תולדות החיים על כדור הארץ

תוֹכֶן

• היסטוריה של החיים על כדור הארץ: ציר הזמן של כדור הארץ
• הדן איון
• איון ארכאי: מקור החיים האמיתי
• היווצרות אוקיינוס
• תיאוריות כיצד התהוו החיים
• צורות חיים ראשונות
• איון פרוטרוזואי
• Eon Phanerozoic
• עידן פליאוזוי
• התקופה המזוזואית
• עידן קנוזואי
• אפוק הולוקין
• נושאים קשורים:

אם אתה מתכוון לשים את כל משך הזמן של קיום כדור הארץ (כ -4.6 מיליארד שנים) על שעון, הזמן שבני האדם כבר כאן הם רק כדקה. היינו קיימים כ- 0.004 אחוז מהגיל הכולל של כדור הארץ.

זה מיליארדי שנים עד שאפילו הגענו למקום. מה קרה בשאר הזמן כשאנחנו גרים כאן? מתי קמו חיים ודברים חיים לראשונה על פני כדור הארץ?

בוא נעבור על ההיסטוריה של החיים על כדור הארץ, כולל מתי הם קמו לראשונה, תיאוריות מוקדמות של התפתחותם של החיים החיים, מקור החיים דרך העידנים וכיצד הגענו למקום בו אנו נמצאים היום.

היסטוריה של החיים על כדור הארץ: ציר הזמן של כדור הארץ

ציר הזמן של כדור הארץ מחולק לחתיכות זמן המכונות "עידנים". כל אחד מהעידנים הללו מסמן אירועים חשובים בחיי כדור הארץ ובהיסטוריה של החיים על כדור הארץ.

הדן איון

הדון איון נקרא על שם האל היווני האדס. בזמן היווצרותו לפני 4.6 מיליארד שנה, כדור הארץ היה למעשה כדור גדול, חם במיוחד (מעל נקודת הרתיחה של מים, חם) של גז רעיל, לבה, פיצוצים, אסטרואידים ומתכות. במילים אחרות, זה היה נוף פיס רעיל.

לא רק זה, אלא שעדיין לא נוצרו סלעים, יבשות או אוקיינוסים. סביבות יבשתיות וימיות הקיימות כיום על פני כדור הארץ הם מכריעים להתפתחות החיים מכיוון שהם מספקים מרחב, חומרים, אקלים ותכונות אחרות שאורגניזמים צריכים לשרוד ולשגשג.

בידיעה זאת, ניתן להבין כי אאון זה, שנמשך 6 מיליון שנים, אינו יכול לקיים חיים.

עם זאת, לכדור הארץ הקדום הזה היה אירוע אחד משמעותי שנחשבה להצית את אחד המרכיבים המכריעים בחיים. ה שלב הפצצות כבד הייתה תקופה במהלך איון הדאן, כאשר הופצצה כדור הארץ בפסולת חלל, אסטרואידים וחומרים אחרים.

מדענים מאמינים כי אסטרואידים אלה אולי סייעו להצית היווצרות DNA, מים נוזלים ותצורות גיאולוגיות חשובות.

איון ארכאי: מקור החיים האמיתי

אחרי הדאון איון הגיע האיון הארכיאני שנמשך בין 4.0 ל -2.5 מיליארד שנה.

האירוע המרכזי הראשון להתפתחות החיים היה האירוע השפעת התיא, או היווצרות הירח. במהלך איון הדאן כדור הארץ הסתחרר במהירות רבה יותר מכפי שהוא עושה עכשיו. זה הפך את כדור הארץ לא יציב ויצר דפוסי מזג אוויר / אקלים קיצוניים.

במה שנקרא השפעת התיא, חפץ בגודל מאדים התנגש בכדור הארץ, מה שגרם לחתיכות פסולת גדולות להתפרק. היא האמינה שכוח הכבידה של כדור הארץ שמר על החלקים הגדולים יותר במסלולו, והם התאגדו ויוצרים גוף אחד גדול שכיום אנו מכירים כירח.

לאחר ההשפעה הגדולה הזו, האטה של ​​הסיבוב והתייצבה, מה שעלול היה להביא להטיה של כדור הארץ והביא לשינויים עונתיים שידוע לנו שהם כיום גורם חשוב ביצירת מערכות אקולוגיות, ביו ם ואורגניזם.

חוץ מזה, שלושה אירועים חשובים מאוד התרחשו בתקופת זמן זו:

היווצרות אוקיינוס

עם התקררות כדור הארץ ושכבות כדור הארץ נוצרו, שוחררו כמויות גדולות של אדי מים. הטמפרטורה המשיכה לרדת, מה שאפשר לאדי המים להתקרר למים נוזליים ויוצרים את האוקיינוסים לפני כ -3.8 מיליארד שנה.

מה זה אומר? המשמעות היא שהחיים ככל הנראה התגלעו לראשונה באוקיינוסים מכיוון שהאוקיינוסים נוצרו ראשונים, והם נמצאים במקום בו התגלו העדויות המאובנות הראשונות לחיים. גם בתקופת זמן זו לא היה חמצן שמיש באטמוספרה, כלומר צורות החיים הראשונות היו אנאירוביות.

תיאוריות כיצד התהוו החיים

התיאוריה העיקרית לאופן התפתחות החיים מכונה תיאוריית "המרק הקדמוני" או אביוגנזה.

מרק קדמון: מדענים תיאורו כי ברגע שהאוקיינוסים נוצרו, כל המרכיבים, האלמנטים והחומר הנחוצים ליצירת חיים ומצליחים מולקולות מורכבות (חלבונים, DNA וכן הלאה) ריחפו סביבם במעין "מרק קדמוני".

הם מאמינים שכל מה שצריך זה ניצוץ של אנרגיה (כמו שביתת ברק או פיצוץ, ששניהם היו נפוצים בסביבת כדור הארץ הקדומה) על מנת ליצור מולקולות חיוניות לחומצות אמינו / חלבונים כמו בחיים וחומצות גרעין (חומר גנטי ). ה ניסוי מילר-אורי שכפול את התנאים של כדור הארץ הקדום כדי להראות שתגובות כימיות יכולות להתרחש בדרך זו ליצירת חומצות אמינו פשוטות.

ברגע שנוצרו מולקולות אלה, מדענים מאמינים שהדברים התעוררו בהדרגה, ויצרו אט אט מולקולות מורכבות יותר ויותר באמצעות תגובות כימיות פשוטות. ברגע שנוצרו אבני הבניין הם בסופו של דבר כולם התאגדו ויצרו אורגניזמים חיים. היווצרות הדרגתית זו של חיים ממולקולות אורגניות ידועה גם בשם השערת אופרין-הלדאן.

אסטרואידים: תיאוריה אחרת קשורה לשלב ההפצצות הכבד. כדור הארץ הקדום הופצץ ללא הרף באסטרואידים וחומר חלל. יש מדענים שמשערים כי מולקולות לחיים, או אפילו צורות חיים עצמן, הועברו לכדור הארץ דרך אסטרואידים אלה.

צורות חיים ראשונות

מדענים משערים כי אורגניזמים חד-תאיים מבוססי RNA נוצרו באוורור הידרותרמי בעומק האוקיאנוס לפני כ -3.8 מיליארד שנה.

מדענים גילו עדויות מאובנות על מחצלות אצות והשתמשו בטכניקות היכרויות רדיומטריות עד היום בגיל 3.7 מיליארד שנה. מאובני ציאנו-בקטריה נמצאו ותוארכו גם הם כ- 3.5 מיליארד שנה.

לא זו בלבד שמפתח זה היה במובן זה שמדובר באורגניזמים החיים הידועים הראשונים בכדור הארץ, אלא שהם גם הקימו את הבסיס להתהוות החיים כפי שאנו מכירים אותם כיום. אורגניזמים אלה היו יצרנים / אוטוטרופים, כלומר הם יצרו מזון ואנרגיה משלהם בעזרת אור מהשמש בעזרת פוטוסינתזה.

הפוטוסינתזה משתמשת באור השמש בתוספת פחמן דו חמצני בכדי להניב סוכר וחמצן. הדוגמאות הללו לחיים מוקדמים ואורגניזמים מוקדמים היו אחראיות ליצירת כמעט כל חמצן בכדור הארץ, מה שאיפשר לחיים נוספים להתקדם. היצירה של חמצן בכדור הארץ על ידי אורגניזמים אלה נקראת אירוע חמצן גדול. (יתכן שתראה גם את המונח "אירוע חמצון גדול.")

בשלב זה, ההשערה כי כל החיים היו אנאירוביים ופרוקריוטים. עדויות לחיים יבשתיים לא התגלו עד לפני 3.2 מיליארד שנה, לאחר היווצרות יבשות. ומכיוון שעדיין לא נוצרה שכבת האוזון, קרינת UV מהשמש הפכה את מרבית כל חיי היבשה על קרום האדמה לבלתי אפשריים, תוך שמירה על כמעט כל החיים באוקיינוס.

