére. Rozpoznanie týchto hornín je náročné, pretože ich odkryvy sú rozptýlené a vo väčšine prípadov sú pokryté hrubými vrstvami mladších hornín. Tam, kde sú tieto horniny odkryté, sú natoľko metamorfované, že ich pôvodný charakter často nemožno obnoviť. Počas mnohých dlhých štádií denudácie boli hrubé vrstvy týchto hornín zničené a tie, ktoré prežili, obsahujú veľmi málo fosílnych organizmov, a preto je ich korelácia ťažká alebo dokonca nemožná. Je zaujímavé poznamenať, že najstaršie známe archejské horniny sú pravdepodobne vysoko metamorfované sedimentárne horniny a staršie horniny, ktoré prekrývali, boli roztavené a zničené početnými vyvrelinami. Stopy primárnej zemskej kôry preto ešte neboli objavené.

V Severnej Amerike sú dve veľké oblasti odkryvov archejských hornín. Prvý z nich, Canadian Shield, sa nachádza v strednej Kanade na oboch stranách Hudsonovho zálivu. Hoci na niektorých miestach sú archejské skaly prekryté mladšími, na väčšine územia Kanadského štítu tvoria povrch. Najstaršími horninami známymi v tejto oblasti sú mramory, bridlice a kryštalické bridlice, preložené lávami. Spočiatku sa tu ukladali vápence a bridlice, následne zapečatené lávami. Potom boli tieto horniny vystavené silným tektonickým pohybom, ktoré boli sprevádzané veľkými žulovými prienikmi. Nakoniec sedimentárne horniny prešli ťažkou metamorfózou. Po dlhom období denudácie boli tieto vysoko metamorfované horniny miestami vynesené na povrch, no všeobecným pozadím sú žuly.

Výbežky archejských skál sa nachádzajú aj v Skalistých horách, kde tvoria hrebene mnohých hrebeňov a jednotlivých vrcholov, ako je Pikes Peak. Mladšie horniny tam boli zničené denudáciou.

V Európe sú archejské horniny odkryté v Baltskom štíte v Nórsku, Švédsku, Fínsku a Rusku. Predstavujú ich žuly a vysoko metamorfované sedimentárne horniny. Podobné výbežky archejských hornín sa nachádzajú na juhu a juhovýchode Sibíri, v Číne, v západnej Austrálii, Afrike a na severovýchode Južnej Ameriky. Najstaršie stopy životnej aktivity baktérií a kolónií jednobunkových modrozelených rias Collenia boli objavené v archejských horninách južnej Afriky (Zimbabwe) a Ontária (Kanada).

Proterozoická éra

Proterozoická éra. Na začiatku prvohôr, po dlhom období denudácie, bola pôda z veľkej časti zničená, určité časti kontinentov boli ponorené a zaplavované plytkými moriami a niektoré nízko položené panvy sa začali zapĺňať kontinentálnymi sedimentmi. V Severnej Amerike sa najvýznamnejšie expozície proterozoických hornín nachádzajú v štyroch oblastiach. Prvý z nich je obmedzený na južnú časť Kanadského štítu, kde sú v okolí jazera odkryté hrubé vrstvy bridlíc a pieskovcov uvažovaného veku. Horná a severovýchodná časť jazera. hurónsky. Tieto horniny sú morského aj kontinentálneho pôvodu. Ich rozloženie naznačuje, že poloha plytkých morí sa v priebehu proterozoika výrazne zmenila. Na mnohých miestach sú morské a kontinentálne sedimenty prekryté hrubými lávovými vrstvami. Na konci sedimentácie nastali tektonické pohyby zemskej kôry, proterozoické horniny prešli vrásnením a vznikli veľké horské systémy. V predhorí východne od Apalačských vrchov sú početné výbežky proterozoických hornín. Pôvodne sa ukladali ako vrstvy vápenca a bridlíc a potom počas orogenézy (horskej stavby) prešli do mramoru, bridlice a kryštalickej bridlice. V oblasti Veľkého kaňonu sa na archejských horninách nevhodne prekrýva silná sekvencia proterozoických pieskovcov, bridlíc a vápencov. V severných Skalistých vrchoch sa vyskytuje sled proterozoických vápencov s hrúbkou ca. 4600 m. Hoci proterozoické súvrstvia v týchto oblastiach boli ovplyvnené tektonickými pohybmi a boli zvrásnené a porušené zlomami, tieto pohyby neboli dostatočne intenzívne a nemohli viesť k metamorfóze hornín. Preto sa tam zachovali pôvodné sedimentárne textúry.

