ГлавнаяЭволюция жизни на ЗемлеПротерозойская эра → Развитие аэробных организмов

Развитие аэробных организмов

26 Март 2013

МедузыК началу протерозоя подавляющая часть живых организмов на планете была анаэробной, то есть способной существовать исключительно в бескислородной среде. Изменение общего характера земной атмосферы послужило предпосылкой для развития аэробного хемосинтеза и аэробного дыхания. Бактериальные архейские сообщества анаэробов начали вытесняться цианобактериальными сообществами, в которых господствующее положение заняли фотосинтезирующие прокариоты. По одной из версий, этому также способствовало снижение концентрации никеля в составе океанов, игравшего важную роль в метаногенезе – процессе образования метана анаэробными бактериями, сопряженного с получением ими энергии. Подобное уменьшение никеля может быть объяснено постепенным угасанием вулканической деятельности на планете.
Итак, анаэробные организмы, широко представленные в архейскую эру на нашей планете, в большинстве своем вымерли. Для них увеличение содержания молекулярного кислорода в атмосфере и гидросфере оказалось губительным. Одновременно в протерозое началось активное развитие и широкое распространение аэробных организмов – живых существ, нуждающихся в свободном молекулярном кислороде для поддержания своей жизнедеятельности. Другое важное последствие кислородной катастрофы – это формирование озонового экрана, защитившего нашу планету от разрушительного воздействия солнечного излучения. Предполагается, что он появился в протерозое, когда содержание кислорода в земной атмосфере достигло порядка 10 % от современного уровня. Его возникновение значительно расширило границы существовавшей тогда биосферы и способствовало распространению организмов с кислородным дыханием.
Атмосферный озон начал играть важную роль для всего живого на планете. Благодаря озоновому экрану и увлечению кислорода в атмосфере резко уменьшился парниковый эффект. Это также имело важные последствия для климата Земли. Поскольку светимость Солнца в те времена была примерно на 10 % ниже современной, температура земной поверхности понизилась и на Земле произошло мощнейшее оледенение. Не стоит также забывать, что именно кислородной катастрофе наша планета обязана окислению всех метаморфических и осадочных пород, составляющих большую часть земной коры. Еще в раннем протерозое существенно усложнились отношения между разнообразными обитателями нашей планеты. Они начинают не просто извлекать энергию и питание из окружающей их среды, но и формировать взаимосвязанные пищевые и жизненные цепочки.
Сегодня можно утверждать, что уже более 650 млн лет назад Землю населяли известные нам колониальные полипы и медузы, плоские черви, моллюски, иглокожие, многоклеточные водоросли и грибы. Сведения о разнообразии биосферы в этот период истории нашей планеты можно узнать из протерозойских отложений, в которых ученые находят зачастую еще не известные науке виды животных.
В 1947 году геолог Р. Спригг обнаружил в Южной Австралии в пластах возрастом 650-700 млн лет отпечатки ископаемых животных, относящихся к кишечнополостным, круглым и кольчатым червям. Все эти древнейшие обитатели Земли оказались бесскелетными.
Видимо, эволюция еще не привела к возникновению раковин и скелетов, но у живых организмов уже появились половое размножение, многоклеточность и внутренний пищеварительный тракт. Надо отметить, что отсутствие скелета у древнейших животных делает чрезвычайно трудной задачу их нахождения в протерозойских отложениях.
Бактерии - прокариотыБогатая фауна позднего протерозоя обнаружена в настоящее время в районе Эдиакара в Южной Австралии. Тут было найдено более 1600 экземпляров древних живых организмов, основная часть из которых относится к кишечнополостным. Среди находок своей многочисленностью особенно выделяются медузы и кольчатые черви. Широкое разнообразие фауны протерозойской эры в этом районе Австралии даже позволило ученым назвать ее эдиакарской. Уникальные находки протерозойской фауны также были сделаны в Приднестровье, Северной и Южной Америке, Африке, разных районах Сибири, на побережье Белого моря и Ньюфаундленде.
В протерозойских отложениях нередко встречается углеобразный материал – шунгит, что позволило ученым выдвинуть предположение о появлении в протерозойскую эру растений, из остатков которых образовался уголь. В свою очередь, обнаруженные отложения мрамора наталкивают на мысль, что в протерозое существовали животные с известковыми раковинами. Очевидно, в то время в мелководных морях были широко распространены строматолитовые известняки, или строматолиты, образованные цианобионтами в симбиозе с бактериями.

В протерозойских отложениях также можно наблюдать микрофитолиты – разнообразные органогенные стяжения и сгустки, приуроченные к карбонатным породам. Ученые еще находят остатки одноклеточных бактерий и водорослей, причем в протерозое появились и колониальные формы, в которых отдельные организмы объединились в общую систему.
Изменение условий на планете и дальнейшая эволюция живых организмов привели в протерозое к усложнению строения клетки. В архейскую эру существовали только прокариоты (доядерные) – одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром. Они отличались относительно простым строением, а их генетический материал был представлен всего лишь одной молекулой ДНК.
К этому типу простейших организмов относятся сине-зеленые водоросли, бактерии, микоплазмы и другие. Доказано, что прокариоты способны существовать в большем диапазоне условий внешней среды. Например, сегодня известны отдельные виды прокариот, которые могут расти даже в условиях подводных вулканических источников, в кислых и щелочных средах. Единственное условие для их развития и существования – наличие воды.
В протерозойскую эру произошло важнейшее событие биологической эволюции – возникновение эукариотической клетки. Благодаря этому резко возросла их способность адаптироваться к менявшимся условиям среды без внесения наследственных изменений в геном. Тем самым была достигнута высокая устойчивость живых организмов. Эукариоты – такие же одноклеточные организмы, как и прокариоты, но имеющие уже обособленное ядро, в котором концентрируется вещество, несущее важную информацию о наследственности, – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Возможно, именно из-за этой способности к адаптации эукариоты вскоре смогли стать многоклеточными, поскольку в многоклеточном организме клетки с одним и тем же геномом в зависимости от условий могут образовывать совершенно разные как по своей морфологии, так и по своей функции ткани.
Виды эукариот и прокариотПредполагается, что появление эукариот произошло на рубеже архейской и протерозойской эры, около 2,6-2,7 млрд лет назад. По другой версии, первые эукариоты возникли около 1,8 млрд лет назад и были свободноплавающими организмами. В любом случае, согласно общепризнанной теории, эукариоты образовались в результате симбиоза нескольких разновидностей прокариот. В течение длительного времени в протерозое прокариоты и эукариоты существовали совместно. Но постепенно эукариотные формы одноклеточных организмов и водорослей с четко обособленным ядром и другими органоидами стали вытеснять предъядерные организмы (прокариоты). На смену почкованию и простому делению пришли совершенно новые способы размножения, обеспечившие возможность иметь более разнообразное потомство.
В результате эволюции среди эукариот постепенно выделились представители трех отдельных царств – грибы, растения и животные. Последние научились выбирать удобные места для жизни и избегать плохих, то есть обрели способность передвигаться. Растения же начали активно усваивать солнечную энергию, одновременно увеличивая свои размеры. Своего расцвета эукариоты достигли 1,35 млрд лет назад, когда на нашей планете широко распространились зеленые и золотистые водоросли.




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля