Архей условия неживой природы

Основные сведения об архейской эре — основные этапы развития жизни

Архейская эра: основные процессы и направления эволюции

Архей — это временной отрезок геологической истории Земли, начавшийся 4 млрд лет назад и закончившийся 2,5 млрд лет назад.

Архейская эра считается самым древним этапом жизни нашей планеты. Она началась после Поздней тяжелой бомбардировки — явления, в процессе которого Земля подверглась многочисленному падению метеоритов диаметром более 20 км. Концом эпохи считают произошедшую 2,5 млрд лет назад Кислородную революцию — глобальное изменение земной атмосферы, сопровождавшееся появлением в ее составе свободного кислорода. Примечание 1

В начальном периоде архейской эры происходило формирование Земли как планеты. В это время повсюду текла лава, извергались мощные вулканы, образовывались горы, материки и океанские впадины. В результате возник суперконтинент Вальбара и окружающий его цельный Мировой океан. Позже суперконтинент распался на отдельные части, на которых постепенно сформировался континентальный покров, начала зарождаться органическая жизнь. Примечание 2

В нижних слоях отложений архейской эры органика отсутствует. Они представляют собой гигантские залежи кристаллических и глинистых сланцев. И только в самых верхних слоях — в залежах известняков — обнаружены органические остатки.

Периоды археозойской эры

1. Эоархей — 4–3,6 млрд лет назад. В это время происходило образование твердой земной коры, которая перемежалась объемными извержениями вулканической лавы, а также зарождение гидросферы.
2. Палеоархей — 3,6–3,2 млрд лет назад. Завершение формирования твердого ядра планеты, повышение напряженности магнитного поля, обеспечение защиты от солнечного ветра. Земля вращается значительно быстрее, чем в наши дни — одни сутки равны 15 часам.
3. Мезоархей — 3,2–2,8 млрд лет назад. Преобладание коры океанического типа, обилие вулканических островов, высокая температуры воды в Мировом океане. Замедление суточного вращения.
4. Неоархей — 2,8–2,5 млрд лет назад. Формирование рельефа континентальной земной коры, появление кислородного фотосинтеза.

В конце архейской эры в недрах Земли зародились залежи многих известных сегодня полезных ископаемых: изумрудов, гранита, серебра, сиенитов, золота.

Климатические изменения: архейская эра

На этом этапе эволюции земля обзавелась гидросферой и атмосферой. Благодаря этому тепло, получаемое от Солнца, распределилось по всей поверхности планеты. Но распределение не было равномерным: остатки метаморфизованных отложений, обнаруженных учеными в ледниках, указывают на наличие зональности.

Специалисты в области биологии и географии считают, что в архее по берегам древнего океана Тетис могли проходить теплые климатические пояса, и что они могли создать благоприятные условия для развития примитивных растений.

Развитие жизни

Первые живые организмы эпохи архея были анаэробными — их существование не зависело от наличия и концентрации кислорода. Примером могут послужить археобактерии, которые выживали при высокой температуре, в соленой воде и даже в серной кислоте.

Позже, в ходе естественного отбора на Земле зародились организмы, способные к фотосинтезу. Ими стали первичные сине-зеленые водоросли.

В конце периода произошло важное событие — появился озоновый слой, обеспечивающий защиту от агрессивного ультрафиолета. Благодаря этому смог начаться другой процесс — возникновение организмов, отличительной особенностью которых стало аэробное дыхание.

Животный мир был представлен бактериями, эукариотами, анаэробными прокариотами, многоклеточными, графитами — соединениями микроорганизмов, имевших органическое происхождение.

Важными ароморфозами эпохи являются:

• запуск полового процесса, способствовавшего усилению комбинативной изменчивости;
• формирование фотосинтеза — главного инструмента деления органики по способу питания на фауну и флору;
• развитие симбиоза прокариот, запустившего зарождение эукариот.

Также в это время появились многоклеточные организмы, адаптировавшиеся к среде обитания и освоившие много новых территорий.

Учитель непонятно объясняет предмет?