V Európe sa v rámci Baltského štítu nachádzajú významné odkryvy proterozoických hornín. Predstavujú ich vysoko metamorfované mramory a bridlice. V severozápadnom Škótsku prekrýva archejské žuly a kryštalické bridlice hrubá sekvencia proterozoických pieskovcov. Rozsiahle odkryvy proterozoických hornín sa vyskytujú v západnej Číne, strednej Austrálii, južnej Afrike a strednej Južnej Amerike. V Austrálii sú tieto horniny zastúpené hustým sledom nemetamorfovaných pieskovcov a bridlíc a vo východnej Brazílii a južnej Venezuele - vysoko metamorfované bridlice a kryštalické bridlice.

Fosílne modrozelené riasy Collenia veľmi rozšírené na všetkých kontinentoch v nemetamorfovaných vápencoch proterozoického veku, kde sa našlo aj niekoľko úlomkov schránok primitívnych mäkkýšov. Pozostatky zvierat sú však veľmi zriedkavé, čo naznačuje, že väčšina organizmov mala primitívnu štruktúru a ešte nemala tvrdé škrupiny, ktoré sú zachované vo fosílnom stave. Hoci stopy ľadových dôb sú zaznamenané pre rané štádiá histórie Zeme, rozsiahle zaľadnenie, ktoré malo takmer globálne rozšírenie, je zaznamenané až na samom konci prvohôr.

Najstarším a najstarším obdobím vývoja zemskej kôry je archejská éra. Práve v tom čase sa podľa vedcov objavili prvé živé heterotrofné organizmy, ktoré ako potravu využívali rôzne organické zlúčeniny. Koncom archejskej éry sa formovalo jadro našej planéty, rapídne klesala aktivita sopiek, preto sa na Zemi začal rozvíjať život.

Archejská éra začala asi pred 4 000 000 000 rokmi a trvala asi 1,56 miliardy rokov. Delí sa na štyri obdobia: Neoarchean, Paleoarchean, Mesoarchean a Eoarchean.

V archejskej ére

V období Neoarchaean, ktoré sa odohralo asi pred 4 000 miliónmi rokov, bola Zem už vytvorená ako planéta. Takmer celú oblasť obsadili sopky, ktoré vybuchli v r veľké množstvá láva Jeho horúce rieky tvorili kontinenty, náhorné plošiny, hory a oceánske depresie. Neustála sopečná činnosť a vysoké teploty viedli k vzniku nerastov – rudy, medi, hliníka, zlata, stavebného kameňa, kobaltu a železa. Asi pred 3,67 miliardami rokov sa vytvorili prvé metamorfózy a (žula, anorthozit a diorit), ktoré sa našli na rôznych miestach: Baltský a kanadský štít, ostrov Grónsko atď.

Počas paleoarcheánu (pred 3,7 – 3,34 miliardami rokov) došlo k vytvoreniu prvého kontinentu – Valbary – a jediného oceánu. Zároveň sa zmenila štruktúra oceánskych chrbtov, čo viedlo k postupnému zvyšovaniu množstva vody a znižovaniu množstva oxidu uhličitého v zemskej atmosfére.

Potom prišiel Mesoarchean, počas ktorého sa superkontinent začal pomaly rozpadať. Neoarchean, ktorý sa skončil približne pred 2,65 miliardami rokov, videl formovanie hlavnej kontinentálnej hmoty. Táto skutočnosť hovorí o staroveku všetkých kontinentov našej planéty.

Klimatické podmienky a atmosféra

Archejská éra bola charakteristická malým množstvom vody. Namiesto obrovského jediného oceánu existovali iba plytké panvy umiestnené oddelene od seba. Atmosféru tvoril najmä plyn (oxid uhličitý – chemický vzorec CO2), jej hustota bola oveľa vyššia ako dnes. Teplota vody dosiahla 90 stupňov. V atmosfére bolo málo dusíka, asi desať až pätnásť percent. Prakticky neexistoval metán, kyslík a niektoré ďalšie plyny. Teplota samotnej atmosféry podľa vedcov dosahovala 120 stupňov.

Archean Era: Biológia

Počas tejto éry dochádza k zrodeniu prvých najjednoduchších organizmov. Anaeróbne baktérie sa stali prvými obyvateľmi Zeme. V archejskej ére sa objavili prvé fotosyntetizujúce organizmy – sinice (prednukleárne) a modrozelené riasy, ktoré začali do atmosféry uvoľňovať voľný kyslík zo zemských oceánov. To prispelo k vzniku živých organizmov schopných prežiť v kyslíkovom prostredí.

Archeozoické obdobie je však dôležité nielen pre vznik fotosyntézy. V tomto čase sa vyskytli dve ďalšie dôležité evolučné udalosti: objavila sa mnohobunkovosť a sexuálny proces, čo výrazne zvýšilo adaptáciu na podmienky prostredia v dôsledku vytvorenia mnohých chromozomálnych kombinácií.

Najstaršie pozostatky organizmov a látok vytvorených s ich účasťou sa k nám dostali z archeanských nánosov zemskej kôry.

Tieto ložiská sú mimoriadne silné (hrubé): je jasné, že kým sa nahromadili, prešli stovky miliónov rokov. Najstaršie spodné ložiská, stlačené obrovskou hmotnosťou nadložných vrstiev, sa veľmi zmenili: z vrstvených sa zmenili na kryštalické. Okrem tlaku tomu napomáhalo aj pôsobenie vnútorného tepla zemegule. Na nepoznanie sa zmenili aj pozostatky organizmov, ktoré v nich mohli byť. Ani by sme nevedeli, či vtedy existoval život alebo nie, nebyť niektorých látok nahromadených v archejských vrstvách; tieto látky, ako dobre vieme, môžu vzniknúť v zemskej kôre len pôsobením organizmov. V skutočnosti boli vytvorené z pozostatkov starých rastlín a zvierat. Samotné tieto pozostatky však nenájdeme v kryštalických horninách archejského času.

Lepšia situácia je s tými archejskými ložiskami, ktoré sa k nám dostali vo forme vrstevnatých hornín, ktoré ešte nestihli rekryštalizovať. Toto sú mladšie vrstvy. Obsahovali zvyšky baktérií, ktoré vyzerali ako mikroskopicky malé guľôčky. Zachovali sa zvyšky iných baktérií, takzvaných železitých, ktorých príbuzní dodnes žijú na Zemi. Železné baktérie vykonávajú obrovskú chemickú prácu a podieľajú sa na tvorbe železných rúd. Žijú v tých vodách, ktoré obsahujú soli železa (oxidy) a sú obklopené najtenšími vláknitými trubicami, ktoré vznikajú z hlienu, ktorý vylučujú; Extrahujú soli železa (oxidy) z vody, spracovávajú ich vo svojom drobnom tele a nasýtia nimi rúrky (premieňajú ich na oxidové soli). Tieto baktérie žijú v kolóniách. Keď sú rúrky úplne nasýtené železom, baktérie ich opustia a začnú stavať nové rúrky. V dôsledku ich činnosti sa hromadia zlúčeniny železa, ktoré sa po státisícoch a miliónoch rokov menia na mohutné ložiská železnej rudy.

Baktérie zohrávajú v živote Zeme obrovskú úlohu. Ani Pasteur to úplne nepochopil. Baktérie si pre seba dobývajú stále viac nových zdrojov potravy; naplnili pôdu, vodu a vzduch. Jeden gram lesnej pôdy obsahuje asi 3 miliardy baktérií; aj v grame piesočnatej pôdy je asi 1 miliarda.

Vo veľkom počte obývajú moria. V hlbinách Čierneho mora sú obrovské akumulácie sírovodíka, ktoré znemožňujú život rastlinám a živočíchom. Tento sírovodík však nepreniká do povrchových vrstiev vody, a preto v týchto moriach prekvitá život až do hĺbky 200 metrov. Kam ide sírovodík? Ukazuje sa, že ho zachytávajú sírne baktérie, ktoré žijú v hĺbke 200 metrov a spracovávajú ho na zlúčeniny kyseliny sírovej. Približne rovnaký obraz je pozorovaný v Kaspickom mori. Koľko baktérií pracuje v takom obrovskom chemickom laboratóriu? Ich počet si nemožno ani len predstaviť.

Keďže baktérie sa dokážu prispôsobiť širokému spektru životných podmienok, môžu z nich vzniknúť aj iné skupiny organizmov. Niektoré riasy skutočne dostali svoj pôvod od nich. Prechod od baktérií k riasam bol veľkým krokom vpred na ceste evolúcie. Je pravda, že riasy z väčšej časti stále patria do sveta mikroskopicky malých tvorov, ale majú presnejšiu organizáciu a patria k zložitejším tvorom spolu s najjednoduchšími živočíšnymi organizmami. Jednobunkové rastliny a živočíchy sa ako baktérie hemžia všade na zemi a boli to práve tie, ktoré prvýkrát objavil Leeuwenhoek v stojatej vode. V jednobunkových telách týchto tvorov nachádzame rozdelenie na protoplazmu a jadro; navyše často majú zadržiavanie alebo akási kostra, niekedy nápadná svojou jemnosťou a eleganciou štruktúry.