איון פרוטרוזואי

האון הפרוטרוזואוזי עקב אחרי הארכיאן, ונמשך בין 2500 מיליון ל -541 מיליון שנה.

לאחר אירוע החמצן הגדול, כל אותם אורגניזמים אנאירוביים מקוריים נפטרו מכיוון שהחמצן היה רעיל להם. באופן אירוני, החיים שלהם והעלייה ברמות החמצן של כדור הארץ הביאו להכחדתם.

עם זאת, החיים עמדו להיבדק שוב. כל החמצן החדש הגיב ברמות הגבוהות של מתאן באטמוספרה ליצירת דו תחמוצת הפחמן. זה הוריד במהירות את טמפרטורת כדור הארץ, וצלל אותו ל"כדור כדור השלג ", שהיה עידן הקרח שנמשך כ -300 מיליון שנה.

במהלך איראון זה התרחשה גם היווצרות הלוחות הטקטוניים והיווצרותם המלאה של היבשות על קרום האדמה.

העלאת רמות החמצן אפשרה גם להיווצרות ועיבוי שכבת האוזון, המגנה על כדור הארץ מפני קרינה מסוכנת מהשמש. זה אפשר לחיים להתעורר ביבשה.

זה היה גם במהלך האלון הזה כי התאים האוקריוטים קמו, כולל אורגניזמים רב-תאיים ראשונים וחיים רב-תאיים. תאים אוקריוטים הופיעו כאשר תאים פשוטים העטפו תאים אחרים, כולל תאים דמויי מיטוכונדריה וכלורופלסט, ויצרו תא אחד גדול ומורכב. זה נקרא תיאוריה אנדוסימביוטית.

החיים מכאן התפצלו והתפתחו ממש אורגניזמים פרוקריוטים ותאיים כמו חיידקים וארכאאה לחיים אוקריוטיים ורב-תאיים כמו פטריות, צמחים ובעלי חיים.

Eon Phanerozoic

אחרי האון הפרוטרוזואי הגיע האון הפרנוזאוזי. זהו האון הנוכחי, ומחולק לתקופות תקופות, תקופות וגילאים.

עידן פליאוזוי

אולי האירוע הבא הגדול ביותר בהתפתחות החיים הוא הנקרא פיצוץ קמברי. זה התרחש בעידן הפליוזואיק שנמשך בין 541 מיליון ל 245-252 מיליון שנה. (שנות עידן יכולות להשתנות מעט בהתאם למקור שתמצא.)

לפני הפיצוץ בקמבריה, מרבית החיים היו קטנים ופשוטים מאוד. הפיצוץ בקמבריה היה פיצוץ וגיוון החיים על פני כדור הארץ, ובמיוחד הופעתם והמורכבות הפתאומית של בעלי החיים והצמחים.

מדענים מאמינים שזה בגלל העלייה ברמות החמצן באטמוספירה, סוף כדור הארץ השלג והתפתחות של תנאים סביבתיים נוחים לחיים להגדלת המורכבות.

ראשית הגיע "עידן חסרי החוליות". חסרי חוליות עם קליפות קשות התפתחו מאלו עם קליפות רכות. לאחר מכן הגיעו דגים וחולייתנים ימיים, ומשם, אותם דגים התפתחו לדו חיים ובעלי חיים שוכנים במים.

כמעט כל בעלי החיים היבשתיים התפתחו מאבות אבותיהם הימיים והדגים האלה. הם התפתחו עם עמוד שדרה, חוליות, לסתות ואברים. בעלי חוליות מופיעים לראשונה ברשומת המאובנים לפני כ -530 מיליון שנה.

היה גם פיצוץ עצום של צמחים ויערות, כולל יערות גשם, ברחבי העולם. זה הוביל לעליה עצומה נוספת ברמות החמצן באטמוספירה בגלל תוצרי לוואי פוטוסינתזה של צמחים אלה.חרקים הגיחו והם היו ענקיים בגלל הכמות הגדולה של החמצן הזמין.

אירועי הכחדה המונית: כל החיים החדשים הללו נעצרו בהתמוטטות עם התמוטטות יער הגשם הפחמני. בגלל שינויי אקלים מהירים, הוא הביא להכחדה המונית ראשונה של רבים מהיערות והצמחים החדשים הללו.

במקום היערות הללו הגיעו מדבריות גדולות, שהובילו להתפתחות ושליטה של ​​זוחלים.