Источник

Архейская эра: растительный и животный мир

Древнейший период существования земли, охватывающий временной промежуток от 4 до 2,5 млрд лет назад, носит название «архейская эра». Растительный и животный мир еще только начинал зарождаться, кислорода на Земле было очень мало, а из водных объектов на планете имелся лишь один мелкий океан, состоящий из нескольких водоемов с насыщенной соленой водой, горного же ландшафта и впадин вообще не было. Это период начала формирования залежей полезных ископаемых: графита, никеля, серы, железа и золота.

Лучи солнечного света тогда еще не могли проникнуть сквозь смешанные между собой гидросферу и атмосферу, составлявшие единую оболочку из пара и газа. Образовавшийся парниковый эффект не давал солнцу коснуться земли.

Архейская эра была названа так американским ученым Дж. Дана в 1872 г. Термин «архей» с древнегреческого означает «древний». Архей разделен на четыре основные эры, начиная от самого древнего — эоархея и заканчивая неоархеем. Остановимся на них более подробно.

Начало архея – эоархей

Период продолжительностью 400 млн лет начался около 4 млрд лет назад. Для эоархея характерно частое падение метеоритов, образование кратеров. Лава, покрывающая поверхность планеты, постепенно начала уступать место земной коре, которая активно формировалась.

Архейская эра в этот временной отрезок известна закладкой древнейших горных пород, крупнейшие формации из которых были найдены в Гренландии. Их возраст составляет приблизительно 3,8 млрд лет.

Формирование гидросферы только начиналось. И хотя Мировой океан еще не появился, уже были намеки на первые небольшие водные образования. С характерной для них изолированностью друг от друга, с концентрированной соленой и очень горячей водой.

В атмосфере было мало кислорода и азота, значительную часть ее составлял углекислый газ. Температура в воздушной оболочке Земли достигала 120 °С.

Первые организмы архейской эры начали появляться именно тогда. Это были цианобактерии, которые оставили после себя древние строматолиты – продукты жизнедеятельности. Эти микроорганизмы с помощью фотосинтеза вырабатывают кислород, являясь наиболее древней формой жизни на планете.

Наиболее важным моментом в эоархее считается начало формирования первого земного континента – Ваальбары.

Вторая эра – палеоархей

Архейская эра этого периода охватывает временной промежуток в 200 млн лет, начало которого было положено 3,6 млрд лет назад. Тогда сутки имели продолжительность не более 15 часов. Заканчивалось формирование основного континента, появился пока еще мелкий Мировой океан. Земное ядро стало более твердым, что усилило магнитное поле Земли практически до современного уровня.

Именно этот период позволяет утверждать, что уже в те времена появились первые живые организмы. Точно известно, что останки их продуктов жизнедеятельности, найденные в наши дни, датируются именно палеоархеем.

Животные архейской эры – это первые бактерии, организмы, которые способствовали формированию атмосферы Земли посредством фотосинтеза, создавая условия для развития новых форм жизни.

Мезоархей: раскол Ваальбары

Мезоархей — период, длившийся 0.4 млрд лет (начался 3.2 млрд лет назад). Именно тогда произошел раскол Ваальбары, которая разделилась под углом 30° на две отдельные части. А также появился от столкновения с астероидом наиболее известный в наши времена кратер в Гренландии. Возможно, в период мезоархея на Земле произошло и первое оледенение – Понгольское.

Развитие жизни в архейскую эру периода мезоархея характеризовалось ростом количества цианобактерий.

Завершающий этап – неоархей

Неоархей закончился 2,5 млрд лет назад. Для него характерно завершение формирования земной коры, а также выделение большого количества кислорода, что впоследствии привело (в начале следующей эры) к кислородной катастрофе. Именно тогда атмосфера Земли полностью изменилась — в ее составе стал преобладать кислород.

Бурно развивалась вулканическая деятельность, что способствовало образованию пород и драгоценных металлов и камней. Граниты, сиениты, золото, серебро, изумруды, хризобериллы – все это и многое другое появилось несколько миллиардов лет назад, в неоархее.

Чем еще интересна архейская эра? Растительный и животный мир в то время сформировал древнейшие залежи полезных ископаемых, широко используемых и сегодня. Также на на это повлияла нестабильная обстановка на планете. Формируя ландшафты, земная кора и первые горные образования разрушались под действием вод океана и разлива вулканической лавы.

Животный мир

Ученые утверждают, что зарождение жизни началось именно в период Архея. И хотя эти формы были слишком уж малы, они все же представляли собой настоящие живые микроорганизмы, первые бактериологические сообщества, оставившие после себя след на планете в виде окаменелых строматолитов

Установлено, что именно бактерии внесли значительный вклад в формирование нанокристаллов арогонита – минерала на основе карбоната кальция. Арагонит входит в состав поверхностного слоя раковин современных моллюсков, содержится в экзоскелете кораллов.

Цианобактерии стали виновниками возникновения залежей не только карбонатных, но и кремневых осадочных образований.

Архейская эра характеризуется появлением первых прокариотов – доядерных одноклеточных организмов.

Характеристика прокариотов

Живые организмы не имеют сформированного ядра, но они являются полноценной клеткой. Питаясь при помощи фотосинтеза, прокариоты вырабатывают кислород. Информация ДНК (нуклеотид), которую несет в себе клетка, не упакована в белковую оболочку ядра (гистон).

Группа разделена на два домена:

Археи

Археи – древнейшие микроорганизмы, как и прокариоты, не имеющие ядра. Вместе с тем их структура организации жизни отличается от таковой у других видов микробов. По внешнему виду археи схожи с бактериями, но некоторые из них имеют необычную плоскую или квадратную форму.

Разделяют пять видов архей, несмотря на то, что классифицировать их довольно сложно. Вырастить архебактерии в питательных средах невозможно, поэтому все исследования проводятся только на основе проб, взятых с их среды обитания.

В качестве источника энергии эти микроорганизмы могут использовать как солнечный свет, так и углерод, в зависимости от вида. Археи не формируют спор, размножаются бесполым путем. Они не являются патогенными для человека, могут выживать в самых экстремальных условиях: океан, горячие источники, почва, соленые озера. Наиболее многочисленный вид архей составляет значительную часть планктона в океанах, который служит пищей для морских животных.

Некоторые виды даже обитают в кишечнике у человека, помогая осуществлять процессы пищеварения. Археи используются для создания биологического газа, очистки сточных канав, отстойников.

Растения

Как вы могли понять, архейская эра, растительный мир которой был немного богаче животного, не характеризуется наличием позвоночных животных, рыб и даже многоклеточных водорослей. Хотя зачатки жизни уже появились. Что же до флоры, то учеными установлено, что единственными растениями в то время были нитчатые водоросли, в которых, к слову, и обитали бактерии.

А сине-зеленые водоросли, ранее ошибочно считаемые растениями, оказались колониями цианобактерий, использующими одновременно углерод и кислород в качестве ресурса для поддержания жизни и не являющимися частью растительного мира архея.

Нитчатые водоросли

Архейская эра ознаменовалась появлением первых растений. Это одноклеточные нитчатые водоросли, которые являются простейшей формой флоры. Они не имеют определенной формы, структуры, органов и тканей. Образуя колонии, они становятся видимыми невооруженным глазом. Это тина на поверхности воды, фитопланктон в ее глубинах.

Клетки нитчатых водорослей соединены в единую нить, которая может иметь разветвления. Они легко могут как плавать свободно, так и прикрепляться к различной поверхности. Размножение происходит при помощи деления нити на две отдельные. К делению могут быть способны как все нити, так и только крайние, или основные.

Водоросли не имею жгутиков, они связанны между собой посредством микроскопических цитоплазматических мостиков (плазмодесмов).

В ходе эволюции водоросли образовали другую форму жизни – лишайники.

Эра Архея – это первый период, когда практически из ничего появилась биологическая жизнь на Земле. Это переломный момент в истории эволюции планеты, характеризующийся зарождением условий для появления флоры и фауны: формирование земной коры, Мирового океана, атмосферы, пригодных для жизни других более сложных форм растительного и животного мира.

Конец архея положил начало развитию полового процесса размножения у бактерий, появлению первых многоклеточных микроорганизмов, одни из которых впоследствии стали наземными организмами, другие обрели признаки водоплавающих и поселились в океане.

Источник