V tele rias sa okrem jadra nachádza ešte jeden dôležitý útvar, ktorý je už charakteristický pre všetky typické rastliny. Ide o tzv pigment, farbivo koncentrované v špeciálnych zrnách (niekedy v povrchových vrstvách protoplazmy). Nie všetky riasy majú rovnaký pigment. Na základe farby sa rozlišuje niekoľko skupín rias: modrozelená, zelená, karmínová, hnedá.

Bičíkovce tvoria osobitnú skupinu medzi riasami. Ide o jednobunkové organizmy vybavené pohyblivým bičíkom, vďaka úderom ktorého sa pohybujú po vode. Stoja na hranici medzi rastlinným a živočíšnym svetom. Niektorí z nich majú veková škvrna a sú klasifikované ako riasy, iným chýba pigment a sú schopné zachytávať potravu, ktorú trávia. Toto sú najjednoduchšie zvieratá.

Zelený pigment charakteristický pre rastlinnú bunku, takzvaný chlorofyl, je špeciálna látka, ktorá zachytáva energiu slnečného žiarenia a využíva ju na chemickú činnosť. Táto činnosť spočíva v prvom rade v štiepení vzduchu oxid uhličitý na jeho zložky - uhlík a kyslík, a po druhé, pri vykonávaní tvorivej práce: pri budovaní organických zlúčenín z uvoľneného uhlíka a vody - cukru, škrobu, iných sacharidov, tukov a bielkovín. Všetky tieto komplexné chemických látok vznikajú v rastlinnej bunke z anorganických látok v dôsledku činnosti chlorofylu. Ďalší prepustený komponent oxid uhličitý - kyslík - ide do čistej forme späť do vzduchu. Vzduch sa tak neustále dopĺňa kyslíkom.

Nezabúdajme, že zvieratá jedia iba hotové komplexné organické zlúčeniny – sacharidy, tuky a bielkoviny. Zvieratá si tieto zlúčeniny nedokážu pripraviť sami. Dostávajú ich z flóry. Bez rastlín by zvieratá zomreli od hladu. Zvieratá sa preto na Zemi mohli objaviť až po vzniku rastlín. Rastliny si pre nich pripravili zásobu živiny. Okrem toho vytvorili ďalšiu podmienku potrebnú pre život zvierat. Zvieratá potrebujú nielen potravu, ale aj dýchanie. A na to potrebujú kyslík. V súčasnosti vzduch, ako vieme, obsahuje asi 21 % kyslíka. Jeho množstvo je konštantné a táto stálosť je udržiavaná činnosťou rastlín, ktoré neustále obohacujú vzduch o kyslík. V archejskej ére to tak nebolo.

Zloženie atmosféry v prvých časoch života Zeme, ako sme už naznačili skôr, sa zrejme výrazne líšilo od toho, čo je teraz. Po prvé, vo vzduchu nebol takmer žiadny kyslík; po druhé, vzduch vtedy obsahoval veľa oxidu uhličitého. Tento plyn spôsobil, že vzduch bol menej priepustný pre slnečné svetlo; preto vyhrievanie slnkom nebolo príliš silné. Ale prítomnosť tohto plynu a vodnej pary vo vzduchu značne oneskorila ochladzovanie vzduchu v noci. Zem bola akoby obalená teplom málo priepustnou škrupinou, ktorá si zachovávala vlastné zemské teplo a zvyšovala priemernú teplotu Zeme. Jeden vedec vypočítal, že ak by sa teraz množstvo oxidu uhličitého vo vzduchu strojnásobilo, priemerná teplota na Zemi by stúpla takmer o 10 stupňov. Tento nárast by bol viac než dostatočný na to, aby roztopil ľad v polárnych krajinách a roztopil sneh z vysokohorských štítov. Zemská klíma by sa musela dramaticky zmeniť: dlhotrvajúce mrazy by sa vyskytovali len občas, zima by sa skrátila, letá by sa predĺžili a boli horúce; vo všeobecnosti by na našich miestach bola taká klíma, akú teraz nájdeme napríklad v našom Zakaukazsku. A na ďalekom severe, kde sa teraz rozprestiera oblasť permafrostu, by sa vytvorilo skôr mierne mierne podnebie.

Existujú všetky dôvody domnievať sa, že v archeánskej ére bola klíma ešte oveľa teplejšia kvôli vysokému obsahu oxidu uhličitého vo vzduchu a kvôli tomu, že Zem ešte nestratila svoje pôvodné teplo, a nakoniec na to, že samotné Slnko svietilo oslnivo bielym svetlom a posielalo na Zem horúcejšie lúče. V teplých vodách vtedajších morí a oceánov rozkvitol život. Vznikali nové formy rastlinného sveta a v dôsledku práce rastlín sa zemská atmosféra začala postupne čistiť od oxidu uhličitého a obohacovať kyslíkom. V mori sa objavil kyslík v rozpustenej forme. To vytvorilo podmienky, za ktorých bol život zvierat možný. Vznikol po rastlinnom.

O zvieratách archejskej éry však vieme ešte menej ako o rastlinách. Miestami sa zachovali schránky jednobunkových živočíchov, takzvaných rožkov. Zvieratá v tých časoch očividne stále zohrávali malú úlohu v živote Zeme. Väčší záujem sú o iné formy života, ktoré vznikli v archejskej ére a možno aj skôr.

Moderná veda sa viac zaujíma o najmenšie organizmy ako o veľké. Stredobodom pozornosti vedcov nie sú slony či veľryby, ale najmenšie, sotva viditeľné či úplne neviditeľné živé častice. Praktický život vyžaduje čo najpodrobnejšie štúdium týchto drobných organizmov. Ich objavenie a štúdium môže poslúžiť na objasnenie záhadnej podstaty mnohých chorôb: veď základom mnohých chorôb je napadnutie človeka mikroskopickými alebo ultramikroskopickými organizmami. IN poľnohospodárstvo vlastnosti týchto tvorov sú spojené s otázkami zvyšovania produktivity a zvyšovania úrodnosti pôdy. Veda je zaneprázdnená štúdiom týchto bezvýznamných tvorov v nádeji, že sa priblíži k vyriešeniu otázky prvých štádií evolúcie a začiatku života.

Na okraji našich vedomostí sú organizmy, ktoré sú také malé, že najlepšie moderné ultramikroskopy ich nedokážu zviditeľniť. Prechádzajú (filtrujú) cez najjemnejšie filtre a nemôžu byť zadržané a oddelené od iných látok, aby boli prístupnejšie na štúdium. Je prirodzené sa pýtať, ako bolo možné zistiť ich existenciu, ak unikajú našim najvyspelejším prístrojom? Hoci sú sami neviditeľní, môžeme ich činy vidieť a študovať. Najmenší z „filtrom kŕmiacich tvorov“ sa nazývajú bakteriofágy. Uvedomujeme si ich prítomnosť, pretože jedia alebo ničia živé baktérie. Veda ešte nestanovila definitívny pohľad na povahu týchto bakteriofágov. Mnohí vedci ich považujú za najjednoduchšie zo všetkých živých organizmov. Iní sú viac naklonení vidieť ich nie ako organizmy, ale ako chemikálie. Ale nech je ich povaha akákoľvek, je jasné, že tu máme do činenia s časticami, ktoré stoja na hranici živého a neživého sveta.

O niečo väčšie ako bakteriofágy sú ultramikroskopické stvorenia nazývané vírusy (slovo „vírus“ je latinčina a v ruštine znamená „jed“).

Tieto vírusy spôsobujú množstvo závažných ochorení u ľudí, zvierat a rastlín. Choroba kopýt hovädzieho dobytka a ošípaných, mor psov, kiahne, týfus, žltá zimnica, besnota, osýpky a chrípka u ľudí, množstvo chorôb zemiakov, tabaku a iných rastlín sú spôsobené prítomnosťou vírusov. Aj keď sú väčšie ako bakteriofágy, sú stále také malé, že voľne prechádzajú cez filtre, a preto sa nazývajú „filtrovateľné vírusy“.

Je možné, že bakteriofágy a vírusy sú pozostatkami starých organizmov. Menili sa aj počas histórie Zeme, prispôsobovali sa existencii v nových podmienkach. Bakteriofágy si vyvinuli schopnosť bojovať s baktériami, vírusy začali ničiť rastliny a zvieratá. Ale napriek tomu všetkému sa ani len nedostali na rovnakú úroveň organizácie ako baktérie. Preto v nich možno vidieť pozostatky primárnych organizmov, ktoré existovali v archeánskej ére.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.