עם זאת, הם לא היו בטוחים. הכחדה המונית נוספת הסתיימה בעידן זה, שנקרא הכחדה פרמית-טריאסית. מהתיעוד המאובנים והראיות המאובנות עולה כי שביתת אסטרואידים הרגה 96 אחוז מהחיים באוקיינוס ​​ו -70 אחוז מחוליות החוליות היבשתיות.

התקופה המזוזואית

לאחר אירוע ההכחדה ההוא שהרג את מרבית החיים על פני כדור הארץ, צצו זוחלים ודינוזאורים ששולטים במדבריות שנותרו מאחור.

הדינוזאורים שלטו כחיים העיקריים בכדור הארץ במשך כ 160 מיליון שנה. ומדינוזאורים הגיעה ההתפתחות המאוחרת של ציפורים.

חיי הצמח קיבלו תפנית במהלך המזוזואיק; העידן נקרא לעיתים עידן המחטבים. צמחים התפתחו דרך חדשה להתרבות עם התפתחותם של העצים המחטניים הראשונים (הם משתמשים בהזרמת זרעים).

ככל שיותר צמחים חזרו לאחר אירוע ההכחדה הקודם, רמות החמצן עלו שוב, מה שאיפשר אורגניזמים גדולים מאוד. זוכר כמה גדולים היו טירנוזאורוס רקסס? זה בגלל שהיה כל כך הרבה חמצן באטמוספרה כדי לתמוך באורגניזמים ענקיים כאלה.

המסוזואיק גם הסתיים באירוע הכחדה המוני שנקרא הכחדת K-T (הידוע גם בשם אירוע הכחדת קרטיקון-פליאוגן) כתוצאה מפגיעה נוספת באסטרואיד.

כמעט כל המינים נכחדו למעט חיים ימיים ויונקים קטנים מאוד.

עידן קנוזואי

התקופה הקנוזואית החלה ממש לאחר הכחדת ק-ט לפני 66 מיליון שנה, והיא התקופה בה היו עכשיו.

לאחר אירוע ההכחדה, החיים התבדלו שוב עם יונקים המופיעים כמין החי השולט. זה כלל הופעת יונקים ימיים גדולים כמו לווייתנים ויונקים יבשתיים גדולים כמו יונקים.

צמחים מגוונים ועשבים התפתחו כאשר היבשות נסחפו לתצורותיהם של ימינו במקום להישאר כאחד מבין יבשות העל הרבות שהגיחו במהלך ההיסטוריה של כדור הארץ.

מבחינת חיינו שלנו, אבינו המשותף והראשון הראשון הופיעו לפני כ- 25 מיליון שנה. ההומיניד הראשון התגלה לפני כשלושה מיליון שנה, עם הראשון הומו ספיינס באפריקה לפני 300,000 שנה.

אפוק הולוקין

נכון לעכשיו אנו בעידן Phanerozoic, התקופה הקנוזואית, התקופה הרבעונית. רוב המקורות מפרטים את אפוק הולוקין בתור העידן הנוכחי (אם באמת תרצו להיות ספציפיים, העידן האחרון של תקופת ההולוקן הוא עידן המגהלאין), אך בשנות האלפיים המדענים השתכנעו יותר שבני האדם החלו בתקופה אחרת שנקראה אפוק האנתרופוקן.

במאי 2019 הצביעה קבוצת העבודה האנתרופוקן, קבוצה שהיא חלק מהנציבות הבינלאומית בנושא סטרטיגרפיה, להפוך את האפוק של האנתרופוקן לחלק מסולם הזמן הגיאולוגי, כאשר אמצע המאה ה -20 הייתה נקודת מוצא משוערת.

זה עדיין לא אומר שהאנתרופוקן הוא רשמי לחלוטין מכיוון שהקבוצה עדיין צריכה לקבל אישור הן מהנציבות הבינלאומית לסטרטיגרפיה והן מהאיחוד הבינלאומי למדעי הגיאולוגיה. עם זאת, זהו צעד מהותי בתהליך התיחום של תקופה חדשה.

הכחדת הולולן: הכוכב יכול מאוד להיות בדרך לשינוי דרסטי נוסף בחיים כפי שראינו שקורים בתקופות רבות בתולדות כדור הארץ. מדענים אומרים שבגלל ההשפעה האנושית על סביבת האדמה ועל האקלים, יש הכחדה המונית המתרחשת בימינו המכונה "הכחדת הולולן".

אלא אם נשנה את השפעותינו על הסביבה, ובמיוחד על אלה המשפיעים על שינויי אקלים, היינו יכולים להסתכל על עוד שינוי ענק והכחדת החיים (כולל עצמנו) בעתיד הקרוב.

נושאים קשורים: