Awal mula evolusi biologis penampakan di bumi. Awal mula evolusi biologis di Bumi dikaitkan dengan kemunculannya. Era dan periode

Munculnya sel primitif berarti akhir dari evolusi prabiologis makhluk hidup dan awal dari evolusi biologis kehidupan.

Organisme uniseluler pertama yang muncul di planet kita adalah bakteri primitif yang tidak memiliki nukleus, yaitu prokariota. Seperti telah disebutkan, ini adalah organisme non-nuklir uniseluler. Mereka adalah anaerob karena mereka hidup di lingkungan bebas oksigen, dan heterotrof karena mereka memakan senyawa organik siap pakai dari "kaldu organik", yaitu zat yang disintesis selama evolusi kimia. Metabolisme energi pada sebagian besar prokariota terjadi berdasarkan jenis fermentasi. Namun lambat laun "kaldu organik" akibat konsumsi aktif mereda. Ketika habis, beberapa organisme mulai mengembangkan cara untuk membentuk makromolekul secara biokimia, di dalam sel itu sendiri dengan bantuan enzim. Dalam kondisi seperti itu, sel yang mampu memperoleh sebagian besar energi yang dibutuhkan langsung dari radiasi matahari ternyata menjadi kompetitif. Proses pembentukan klorofil dan fotosintesis berlangsung sepanjang jalur ini.

Peralihan makhluk hidup ke fotosintesis dan jenis nutrisi autotrofik merupakan titik balik dalam evolusi makhluk hidup. Atmosfer bumi mulai "terisi" dengan oksigen, yang merupakan racun bagi bakteri anaerob. Oleh karena itu, banyak anaerob uniseluler mati, yang lain berlindung di lingkungan anoksik - rawa dan, sambil makan, tidak mengeluarkan oksigen, tetapi metana. Yang lain lagi telah beradaptasi dengan oksigen. Mekanisme pertukaran sentralnya adalah respirasi oksigen, yang memungkinkan peningkatan keluaran energi berguna sebesar 10-15 kali lipat dibandingkan dengan jenis metabolisme anaerobik - fermentasi. Transisi ke fotosintesis merupakan proses yang panjang dan berakhir sekitar 1,8 miliar tahun yang lalu. Dengan munculnya fotosintesis, semakin banyak energi sinar matahari yang terakumulasi dalam bahan organik bumi, yang mempercepat siklus biologis zat dan evolusi makhluk hidup secara umum.

Eukariota, yaitu organisme bersel tunggal dengan nukleus, terbentuk di lingkungan oksigen. Ini adalah organisme yang lebih sempurna dengan kemampuan fotosintesis. DNA mereka sudah terkonsentrasi di kromosom, sedangkan pada sel prokariotik, zat herediter didistribusikan ke seluruh sel. Kromosom eukariotik terkonsentrasi di inti sel, dan sel itu sendiri sudah bereproduksi tanpa perubahan signifikan. Dengan demikian, sel anak eukariotik hampir merupakan salinan persis dari sel induk dan memiliki peluang bertahan hidup yang sama dengan sel induk.

Pendidikan tumbuhan dan hewan

Evolusi eukariota selanjutnya dikaitkan dengan pembelahan menjadi sel tumbuhan dan hewan. Pembagian seperti itu terjadi pada masa Proterozoikum, ketika bumi dihuni oleh organisme bersel tunggal.

Sejak awal evolusi, eukariota telah berkembang secara ganda, yaitu mereka memiliki kelompok paralel dengan nutrisi autotrofik dan heterotrofik, yang menjamin integritas dan otonomi signifikan dunia kehidupan.

Sel tumbuhan telah berevolusi ke arah penurunan kemampuan bergerak karena perkembangan cangkang selulosa yang kaku, tetapi ke arah penggunaan fotosintesis.

Sel-sel hewan telah berevolusi untuk meningkatkan kemampuan bergerak, serta meningkatkan cara mereka menyerap dan mengeluarkan makanan olahan.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan makhluk hidup adalah reproduksi seksual. Itu berasal sekitar 900 juta tahun yang lalu.

Langkah selanjutnya dalam evolusi makhluk hidup terjadi sekitar 700-800 juta tahun yang lalu, ketika organisme multiseluler muncul dengan tubuh, jaringan, dan organ yang berdiferensiasi yang menjalankan fungsi tertentu. Ini adalah spons, coelenterata, artropoda, dll., yang termasuk hewan multiseluler.

Sepanjang Proterozoikum dan awal Paleozoikum, tumbuhan terutama menghuni lautan dan samudera. Ini adalah ganggang hijau dan coklat, emas dan merah. Selanjutnya, banyak jenis hewan yang sudah ada di lautan Kambrium. Di masa depan, mereka terspesialisasi dan ditingkatkan. Di antara hewan laut pada masa itu adalah krustasea, bunga karang, karang, moluska, trilobita.

Pada akhir periode Ordovisium, karnivora besar, serta vertebrata, mulai bermunculan.

Evolusi lebih lanjut dari vertebrata mengarah ke ikan berahang. Di Devonian, ikan yang bernapas dengan paru-paru mulai muncul - amfibi, dan kemudian serangga. Sistem saraf berangsur-angsur berkembang sebagai hasil perbaikan bentuk-bentuk refleksi.

Tahapan yang sangat penting dalam evolusi makhluk hidup adalah munculnya organisme tumbuhan dan hewan dari air ke darat dan peningkatan lebih lanjut dalam jumlah spesies tumbuhan dan hewan darat. Di masa depan, dari merekalah bentuk-bentuk kehidupan yang sangat terorganisir berasal. Kemunculan tumbuhan di darat dimulai pada akhir zaman Silur, dan penaklukan aktif tanah oleh vertebrata dimulai pada zaman Karbon.

Transisi ke kehidupan di udara memerlukan banyak perubahan pada organisme hidup dan melibatkan pengembangan adaptasi yang tepat. Dia secara dramatis meningkatkan laju evolusi kehidupan di Bumi. Manusia telah menjadi puncak evolusi makhluk hidup. Kehidupan di udara telah “meningkatkan” berat badan organisme, udara tidak mengandung nutrisi, udara mentransmisikan cahaya, suara, panas berbeda dari air, jumlah oksigen di dalamnya lebih tinggi. Semua ini harus disesuaikan. Vertebrata pertama yang beradaptasi dengan kondisi kehidupan di darat adalah reptilia. Telur mereka mendapat pasokan makanan dan oksigen untuk embrio, ditutupi cangkang keras, dan tidak takut mengering.

Sekitar 67 juta tahun yang lalu, burung dan mamalia memperoleh keuntungan dalam seleksi alam. Berkat mamalia berdarah panas, mereka dengan cepat memperoleh posisi dominan di Bumi, yang dikaitkan dengan kondisi pendinginan di planet kita. Pada saat ini, sifat berdarah panaslah yang menjadi faktor penentu kelangsungan hidup.

Ini memberikan suhu tubuh tinggi yang konstan dan stabilitas fungsi organ dalam mamalia. Kelahiran hidup mamalia dan pemberian susu kepada anaknya merupakan faktor kuat dalam evolusi mereka, yang memungkinkan mereka berkembang biak dalam berbagai kondisi lingkungan. Sistem saraf yang berkembang berkontribusi pada berbagai bentuk adaptasi dan perlindungan organisme. Ada pembagian karnivora dan ungulata menjadi ungulata dan predator, dan mamalia pemakan serangga pertama meletakkan dasar bagi evolusi organisme berplasenta dan berkantung.

Pada awalnya ada cara hidup kawanan. Dia mengizinkan untuk membentuk landasan komunikasi sosial di masa depan. Apalagi jika pada serangga (lebah, semut, rayap) biososialitas menyebabkan hilangnya individualitas, maka pada nenek moyang manusia purba justru sebaliknya mengembangkan ciri-ciri individu. Ini adalah kekuatan pendorong yang kuat di balik perkembangan tim.

Menurut data paleontologi berdasarkan studi tentang batuan paling kuno di Bumi, organisme hidup pertama muncul di Bumi sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu.

Intinya, sel hidup pertama, seperti prototipe benda matinya, tetesan coacervate, adalah setetes lautan purba yang dikelilingi oleh cangkang anti air, namun protein dan asam nukleat di dalamnya bukanlah kumpulan zat organik acak. Mereka sudah belajar untuk "memahami" satu sama lain, telah belajar berinteraksi.

Sel hidup pertama sudah memiliki sifat terpenting dari setiap organisme hidup - kemampuan untuk mereproduksi diri secara akurat, menyalin diri.

Mereka memakan bahan organik siap pakai yang terbentuk pada tahap awal pembentukan bumi secara abiogenik. Menurut sebagian besar ilmuwan, pada periode munculnya organisme hidup pertama, tidak ada oksigen bebas di atmosfer bumi purba, sehingga mereka memiliki jenis pernapasan anaerobik (bebas oksigen). Jadi, organisme hidup pertama di Bumi tampaknya adalah heterotrofik(memakan bahan organik yang sudah disiapkan) bakteri - anaerob(Gbr. 1).

Terlepas dari kenyataan bahwa bakteri anaerob muncul pada zaman kuno, mereka tersebar luas di Bumi saat ini. Mereka dapat ditemukan dalam toples susu kental, dan dalam tong berisi acar atau kubis. Bakteri asam laktat merupakan bakteri anaerob fakultatif (dapat tumbuh dan berkembang dengan adanya oksigen, namun tidak menggunakan oksigen selama respirasi).

Beras. 1. Hipotesis simbiosis tentang asal usul eukariota

Banyak bakteri tanah juga bersifat anaerob, misalnya penyebab tetanus, gangren gas, dan botulisme. Semuanya adalah anaerob obligat. Berbeda dengan anaerob fakultatif, anaerob obligat tidak mentolerir keberadaan oksigen di lingkungan, oksigen merupakan racun bagi mereka. Itulah sebabnya risiko tertular tetanus jauh lebih tinggi jika luka tertusuk dan infeksi berkembang di dalamnya tanpa oksigen. Luka terbuka dan lecet tidak terlalu berbahaya. Gangren gas juga, biasanya, mulai berkembang setelah gips dipasang pada anggota tubuh yang cedera, yang menghalangi akses ke oksigen. Bahaya keracunan makanan yang parah - botulisme - terjadi selama pengalengan di rumah, ketika udara dihilangkan dengan cara direbus terlebih dahulu, dan tutup kedap udara mencegah pasokan oksigen dari luar. Dalam kasus pengawetan mentimun atau jamur dalam wadah terbuka, agen penyebab botulisme tidak akan berkembang, karena merupakan anaerob obligat. Dengan pengalengan di rumah, agen penyebab botulisme sangat sulit dimusnahkan, karena sporanya dapat bertahan selama 5-6 jam perebusan terus menerus. Oleh karena itu, pengalengan industri dilakukan dengan uap super panas bertekanan pada suhu bukan 100, melainkan 130°C selama 1-2 jam.

Bakteri anaerobik Bumi purba memakan zat organik siap pakai yang terbentuk dalam jumlah besar pada tahap awal pembentukan Bumi. Sintesis abiogenik zat organik didorong oleh suhu atmosfer yang tinggi dan aktivitas gunung berapi yang hebat. Pada saat organisme hidup pertama muncul, bumi telah mendingin dan intensitas sintesis abiogenik bahan organik telah menurun secara signifikan. Perkembangan bakteri anaerob akan menghabiskan cadangan bahan organik, yang pada gilirannya akan menyebabkan kematian semua organisme hidup. Mungkin sejarah perkembangan kehidupan di Bumi akan berakhir di situ, jika saja 100 juta tahun kemudian (3,4 miliar tahun yang lalu), di bawah pengaruh persaingan yang ketat untuk mendapatkan bahan organik, generasi baru organisme hidup tidak muncul di Bumi. - bakteri sintesis foto(lihat gambar 1).

Ciri unik makhluk hidup ini adalah kemampuannya untuk melakukan fotosintesis, yaitu mensintesis zat organik dari zat anorganik dengan menggunakan energi sinar matahari. Bakteri fotosintetik pertama memiliki jenis fotosintesis anoksigenik yang tidak biasa (berlangsung tanpa pelepasan oksigen).

Seperti diketahui, bahan penyusun organisme fotosintetik menghasilkan zat organik adalah karbon dioksida dan hidrogen. Bakteri fotosintetik pertama mengambil hidrogen bukan dari air, seperti yang terjadi pada sebagian besar organisme fotosintetik modern, tetapi dari hidrogen sulfida (H 2 S), karena biaya energi untuk melepaskan atom hidrogen dari molekul hidrogen sulfida 7 kali lebih kecil daripada untuk melepaskan diri. itu dari molekul air.

Fotosintesis dengan pelepasan oksigen muncul kemudian pada cyanobacteria (ganggang biru-hijau). Cyanobacteria-lah yang pertama kali melakukan fotolisis air, di mana, dengan menggunakan energi sinar matahari, hidrogen yang diperlukan untuk biosintesis zat organik dipisahkan dari molekul air, dan oksigen bebas terbentuk sebagai produk sampingan.

Akumulasi oksigen bebas di atmosfer menyebabkan transformasi radikal pada kondisi kehidupan di Bumi. Pada saat organisme hidup pertama muncul, bumi menjadi sangat dingin, jumlah pelepasan petir di atmosfer berkurang, dan aktivitas gunung berapi memudar. Hampir satu-satunya sumber energi untuk sintesis abiogenik zat organik adalah radiasi ultraviolet Matahari.

Dengan munculnya oksigen di lapisan atas atmosfer, pada ketinggian 15-30 km, terbentuklah lapisan ozon yang melindungi organisme hidup dari efek berbahaya radiasi ultraviolet, yang menjadi prasyarat munculnya kehidupan tidak hanya. di air, tapi juga di darat. Pada saat yang sama, lapisan ozon, dengan mengurangi intensitas paparan radiasi ultraviolet di Bumi, secara praktis menghentikan sintesis abiogenik zat organik, akibatnya kelangsungan kehidupan di Bumi menjadi sepenuhnya bergantung pada aktivitas fotosintesis. organisme.

Bakteri fotosintetik, terutama cyanobacteria, kini merupakan kelompok organisme hidup yang tersebar luas dan berkembang pesat. “Mekarnya” air di akhir musim panas terutama disebabkan oleh pesatnya perkembangan cyanobacteria. Mereka tidak hanya mampu melakukan nutrisi autotrofik melalui fotosintesis, tetapi juga nutrisi heterotrofik dengan bahan organik siap pakai. Oleh karena itu, pencemaran badan air dengan bahan organik di bawah pengaruh aktivitas ekonomi manusia menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi perkembangan cyanobacteria (ganggang biru-hijau), yang berkembang biak dengan cepat, menggantikan ganggang eukariotik, yang mengurangi produktivitas badan air, yang menyebabkan kematian organisme planktonik dan ikan.

Seperti disebutkan sebelumnya, produk (target) utama fotosintesis adalah zat organik kaya energi yang digunakan oleh organisme hidup baik untuk membangun chela sendiri maupun untuk memperoleh energi yang diperlukan untuk aktivitas vitalnya, sedangkan oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis. Oleh karena itu, bagi organisme hidup yang paling kuno namun asal mula - bakteri anaerob dan bakteri fotosintetik pertama, oksigen adalah racun. Namun, setelah bakteri fotosintetik, organisme hidup muncul di Bumi yang belajar tidak hanya melindungi diri dari oksigen, tetapi juga menggunakannya - mereka belajar menghirup oksigen. Ini adalah bakteri aerobik(atau bakteri pengoksidasi).

Keuntungan biologis dari respirasi oksigen jelas: dengan oksidasi oksigen pada zat organik, energi 19 kali lebih banyak dapat diekstraksi dari satu unit (misalnya, dari 1 g) zat organik dibandingkan dengan respirasi bebas oksigen. Hasilnya, bakteri aerob ternyata mampu mengonsumsi zat organik jauh lebih hemat dibandingkan bakteri anaerob, yang pada gilirannya memungkinkan mereka hidup dalam kondisi konsentrasi zat organik yang relatif rendah.

Hipotesis simbiosis tentang asal usul eukariota

Pada tahap awal evolusi biologis di Bumi, muncul secara berturut-turut dan kemudian hidup berdampingan 3 generasi prokariota: bakteri anaerob, bakteri fotosintetik, dan bakteri aerob(lihat gambar 1).

Bakteri fotosintetik dapat membuat zat organik dari zat anorganik, dan bakteri aerob mampu menggunakannya dengan sangat hemat. Karena kehilangan keunggulan ini, bakteri anaerob terpaksa mengeksploitasi sifat menguntungkan organisme hidup lainnya. Salah satu cara pemanfaatan satu organisme oleh organisme lain secara sepihak adalah predasi. Pada tahap perkembangan tertentu, organisme amoeboid predator berevolusi dari bakteri anaerob, yang mampu menangkap dan menyerap bakteri fotosintetik dan bakteri aerob dengan bantuan pseudopoda.

Namun, tidak semua predator amoeboid mencerna bakteri yang ditangkap; dalam beberapa kasus, bakteri tersebut dapat hidup dan berkembang biak di dalam sitoplasma predator. Komunitas organisme hidup yang muncul dengan cara ini memiliki banyak sifat yang berharga: kemampuan berfotosintesis karena aktivitas bakteri fotosintetik, kemampuan menggunakan bahan organik secara ekonomis dan efisien karena jenis respirasi oksigen yang merupakan karakteristik bakteri aerob, dan, terakhir, kemampuan untuk secara aktif bergerak dan menangkap mangsa merupakan ciri khas sel pembawa predator. Seiring berjalannya waktu, hubungan simbiosis yang saling menguntungkan dari ketiga kelompok organisme ini menjadi tetap, menjadi stabil: bakteri fotosintetik berubah menjadi kloroplas s, sebuah bakteri pengoksidasi aerobik - V Pusat kekuatan sel adalah mitokondria. Baik mitokondria maupun kloroplas masih mempertahankan alat keturunannya, berkembang biak secara independen dari pembelahan sel dan diwariskan melalui sitoplasma tetapi melalui garis ibu.

Untuk mengendalikan komunitas organisme hidup yang kompleks dan melindungi materi genetik mereka sendiri (bagaimanapun, organisme lain yang termasuk dalam komunitas tersebut memiliki program genetiknya sendiri), sebuah organel sel khusus muncul di sel pembawa - inti.

Organisme hidup yang sel-selnya mempunyai inti yang terbentuk disebut eukariota.(dari bahasa Yunani. uni eropa - bagus, sepenuhnya karyon- inti). Semua tumbuhan, hewan, dan jamur adalah eukariota. Informasi herediter dalam inti sel eukariotik disimpan dalam bentuk struktur khusus - kromosom, terlihat jelas di bawah mikroskop cahaya pada saat pembelahan sel. Sel eukariotik pertama kali muncul di Bumi sekitar 2 miliar tahun yang lalu.

Bakteri yang asalnya lebih tua tidak memiliki inti yang terbentuk dengan baik.

Organisme hidup yang sel-selnya tidak mempunyai inti yang terbentuk disebut prokariota (dari bahasa Latin pro - sebelum, sebelumnya, dan bahasa Yunani karyon - inti). Semua bakteri, termasuk bakteri fotosintetik, adalah prokariota. Informasi herediter diwakili di dalamnya oleh satu molekul DNA sirkular, yang terletak langsung di sitoplasma dan tidak dapat dibedakan dengan mikroskop cahaya biasa.

Karena menurut gagasan ilmiah modern, sel eukariotik adalah komunitas simbiosis dua atau tiga organisme hidup, hipotesis asal mula eukariota di atas disebut simbiosis.

Sel eukariotik pertama tampaknya adalah makhluk amoeboid, banyak di antaranya mengandung mitokondria dan kloroplas.

Sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu mereka memunculkan organisme eukariotik yang lebih maju yang mampu melakukan pergerakan aktif yang cepat—flaellata kuno (lihat Gambar 1). Secara umum diterima bahwa flagela, seperti mitokondria dan kloroplas pada masanya, berasal dari beberapa prokariota purba yang hidup bebas.

Flagellata kuno, tampaknya, menggabungkan sifat-sifat tumbuhan dan hewan. Seiring waktu, mereka yang berada di lingkungan dengan kandungan zat organik yang tinggi kehilangan kloroplasnya dan berubah menjadi hewan bersel tunggal - protozoa, dan mereka yang mempertahankan kloroplas memunculkan tumbuhan. Secara alami, tumbuhan paling purba menurut asalnya adalah uniseluler, bergerak dan memiliki flagela.

Kemajuan evolusi hewan selanjutnya dikaitkan dengan peningkatan peran gerak aktif, yang disebabkan oleh kebutuhan untuk mencari makan dan menangkap mangsa. Sistem pengendalian lalu lintas juga ditingkatkan, yang pada akhirnya mengarah pada munculnya sistem saraf yang sangat terorganisir dan, akhirnya, kecerdasan.

Pada saat yang sama, tumbuhan yang menyediakan makanan bagi dirinya sendiri melalui fotosintesis kehilangan kemampuannya untuk bergerak dalam proses evolusi dan memperoleh banyak adaptasi yang meningkatkan efisiensi fotosintesis.

Jadi, sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu, apa yang disebut. dari satu nenek moyang - flagelata kuno, dua kerajaan organisme hidup yang paling penting muncul - kerajaan tumbuhan dan kerajaan hewan.

Saat ini diketahui bahwa semua makhluk hidup, Pertama, memiliki seperangkat sifat yang sama dan terdiri dari kelompok polimer biologis yang sama yang menjalankan fungsi tertentu; Kedua , urutan transformasi biokimia yang menyediakan proses metabolisme serupa hingga ke detailnya. Misalnya, pemecahan glukosa, biosintesis protein, dan reaksi lain di berbagai organisme berlangsung dengan cara yang hampir sama. Oleh karena itu, pertanyaan tentang asal usul kehidupan bermuara pada bagaimana dan dalam kondisi apa sistem transformasi biokimia universal tersebut muncul.

Meskipun planet-planet di tata surya memiliki asal usul yang sama, kehidupan hanya muncul di Bumi dan mencapai keanekaragaman yang luar biasa. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kondisi kosmik dan planet tertentu diperlukan untuk munculnya kehidupan. Pertama , massa planet tidak boleh terlalu besar, karena energi peluruhan atom zat radioaktif alami dapat menyebabkan panas berlebih pada planet atau pencemaran radioaktif terhadap lingkungan yang tidak sesuai dengan kehidupan; dan planet yang terlalu kecil tidak dapat menampung atmosfer di sekitarnya, karena gaya tarik-menariknya kecil. Kedua , planet harus berputar mengelilingi bintang dalam orbit melingkar atau mendekati lingkaran, yang memungkinkannya menerima sejumlah energi yang sangat penting darinya secara konstan dan merata. Ketiga , intensitas radiasi benda termasyhur harus konstan; aliran energi yang tidak merata akan menghambat munculnya dan berkembangnya kehidupan, karena keberadaan organisme hidup dimungkinkan dalam batas suhu yang sempit. Semua kondisi ini dipenuhi oleh Bumi, di mana sekitar 4,6 miliar tahun yang lalu, kondisi mulai tercipta untuk munculnya kehidupan.

Pada tahap awal sejarahnya, Bumi merupakan planet yang panas. Akibat rotasi, dengan penurunan suhu secara bertahap, atom-atom unsur berat berpindah ke pusat, dan di lapisan permukaan atom-atom unsur ringan (hidrogen, karbon, oksigen, nitrogen), yang menyusun benda-benda, terkonsentrasi. dari organisme hidup. Logam dan unsur-unsur lain yang dapat teroksidasi bergabung dengan oksigen, dan tidak ada oksigen bebas di atmosfer bumi. Suasana terdiri dari hidrogen bebas dan senyawanya, yaitu bersifat restoratif. Menurut A.I. Oparin, ini berfungsi sebagai prasyarat penting bagi munculnya molekul organik secara non-biologis. DI DALAM 1953 ᴦ. L.S. Tukang giling secara eksperimental membuktikan kemungkinan sintesis abiogenik senyawa organik dari senyawa anorganik. Melewati muatan listrik melalui campuran H2, H2O, CH4 dan NH3, ia menerima sekumpulan beberapa asam amino dan asam organik. Belakangan ditemukan hal serupa jika tidak ada oksigen banyak senyawa organik yang membentuk polimer biologis (protein, asam nukleat, dan polisakarida) disintesis.

Kemungkinan sintesis abiogenik senyawa organik dikonfirmasi oleh fakta bahwa hidrogen sianida, formaldehida, asam format, metil dan etil alkohol, dll. telah ditemukan di luar angkasa.
Dihosting di ref.rf
Beberapa meteorit mengandung asam lemak, gula, asam amino. Semua ini menunjukkan bahwa senyawa organik yang cukup kompleks bisa saja muncul dalam kondisi yang ada di Bumi 4,0-4,5 miliar tahun yang lalu.

Lebih dari 4 miliar tahun yang lalu, banyak gunung berapi meletus dengan pelepasan lava panas dalam jumlah besar, sejumlah besar uap dilepaskan, dan kilat menyambar. Saat planet mendingin, uap air di atmosfer mengembun dan jatuh ke bumi dalam bentuk hujan, membentuk hamparan air yang sangat luas. Karena permukaan bumi pada saat itu sedang panas, air menguap, dan kemudian, setelah mendingin di lapisan atas atmosfer, kembali jatuh ke permukaan planet. Hal ini berlanjut selama jutaan tahun. Komponen atmosfer dan berbagai garam terlarut di perairan laut primer. Pada saat yang sama, senyawa organik - gula, asam amino, basa nitrogen, asam organik, dll., terus menerus terbentuk di atmosfer di bawah pengaruh radiasi ultraviolet matahari yang keras, suhu tinggi di daerah pelepasan petir dan gunung berapi aktif. aktivitas, juga sampai di sana.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, kondisi terjadinya abiogenik senyawa organik adalah : sifat reduksi atmosfer bumi (senyawa dengan sifat pereduksi mudah berinteraksi satu sama lain dan zat pengoksidasi), suhu tinggi, pelepasan petir dan radiasi ultraviolet yang kuat dari Matahari, belum tertahan oleh lapisan ozon.

Lautan primer rupanya mengandung berbagai molekul organik dan anorganik dalam bentuk terlarut yang masuk ke dalamnya dari atmosfer dan tersapu dari lapisan permukaan bumi. Konsentrasi senyawa organik terus meningkat, dan akhirnya perairan laut menjadi ʼʼ kalduʼʼ dari zat mirip protein- peptida, serta asam nukleat dan senyawa organik lainnya.

Molekul organik memiliki berat molekul yang besar dan konfigurasi spasial yang kompleks. Οʜᴎ dikelilingi oleh cangkang air dan bergabung membentuk kompleks makromolekul - coacervate, atau tetes coacervate (sebagaimana A.I. Oparin menyebutnya). Coacervates memiliki kemampuan menyerap berbagai zat terlarut di perairan laut primer. Akibatnya, struktur internal coacervate berubah, yang menyebabkan disintegrasi atau akumulasi zat, yaitu pertumbuhan dan perubahan komposisi kimia, yang meningkatkan stabilitas penurunan coacervate dalam kondisi yang terus berubah.

Dalam jumlah besar, coacervate turun telah terjadi pilihan paling berkelanjutan dalam kondisi khusus ini. Setelah mencapai ukuran tertentu, penurunan coacervate induk dapat terpecah menjadi anak-anak, tetapi hanya anak-anak tersebut yang tetap ada. tetes coacervate siapa, masuk menjadi dasar bentuk pertukaran dengan lingkungan , mempertahankan komposisi yang relatif konstan. Lebih jauh mereka telah memperoleh kemampuan untuk menyerap dari lingkungan, tidak semua zat , tetapi hanya yang menjamin stabilitasnya, serta mengeluarkan produk metabolisme . Secara paralel, perbedaan antara komposisi kimia tetesan dan lingkungan meningkat. Sedang dalam proses seleksi yang panjang(evolusi kimia) hanya coacervate yang selamat, yang bila didekomposisi menjadi anak-anak tidak kehilangan fitur strukturnya, yaitu diperoleh sifat yang dapat bereproduksi sendiri .

Dalam perjalanan evolusi, komponen terpenting dari coacervate turun - polipeptida – mengembangkan kemampuannya untuk aktivitas katalitik, mis. untuk percepatan reaksi biokimia yang signifikan, mengarah pada transformasi senyawa organik, dan polinukleotida ternyata dapat berkomunikasi satu sama lain menurut prinsip saling melengkapi dan oleh karena itu, melakukan sintesis non-enzimatik anak perusahaan rantai polinukleotida.

Langkah penting berikutnya evolusi prebiologis - menggabungkan kemampuan polinukleotida untuk mereproduksi dirinya sendiri dengan kemampuan polipeptida untuk mempercepat jalannya reaksi kimia, karena duplikasi molekul DNA lebih efisien dilakukan dengan partisipasi protein dengan aktivitas katalitik. Menghubungkan asam nukleat Dan molekul protein akhirnya mengarah ke asal kode genetik, yaitu suatu organisasi molekul DNA, di mana urutan nukleotida mulai berfungsi sebagai informasi untuk membangun urutan asam amino tertentu dalam protein.

Evolusi progresif lebih lanjut struktur prebiologis dipimpin untuk pembentukan lapisan lipid (batas lipid), antara coacervat kaya akan senyawa organik, dan lingkungan perairan sekitar. Selama evolusi berikutnya lemak berubah ke dalam membran luar , yang secara signifikan meningkatkan kelangsungan hidup dan stabilitas organisme. Munculnya membran telah menentukan arah evolusi kimia lebih lanjut di sepanjang jalur pengembangan sistem pengaturan mandiri yang semakin sempurna hingga munculnya sel pertama .

Dengan demikian, kejadian di sistem fisika dan kimia ( coacervate) metabolisme (metabolisme) dan reproduksi diri yang akurat - ϶ᴛᴏ prasyarat utama munculnya sistem biologis - pracell anaerobik heterotrofik primitif.

Fungsi biogeokimia kehidupan karena keragaman dan kompleksitasnya, mereka tidak dapat diasosiasikan hanya dengan satu bentuk kehidupan. biosfer primer awalnya disajikan variasi fungsional yang kaya. Biocenosis primer terdiri dari organisme uniseluler paling sederhana, karena tanpa kecuali, fungsi materi hidup di biosfer dilakukan oleh mereka.

Organisme primer yang muncul di Bumi sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu, mempunyai sifat-sifat berikut:

‣‣‣ adalah organisme heterotrofik , yaitu, mereka memakan senyawa organik siap pakai yang terakumulasi pada tahap evolusi kosmik bumi;

‣‣‣ adalah prokariota - organisme yang tidak memiliki inti yang terbentuk;

‣‣‣ adalah organisme anaerobik menggunakan fermentasi ragi sebagai sumber energi;

‣‣‣ muncul dalam bentuk biosfer primer , terdiri dari biocenosis, termasuk berbagai jenis organisme bersel tunggal;

‣‣‣ muncul dan eksis dalam jangka waktu yang lama saja di perairan lautan primer .

Munculnya sel primitif berarti akhir dari evolusi prebiologis makhluk hidup dan awal dari evolusi biologis kehidupan . Dipercayai bahwa seleksi coacervates dan tahap batas evolusi kimia dan biologi berlangsung sekitar 750 juta tahun yang lalu. Pada akhir periode ini (pada tingkat sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu), Pertama sel non-nuklir primitif – prokariota (terutama bakteri tingkat) . Organisme hidup pertama heterotrof - Digunakan sebagai sumber energi (makanan) senyawa organik yang terlarut di perairan laut primer. Karena tidak ada oksigen bebas di atmosfer bumi, heterotrof memiliki jenis metabolisme anaerobik (bebas oksigen), yang efisiensinya rendah. Peningkatan jumlah heterotrof menyebabkan menipisnya perairan laut primer, dimana semakin sedikit bahan organik siap pakai yang dapat digunakan sebagai makanan.

Organisme yang telah mengembangkan kemampuan menggunakan energi radiasi matahari berada dalam posisi yang lebih menguntungkan. Untuk sintesis bahan organik dari anorganik fotosintesis . Akan tayang langsung fotosintesis dan nutrisi autotrofik merupakan titik balik dalam evolusi makhluk hidup. Atmosfer bumi mulai "terisi" dengan oksigen, yang merupakan racun bagi bakteri anaerob. Karena alasan ini, banyak bakteri anaerob uniseluler mati, namun beberapa beradaptasi dengan oksigen. Organisme fotosintetik pertama yang melepaskan oksigen ke atmosfer sianobakteri (sianoea). Transisi ke fotosintesis adalah proses yang panjang dan berakhir sekitar1,8 miliar tahun yang lalu. Dengan munculnya fotosintesis, semakin banyak energi sinar matahari yang terakumulasi dalam bahan organik bumi, yang mempercepat siklus biologis zat dan evolusi makhluk hidup secara umum.

terbentuk dalam lingkungan oksigen eukariota , yaitu uniseluler, memiliki inti organisme. Ini adalah organisme yang lebih sempurna dengan kemampuan fotosintesis. Milik mereka DNA sudah terkonsentrasi V kromosom , sedangkan pada sel prokariotik zat herediter didistribusikan ke seluruh sel. kromosom eukariotik terkonsentrasi di inti sel , dan sel itu sendiri sudah direproduksi tanpa perubahan signifikan. Banyak sarjana modern yang menerimanya hipotesa tentang kemunculannya eukariotik sel melalui serangkaian simbiosis berturut-turut, karena sudah mempunyai dasar yang kuat. Pertama-tama, ganggang uniseluler dan sekarang dengan mudah bersekutu dengan hewan - eukariota (misalnya, ganggang chlorella hidup di tubuh sepatu ciliate). Kedua, beberapa organel sel - mitokondria dan plastida - memiliki struktur DNA yang sangat mirip dengan bakteri prokariotik dan cyanobacteria.

Evolusi selanjutnya eukariota dikaitkan dengan pembagian menjadi sayur-mayur Dan binatang sel. Pembagian ini terjadi pada masa Proterozoikum, ketika Bumi dihuni oleh organisme bersel tunggal.

Sel tumbuhan telah berevolusi ke arah penurunan kemampuan bergerak karena perkembangan cangkang selulosa yang kaku, tetapi ke arah penggunaan fotosintesis.

Sel-sel hewan telah berevolusi untuk meningkatkan kemampuan bergerak, serta meningkatkan cara mereka menyerap dan mengeluarkan makanan olahan.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan makhluk hidup adalah seksual reproduksi. Itu berasal sekitar 900 juta tahun yang lalu.

Langkah selanjutnya dalam evolusi makhluk hidup terjadi sekitar 700-800 juta tahun yang lalu, ketika organisme multiseluler dengan tubuh, jaringan, dan organ yang berdiferensiasi yang melakukan fungsi tertentu. Ini adalah spons, coelenterata, artropoda, dll., yang termasuk hewan multiseluler.

Sepanjang Proterozoikum dan awal Paleozoikum, tumbuhan terutama menghuni lautan dan samudera. Ini didominasi oleh alga hijau dan merah.

Kambrium periode ditandai dengan penampilannya hewan dengan kerangka mineral (kapur, fosfat, mengandung silika). Di antara hewan laut pada masa itu, dikenal krustasea, bunga karang, karang, moluska, trilobita, dll.Biota darat pada zaman Kambrium diwakili oleh lumut, lumut kerak, dan hewan multiseluler pertama, seperti cacing dan artropoda (kelabang) . Cyanobiont berkembang pesat di laut.

DI DALAM mendiang Ordovisium karnivora besar, serta vertebrata tak berahang mirip ikan mulai bermunculan.

Peristiwa paling penting Silurian terhubung dengan lahan kering. Untuk pertama kalinya, tumbuhan tingkat tinggi yang nyata muncul (cooksonia, dll.), yang tampak berumput. Οʜᴎ terkait erat dengan wilayah pesisir yang padat air. Di antara organisme hewan - artropoda, perwakilan darat yang andal - chelicerae - juga muncul.

DI DALAM Devonian ruang tanah dicirikan oleh yang pertama besar sekali perkembangan tumbuhan tingkat tinggi (rhinophytes, psilophytes, lycopsid dan pakis). Evolusi lebih lanjut vertebrata berjalan ke arah ikan berahang. Di Devonian, vertebrata diwakili oleh tiga kelompok ikan asli: ikan lungfish, ikan bersirip pari, dan ikan bersirip lobus. Hanya ikan bersirip lobus yang dapat beradaptasi dengan kehidupan di darat berkat anggota badan dan paru-parunya yang berotot. Pada akhir masa Devonian, ikan bersirip lobus memunculkan ikan pertama amfibi darat (vertebrata). Pada akhir zaman Devonian, serangga muncul (basis makanan bagi vertebrata darat masa depan).

Transisi ke kehidupan di udara memerlukan banyak perubahan pada organisme hidup dan melibatkan pengembangan adaptasi yang tepat. Dia secara dramatis meningkatkan laju evolusi kehidupan di Bumi.

Jadi, karbon , atau periode Karbon, adalah waktu pembentukan dan diversifikasi intensif untuk tumbuhan tingkat tinggi, invertebrata darat dan vertebrata. Untuk tumbuhan tingkat tinggi karbon - ϶ᴛᴏ waktu masa kejayaan lycopsform, arthropoda (atau ekor kuda), pakis dan gymnospermae pertama, bentuk pohonnya mencapai ketinggian 20-40 m (misalnya, Lepidodendron). Perkembangan kondisi terestrial oleh moluska, arakhnida dan serangga erat kaitannya dengan tumbuh suburnya vegetasi dan munculnya berbagai relung ekologi. Di zaman Karbon, invertebrata pertama kali menguasai wilayah udara. Pada saat itu, capung raksasa dengan lebar sayap hingga 2 m dan kecoa hingga panjang 3 cm sangat mencolok.Keanekaragaman morfofisiologis dan ekologi amfibi menyebabkan kemunculannya di Karbon Tengah-Akhir. reptil. Οʜᴎ adalah reptil vertebrata pertama yang beradaptasi dengan kondisi kehidupan di darat. Telurnya ditutupi cangkang keras, tidak takut mengering, dan mendapat pasokan makanan dan oksigen untuk embrio.

Periode Permian Perkembangan dunia organik terutama ditandai dengan musnahnya biota laut (dari 400 famili di awal hingga 200 famili di akhir). Hal ini disebabkan oleh kekeringan global pada iklim, pembentukan gunung yang intens, dan glasiasi yang terkait dengannya.

fitur Periode Trias merupakan sifat peralihan dari susunan sistematis biota. Misalnya, kelompok reptil air baru muncul - ichthyosaurus mirip ikan, plesiosaurus dengan leher ular panjang, kepala kecil, tubuh dengan sirip, dan ekor pendek. Keanekaragaman reptilia darat semakin meningkat. Ada dinosaurus, pterosaurus. Banyak reptil mirip binatang yang terus ada, menyerah Trias Akhir mamalia pertama berukuran kecil (ovipar), secara lahiriah menyerupai tikus. DI DALAM Trias Akhir muncul dan burung-burung . Dengan munculnya burung dan mamalia, hewan pun bertambah banyak berdarah panas, meskipun beberapa reptil mungkin juga memilikinya.

Pada vegetasi terestrial gimnasium mendominasi (bennettites, sikas, tumbuhan runjung, dll.), dan pakis diwakili oleh kelompok baru yang mencapai puncaknya pada zaman Jurassic.

DI DALAM jurassic keanekaragaman hayati meningkat pesat di lingkungan laut dan darat. diamati pada Jurassic reptil yang berkembang biak . Οʜᴎ diwakili oleh semua kelompok lingkungan. Perwakilan perairan terus ada (ichthyosaurus, plesiosaurus). Kadal dan dinosaurus ornithischia hidup di darat. Di Jurassic, komposisi kadal terbang diperbarui. Burung diwakili oleh ekor kadal - Archaeopteryx. Subkelas mamalia baru telah muncul – hewan berkantung . Di antara invertebrata yang diamati masa kejayaan tanah serangga .

vegetasi tanah dicirikan pembungaan pakis (bentuk seperti pohon dan tanaman merambat) dan olahraga senam (cycads dan bennettites), yang membentuk hutan tropis dan subtropis.

Peristiwa biotik besar Kapur – penampilan Dan pengembangan intensif angiospermae (berbunga) tanaman.

Pada zaman Kapur, spesialisasi reptilia (reptilia) terus berlanjut, mencapai ukuran yang sangat besar; jadi massa beberapa dinosaurus melebihi 50 ton Evolusi paralel tanaman berbunga dan serangga penyerbuk dimulai. Muncul di kapur Pertama plasenta mamalia(pemakan serangga, hewan berkuku purba, primata pertama, dan mungkin juga karnivora mirip kucing).

Pada akhir periode Cretaceous (67 juta tahun yang lalu) terjadi kepunahan massal banyak kelompok hewan dan tumbuhan. Krisis ekologi global ini memiliki skala yang lebih kecil dibandingkan krisis Permo-Trias. Pada saat yang sama, akibat pendinginan ini, luas vegetasi dekat air mengalami penurunan; herbivora punah, diikuti oleh dinosaurus karnivora (reptil besar hanya bertahan hidup di zona tropis); banyak bentuk invertebrata dan kadal laut yang punah di laut; Dominasi dalam seleksi alam diberikan kepada hewan berdarah panas - burung dan mamalia.

Zaman Kenozoikum- ϶ᴛᴏ waktu dominasi tanaman berbunga, serangga, burung Dan mamalia. Kelahiran hidup mamalia dan pemberian susu kepada anaknya merupakan faktor kuat dalam evolusi mereka, yang memungkinkan mereka berkembang biak dalam berbagai kondisi lingkungan. Sistem saraf yang berkembang berkontribusi pada berbagai bentuk adaptasi dan perlindungan organisme.

Paleogen(khususnya Eosen) - masa penyebaran global yang luas dari mamalia berikut: ovipar, marsupial, tetapi faktor penentunya adalah keanekaragaman plasenta (predator purba, ungulata purba, primata primitif, dll.). Di darat, reptil bersisik, kura-kura juga hidup, dan di air tawar - buaya. Burung ompong baru ini cukup beragam. Di antara vertebrata akuatik, ikan bertulang mendominasi. Keanekaragaman invertebrata laut.

Pada zaman Neogen, amfibi dan reptil secara bertahap memperoleh bentuk modernnya. Burung besar mirip burung unta menarik perhatian. Perkembangan mamalia plasenta terus berlanjut: berjari ganjil (hipparion) dan artiodactyl (rusa, unta, mirip babi), predator baru (harimau bertaring tajam), belalai (mastodon). Pada akhir Neogen, semua keluarga mamalia modern telah ditemukan.

Tahap yang menentukan dalam evolusi kehidupan di Bumi adalah perkembangan ordo primata. Pada masa Kenozoikum, sekitar 67-27 juta tahun yang lalu, primata terbagi menjadi kera tingkat rendah dan kera besar, yang merupakan nenek moyang manusia modern yang paling kuno.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, dalam catatan fosil sangat mengesankan penampilan massal hidup dapat dikaitkan dengan banyak peristiwa. Dari jumlah tersebut, kami menunjukkan yang berikut, dengan memperhatikan awal kemunculannya (lihat MGSH):

● 3,8–3,5 Ga (AR1 – Eoarchean). Munculnya kehidupan. Munculnya bakteri dan cyanobiont. Litosfer mulai diperkaya dengan batuan asal biogenik (grafit, shungit).

● 3,2 Ga (AR2/AR3 – Paleoarchean/Mesoarchean). Perkembangan massal cyanobiont. Litosfer memperoleh lapisan karbonat biogenik, yang disebut stromatolit. Atmosfer mulai diperkaya dengan oksigen molekuler yang dilepaskan oleh cyanobion selama fotosintesis.

● 1,6 Ga (PR1/PR2 – Paleoproterozoikum/Mesoproterozoikum). Munculnya bakteri aerob, alga tingkat rendah, hewan dan jamur.

● 1,0–0,7 Ga (PR3 – Neoproterozoikum). Penampilan alga multiseluler dan invertebrata non-rangka yang andal diwakili oleh cnidaria, cacing, artropoda, (?) echinodermata, dan kelompok lainnya.

● 542,0 ±1,0–521 (530) juta tahun yang lalu (Kambrium Awal). Kemunculan besar-besaran kerangka mineral di Kerajaan Hewan di hampir semua jenis yang diketahui.

● 416,0±2,8 juta tahun yang lalu (S2/D1 – Silur Akhir/Devonian Awal). Kemunculan vegetasi darat secara masif.

● 359,2±2,5 juta tahun yang lalu (D/C - Devonian Akhir/Karbonifera Awal). Kemunculan massal invertebrata darat pertama (serangga, arakhnida) dan vertebrata (amfibi, reptil).

● 65,5±0,3 juta tahun yang lalu (MZ/KZ – batas Mesozoikum-Kenozoikum). Kemunculan massal angiospermae dan mamalia.

● 2,8 juta tahun yang lalu (N2 – Pliosen, Piacenza). Penampilan manusia.

Hari ini dijelaskan lebih lanjut 1 juta spesies hewan, di dekat 0,5 juta spesies tumbuhan, ratusan ribu spesies jamur, lebih dari 3 ribu spesies bakteri. Diperkirakan setidaknya 1 juta spesies masih belum terdeskripsikan. Sorotan biologi modern lima kerajaan : Bakteri, Cyanobion, Tumbuhan, Jamur, Hewan.

Masalah asal usul dan evolusi kehidupan di Bumi. - konsep dan tipe. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori "Masalah permulaan dan evolusi kehidupan di Bumi". 2017, 2018.

Tahap awal evolusi biologis

Munculnya sel primitif berarti akhir dari evolusi prabiologis makhluk hidup dan awal dari evolusi biologis kehidupan.

Peralihan makhluk hidup ke fotosintesis dan jenis nutrisi autotrofik merupakan titik balik dalam evolusi makhluk hidup. Atmosfer bumi mulai "terisi" dengan oksigen, yang merupakan racun bagi bakteri anaerob. Oleh karena itu, banyak anaerob uniseluler mati, yang lain berlindung di lingkungan anoksik - rawa dan, sambil makan, tidak mengeluarkan oksigen, tetapi metana. Yang lain lagi telah beradaptasi dengan oksigen. Mekanisme pertukaran sentralnya adalah respirasi oksigen, yang memungkinkan peningkatan hasil energi berguna sebesar 10–15 kali lipat dibandingkan dengan jenis metabolisme anaerobik - fermentasi. Transisi ke fotosintesis merupakan proses yang panjang dan berakhir sekitar 1,8 miliar tahun yang lalu. Dengan munculnya fotosintesis, semakin banyak energi sinar matahari yang terakumulasi dalam bahan organik bumi, yang mempercepat siklus biologis zat dan evolusi makhluk hidup secara umum.

Pendidikan tumbuhan dan hewan

Evolusi eukariota selanjutnya dikaitkan dengan pembelahan menjadi sel tumbuhan dan hewan. Pembagian seperti itu terjadi pada masa Proterozoikum, ketika bumi dihuni oleh organisme bersel tunggal (Tabel 8.2).

Tabel 8.2

Kemunculan dan sebaran organisme dalam sejarah bumi (menurut Z. Brehm dan I. Meinke, 1999)

Sel tumbuhan telah berevolusi ke arah penurunan kemampuan bergerak karena perkembangan cangkang selulosa yang kaku, tetapi ke arah penggunaan fotosintesis.

Sel-sel hewan telah berevolusi untuk meningkatkan kemampuan bergerak, serta meningkatkan cara mereka menyerap dan mengeluarkan makanan olahan.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan makhluk hidup adalah reproduksi seksual. Itu berasal sekitar 900 juta tahun yang lalu.

Sepanjang Proterozoikum dan awal Paleozoikum, tumbuhan terutama menghuni lautan dan samudera. Ini adalah ganggang hijau dan coklat, emas dan merah.

Selanjutnya, banyak jenis hewan yang sudah ada di lautan Kambrium. Di masa depan, mereka terspesialisasi dan ditingkatkan. Di antara hewan laut pada masa itu adalah krustasea, bunga karang, karang, moluska, trilobita, dll.

Pada akhir periode Ordovisium, karnivora besar, serta vertebrata, mulai bermunculan.

Kehidupan di udara telah “meningkatkan” berat badan organisme, udara tidak mengandung nutrisi, udara mentransmisikan cahaya, suara, panas berbeda dari air, jumlah oksigen di dalamnya lebih tinggi. Semua ini harus disesuaikan. Vertebrata pertama yang beradaptasi dengan kondisi kehidupan di darat adalah reptilia. Telur mereka mendapat pasokan makanan dan oksigen untuk embrio, ditutupi cangkang keras, dan tidak takut mengering.

Sekitar 67 juta tahun yang lalu burung dan mamalia memperoleh keuntungan dalam seleksi alam. Berkat mamalia berdarah panas, mereka dengan cepat memperoleh posisi dominan di Bumi, yang dikaitkan dengan kondisi pendinginan di planet kita. Pada saat ini, sifat berdarah panaslah yang menjadi faktor penentu kelangsungan hidup. Ini memberikan suhu tubuh tinggi yang konstan dan stabilitas fungsi organ dalam mamalia. Kelahiran hidup mamalia dan pemberian susu kepada anaknya merupakan faktor kuat dalam evolusi mereka, yang memungkinkan mereka berkembang biak dalam berbagai kondisi lingkungan. Sistem saraf yang berkembang berkontribusi pada berbagai bentuk adaptasi dan perlindungan organisme.

Ada pembagian karnivora menjadi ungulata dan predator, dan mamalia pemakan serangga pertama menandai awal evolusi organisme berplasenta dan berkantung.

Tahap yang menentukan dalam evolusi kehidupan di planet kita adalah munculnya kelompok primata. Pada masa Kenozoikum, sekitar 67–27 juta tahun yang lalu, primata terbagi menjadi kera tingkat rendah dan kera besar, yang merupakan nenek moyang manusia modern yang paling kuno. Prasyarat munculnya manusia modern dalam proses evolusi terbentuk secara bertahap. Pada awalnya ada cara hidup kawanan. Dia mengizinkan untuk membentuk landasan komunikasi sosial di masa depan. Apalagi jika pada serangga (lebah, semut, rayap) biososialitas menyebabkan hilangnya individualitas, maka pada nenek moyang manusia purba justru sebaliknya mengembangkan ciri-ciri individu. Ini adalah kekuatan pendorong yang kuat di balik perkembangan tim.

Evolusi kehidupan mengambil langkah selanjutnya dalam bentuk munculnya Homo sapiens (Homo sapiens). Ini adalah orang yang berakal sehat yang memiliki kemampuan untuk dengan sengaja mengubah dunia di sekitarnya, menciptakan kondisi buatan untuk habitatnya, dan mengubah penampilan planet kita.

Teori evolusi Ch.Darwin

Di bawah evolusi (dari lat. evolusi- pengembangan, penyebaran) harus dipahami sebagai proses perubahan jangka panjang, bertahap, lambat yang mengarah pada perubahan baru yang mendasar secara kualitatif (pembentukan struktur, bentuk, organisme, dan jenisnya yang lain).

Gagasan tentang perubahan yang panjang dan bertahap pada semua jenis hewan dan tumbuhan telah diungkapkan oleh para ilmuwan jauh sebelum Charles Darwin. Aristoteles, naturalis Swedia C. Linnaeus, ahli biologi Prancis J. Lamarck, kontemporer Charles Darwin, naturalis Inggris A. Wallace, dan ilmuwan lain berbicara dalam semangat ini pada waktu yang berbeda.

Kelebihan Charles Darwin yang tidak diragukan lagi bukanlah gagasan evolusinya, tetapi fakta bahwa dialah yang pertama kali menemukan prinsip seleksi alam di alam dan menggeneralisasi gagasan evolusi individu ke dalam satu teori evolusi yang koheren. Dalam pembentukan teorinya, Charles Darwin mengandalkan sejumlah besar materi faktual, eksperimen dan praktik pemuliaan untuk mengembangkan varietas tanaman baru dan berbagai jenis hewan.

Pada saat yang sama, Charles Darwin sampai pada kesimpulan bahwa dari sekian banyak fenomena alam yang hidup, tiga faktor mendasar dalam evolusi makhluk hidup dibedakan dengan jelas, disatukan oleh rumusan singkat: variabilitas, hereditas, seleksi alam.

Prinsip-prinsip dasar ini didasarkan pada kesimpulan dan pengamatan berikut terhadap dunia kehidupan - yaitu:

1. Variabilitas. Ini adalah karakteristik kelompok hewan dan tumbuhan mana pun, organisme berbeda satu sama lain dalam banyak hal. Di alam, mustahil menemukan dua organisme yang identik. Variabilitas adalah sifat yang melekat pada organisme hidup, ia memanifestasikan dirinya secara konstan dan di mana saja.

Menurut Charles Darwin, ada dua jenis variabilitas di alam - pasti dan tidak terbatas.

1) Variabilitas tertentu(modifikasi adaptif) adalah kemampuan semua individu dari spesies yang sama dalam kondisi lingkungan tertentu untuk merespons kondisi tersebut dengan cara yang sama (makanan, iklim, dll). Menurut konsep modern, modifikasi adaptif tidak diwariskan, dan oleh karena itu, sebagian besar, modifikasi tersebut tidak dapat menyediakan bahan untuk evolusi organik.

2) Variabilitas yang tidak pasti(mutasi) menyebabkan perubahan signifikan pada tubuh dalam berbagai cara. Variabilitas ini, berbeda dengan variabilitas tertentu, bersifat herediter, sedangkan penyimpangan kecil pada generasi pertama meningkat pada generasi berikutnya. Variabilitas tak tentu juga dikaitkan dengan perubahan lingkungan, namun tidak secara langsung, seperti pada modifikasi adaptif, namun secara tidak langsung. Oleh karena itu, menurut Ch.Darwin, perubahan yang tidak pastilah yang memainkan peranan penting dalam evolusi.

2. Populasi spesies yang konstan. Jumlah organisme dari setiap spesies yang dilahirkan lebih besar daripada jumlah organisme yang dapat mencari makan dan bertahan hidup; namun demikian, kelimpahan masing-masing spesies dalam kondisi alami relatif konstan.

3. Hubungan kompetitif individu. Karena lebih banyak individu yang dilahirkan daripada yang dapat bertahan hidup, di alam selalu terjadi perjuangan untuk bertahan hidup, persaingan untuk mendapatkan makanan dan habitat.

4. Kemampuan beradaptasi, kemampuan beradaptasi organisme. Perubahan yang memudahkan suatu organisme untuk bertahan hidup di lingkungan tertentu memberikan pemiliknya keunggulan dibandingkan organisme lain yang kurang beradaptasi dengan kondisi eksternal dan akibatnya mati. Gagasan “survival of the fittest” adalah inti teori seleksi alam. 5. Reproduksi karakteristik yang diperoleh "sukses" pada keturunannya. Individu yang bertahan menghasilkan keturunan, dan dengan demikian "berhasil", perubahan positif yang memungkinkan untuk bertahan hidup diteruskan ke generasi berikutnya.

Inti dari proses evolusi adalah adaptasi organisme hidup yang terus menerus terhadap berbagai kondisi lingkungan dan munculnya organisme yang semakin kompleks. Oleh karena itu, evolusi biologi diarahkan dari bentuk biologis yang sederhana ke bentuk yang lebih kompleks.

Dengan demikian, seleksi alam yang merupakan hasil perjuangan eksistensi merupakan faktor utama evolusi yang mengarahkan dan menentukan perubahan evolusioner. Perubahan ini menjadi nyata melalui perubahan banyak generasi. Dalam seleksi alam salah satu ciri mendasar makhluk hidup tercermin - dialektika interaksi antara sistem organik dan lingkungan.

Keunggulan teori evolusi Charles Darwin yang tidak diragukan lagi juga memiliki beberapa kelemahan. Jadi, dia tidak dapat menjelaskan alasan munculnya struktur tertentu pada beberapa organisme yang tampaknya tidak berguna; banyak spesies tidak memiliki bentuk peralihan antara hewan modern dan fosil; titik lemahnya juga merupakan gagasan tentang keturunan. Selanjutnya ditemukan kekurangan mengenai penyebab utama dan faktor evolusi organik. Sudah di abad XX. menjadi jelas bahwa teori Charles Darwin memerlukan penyempurnaan dan perbaikan lebih lanjut, dengan mempertimbangkan pencapaian terkini dalam ilmu biologi. Hal ini menjadi prasyarat terciptanya teori evolusi sintetik (STE).

Teori evolusi sintetik

Prestasi di bidang genetika dalam pengungkapan kode genetik, kemajuan dalam biologi molekuler, embriologi, morfologi evolusi, genetika populer, ekologi dan beberapa ilmu pengetahuan lainnya menunjukkan perlunya menggabungkan genetika modern dengan teori evolusi Charles Darwin. Asosiasi seperti itu muncul pada paruh kedua abad ke-20. paradigma biologis baru - teori evolusi sintetik. Karena didasarkan pada teori Charles Darwin maka disebut neo-Darwinis. Teori ini dianggap sebagai biologi non-klasik. Teori evolusi sintetik memungkinkan kita mengatasi kontradiksi antara teori evolusi dan genetika. STE belum memiliki model evolusi fisik, tetapi merupakan doktrin kompleks dengan banyak segi yang mendasari biologi evolusi modern. Sintesis genetika dan doktrin evolusi ini merupakan lompatan kualitatif baik dalam perkembangan genetika itu sendiri maupun dalam teori evolusi modern. Lompatan ini menandai terciptanya pusat baru sistem pengetahuan biologi dan transisi biologi ke tingkat perkembangan non-klasik modern. STE sering disebut teori umum evolusi, yang merupakan gabungan gagasan evolusi Charles Darwin, terutama seleksi alam, dengan hasil penelitian modern di bidang hereditas dan variabilitas.

Ide utama STE dikemukakan oleh ahli genetika Rusia S. Chetverikov pada awal tahun 1926 dalam karyanya tentang genetika populer. Ide-ide ini didukung dan dikembangkan oleh ahli genetika Amerika R. Fisher dan S. Wright, ahli biologi dan genetika Inggris D. Haldane, dan ahli genetika Rusia kontemporer N. Dubinin (1906–1998).

Prasyarat utama untuk sintesis genetika dengan teori evolusi adalah pendekatan biometrik dan fisik dan matematika untuk analisis evolusi, teori hereditas kromosom, studi empiris tentang variabilitas populasi alami, dll.

Titik acuan STE adalah gagasan bahwa komponen dasar evolusi bukanlah spesies (menurut Darwin) dan bukan individu (menurut Lamarck), melainkan populasi. Dialah yang merupakan sistem integral interkoneksi organisme, yang memiliki semua data untuk pengembangan diri. Bukan beberapa karakter individu atau individu yang diseleksi, tetapi seluruh populasi, genotipenya. Namun seleksi ini dilakukan dengan mengubah ciri-ciri fenotipik individu individu, yang berujung pada munculnya sifat-sifat baru seiring dengan pergantian generasi biologis.

Unit dasar dari hereditas adalah gen. Ini adalah bagian dari molekul DNA (atau kromosom) yang menentukan perkembangan tanda-tanda tertentu dari suatu organisme. Ahli genetika Soviet N. V. Timofeev-Resovskii (1900–1981) merumuskan pendiriannya mengenai fenomena dan faktor evolusi. Ini adalah sebagai berikut:

♦ populasi - unit struktural dasar;

♦ proses mutasi merupakan pemasok materi dasar evolusi;

♦ gelombang populasi - fluktuasi ukuran suatu populasi dalam satu arah atau lainnya dari jumlah rata-rata individunya;

♦ isolasi memperkuat perbedaan dalam kumpulan genotipe dan menyebabkan pembagian populasi asli menjadi beberapa populasi independen;

♦ seleksi alam - kelangsungan hidup selektif dengan kemungkinan meninggalkan keturunan oleh individu yang telah mencapai usia reproduksi.

Faktor penentu utama dalam teori evolusi sintetik adalah seleksi alam, yang mengarahkan proses evolusi. Signifikansi biologis murni suatu individu sebagai organisme yang telah menghasilkan keturunan dinilai dari kontribusinya terhadap kumpulan gen suatu populasi. Objek seleksi dalam suatu populasi adalah fenotipe individu. Fenotipe suatu organisme individu ditentukan dan dibentuk berdasarkan informasi realisasi genotipe dalam perubahan kondisi lingkungan. Akibatnya, dari generasi ke generasi, seleksi fenotipe mengarah pada seleksi genotipe.

Evolusi adalah sebuah proses tunggal. Di STE, dua tingkat evolusi dibedakan: mikroevolusi melewati tingkat populasi-spesies dalam waktu yang relatif singkat di wilayah terbatas, dan makroevolusi, lewat pada tingkat subspesies, di mana pola dan tren umum dalam sejarah perkembangan makhluk hidup terwujud.

mikroevolusi adalah serangkaian proses evolusi yang terjadi pada populasi suatu spesies, yang menyebabkan perubahan pada kumpulan gen populasi tersebut dan pembentukan spesies baru. Hal ini terjadi atas dasar variabilitas mutasi di bawah kendali ketat seleksi alam. Mutasi adalah satu-satunya sumber sifat-sifat baru secara kualitatif. Seleksi adalah faktor selektif kreatif yang mengarahkan perubahan evolusioner dasar sepanjang jalur adaptasi organisme terhadap perubahan kondisi lingkungan. Sifat proses mikroevolusi dipengaruhi oleh perubahan jumlah populasi (gelombang kehidupan), pertukaran informasi genetik antar populasi, serta isolasi. Mikroevolusi mengarah pada perubahan seluruh kumpulan gen suatu spesies secara keseluruhan (evolusi filogenetik), atau isolasi mereka dari spesies asli induk sebagai bentuk baru (spesiasi).

makroevolusi- ini adalah transformasi evolusioner yang mengarah pada perubahan tingkat taksa yang lebih tinggi daripada spesies (famili, ordo, kelas). Ia tidak memiliki mekanisme khasnya dan dilakukan melalui proses mikroevolusi. Berakumulasi secara bertahap, proses mikroevolusi menerima ekspresi eksternalnya dalam fenomena makroevolusi. Makroevolusi adalah gambaran umum perubahan evolusioner yang diamati dalam perspektif sejarah yang luas. Oleh karena itu, hanya pada tingkat makroevolusi, kecenderungan umum, pola, dan arah evolusi makhluk hidup terwujud, yang tidak dapat diamati pada tingkat mikroevolusi.

Konsep modern STE menunjukkan bahwa perubahan evolusioner bersifat acak dan tidak terarah, karena mutasi acak adalah bahan sumbernya. Evolusi berlangsung secara bertahap dan berbeda melalui seleksi mutasi kecil yang acak. Pada saat yang sama, bentuk-bentuk kehidupan baru terbentuk melalui perubahan-perubahan besar yang bersifat turun-temurun, yang hak untuk hidup ditentukan oleh seleksi alam. Proses evolusi yang lambat dan bertahap juga dapat bersifat spasmodik terkait dengan perubahan kondisi lingkungan sebagai akibat dari proses percabangan perkembangan planet kita.

Teori evolusi sintetik bukanlah semacam kanon, suatu sistem proposisi teoretis yang membeku. Dalam rentang yang memungkinkan, bidang penelitian baru sedang dibentuk, penemuan-penemuan mendasar bermunculan dan akan terus bermunculan, berkontribusi pada pengetahuan lebih lanjut tentang proses evolusi makhluk hidup.

Menurut konsep modern, tugas praktis penting STE adalah mengembangkan cara optimal untuk mengendalikan proses evolusi dalam menghadapi tekanan antropogenik yang terus meningkat terhadap lingkungan alam. Teori ini digunakan dalam memecahkan masalah hubungan antara manusia dan alam, alam dan masyarakat manusia.

Namun, teori evolusi sintetik memiliki beberapa poin kontroversial dan kesulitan yang memunculkan konsep evolusi non-Darwinian. Misalnya saja teori nomogenesis, konsep punktualisme, dan lain-lain.

Teori nomogenesis dikemukakan pada tahun 1922 oleh ahli biologi Rusia L. Berg. Hal ini didasarkan pada anggapan bahwa evolusi sudah merupakan proses terprogram untuk mewujudkan pola internal yang melekat pada makhluk hidup. Kekuatan internal tertentu dari alam melekat pada organisme hidup, yang selalu bertindak, terlepas dari kondisi eksternal, dengan tujuan untuk memperumit struktur kehidupan. Untuk menegaskan hal ini, L. Berg menunjuk pada beberapa data tentang evolusi konvergen dan paralel dari kelompok tumbuhan dan hewan tertentu.

Salah satu konsep non-Darwinian terkini adalah ketepatan waktu. Pendukung aliran ini percaya bahwa proses evolusi berlangsung dalam lompatan - melalui lompatan yang jarang dan cepat, yang hanya terjadi 1% dari waktu evolusi. Sisa 99% keberadaannya, spesies ini berada dalam keadaan stabil. Dalam kasus ekstrim, lompatan ke spesies baru dapat terjadi pada populasi kecil yang hanya terdiri dari sepuluh individu dalam satu generasi atau lebih. Konsep ini didasarkan pada dasar genetik yang ditetapkan oleh genetika molekuler dan biokimia modern. Punctualisme menolak model spesiasi genetik-populasi, gagasan Charles Darwin tentang varietas dan subspesies sebagai spesies baru. Punktualisme memusatkan perhatiannya pada genetika molekuler individu sebagai pembawa sifat-sifat spesies. Gagasan tentang perpecahan antara makro dan mikroevolusi serta independensi faktor-faktor yang dikendalikannya memberikan nilai tertentu pada konsep ini.

Kemungkinan besar di masa depan akan muncul teori terpadu tentang kehidupan, yang menggabungkan teori evolusi sintetik dengan konsep non-Darwinian tentang perkembangan alam yang hidup.

Gambaran evolusi dunia. Evolusionisme global

Gagasan pembangunan dunia merupakan gagasan terpenting peradaban dunia. Dalam bentuknya yang jauh dari sempurna, ia mulai merambah ke dalam ilmu pengetahuan alam pada awal abad ke-18. Namun sudah di abad ke-19 dapat dengan aman disebut zaman gagasan evolusi. Pada masa ini konsep pembangunan mulai merambah ke bidang geologi, biologi, sosiologi dan humaniora. Pada paruh pertama abad XX. ilmu pengetahuan mengakui evolusi alam, masyarakat, manusia, tetapi prinsip umum filosofis pembangunan masih belum ada.

Dan baru pada akhir abad ke-20, ilmu pengetahuan alam memperoleh landasan teoretis dan metodologis untuk menciptakan model terpadu evolusi universal, mengidentifikasi hukum arah universal dan kekuatan pendorong evolusi alam. Dasar seperti itu adalah teori pengorganisasian diri materi, yang merupakan sinergis. (Seperti disebutkan di atas, sinergi adalah ilmu tentang pengorganisasian materi.) Konsep evolusionisme universal, yang telah mencapai tingkat global, telah menghubungkan menjadi satu kesatuan asal mula Alam Semesta (kosmogenesis), kemunculan tata surya. dan planet bumi (geogenesis), munculnya kehidupan (biogenesis), manusia dan masyarakat manusia (anthroposociogenesis). Model perkembangan alam seperti ini disebut juga evolusionisme global, karena model inilah yang mencakup semua manifestasi materi yang ada dan terwakili secara mental dalam satu proses pengorganisasian diri alam.

Evolusionisme global harus dipahami sebagai konsep perkembangan Alam Semesta sebagai satu kesatuan alami yang berkembang dalam waktu. Pada saat yang sama, seluruh sejarah Alam Semesta, mulai dari Big Bang dan berakhir dengan kemunculan umat manusia, dianggap sebagai satu proses, di mana jenis evolusi kosmik, kimia, biologi, dan sosial saling berhubungan erat secara berturut-turut dan secara genetis. . Kimia ruang, geologi, dan biologi dalam satu proses evolusi sistem molekuler mencerminkan transisi mendasarnya dan transformasi menjadi materi hidup yang tak terhindarkan. Oleh karena itu, keteraturan terpenting evolusionisme global adalah arah perkembangan seluruh dunia (alam semesta) menuju peningkatan organisasi strukturalnya.

Dalam konsep evolusionisme universal, gagasan seleksi alam memegang peranan penting. Di sini, yang baru selalu muncul sebagai hasil pemilihan bentukan yang paling efektif. Neoplasma yang tidak efektif ditolak oleh proses sejarah. Tingkat pengorganisasian materi yang secara kualitatif baru "ditegaskan" oleh sejarah hanya jika ia ternyata mampu menyerap pengalaman sejarah perkembangan materi sebelumnya. Pola ini terutama terlihat jelas pada bentuk gerak biologis, tetapi merupakan ciri seluruh evolusi materi secara umum.

Prinsip evolusionisme global didasarkan pada pemahaman logika internal perkembangan tatanan kosmik, logika perkembangan Alam Semesta secara keseluruhan. Untuk pemahaman ini, peran penting dimainkan oleh prinsip antropik. Esensinya adalah bahwa pertimbangan dan pengetahuan tentang hukum-hukum alam semesta dan strukturnya dilakukan oleh orang yang berakal. Alam menjadi apa adanya hanya karena ada manusia di dalamnya. Dengan kata lain, hukum-hukum konstruksi Alam Semesta harus sedemikian rupa sehingga pasti akan memunculkan seorang pengamat suatu saat nanti; jika mereka berbeda, maka tidak akan ada seorang pun yang mengetahui Alam Semesta. Prinsip antropik menunjukkan kesatuan internal pola sejarah evolusi Alam Semesta dan prasyarat kemunculan dan evolusi materi hidup hingga antropososiogenesis.

Paradigma evolusionisme universal merupakan pengembangan lebih lanjut dan kelanjutan dari berbagai gambaran ideologis dunia. Akibatnya, gagasan evolusionisme global memiliki karakter ideologis. Tujuan utamanya adalah untuk menetapkan arah proses pengorganisasian diri dan pengembangan proses pada skala Semesta. Saat ini, gagasan evolusionisme global memainkan peran ganda. Di satu sisi, ini mewakili dunia sebagai suatu kesatuan, memungkinkan Anda untuk memahami hukum umum keberadaan dalam kesatuannya; di sisi lain, ilmu pengetahuan alam modern berfokus pada identifikasi pola-pola tertentu dari evolusi materi pada semua tingkat struktural organisasinya dan pada semua tahap perkembangan dirinya.

Munculnya sel primitif berarti akhir dari evolusi prabiologis makhluk hidup dan awal dari evolusi biologis kehidupan.

Pendidikan tumbuhan dan hewan

Evolusi eukariota selanjutnya dikaitkan dengan pembelahan menjadi sel tumbuhan dan hewan. Pembagian seperti itu terjadi pada masa Proterozoikum, ketika bumi dihuni oleh organisme bersel tunggal.

Sel tumbuhan telah berevolusi ke arah penurunan kemampuan bergerak karena perkembangan cangkang selulosa yang kaku, tetapi ke arah penggunaan fotosintesis.

Sel-sel hewan telah berevolusi untuk meningkatkan kemampuan bergerak, serta meningkatkan cara mereka menyerap dan mengeluarkan makanan olahan.

Tahap selanjutnya dalam perkembangan makhluk hidup adalah reproduksi seksual. Itu berasal sekitar 900 juta tahun yang lalu.

Pada akhir periode Ordovisium, karnivora besar, serta vertebrata, mulai bermunculan.

Era dan periode

Menurut perkiraan modern, umur bumi sekitar 4,5-5 miliar tahun. Munculnya reservoir pertama di planet ini, yang dikaitkan dengan asal usul kehidupan, terjadi 3,8-4 miliar tahun dari sekarang. Sejarah Bumi biasanya dibagi menjadi periode waktu yang besar - era dan periode. Batasan di antara keduanya adalah peristiwa geologi besar yang terkait dengan sejarah perkembangan planet sebagai benda kosmik. Peristiwa tersebut meliputi proses pembentukan gunung, peningkatan aktivitas gunung berapi, naik turunnya daratan, perubahan garis besar benua dan lautan.

Sejarah geokronologis bumi terdiri dari 5 era.

^ Tabel 1. Garis waktu peristiwa besar dalam evolusi organisme multiseluler

Zaman	Periode	Dimulai, jutaan tahun yang lalu	Pengaturan geologi singkat	Peristiwa evolusi besar
Kenozoikum	Kuarter	2,4	Desain garis besar benua dan relief modern. Perubahan iklim yang berulang. Empat glasiasi besar di Belahan Bumi Utara	Punahnya banyak spesies tumbuhan, berkurangnya bentuk kayu, tumbuh suburnya tumbuhan herba. Evolusi manusia. Kepunahan spesies mamalia besar.
Neogen		Pengangkatan gunung secara luas. Dilihat dari ciri-cirinya, iklimnya mendekati modern.	Dominasi angiospermae dan tumbuhan runjung, peningkatan luas stepa. Munculnya mamalia berplasenta. Penampakan kera besar.
Paleogen		Iklimnya hangat	Berbunganya angiospermae, mamalia, burung.
Mesozoikum	Kapur		Pendinginan iklim di banyak daerah.	Perkembangan mamalia, burung, tumbuhan berbunga. Kepunahan banyak reptil.
Yura		Iklim menjadi lembab, hangat, dan kering pada akhir periode.	Dominasi reptilia di darat, di air dan udara. Munculnya angiospermae dan burung.
Trias			Munculnya mamalia. Munculnya reptil, penyebaran gymnospermae.
Paleozoikum	Permian		Mundurnya lautan, intensifikasi aktivitas gunung berapi, iklim menjadi lebih kontinental, lebih kering dan lebih dingin.	Kepunahan besar-besaran organisme laut. Munculnya gymnospermae, penyebaran reptilia.
Karbon		Menurunkan tingkat benua. Iklim awalnya hangat dan lembab, kemudian sejuk.	Munculnya reptil.
Devonian			Munculnya amfibi purba, serangga. dominasi ikan. Munculnya hutan pakis dan lumut gada.
Silurus		Pembentukan satu benua Euro-Amerika. Munculnya benua, terbentuknya dataran rendah. Iklimnya hangat, lembab, berubah menjadi kering.	Keluarnya tumbuhan dan invertebrata ke darat.
Ordovisium		Iklimnya hangat dan lembab.	Kelimpahan rumput laut. Kemunculan hewan vertebrata pertama (tanpa rahang).
Kambrium		Tenggelamnya benua-benua dan meluasnya banjir di lautan. Iklimnya sedang, kering, berubah menjadi lembab.	Kehidupan terkonsentrasi di lautan. Perkembangan invertebrata. Munculnya tumbuhan tingkat tinggi.
Proterozoikum	Proterozoikum Akhir	1650		Perkembangan eukariota, tumbuhan dan hewan multiseluler
Proterozoikum Awal	2600		Perkembangan tumbuhan tingkat rendah
Archeozoikum		4000		Asal usul kehidupan, munculnya prokariota. Dominasi bakteri dan hijau biru, munculnya alga hijau.

Sejarah perkembangan bumi untuk memudahkan kajian dibagi menjadi empat era dan sebelas periode. Dua periode terakhir ini pada gilirannya dibagi menjadi tujuh sistem atau era.

Kerak bumi bertingkat, yaitu. berbagai batuan yang menyusunnya terletak di atas satu sama lain secara berlapis-lapis. Biasanya, umur batuan menurun menuju lapisan atas. Pengecualian adalah daerah yang terganggu akibat pergerakan kerak bumi, terjadinya lapisan. William Smith pada abad ke-18 memperhatikan bahwa selama periode waktu geologis, beberapa organisme telah mengalami kemajuan signifikan dalam strukturnya.

Menurut perkiraan modern, usia planet bumi kira-kira 4,6 - 4,9 10 tahun. Perkiraan ini terutama didasarkan pada studi batuan dengan metode penanggalan radiometrik.

Archaeus

Tidak banyak yang diketahui tentang kehidupan di Archean. Satu-satunya organisme hewan adalah prokariota seluler - bakteri dan ganggang biru-hijau. Produk dari aktivitas vital mikroorganisme primitif ini juga merupakan batuan sedimen paling kuno (stromatolit) - formasi berkapur dalam bentuk pilar, ditemukan di Kanada, Australia, Afrika, Ural, dan Siberia.

Batuan sedimen besi, nikel, mangan memiliki basis bakteri. Banyak mikroorganisme yang berperan aktif dalam pembentukan sumber daya mineral yang sangat besar dan belum banyak dieksplorasi di dasar lautan. Peran mikroorganisme juga besar dalam pembentukan serpih minyak, minyak dan gas. Biru kehijauan, bakteri dengan cepat menyebar di Archaean dan menjadi penguasa planet ini. Organisme ini tidak memiliki inti yang terpisah, tetapi sistem metabolisme yang berkembang, kemampuan untuk bereproduksi. Biru-hijau juga memiliki alat fotosintesis. Kemunculan yang terakhir ini merupakan aromorfosis terbesar dalam evolusi satwa liar dan membuka salah satu cara (mungkin khususnya terestrial) untuk pembentukan oksigen bebas. Pada akhir zaman Arkean (2,8-3 miliar tahun yang lalu), alga kolonial pertama muncul, sisa-sisa fosilnya ditemukan di Australia, Afrika, dll. Tahap terpenting dalam perkembangan kehidupan di Bumi erat kaitannya dengan perubahan konsentrasi oksigen di atmosfer, pembentukan lapisan ozon. Berkat aktivitas vital tanaman hijau-biru, kandungan oksigen bebas di atmosfer meningkat tajam. Akumulasi oksigen menyebabkan munculnya lapisan ozon primer di lapisan atas biosfer, yang membuka cakrawala bagi perkembangan.

PROTEROZOI

Proterozoikum adalah tahap besar dalam sejarah perkembangan Bumi. Selama perjalanannya, bakteri dan alga mencapai perkembangan yang luar biasa, dengan partisipasi mereka, proses sedimentasi berlangsung secara intensif. Sebagai hasil dari aktivitas vital bakteri besi di Proterozoikum, endapan bijih besi terbesar terbentuk. Pada pergantian Riphean awal dan tengah, dominasi prokariota digantikan oleh berkembangnya eukariota - ganggang hijau dan emas. Dari eukariota uniseluler, eukariota multiseluler dengan organisasi dan spesialisasi yang kompleks berkembang dalam waktu singkat. Perwakilan hewan multiseluler tertua telah dikenal sejak akhir Riphean (700-600 juta tahun yang lalu). Sekarang kita dapat menyatakan bahwa 650 juta tahun yang lalu, lautan bumi dihuni oleh berbagai organisme multiseluler: polip soliter dan kolonial, ubur-ubur, cacing pipih, dan bahkan nenek moyang Annelida modern, artropoda, moluska, dan echinodermata. Di antara organisme tumbuhan pada waktu itu, organisme uniseluler mendominasi, tetapi alga multiseluler (hijau, coklat, merah), dan jamur juga muncul.

PALEOZOIK

Pada awal era Paleozoikum, kehidupan mungkin telah melewati bagian paling penting dan sulit dalam perjalanannya. Empat kerajaan alam yang hidup terbentuk: prokariota, atau pelet, jamur, tumbuhan hijau, hewan. Nenek moyang kerajaan tumbuhan hijau adalah ganggang hijau uniseluler, yang umum di lautan Proterozoikum. Selain bentuk-bentuk yang mengambang di bagian bawah, muncul pula bentuk-bentuk yang menempel di bagian bawah. Gaya hidup yang tetap membutuhkan pemotongan tubuh menjadi beberapa bagian. Namun perolehan multiseluleritas, pembagian tubuh multiseluler menjadi bagian-bagian yang menjalankan berbagai fungsi, ternyata lebih menjanjikan. Yang sangat penting bagi evolusi lebih lanjut adalah munculnya aromorfosis penting seperti proses seksual.

Bagaimana dan kapan pembagian dunia kehidupan menjadi tumbuhan dan hewan terjadi? Apakah mereka mempunyai akar yang sama? Perselisihan para ilmuwan seputar masalah ini tidak mereda hingga saat ini. Mungkin hewan pertama berevolusi dari batang umum semua eukariota atau dari air hijau bersel tunggal. tumbuh dewasa.

KAMBRIAN

Munculnya invertebrata kerangka. Pada periode ini terjadi lagi periode pembangunan gunung, redistribusi wilayah daratan dan lautan. Iklim Kambrium sedang, benua tidak berubah. Hanya bakteri dan tumbuhan biru-hijau yang masih hidup di darat. Lautan didominasi oleh alga hijau dan coklat yang menempel di dasar; diatom, ganggang emas, dan ganggang euglena berenang di kolom air. Akibat meningkatnya pencucian garam dari darat, hewan laut mampu menyerap garam mineral dalam jumlah besar. Dan hal ini, pada gilirannya, membuka jalan lebar bagi mereka untuk membangun kerangka yang kokoh. Yang paling tersebar luas adalah artropoda paling kuno - trilobita, yang secara lahiriah mirip dengan krustasea modern - kutu kayu. Ciri khas Kambrium adalah jenis hewan multiseluler yang aneh - archaeocyath, yang punah pada akhir periode tersebut. Berbagai macam bunga karang, karang, brakiopoda, dan moluska juga hidup pada masa itu. Bulu babi kemudian muncul .

ORDOVIKAN

Di lautan Ordovisium, ganggang hijau, coklat dan merah, banyak trilobita terwakili secara beragam. Di Ordovisium, cephalopoda pertama, kerabat gurita dan cumi-cumi modern, muncul, brachiopoda, dan gastropoda menyebar. Terjadi proses intensif pembentukan terumbu oleh karang empat balok dan tabulata. Graptolit banyak digunakan - semi-chordata, menggabungkan ciri-ciri invertebrata dan vertebrata yang menyerupai lanset modern. Di Ordovisium, tanaman spora muncul - psilophytes, tumbuh di sepanjang tepi badan air tawar.

SILUR

Laut dangkal yang hangat di Ordovisium digantikan oleh daratan yang luas, yang menyebabkan mengeringnya iklim.

Di laut Silur, graptolit menjalani hidup mereka, trilobita mengalami penurunan, tetapi cephalopoda mencapai kemakmuran yang luar biasa. Karang secara bertahap menggantikan archaeocyath. Di Silur, arthropoda aneh berkembang - krustasea raksasa, panjangnya mencapai 2 m. Pada akhir Paleozoikum, seluruh kelompok krustasea hampir punah. Mereka menyerupai kepiting tapal kuda modern. Peristiwa yang sangat penting pada periode ini adalah kemunculan dan penyebaran perwakilan pertama vertebrata - "ikan" lapis baja. “Ikan” ini hanya menyerupai ikan asli, tetapi termasuk dalam kelas vertebrata lain - tidak berahang atau siklostom. Mereka tidak bisa berenang dalam waktu lama dan kebanyakan berbaring di dasar teluk dan laguna. Karena gaya hidup yang tidak banyak bergerak, mereka tidak mampu berkembang lebih jauh. Dari perwakilan siklostom modern, lamprey dan hagfish dikenal. Ciri khas periode Silur adalah perkembangan intensif tanaman terestrial. Salah satu tanaman terestrial pertama, atau lebih tepatnya amfibi, adalah psilophytes, yang memimpin garis keturunan mereka dari ganggang hijau. Di waduk, alga menyerap air dan zat-zat terlarut di dalamnya ke seluruh permukaan tubuh, itulah sebabnya mereka tidak memiliki akar, dan hasil tubuh yang menyerupai akar hanya berfungsi sebagai organ penempelan. Sehubungan dengan kebutuhan untuk mengalirkan air dari akar ke daun, timbullah sistem pembuluh darah. Munculnya tumbuhan di lahan kering adalah salah satu momen Evolusi terbesar. Itu disiapkan oleh evolusi dunia organik dan anorganik sebelumnya.

DEVONIAN

Devon - periode ikan. Iklim Devonian lebih tajam dari benua, lapisan es terjadi di daerah pegunungan Afrika Selatan. Di daerah yang lebih hangat, iklim berubah menjadi lebih kering, muncul daerah gurun dan semi-gurun.

Di lautan Devonian, ikan mencapai kemakmuran besar. Diantaranya adalah ikan bertulang rawan, muncul ikan dengan kerangka tulang. Menurut struktur siripnya, ikan bertulang dibedakan menjadi sirip pari dan sirip lobus. Sampai saat ini, crossopteran diyakini punah pada akhir Paleozoikum. Namun pada tahun 1938, sebuah kapal pukat ikan mengirimkan ikan tersebut ke Museum London Timur dan diberi nama coelacanth. Pada akhir Paleozoikum, tahap paling signifikan dalam perkembangan kehidupan adalah penaklukan tanah oleh tumbuhan dan hewan. Hal ini difasilitasi oleh berkurangnya cekungan laut, naiknya daratan.

Tumbuhan spora yang khas muncul dari psilofita: lumut gada, ekor kuda, pakis. Hutan pertama kali muncul di permukaan bumi.

Pada awal Zaman Karbon, terjadi pemanasan dan pelembapan yang nyata. Di lembah yang luas dan hutan tropis, dalam kondisi musim panas yang terus menerus, segala sesuatu tumbuh dengan pesat. Evolusi telah membuka jalan baru - reproduksi dengan biji. Oleh karena itu, gymnospermae mengambil tongkat estafet evolusi, dan tumbuhan spora tetap menjadi cabang sampingan evolusi dan surut ke latar belakang. Kemunculan vertebrata di darat terjadi pada periode Devon Akhir, setelah penakluk darat - psilophytes. Saat ini, udara sudah dikuasai oleh serangga, dan keturunan ikan bersirip lobus mulai menyebar ke seluruh bumi. Cara transportasi baru memungkinkan mereka menjauh dari air untuk beberapa waktu. Hal ini menyebabkan munculnya makhluk dengan cara hidup baru - amfibi. Perwakilan mereka yang paling kuno - ichthyoskhegi - ditemukan di Greenland di batuan sedimen Devonian. Masa kejayaan amfibi kuno dimulai pada zaman Karbon. Pada periode inilah stegocephal dikembangkan secara luas. Mereka hanya tinggal di wilayah pesisir dan tidak dapat menaklukkan daerah pedalaman yang terletak jauh dari perairan.

Berkat ciri struktural ini, amfibi mengambil langkah tegas pertama di darat, tetapi keturunan mereka, reptil, menjadi penguasa penuh atas daratan tersebut. Perkembangan iklim kering pada periode Permian menyebabkan punahnya stegocyphalis dan berkembangnya reptilia, yang dalam siklus hidupnya tidak ada tahapan yang berhubungan dengan air. Sehubungan dengan cara hidup darat, reptil telah mengembangkan beberapa aromorfosis besar.

MESOSOIAN

Mesozoikum tepat disebut sebagai era reptilia dan gymnospermae. Pada akhir Mesozoikum, secara bertahap, selama beberapa juta tahun, terjadi kepunahan massal dinosaurus. Dominasi dinosaurus sepanjang era geologi dan hampir punahnya mereka di akhir era merupakan misteri besar bagi ahli paleontologi. Pada Trias, perwakilan pertama hewan berdarah panas muncul - mamalia primitif kecil. Pada zaman Jurassic, reptilia merupakan kelompok hewan kedua yang berupaya menguasai lingkungan udara. Kadal terbang terdiri dari dua jenis: rhamphorhynchus dan bersayap lebar. Dari keanekaragaman yang menakjubkan dari kelompok reptilia di masa lalu, 6.000 spesies masih bertahan hingga saat ini. Ini adalah perwakilan dari lima cabang evolusi: tuatara, kadal, ular, kura-kura, buaya. Burung muncul pada periode Jurassic. Mereka adalah cabang samping reptil yang beradaptasi untuk terbang. Burung pertama Jurassic, Archaeopteryx, memiliki kemiripan yang sangat besar dengan reptil. Zaman Kapur dinamakan demikian karena banyaknya kapur di sedimen laut pada waktu itu. Itu terbentuk dari sisa-sisa cangkang hewan paling sederhana - foraminifera. Pada awal periode Kapur, perubahan besar berikutnya dalam evolusi tumbuhan terjadi - pembungaan (angiospermae) muncul. Perubahan aromorfik ini memastikan kemajuan biologis tanaman berbunga hingga era Kenozoikum berikutnya. Mereka menghuni bumi secara luas dan dicirikan oleh keanekaragaman yang besar. Beberapa bentuknya bertahan hingga hari ini: pohon poplar, willow, oak, eucalyptus, pohon palem.

Kenozoikum

Kenozoikum - era kehidupan baru - masa kejayaan tanaman berbunga, serangga, burung, mamalia.

Selama keberadaan dinosaurus, dikenal sekelompok mamalia - berukuran kecil, dengan bulu binatang yang muncul dari therapids atau yang mirip binatang. Kelahiran hidup, berdarah panas, otak yang lebih berkembang dan aktivitas yang lebih besar yang terkait dengannya, dengan demikian menjamin kemajuan mamalia, masuknya mereka ke garis depan evolusi. Pada periode Tersier, mamalia menempati posisi dominan, beradaptasi dengan berbagai kondisi di darat, di udara, dan air, dan seolah-olah menggantikan reptilia Mesozoikum. Pada Paleosen dan Eosen, predator pertama berasal dari insektivora, dan kelompok predator modern bercabang dari mereka pada Oligosen. Mereka mulai menaklukkan lautan. Dan juga hewan berkuku pertama berasal dari karnivora Paleosen kuno.

Karena kekeringan di beberapa daerah, tanaman serealia bermunculan.

Sudah pada paruh pertama periode Tersier, semua ordo mamalia modern punya waktu untuk muncul, dan pada pertengahan periode, bentuk nenek moyang kera antropoid dan manusia tersebar luas. Selama periode Kuarter, mastodon, mammoth, harimau bertaring tajam, sloth raksasa, dan rusa gambut bertanduk besar punah.

Manusia menetap di Dunia Lama setidaknya 500 ribu tahun yang lalu. Sebelum glasiasi, para pemburu menetap hingga Tierra del Fuego. Saat gletser mencair, orang-orang menghuni kembali wilayah yang terbebas dari gletser.

Sekitar 10.000 tahun yang lalu, di daerah beriklim hangat di Bumi, domestikasi hewan dan pengenalan tumbuhan ke dalam budaya dimulai. “Revolusi Neolitik” dimulai, terkait dengan transisi manusia dari mengumpulkan dan berburu ke pertanian dan peternakan.

Kuliah 6: Pembentukan keanekaragaman hayati pada berbagai periode perkembangan biosfer

Tujuan kuliah: uraian tentang perubahan-perubahan utama yang terjadi pada benua-benua di bumi, beserta flora dan faunanya sepanjang sejarah planet kita dari kemunculannya hingga zaman modern.

Masalah yang sedang dipertimbangkan:

1. Era Archean dan Proterozoikum

2. Kenalan dengan Paleozoikum pada contoh zaman Karbon

3. Skala dan esensi perbedaan antara periode Karbon dan Periode Karbon.

4. Skala dan esensi perbedaan antara zaman Karbon dan zaman modern.

5. Teori pergeseran benua oleh A. Wagener dan teori lempeng tektonik.

6. Peranan makhluk hidup dalam menciptakan kondisi munculnya kehidupan di darat.

7. Gagasan Mesozoikum pada contoh zaman Kapur.

8. Revolusi komposisi tumbuhan akibat berkembangnya angiospermae.

9. Fauna laut cephalopoda dan fauna dinosaurus yang menyukai panas.

10. Munculnya mamalia dan burung berplasenta dari tipe organisasi modern.

11. Era Kenozoikum dan Antropogen. Penampilan manusia. Perkembangan glasiasi dan dampaknya terhadap umat manusia. Tren utama dalam evolusi biosfer.

1. Kuliah ini menjelaskan tentang perubahan-perubahan utama yang terjadi pada benua-benua di bumi, beserta flora dan faunanya sepanjang sejarah planet kita sejak kemunculannya hingga zaman modern. Jalur perkembangan utama yang dilalui kehidupan ditunjukkan, dan perwakilan utamanya, yang hidup dalam kondisi alam yang berbeda dan zaman geologi yang berbeda, diidentifikasi. Skema umum evolusi dunia hewan selama lebih dari satu miliar tahun ditunjukkan pada Gambar. 1. Seluruh dunia hewan berkembang dari nenek moyang yang sama - uniseluler primitif kuno (1). Berbagai hewan uniseluler (2, 3, 4) dan multiseluler berasal dari mereka. Seiring berkembangnya dunia hewan, semakin banyak hewan yang terorganisir dengan baik bermunculan. Dua lapisan primitif (13) memunculkan perkembangan dua cabang evolusi yang berbeda. Pada saat yang sama, satu cabang mengarah pada perkembangan invertebrata tingkat tinggi: moluska, krustasea, serangga, dan cabang lainnya mengarah pada perkembangan vertebrata. Dengan demikian, kedua kelompok hewan ini berkembang secara mandiri. Angka menunjukkan berbagai kelompok hewan, baik yang sudah ada maupun yang sudah punah, yang ditandai dengan lingkaran bergaris hitam.

Beras. 1. Skema perkembangan hewan. 1 - uniseluler primer; 2 - amuba; 3 - ciliate; 4 - flagela; 5 - flagelata kolonial pertama; 6 - spons; 7 - multiseluler dua lapis bawah; 8,9, 10 - usus: polip karang, hydra, ubur-ubur; 11 - cacing pipih; 12 - cacing gelang; 13 - ctenophora kuno; 14 - ctenophora; 15 - cincin primitif; 16,17,18 - moluska: gastropoda (siput, cangkang kerang), cephalopoda (cumi-cumi); 19 - krustasea; 20 - arakhnida; 21 - kelabang; 22 - bukan serangga; 23 - Annelida (cacing tanah); 24 - cincin laut; 25 - bunga lili laut; 26 - echinodermata; 27 - bintang laut; 28 - chordata bawah; 29 - lancelet (tanpa tengkorak); 30 - ikan purba; 31 - ikan modern; 32 - ikan bersirip lobus; 33 - amfibi; 34 - reptil purba (dinosaurus); 35 - reptil; 36 - burung; 37 - mamalia.

^ Era Archean dan Proterozoikum (dari asal mula planet ini hingga 540 juta tahun yang lalu). Zaman ini berlangsung sejak terbentuknya bumi hingga munculnya organisme multiseluler pertama sekitar 540 juta tahun yang lalu. Usia batuan tertua yang kita ketahui hanya 3,9 miliar tahun, jadi sangat sedikit yang diketahui tentang masa muda planet kita. Terlebih lagi, bahkan bebatuan ini telah mengalami transformasi besar selama miliaran tahun sehingga hanya sedikit informasi yang dapat kita ketahui tentangnya. Sekitar 2-3 miliar tahun yang lalu, inti benua yang dipisahkan oleh perairan mulai terbentuk. Pada akhir Proterozoikum, mereka bersatu menjadi benua super pertama Pangaea, yang mencakup Afrika di tengah, Amerika, lempeng Eropa dan Siberia (Rusia) di utara, serta Antartika, Australia, India, dan Arab di selatan.

^ Era Archean. Sisa-sisa dan tanda-tanda pertama aktivitas organisme hidup berasal dari 3,5 miliar tahun (deposito di Afrika Selatan). Kehidupan dapat muncul hanya jika ada kondisi yang mendukung, pertama-tama, suhu yang mendukung. Materi hidup, antara lain, terbuat dari protein. Oleh karena itu, pada saat kehidupan muncul, suhu di permukaan bumi seharusnya sudah cukup turun agar protein tidak rusak. Banyak peneliti yang mempelajari asal usul kehidupan di Bumi percaya bahwa kehidupan berasal dari perairan laut dangkal sebagai akibat dari proses fisikokimia kompleks yang melekat pada bahan anorganik. Senyawa kimia tertentu terbentuk dalam kondisi tertentu, dan kemungkinan pembentukan senyawa organik kompleks sangat tinggi pada atom karbon karena ciri spesifiknya. Itulah sebabnya karbon telah menjadi bahan pembangun, menurut hukum fisika dan kimia, senyawa organik paling kompleks relatif muncul. Molekul tidak segera mencapai tingkat kerumitan yang disyaratkan, sehingga kita dapat berbicara tentang evolusi kimia, yang prosesnya agak lambat.

Organisme hidup pertama hanya dapat memakan bahan organik, yaitu heterotrofik. Namun setelah menghabiskan cadangan bahan organik di lingkungan terdekatnya, dalam perjalanan evolusi, beberapa organisme (tumbuhan) memperoleh kemampuan untuk menyerap energi sinar matahari dan, dengan bantuannya, memecah air menjadi unsur-unsur penyusunnya. Dengan menggunakan hidrogen, mereka mampu mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat dan membangun zat organik lain darinya di dalam tubuh mereka (proses fotosintesis). Dengan munculnya organisme autotrofik, akumulasi oksigen bebas di atmosfer dimulai dan jumlah total bahan organik di bumi mulai meningkat tajam. Segera setelah pembentukan planet kita, atmosfer mengandung banyak hidrogen dan helium, namun lambat laun menguap ke luar angkasa dan secara bertahap digantikan oleh metana, nitrogen, dan karbon dioksida, yang dilepaskan dari bebatuan. Dan hanya sebagai akibat dari kemunculan dan aktivitas organisme hidup di atmosfer, akumulasi oksigen dimulai, yang diperlukan untuk perkembangan kehidupan lebih lanjut.

Organisme hidup pada masa itu hanya dapat hidup di lingkungan perkenalan, karena kolom air mengurangi efek berbahaya radiasi ultraviolet dari luar angkasa, serta sejumlah zat berbahaya, yang efek toksiknya berkurang ketika dilarutkan. Selain itu, fluktuasi suhu yang signifikan di dalam air menjadi lebih lancar. Pada akhir zaman Archean, terjadi pembagian makhluk hidup menjadi prokariota dan eukariota. Diasumsikan bahwa grafit yang terdapat pada endapan pada masa itu berasal dari organik dan jumlahnya sesuai dengan jumlah makhluk hidup pada masa itu. Bukti material pertama tentang asal usul kehidupan adalah stromalolit - struktur berlapis yang dibentuk oleh cyanobacteria.

2. Era Proterozoikum. Pada saat ini, perkembangan lebih lanjut makhluk hidup terus berlanjut: terdapat pembagian yang jelas dari tiga kingdom eukariota menjadi tumbuhan, jamur, dan hewan. Alga uniseluler sangat tersebar luas, alga hijau multiseluler pertama dan jamur tingkat rendah muncul (1,4 miliar tahun yang lalu). Hewan diwakili oleh protozoa, dan kemudian organisme multiseluler pertama ditemukan - perwakilan dari jenis spons dan coelenterata. Makhluk primitif ini belum memiliki kerangka berkapur, namun terkadang menemukan jejak tubuhnya. Keberadaan makhluk hidup yang lebih besar (cacing) ditunjukkan dengan jejak zigzag – jejak merayap yang jelas, serta sisa-sisa “cerpelai” yang terdapat pada sedimen dasar laut. Pada tahun 1947, ilmuwan Australia R.K. Spriggs menemukan fauna yang sangat menarik di Perbukitan Ediacaran (Australia Selatan). Ternyata sebagian besar spesies hewan fauna Ediacaran yang ada 600 juta tahun lalu termasuk dalam kelompok organisme non-kerangka yang sebelumnya tidak diketahui. Beberapa di antaranya milik nenek moyang ubur-ubur spons, arthropoda, yang lain menyerupai cacing - annelida. Sebagian besar hewan pada masa itu menjalani gaya hidup bentik (moluska), yang dijelaskan oleh konsentrasi tumbuhan dan zat organik di dasar, yang dijadikan makanan.
Pada gambar. 2 menunjukkan beberapa organisme fauna Ediacaran.

Beras. 2. Proterozoikum Akhir: 1-alga, 2-spons, 3,6-usus (3-ubur-ubur, 6-karang segi delapan), 4,8-annelida, 5-echinodermata, 7-artropoda, 9-stromatolit (dibentuk oleh cyanobacteria).

3. Era Paleozoikum: Periode Kambrium (540 hingga 488 juta tahun yang lalu)

Periode ini dimulai dengan ledakan evolusi yang menakjubkan, yang mana perwakilan dari sebagian besar kelompok hewan utama yang dikenal ilmu pengetahuan modern pertama kali muncul di Bumi. Batas antara Prakambrium dan Kambrium melewati bebatuan, yang tiba-tiba mengungkap berbagai macam fosil hewan dengan kerangka mineral yang menakjubkan - hasil dari "ledakan Kambrium" bentuk kehidupan.

Pada periode Kambrium, sebagian besar daratan ditempati oleh air, dan superbenua pertama Pangaea terbagi menjadi dua benua - utara (Laurasia) dan selatan (Gondwana). Erosi tanah yang signifikan diamati, aktivitas vulkanik sangat intens, benua-benua jatuh atau naik, mengakibatkan terbentuknya beting dan laut dangkal, yang terkadang mengering selama beberapa juta tahun, dan kemudian terisi kembali dengan air. Saat ini, gunung tertua muncul di Eropa Barat (Skandinavia) dan di Asia Tengah (Pegunungan Sayan).

Semua hewan dan tumbuhan hidup di laut, namun zona intertidal sudah dihuni oleh alga mikroskopis yang membentuk kerak alga terestrial. Dipercayai bahwa lumut kerak dan jamur terestrial pertama mulai muncul pada saat ini. Fauna pada masa itu, pertama kali ditemukan pada tahun 1909 di pegunungan Kanada oleh C. Walcott, terutama diwakili oleh organisme bentik, seperti archaeocyates (analog dengan karang), spons, berbagai echinodermata (bintang laut, bulu babi, teripang, dll. .). ), cacing, arthropoda (berbagai trilobita, kepiting tapal kuda). Yang terakhir adalah bentuk makhluk hidup yang paling umum pada masa itu (sekitar 60% dari semua spesies hewan adalah trilobita, yang terdiri dari tiga bagian - kepala, badan, dan ekor). Semuanya punah pada akhir zaman Permian, dari kepiting tapal kuda, hanya perwakilan dari satu famili yang bertahan hingga saat ini. Sekitar 30% spesies Kambrium adalah brakiopoda - hewan laut dengan cangkang kerang, mirip dengan moluska. Dari trilobita yang telah beralih ke predasi, muncul krustasea dengan panjang hingga 2 m.Pada akhir periode Kambrium, muncul cephalopoda, termasuk genus nautilus yang bertahan hingga saat ini, dan dari echinodermata, chordata primitif (tunikata dan non- tengkorak). Kemunculan akord yang memberikan kekakuan pada tubuh merupakan peristiwa penting dalam sejarah perkembangan kehidupan.

^ Era Paleozoikum: Periode Ordovisium dan Silur (dari 488 hingga 416 juta tahun yang lalu)

Pada awal periode Ordovisium, sebagian besar belahan bumi selatan masih ditempati oleh benua besar Gondwana, sementara daratan besar lainnya terkonsentrasi di dekat garis khatulistiwa. Eropa dan Amerika Utara (Laurentia) semakin terdesak oleh meluasnya Samudera Iapetus. Mula-mula lautan ini mencapai lebar sekitar 2000 km, kemudian mulai menyempit kembali seiring dengan menyatunya daratan yang membentuk Eropa, Amerika Utara, dan Greenland secara bertahap hingga akhirnya menyatu menjadi satu kesatuan. Selama periode Silur, Siberia "berlayar" ke Eropa (bukit Kazakh terbentuk), Afrika bertabrakan dengan bagian selatan Amerika Utara, dan sebagai hasilnya, lahirlah superbenua raksasa baru, Laurasia.

Setelah Kambrium, evolusi ditandai bukan dengan munculnya jenis-jenis hewan yang benar-benar baru, namun dengan berkembangnya jenis-jenis hewan yang sudah ada. Pada masa Ordovisium, terjadi banjir daratan yang paling parah dalam sejarah bumi; sebagai akibatnya, sebagian besar daratan ditutupi oleh rawa-rawa yang luas; arthropoda dan cephalopoda banyak ditemukan di lautan. Vertebrata tak berahang pertama muncul (misalnya, siklostom saat ini - lamprey). Ini adalah bentuk bentik yang memakan sisa-sisa organik. Tubuh mereka ditutupi dengan perisai yang melindungi mereka dari krustasea, tetapi mereka belum memiliki kerangka internal.

Sekitar 440 juta tahun yang lalu, dua peristiwa penting terjadi sekaligus: munculnya tumbuhan dan invertebrata di darat. Di Silur, terjadi pengangkatan daratan secara signifikan dan penurunan perairan laut. Pada saat ini, di sepanjang tepi waduk yang berawa, di zona pasang surut, lumut dan tumbuhan darat pertama muncul, menyerupai alga - psilophytes. Sebagai adaptasi terhadap kehidupan di darat, muncullah epidermis dengan stomata, sistem penghantar pusat, dan jaringan mekanis. Spora terbentuk dengan cangkang tebal yang melindungi dari kekeringan. Selanjutnya, evolusi tumbuhan berjalan ke dua arah: lumut dan spora tingkat tinggi, serta tumbuhan berbiji.

Munculnya invertebrata di darat disebabkan adanya pencarian habitat baru, tidak adanya pesaing dan predator. Invertebrata darat pertama adalah tardigrades (yang tahan terhadap kekeringan dengan baik), annelida, dan kemudian lipan, kalajengking, dan arakhnida. Kelompok ini berasal dari trilobita yang sering terdampar di perairan dangkal saat air surut. Pada gambar. Gambar 3 menunjukkan perwakilan utama hewan Paleozoikum awal.

Beras. 3. Paleozoikum Awal: 1-arkeosit, 2,3-usus (2-karang empat balok, 3-ubur-ubur), 4-trilobita, 5,6-moluska (5-sefalopoda, 6-gastropoda), 7-brakiopoda, 8, 9-echinodermata (9 bunga lili laut), 10-graptolit (semi-chordata), 11-seperti ikan tanpa rahang.

Era Paleozoikum: Periode Devonian (dari 416 hingga 360 juta tahun yang lalu)

Periode Devonian adalah masa terjadinya bencana alam terbesar di planet kita. Eropa, Amerika Utara, dan Greenland saling bertabrakan, membentuk benua super besar di utara Laurasia. Pada saat yang sama, sejumlah besar batuan sedimen terdorong ke atas dari dasar laut, yang membentuk sistem pegunungan besar di timur Amerika Utara (Appalachian) dan di barat Eropa. Erosi pada pegunungan yang meninggi telah mengakibatkan terbentuknya sejumlah besar kerikil dan pasir. Mereka membentuk endapan besar batupasir merah. Sungai membawa tumpukan sedimen ke laut. Delta rawa yang luas terbentuk, yang menciptakan kondisi ideal bagi hewan yang berani mengambil langkah pertama yang sangat penting dari air ke darat.

Di antara hewan laut invertebrata pada paruh kedua era Paleozoikum, perlu diperhatikan kemunculan predator laut baru yaitu amon - cephalopoda dengan cangkang yang berputar secara spiral, seringkali dengan permukaan yang sangat terpahat, serta cumi-cumi dan gurita. . Vertebrata yang ditutupi cangkang keras sekitar 400 juta tahun yang lalu memunculkan ikan bertulang rawan lapis baja berahang primitif (placoderma). Munculnya makhluk dengan rahang bertulang yang kuat (seperti Dunkleosteus yang panjangnya 6 m) dijelaskan oleh perlunya penangkapan makanan secara aktif dan peralihan ke gaya hidup berenang aktif. Belakangan, ikan bertulang rawan (hiu, pari, dan chimera) muncul dari perut berahang lapis baja, ikan bertulang bersirip pari yang paling umum di laut dan air tawar, yang siripnya berbentuk pari tulang panjang, sekarang ikan paru-paru yang langka (yaitu, memiliki insang dan paru-paru), serta ikan bersirip lobus, yang saat ini diwakili oleh satu genus peninggalan - coelacanth. Ikan bersirip lobus dan ikan paru-paru adalah bentuk ikan bersirip lobus yang diawetkan - sirip berdagingnya memiliki proses tulang di dasarnya, tempat sinar tulang memanjang.

Pada akhir zaman Devonian, vertebrata datang ke darat. Hal ini disebabkan oleh perubahan iklim dan mengeringnya perairan dangkal. Ikan bersirip lobus, nenek moyang vertebrata darat, yang mampu menghirup udara atmosfer dan merangkak dari satu reservoir ke reservoir lainnya menggunakan siripnya, pada awalnya hanya meninggalkan air dalam waktu singkat. Mereka bergerak dengan buruk di darat, menggunakan lekuk tubuh yang berbelit-belit untuk tujuan ini (seolah-olah mereka mengambang di darat). Hanya secara bertahap dalam pergerakan di darat pasangan anggota badan mulai memainkan peran yang semakin penting, berubah dari sirip menjadi anggota badan karena kebutuhan untuk berpegangan pada tanah dan mendorong dari bawah. Amfibi pertama yang muncul 370 juta tahun yang lalu - acanthostegs, ichthyostegs dan stegocephals (panjang 1-2 m) - memiliki lebih banyak ciri ikan dalam strukturnya. Akibat proses pembentukan tanah yang intensif dan kondisi iklim yang khusus, pada akhir periode ini muncul hutan dataran rendah yang dibentuk oleh berbagai jenis ekor kuda, lumut gada, dan pakis yang muncul pada periode ini (380 juta tahun yang lalu). Penyebaran invertebrata darat, terutama arthropoda, dimulai.

^ Era Paleozoikum: Periode Karbon (dari 360 hingga 299 juta tahun lalu)

Pada awal periode Karbon (Carboniferous), sebagian besar daratan bumi terkumpul menjadi dua superkontinen besar: Laurasia di utara dan Gondwana di selatan. Selama Zaman Karbon Akhir, kedua superkontinen terus saling mendekat. Pergerakan ini mendorong barisan pegunungan baru yang terbentuk di sepanjang tepi lempeng kerak bumi, dan tepian benua secara harfiah dibanjiri aliran lava yang keluar dari perut bumi. Iklim terasa sangat dingin, dan saat Gondwana "berenang" di atas Kutub Selatan, planet ini mengalami setidaknya dua zaman glasiasi.

Karena iklim hangat dan lembab pada periode Karbon, tanaman spora mirip pohon tumbuh subur, ciri khasnya adalah lycopoda (sigillaria dan lepidodendron setinggi 30-50 m), ekor kuda raksasa (calamites), dan berbagai pakis. Pada saat ini, muncul tumbuhan berbiji pertama yang berkembang biak bukan dengan spora yang terdiri dari satu sel germinal, tetapi dengan biji multiseluler - pakis berbiji (pteridospermae) dan gymnospermae (cordaites). Tumbuhan berbiji yang muncul dapat menetap di tempat yang lebih kering, karena ciri reproduksinya tidak berhubungan dengan keberadaan air. Hutan besar dengan berbagai pepohonan, yang setelah mati membentuk lapisan gambut tebal, menjadi dasar terbentuknya endapan batubara modern.

Di antara hewan-hewan saat ini, hewan darat menjadi yang paling mencolok. Pada periode Karbon, serangga primitif pertama muncul, yang merupakan organisme hidup paling beragam (lebih dari satu juta spesies) - kecoa, kumbang (kumbang), orthoptera (belalang, jangkrik), dipteran (lalat, nyamuk), capung punah , yang mencapai ukuran raksasa ( hingga 50 cm), arthropoda lain (laba-laba dan kalajengking) juga berkembang. Ada juga berbagai macam amfibi dengan anggota badan yang menonjol, yang memiliki 5-8 jari. Pada akhir periode tersebut, iklim menjadi semakin kering dan kontinental. Hal ini mendorong munculnya kelompok hewan baru – reptilia (reptil) sekitar 310 juta tahun yang lalu, yang menghuni daerah yang lebih kering, menghindari persaingan dan predator. Mereka mengembangkan karakteristik evolusi baru - pembuahan internal dan perkembangan embrio di dalam sel telur. Sekitar waktu yang sama, empat subkelas reptilia muncul, berbeda dalam struktur tengkoraknya: anapsida (nenek moyang penyu) yang telah punah sepenuhnya, kadal mirip binatang (synapsida), yang menjadi nenek moyang mamalia, diapsida yang sangat beragam (kadal, ular). , buaya, dinosaurus dan keturunannya - burung), reptil laut (ichthyosaurus) - parapsid.
^ Era Paleozoikum: Periode Permian (299 hingga 251 juta tahun lalu)

Sepanjang periode Permian, benua super Gondwana dan Laurasia secara bertahap saling mendekat. Asia bertabrakan dengan Eropa, memunculkan pegunungan Ural. Dan di Amerika Utara, Appalachian tumbuh. Pada akhir periode Permian, pembentukan benua super raksasa Pangaea telah selesai seluruhnya. Kemunduran laut terbesar dalam sejarah Bumi terjadi di Perm, dan aktivitas gunung berapi kembali meningkat. Wilayah daratan yang luas terbentuk, dan iklim di pedalaman benua menjadi sangat kontinental. Terjadi glasiasi signifikan di hampir seluruh Afrika modern, Australia, Antartika.

Pada saat ini, iklim dingin dan kering terjadi. Hutan batubara rawa yang luas lenyap, karena hampir semua lumut gada raksasa, ekor kuda dan pakis, serta cordaite, punah. Sebagai gantinya, berbagai bentuk gymnospermae muncul dan mulai berkembang secara aktif - ginkgo, sikas, dan tumbuhan runjung.

Beras. 4. Paleozoikum Akhir: 1-coelenterates (karang soliter dan kolonial), 2,3-moluska (2-gastropoda, 3-cephalopoda (goniatite), 4-brachiopoda, 5,6-echinodermata (5-bintang laut, 6 lili laut ), 7-9-ikan (7-tulang rawan, 8-cangkang, 9-tulang rawan), 10-amfibi; 11-13-reptil (11-pelycosaurus, 12-pareiasaurus, 13-asing), 14-18-tanaman ( 14- psilophyte, batang beruas 15 (calamites), 16-seperti lumut (lepidodendron dan sigillaria), 17-pakis, 18-cordaite).

Di dunia hewan, kelas reptilia berkembang secara intensif: yang pertama - cotilosaurus, menjadi cikal bakal semua bentuk reptilia lainnya. Pertama-tama, hewan kadal (pelikosaurus, yang memiliki sisir kulit besar untuk mengatur suhu tubuh). Beberapa saat kemudian, therapsida (kemungkinan nenek moyang mamalia) menggantikan mereka, menggabungkan ciri-ciri amfibi, reptil dan mamalia, serta archosaurus (trenggiling purba) dalam strukturnya. Pada akhir periode Permian, kepunahan paling signifikan dalam sejarah Bumi terjadi - sekitar 90-95% spesies hewan dan tumbuhan menghilang: moluska laut besar, trilobita, ikan raksasa (mencapai panjang 15 m), lapis baja hewan, serangga besar, dan arakhnida punah. Banyak amfibi juga mati, setelah itu mereka tidak pernah lagi menjadi kelompok besar. 4 dunia hewan dan tumbuhan pada paruh kedua era Paleozoikum.

^ Era Mesozoikum: Periode Trias dan Jurassic (dari 251 hingga 145 juta tahun yang lalu)

Periode Trias dalam sejarah bumi menandai dimulainya era Mesozoikum, atau "era kehidupan paruh baya". Sebelum dia, semua benua bergabung menjadi satu superbenua raksasa Pangaea. Dengan dimulainya Trias, Pangaea mulai terpecah secara bertahap, dan proses pembentukan gunung yang dimulai pada Permian terus berlanjut. Iklim pada masa itu merata di seluruh dunia. Di kutub dan di khatulistiwa, kondisi cuaca jauh lebih mirip dibandingkan saat ini. Menjelang akhir Trias, iklim menjadi lebih kering. Danau, sungai, dan laut pedalaman yang luas mulai mengering dengan cepat, dan endapan garam serta gipsum kini ditemukan di tempatnya. Gurun luas terbentuk di wilayah pedalaman benua.

Era dominasi gymnospermae dimulai, termasuk sikas, mirip dengan pakis dan palem, tumbuhan runjung (cemara, cemara, yews), ginkgo dan benettida - pendahulu angiospermae. Semua tumbuhan ini membentuk hutan kering. Di lautan, amon, belemnite (nenek moyang gurita modern, sotong dan cumi-cumi), karang enam sinar yang lebih sempurna, echinodermata, hiu dan ikan bersirip pari yang berasal dari perairan tawar tersebar luas, moluska kerang muncul dan berkembang biak. Di darat, berbagai serangga berkembang, termasuk serangga terbang, perwakilan pertama amfibi modern "datang" ke tempat amfibi purba yang punah - tidak berekor (katak, kodok), berekor (kadal air dan salamander), tidak berkaki (cacing - makhluk yang mirip dengan cacing tanah 1,5 m) dan albanepreton yang sudah punah. Perwakilan modern dari organisme ini muncul 50-70 juta tahun yang lalu.

Periode Mesozoikum juga merupakan era kemakmuran bagi reptil. Mereka secara bertahap menaklukkan ketiga elemen: air, tanah, dan udara. Pada masa ini (mulai dari 220 juta tahun yang lalu) berbagai macam reptilia bermunculan. Archosaurus memberikan beberapa garis evolusi: thecodont yang punah awal, buaya yang masih ada (hanya tiga keluarga), pterosaurus (reptil terbang) dan dinosaurus, yang terakhir dibagi menjadi dua subkelompok - kadal (mereka dibagi menjadi herbivora - sauropoda - dan karnivora - theropoda - bentuk) dan ornithischia, yang merupakan vegetarian. Sejalan dengan mereka, keturunan cotilosaurus berkembang - penyu yang muncul di Bumi 210 juta tahun yang lalu dan bertahan hingga hari ini, reptil laut (ichthyosaurus dan plesiosaurus mirip lumba-lumba, menyerupai persilangan antara buaya, anjing laut, dan jerapah) , berkepala paruh (hanya satu spesies yang hidup di Selandia Baru, - tuatara), bersisik (berbagai kadal dan ular) dan mirip binatang (therapsida). Sekitar 225 juta tahun yang lalu, mamalia primitif berevolusi dari therapsida kecil, yang menyerupai hewan pengerat kecil (tikus dan landak) dan selama masa Mesozoikum, berkembang, tidak melebihi ukuran kucing. Kemudian digantikan oleh monotremata (hewan pertama), yang menggabungkan kualitas reptil dan hewan, hingga saat ini, hanya 3 spesies hewan tersebut yang bertahan di Australia - platipus dan 2 spesies echidna.

Pada periode Jurassic, iklim menjadi hangat dan lembab, cukup merata, terbentuklah rawa-rawa dan danau yang luas. Pakis mendominasi di tempat yang lembab dan teduh. Sekitar 80% flora di planet ini pada saat itu adalah gymnospermae. Dan dalam fauna pada masa itu, reptil, yang mencapai rekor ukuran raksasa, adalah yang paling tersebar luas. Diantaranya adalah brontosaurus dan diplodocus, hidup di tepian badan air dengan panjang mencapai 25-30 meter dan berat 20 ton, tyrannosaurus bipedal predator yang panjangnya mencapai 15 meter. Trenggiling terbang (pterosaurus) dengan lebar sayap hingga 12 m dan ichthyosaurus hingga panjang 20 m mendominasi habitatnya.Sekitar 150 juta tahun yang lalu, burung purba berasal dari salah satu bentuk dinosaurus predator, yang berkembang ke beberapa arah sepanjang Zaman Kapur periode. Perwakilan burung purba yang paling terkenal dan terdeskripsikan dengan baik (10 kerangka) adalah Archaeopteryx (yang berarti "bulu purba"), kerangka pertama ditemukan pada tahun 1861, beberapa tahun setelah munculnya teori evolusi Darwin.

^ Era Mesozoikum: Zaman Kapur (dari 145 hingga 65 juta tahun yang lalu)

Selama periode ini, permukaan planet kita mulai terlihat modern: Amerika Utara terpisah, Gondwana terus terpecah, dan Amerika Selatan, Afrika, Australia, dan Antartika yang merdeka muncul. Di tengah Samudera Hindia terdapat lempeng Hindustan. Samudra Tethys kuno tetap berada di antara benua selatan dan Eurasia. Nama periode tersebut dikaitkan dengan penemuan endapan sedimen kapur putih di semua benua, yang merupakan batuan paling khas pada masa itu. Proses pembangunan gunung sedang berlangsung di Amerika bagian barat dan Asia bagian timur.

Di pertengahan periode, banyak wilayah yang terendam banjir.

Pada Kapur awal dan tengah, berbagai bentuk reptil khusus muncul: stegosaurus, pterodactyl, mosasaurus, dll. Penyebaran burung yang masih memiliki gigi, seperti reptil, dimulai. Di pertengahan zaman Kapur, tumbuhan berbunga pertama (angiospermae) muncul, kemungkinan besar berasal dari nenek moyang mirip Benettid tidak lebih dari 150 juta tahun yang lalu. Mereka dengan cepat berkembang dan beradaptasi dengan berbagai kondisi lingkungan. Sekitar 90 juta tahun yang lalu, tumbuhan berbunga dibagi menjadi dua kelas - dikotil (yang kini menjadi mayoritas) dan monokotil (total 50 ribu spesies, termasuk serealia). Pada akhir periode, bentuk mamalia baru yang lebih maju muncul - marsupial dan plasenta. Di perbatasan Mesozoikum dan Kenozoikum, bencana global terjadi (kemungkinan besar jatuhnya meteorit besar, yang kawahnya ditemukan di Amerika Utara di Semenanjung Yucatan.). Pada saat ini, 75% dari semua spesies yang menghuni planet ini punah - semua dinosaurus, pterosaurus, semua burung purba (kecuali nenek moyang burung berekor kipas modern), reptil laut, moluska besar (ammonit dan belemnit), karang , organisme planktonik, sebagian besar gymnospermae (oleh karena itu, saat ini, kelompok tumbuhan ini hanya diwakili oleh tumbuhan runjung, sikas, dan satu-satunya spesies ginkgo peninggalan yang masih hidup).

Perwakilan utama organisme hidup di era Mesozoikum ditunjukkan pada gambar. 5.

Beras. 5. Kehidupan di Mesozoikum: 1-enam-ray karang, 2-echinodermata, 3-6-moluska (3-bivalvia, 4-gastropoda, 5-ammonit, 6-belemnite), 7-archeopteryx, 8-11-terestrial dinosaurus (8 -stegosaurus, 9-diplodocus, 10-triceratops, 11-tyrannosaurus), 12-13-dinosaurus akuatik (12-plesiosaurus, 13-ichthyosaurus), 14,15 dinosaurus terbang - pterosaurus (14-ramphorhynchus, 15- pteronodon), 16 - pakis, 17 - benenett, 18 - sikas, 19 - ginkgo, 20 - gymnospermae.

^ Era Kenozoikum: Periode Paleogen (dari 65 hingga 24,6 juta tahun lalu)

Paleogen menandai dimulainya era Kenozoikum. Pada saat itu, benua-benua masih bergerak, seiring dengan pecahnya “benua besar selatan” Gondwana. Amerika Selatan kini benar-benar terputus dari dunia luar dan berubah menjadi semacam "bahtera" terapung dengan fauna mamalia purba yang unik. Afrika, India, dan Australia semakin menjauh. Sepanjang Paleogen, Australia terletak di dekat Antartika. Permukaan laut telah turun dan daratan baru bermunculan di banyak belahan dunia.

Awal era Kenozoikum dikaitkan dengan pembangunan pegunungan Alpen yang besar (hampir semua sistem pegunungan tertinggi di dunia muncul sekitar waktu ini). Pada masa Kenozoikum, terjadi beberapa glasiasi benua yang meliputi wilayah yang luas (terutama di belahan bumi utara).

Pada awal Paleogen, sebagian besar planet ini beriklim tropis dan subtropis. Pada paruh pertama periode ini, flora tropis yang disebut Poltava terbentuk di Eropa, yang menggantikan gymnospermae dan diwakili oleh berbagai pohon palem (sabal, nipa), pakis, ficus, magnolia, laurel, pohon kayu manis, pohon murad, dll. Tumbuhan runjung (yews dan sequoias) terus berkembang. ). Hutan dan hutan ringan tersebar luas. Bukan suatu kebetulan jika sebagian besar hewan tersebut adalah penghuni hutan. Mamalia berkantung dan mamalia berplasenta berevolusi secara paralel. Namun, yang pertama hanya bertahan di Australia, pulau-pulau tertentu di Samudra Pasifik, dan sedikit di Amerika Selatan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa benua-benua ini terpisah lebih awal dari benua lain, ketika benua-benua berplasenta belum berkembang di sana. Di antara yang terakhir, karnivora muncul dari insektivora, dan untuk memakan berbagai makanan nabati - hewan berkuku, yang menjadi mamalia paling beragam; mereka termasuk kuda nil (yang muncul 55 juta tahun yang lalu, tersebar luas, tetapi kebanyakan dari mereka punah dan sekarang hanya diwakili oleh tiga keluarga - kuda, tapir, dan badak), artiodactyl (saat ini berkembang pesat dan sangat beragam - kuda nil, unta, jerapah, rusa, babi, dll.), belalai (muncul beberapa saat kemudian dan membentuk beberapa bentuk berbeda (dinotherium, mammoth), tetapi hanya dua genera yang bertahan - gajah Afrika dan India), cetacea (paus, lumba-lumba), sirene (yang sekarang aktif di ambang kepunahan), dll. Di antara hewan laut, perlu diperhatikan penyebaran bentuk moluska baru (termasuk gurita raksasa dan cumi-cumi), bulu babi, krustasea (kepiting, lobster), ikan tulang.

Pada paruh kedua Paleogen, iklim menjadi lebih kontinental (lapisan es pertama muncul di Arktik dan Antartika). Flora Poltava di Eropa digantikan di utara oleh flora Turgai, yang diwakili oleh spesies gugur: pohon ek, beech, birch, alder, poplar, maple, dan tumbuhan runjung. Hutan digantikan oleh sabana dan semak belukar. Sebagian besar mamalia besar hidup di sepanjang tepi sungai dan danau. Ini adalah badak, tapir, brontotheres, indicatheria besar (panjangnya lebih dari 8 m), babi predator raksasa (entelodon - panjangnya lebih dari 3 m), rusa bertanduk besar (rentang tanduk 3 m). Sejarah perkembangan kuda menarik, nenek moyang mereka adalah hyracotheria seukuran anjing, pada zaman Tersier mereka hidup terutama di Amerika Utara, tetapi kemudian mati di luar sana dan dibawa kembali hanya pada saat pemukiman Amerika oleh orang Eropa. Pada era Kenozoikum (kemudian 60 juta tahun yang lalu), setelah penyebaran hewan herbivora, predator muncul dan berkembang biak, yang meliputi pemakan serangga (tikus tanah, kelelawar), mustelida (berang-berang laut, musang), dan beruang, serta pinniped (anjing laut, anjing laut). singa), dan luwak (pemburu ular), dan hyena (pemulung). Namun yang paling khas dari mereka adalah kucing dan serigala. Mereka dapat berburu hewan terbesar karena penampilan taringnya yang kuat hingga sepanjang 20 cm (kucing bertaring tajam, misalnya smilodon). Dunia burung modern yang muncul 65-60 juta tahun yang lalu sangat beragam - mirip nandu (burung unta), mirip bangau (bangau, bustard), anseriformes (angsa, bebek, angsa, dll.), mirip burung hantu (burung hantu , burung hantu) Hal ini difasilitasi oleh banyaknya serangga, buah-buahan dan biji-bijian tanaman berbunga. Karena tidak adanya musuh yang serius, ada diatrim - burung pemangsa besar yang berlari setinggi 2,5 m, burung hantu setinggi 1 m, pelikan dengan lebar sayap 6 m 60-55 juta tahun yang lalu, tahap baru dalam perkembangan amfibi dimulai, ular dan kadal berkembang, hewan pengerat tersebar luas (2000 spesies), yang sekarang berjumlah sekitar setengah dari seluruh mamalia. Ini termasuk tupai (tupai dan berang-berang), dormice, murine (hamster, voles, mencit dan tikus, dua bentuk terakhir hanya menonjol di tengah-tengah Neogen), landak, babi guinea dan ordo lagomorph yang terpisah dan lebih kuno.

Era Kenozoikum: Periode Neogen (24,6 hingga 2,6 juta tahun lalu)

Selama Neogen, benua-benua masih "bergerak", dan selama tumbukannya sejumlah bencana alam besar terjadi. Afrika "terhempas" ke Eropa dan Asia, mengakibatkan munculnya Pegunungan Alpen. Ketika India dan Asia bertabrakan, pegunungan Himalaya melonjak. Pada saat yang sama, Pegunungan Rocky dan Andes terbentuk ketika lempeng-lempeng raksasa lainnya terus bergeser dan menumpuk satu sama lain. Namun, Australia dan Amerika Selatan masih terisolasi dari dunia luar, dan masing-masing benua terus mengembangkan fauna dan flora uniknya sendiri.

Di Neogen, hutan, vegetasi semak padang rumput digantikan oleh padang rumput dan sabana, dan semi-gurun dan gurun pertama terbentuk. Komunitas rumput dan sedimen muncul; pohon dan semak ditemukan dalam bentuk pulau hazel, birch, walnut, juniper, ash, maple, pine, dll., pohon willow, poplar, dan alder tumbuh di sepanjang tepi sungai dan danau. Pada saat ini, hewan - penghuni ruang terbuka (yang disebut fauna hipparion) menjadi sangat tersebar luas: kuda primitif (hipparion), antelop, jerapah, banteng, gajah (sangat beragam), badak, yang menjadi korban kucing bertaring tajam (machairodus, dan kemudian - smilodon ), hyena, beruang, dan serigala primitif. Burung lari raksasa tersebar luas, begitu pula burung nasar, condor, corvids, anseriformes dan lain-lain. Di Neogen, terdapat keanekaragaman primata yang besar, yang muncul sekitar 60 juta tahun yang lalu dan awal perkembangan antropoid. Sekarang sekitar 200 spesies monyet diketahui: semi-monyet (lemur, tarsius), monyet tingkat rendah (berhidung lebar di Amerika Selatan dan monyet di Dunia Lama), antropoid (simpanse, gorila, orangutan) dan hominid yang berdekatan dengan yang terakhir ( rakyat). Semuanya memiliki ciri-ciri yang sama - sepasang kelenjar susu, kuku bukan cakar, ibu jari yang berlawanan, mata menghadap ke depan, otak dan perilaku yang sangat berkembang. Antropida muncul 20-25 juta tahun yang lalu. Perwakilan purba mereka yang punah adalah dryopithecus (nenek moyang gorila), sivapithecus (nenek moyang orangutan dan siamang), oreopithecus dan uranopithecus - nenek moyang simpanse dan hominid. Pada gambar. Gambar 6 menunjukkan ciri-ciri hewan dan tumbuhan utama pada zaman Kenozoikum.

Beras. 6. Organisme hidup Paleogen dan Neogen: 1-enam karang, 2,3 moluska (2-bivalvia, 3-gastropoda), 4-krustasea (kepiting), 5,6-ikan (5-tulang, 6-tulang rawan - hiu) , 7 burung (angsa), 8-13 mamalia (8 artiodactyl (eohippus), 9 harimau bertaring tajam (smilodon), 10 hewan berkuku ganjil (hipparion), 11 indicatherium, 12 dinoterium, 13 lemur), 14 - palem pohon, 15 tumbuhan runjung, 16 tumbuhan berbunga (ek).

Era Kenozoikum: Periode antropogenik (dari 2,6 juta tahun yang lalu hingga saat ini)

Pada awal periode ini, sebagian besar benua menempati lokasi yang sama seperti saat ini, dan beberapa di antaranya perlu melintasi separuh dunia untuk melakukan hal ini. Sebuah "jembatan" darat sempit menghubungkan Amerika Utara dan Selatan. Australia terletak di belahan bumi yang berlawanan dengan Inggris. Lapisan es raksasa mulai merambat ke belahan bumi utara. Dunia berada dalam cengkeraman glasiasi besar yang berakhir 10.000 tahun lalu. Iklim menghangat, gletser menyusut (sisa-sisanya sekarang berupa lapisan es di Arktik dan Antartika), dan waktunya telah tiba untuk masa kejayaan umat manusia.

Beras. 7. Kehidupan dalam antropogen: 1,2-moluska (1-gastropoda, 2-cephalopoda - cumi-cumi), 3-ikan, 4,5-cetacea (4-paus, 5-lumba-lumba), 6-rusa bertanduk besar, 7- mamut , 8 badak, 9 beruang gua, 10 manusia berakal sehat, 11 burung, 12 tumbuhan berbunga - birch, 13 tumbuhan runjung - cemara dan pinus.

Di Eurasia, sehubungan dengan glasiasi, vegetasi tundra dan taiga tersebar luas (sampai Prancis, Spanyol Utara, Italia, dll.) Tiga periode glasiasi dibedakan di Eropa: Likhvin, Dnieper dan Valdai. Dunia binatang diwakili oleh bison, beruang gua, mamut, badak berbulu, dll. (yang disebut fauna raksasa). Sekitar 2 juta tahun yang lalu, manusia terampil pertama kali muncul (Afrika Timur) dan perkembangan hominid dimulai, yang diwakili oleh tiga bentuk fosil manusia yang berurutan - terampil, jujur, dan cerdas. Dunia hewan dan tumbuhan memperoleh tampilan modern. Beras. 7 mewakili hewan dan tumbuhan modern hingga manusia purba, dan pada gambar. 8 tahapan utama antropogenesis dan ciri-ciri masing-masing tahapan dalam perkembangan biologis dan sosial manusia.

Beras. 8. Tahapan utama evolusi manusia.

Masa Depan Bumi

Para ilmuwan sedang mempertimbangkan skenario untuk perkembangan lebih lanjut dari planet kita dan kehidupan di dalamnya. Mereka bergantung pada fenomena tertentu yang mungkin berdampak pada perkembangan bumi.
1) Pertama, umur Matahari kita tidak terbatas, dalam waktu sekitar 4-5 miliar tahun ia akan kehabisan bahan bakar hidrogen. Ia akan mengembang hingga seukuran raksasa merah dan “menelan” semua planet terdekat di tata surya. Ini adalah proses yang paling mungkin terjadi, tetapi tidak akan terjadi dalam waktu dekat.

2) Aktifitas manusia yang aktif dapat membawa perubahan yang serius. Saat ini, seseorang dapat mengubah beberapa sistem ekologi dan mempengaruhi proses geologi. Dan penggunaan senjata nuklir dapat menimbulkan konsekuensi yang tidak dapat diperbaiki ketika hubungan antara berbagai cangkang geografis dilanggar secara serius.

3) Ada kemungkinan besar Bumi bertabrakan dengan benda kosmik - asteroid atau komet. Dalam hal ini, tergantung pada ukuran benda yang jatuh ke bumi, bencana yang bersifat regional atau global dapat terjadi. Contoh khas dari peristiwa semacam itu adalah