Geologia Historyczna

Wiktoria

Geologia Historyczna

01

Dział Geologi obejmujący naukę o rozwoju ziemi.

Spis Treści

01

07

Powstanie wielokomórkowców

Wstęp

08

02

Spis treści

Era zwierząt wodnych

03

09

Epoki Geologiczne

Pierwsze organizmy lądowe

11

04

Era gadów

Ciekawostka

13

05

Era ssaków i ptaków

Życie powstało w wodzie

Pierwsze organizmy jednokomórkowe

06

14

Zakończenie

02

Mezozoik

Prateozoik-Archaik

E P O K I G E O L O G I C Z N E

01

03

Prekambr

Trias

01

-4600-542

01

252-201

Jura

Paleozoik

02

201-145

Kreda

03

145-66

02

Kenozoik

04

Kambr

542-485

01

Ordownik

02

485-444

Paleogen

01

Sylur

300-252

03

444-419

Neogen

23-2,5

02

Dewon

04

419-359

Czwartorzęd

Karbon

03

05

359-300

2,5-dziś

Perm

06

300-252

Plejstocen

Holocen

03

2,5-0,01

0,01-dziś

Ciekawostka

Ewolucja nie jest procesem celowym. To raczej ciąg prób i błędów, dla którego czas ma zasadnicze znaczenie. Być może, gdyby w erze mezozoicznej nie przyszło zagrożenie z kosmosu, książki napisaliby i czytali pokryci łuskami inteligentni przedstawiciele gromady gadów.

Waran z Komodo jest największą jaszczórką na świecie. Osiąga ponad 3m długości i waży do 90kg.

04

Życie powstało w wodzie

Życie na Ziemi pojawiło się około 3,9 miliarda lat temu.

W wyniku reakcji chemicznych zachodzących pod wpływem promieniowania kosmicznego, promieniowania UV i wyładowań elektrycznych towarzyszącym burzom, które szalały na Ziemi, powstawały proste związki organiczne. Te przekształcały się z czasem w aminokwasy, białka i kwasy nukleinowe. Związki wielkocząsteczkowe nabyły zdolność do samopowielania się. Proces ten trwał wystarczająco długo, aby ze skupiających się w coraz bardziej złożone układy cząsteczek organicznych powstały najprostsze komórki.

Pewne jest, że życie powstało w wodzie. Według jednej z hipotez w ciepłych i płytkich zatokach oceanów w pobliżu wulkanów (w wodach bogatych w liczne substancje mineralne) z materii nieożywionej samorzutnie powstawały cząsteczki organiczne. Proces ten zachodził w warunkach beztlenowych. Ówczesna atmosfera była pozbawiona tlenu, przesycona wodorem, metanem oraz tlenkami węgla i azotu, które stanowiły źródło pierwiastków niezbędnych do wytworzenia związków organicznych.

05

Pierwsze organizmy jednokomórkowe

Źródło: Aleksandra Ryczkowska

Obecność organizmów samożywnych miała zasadniczy wpływ na atmosferę ziemską. W wyniku fotosyntezy zaczął się w niej gromadzić tlen, który spowodował szereg istotnych zmian na Ziemi. W górnych warstwach atmosfery na skutek łączenia się cząsteczek tlenu powstała warstwa ozonu, gazu chroniącego Ziemię przed szkodliwym dla organizmów promieniowaniem UV. Umożliwiło to intensywny rozwój organizmów w pustych do tej pory pod względem biologicznym oceanach. Jednak tlen okazał się trujący dla organizmów oddychających beztlenowo, wskutek czego przetrwały tylko te izolowane od tego gazu, żyjące na przykład w osadach dennych czy głębinach oceanów. Wkrótce organizmy tlenowe stały się formami dominującymi na Ziemi, a ich obecność wpłynęła na ustabilizowanie się składu atmosfery. Pojawienie się organizmów tlenowych, które wydalały dwutlenek węgla, sprzyjało rozwojowi organizmów samożywnych.

Pierwsze kopalne dowody na istnienie organizmów jednokomórkowych pochodzą sprzed około 3,6 mld lat. Organizmy te przypominały dzisiejsze bakterie. Były otoczone błoną komórkową i zawierały cząsteczkę DNA. Pierwsze komórki nie miały wyodrębnionego jądra komórkowego, chloroplastów, czy mitochondriów. Odżywiały się cudzożywnie, pobierając z otoczenia proste związki organiczne, a energię uzyskiwały podczas oddychania beztlenowego. Wkrótce po nich pojawiły się organizmy przeprowadzające chemosyntezę, później organizmy zdolne do fotosyntezy, przypominające dzisiejsze sinice. Samożywność dawała im przewagę nad organizmami cudzożywnymi, dlatego ich liczba ciągle wzrastała. Według jednej ze współczesnych teorii komórki zawierające chloroplasty i mitochondria powstały w wyniku symbiozy.

06

powstanie Wielokomórkowców

Najstarszym świadectwem istnienia wielokomórkowych zwierząt są skamieniałości zachowane w skałach wzgórz Ediacara w Australii. Odnaleziono tam ślady zadziwiających zwierząt określanych jako fauna ediakarańska. Te prymitywne organizmy o miękkich ciałach pojawiły się na Ziemi u schyłku pierwszego globalnego zlodowacenia i zamieszkiwały morza około 560‑540 mln lat temu. Były zbudowane zupełnie inaczej niż wszystkie znane nam współcześnie zwierzęta. Miały zazwyczaj kształt liścia, krążka, torby wypełnionej mułem lub wyglądały jak nadmuchane materace. Ich długość wahała się od kilku centymetrów do 1 m, a grubość nie przekraczała kilku milimetrów. Zwierzęta te spoczywały nieruchomo na dnie morza lub były przyczepione do niego częścią przypominającą przylgę. Nie miały przewodu pokarmowego, a energię niezbędną do życia czerpały od żyjących w ich tkankach bakterii symbiotycznych, które przeprowadzały chemo- lub fotosyntezę.

Współcześnie żyjąca zielenica – toczek – ilustruje etap ewolucji, na którym kolonia tworzy grupy komórek wyspecjalizowanych do pełnienia niektórych funkcji

W świecie zwierząt pierwsze formy wielokomórkowe pojawiły się prawdopodobnie około 900 milionów lat temu. Przypominały one współczesne gąbki i parzydełkowce i żyły w płytkich, przybrzeżnych strefach mórz.

Prawdopodobnie zwierzęta ze wzgórz Ediacara były odrębną gałęzią ewolucyjną, która wymarła bezpotomnie wraz z pojawieniem się pierwszych drapieżników. Dzisiejsze zwierzęta wyewoluowały z innych prostych form wielokomórkowych.

07

Era zwierząt wodnych

Okres między 416 a 359 mln lat temu to czas rozkwitu gromady ryb. Rozwinęło się wówczas wiele nowych linii ewolucyjnych, z których pierwszymi były ryby o chrzęstnym szkielecie, podobne do współczesnych rekinów i płaszczek. Później pojawiły się pokryte łuskami ryby o szkielecie skostniałym, z których wiele gatunków przetrwało do dziś. Wkrótce wśród ryb zamieszkujących płytkie wody pojawiły się formy o silnie umięśnionych płetwach parzystych, za pomocą których gatunki te mogły pełzać na płyciznach. Płetwy nieparzyste w takim środowisku straciły znaczenie i zaczęły w kolejnych pokoleniach stopniowo zanikać. Ponadto przedni lub tylny odcinek przewodu pokarmowego zyskiwał stopniowo zdolność pobierania tlenu z atmosfery. Ryby o budowie podobnej do opisanej dały początek pierwszym lądowym czworonogom – płazom.

Około 540 mln lat temu tempo ewolucji organizmów było tak duże, że okres ten określa się niekiedy okresem eksplozji życia w oceanach. Wody oceanów zapełniły się licznymi i zróżnicowanymi gatunkami. Były wśród nich parzydełkowce, pierścienice, skorupiaki i mięczaki, nieco później pojawiły się także ryby pancerne.Były to ryby o szkieletach zbudowanych z chrząstki, które głowę i przednią część tułowia miały okryte grubymi płytami kostnymi, pełniącymi rolę pancerza.

08

Pierwsze Organizmy Lądowe

Przez następne miliony lat rośliny doskonaliły swe przystosowanie do lądowego trybu życia. Ich gwałtowny i bujny rozwój nastąpił w ciepłym i wilgotnym klimacie okresu geologicznego nazywanego karbonem. Ziemię porastały wówczas puszcze złożone z drzewiastych roślin zarodnikowych (paproci, skrzypów i widłaków) oraz pierwszych roślin nagonasiennych. Z ich obumarłych szczątków powstawały pokłady torfu, który następnie zamieniał się w węgiel kamienny.

Przez ponad 3 miliardy lat życie rozwijało się wyłącznie w wodzie. Wprawdzie istnieją dowody kopalne, że sinice i inne fotosyntetyzujące bakterie pokrywały wilgotne powierzchnie lądów już ponad miliard lat temu, ale większe formy, takie jak grzyby, rośliny i zwierzęta, pojawiły się na lądzie dopiero około 500 milionów lat temu. Pierwszymi organizmami, które około 480 milionów lat temu zasiedliły lądy, były rośliny przypominające dzisiejsze mchy. Początkowo opanowały one obszary przymorskich, wysychających bagien, ponieważ były zależne od środowiska wodnego. Potrzebowały wody m.in. do rozmnażania płciowego. Wyjście roślin na ląd było związane z wytworzeniem szeregu przystosowań do obcego, powietrzno‑lądowego środowiska. W obronie przed wysychaniem rośliny wytworzyły wodoodporną kutykulę i tkankę okrywającą. Transport wody wewnątrz organizmu zapewniał im system naczyń, który jednocześnie usztywniał rośliny. Pierwotne rośliny lądowe były niskie (około 10 cm), ponieważ nie miały korzeni, tkanek wzmacniających ani liści.

W karbońskiej puszczy kwitło bujne życie. W dolnych warstwach lasu roiły się dwumetrowej długości wije (stawonogi), w powietrzu szybowały ważki wielkości dzisiejszych mew. Gęsta roślinność dostarczała pokarmu owadom roślinożernym oraz, pośrednio, polującym na nie pająkom, skorpionom i innym licznym bezkręgowym drapieżnikom. Pojawiły się one na lądzie już 440 mln lat temu i uległy bardzo silnemu zróżnicowaniu. Wykształciły narządy przystosowane do oddychania tlenem atmosferycznym oraz chitynowe pancerze chroniące przed wysychaniem. Brak konkurencji ze strony nieobecnych jeszcze na lądzie kręgowców sprawił, że w powietrzu latały niezliczone gatunki owadów.

09

Po trwającym wiele milionów lat okresie dominacji większość płazów wymarła. Nieliczne pozostałe gatunki dały początek zwierzętom owodniowym – gadom.

Gdy około 395 mln lat temu na lądzie pojawiły się pierwsze płazy, obfitość stawonogów i innych bezkręgowców była dla nich łatwo dostępnym źródłem pożywienia, przy czym powolnym płazom nie zagrażały nieobecne jeszcze ssaki i ptaki. Płazy błyskawicznie zdobyły wszystkie środowiska lądowe i przybrały różne formy. Niektóre z nich, jak akanostega, w dalszym ciągu zamieszkiwały środowisko wodne, inne, jak ichtiostega, czołgały się po lądzie odpychając szeroko rozstawionym łapami. Jeszcze inne, jak sejmuria, poruszały się na kończynach podsuniętych pod tułów tak jak typowo lądowe czworonogi.

10

Era gadów

Gady jako pierwsze spośród kręgowców uniezależniły się od środowiska wodnego. Ich jaja wyposażone w zapas pokarmu dla zarodka oraz mocną, skórzastą lub wapienną osłonę mogły być składane w dowolnym miejscu na lądzie. Opuszczający jajo osobnik był całkowicie samodzielny i chroniony przed utratą wody przez suchą, grubą skórę. Sprawne chodzenie po lądzie wymagało wzmocnienia kości i silniejszego umięśnienia ciała, wrażliwych zmysłów, ruchliwej głowy oraz wielu innych modyfikacji. Gady potrzebowały na to około 10 mln lat. Dzięki takim przystosowaniom około 320 mln lat temu podbiły lądy. Pierwsze gady żyły wraz z płazami na bagnistych obszarach otoczonych przez wielkie pustynie. Były niewielkimi zwierzętami o masywnym ciele. Przypominały nieco jaszczurki. Prawdopodobnie były one przodkami gadów nazywanych kotylozaurami, z których wywodzą się gady współczesne, inne gady kopalne oraz ptaki i ssaki. Największy rozkwit gadów nastąpił między 250 a 66 mln lat temu. Okres ten nazywany jest erą mezozoiczną czyli erą gadów, gdyż zwierzęta te opanowały wtedy wszystkie dostępne środowiska życia: w wodach panowały plezjozaury i ichtiozaury, nad wodami i lądami szybowały pterozaury, których kończyny przednie były przekształcone w skrzydła, a na lądzie królowały dwunożne drapieżne tyranozaury oraz czworonożne roślinożerne zauropody, stegozaury, triceratopsy.

11

Era gadów zakończyła się 65 mln lat temu wielkim i gwałtownym wymieraniem, które objęło nie tylko gady, ale także inne zwierzęta (w tym wodne) oraz większość roślin. Wywołała je gwałtowna zmiana warunków życia spowodowana zderzeniem z Ziemią gigantycznego meteorytu. Katastrofa ta wywoła gwałtowne ochłodzenie klimatu.

W ciągu ostatnich 540 mlnl masowe wymieranie gatunków miało miejsce 5 razy. Największe z nich wydarzyło się 250 mln lat temu, kiedy wyginęło około 95% gatunków morskich. Kryzysu sprzed 65 mln lat nie przeżyło 75% gatunków lądowych i morskich.

W województwie świętokrzyskim znaleziono dwa równoległe tropy dorosłych zauropodów i cztery tropy młodych. Na tej podstawie można przypuszczać, że dinozaury opiekowały się potomstwem.

12

Era ssaków i ptaków

Wielkie wymieranie, które miało miejsce 65 mln lat temu, paradoksalnie okazało się szansą rozwoju dla ptaków i ssaków, które pozostawały w cieniu gadów przez ponad 150 mln lat. Wymarcie większości gadów spowodowało pojawienie się wielu wolnych siedlisk i źródeł pokarmu, które zostały wykorzystane przez szybko różnicujące się ssaki i ptaki. Sprzyjał temu świat zdominowany przez rośliny okrytonasienne o bujnych liściach, pożywnych kwiatach i owocach. Pierwsze ssaki, podobnie jak ich gadzi przodkowie, składały jaja. W wielu liniach rozwojowych ssaków powstał jednak nowy sposób rozmnażania – żyworodność. Nastąpiło u nich również zróżnicowanie uzębienia, które umożliwiało lepsze wykorzystanie pokarmu. Wraz z ekspansją roślin zielnych, a wśród nich traw, które pokryły rozległe równiny, następował rozwój ssaków roślinożernych. Pojawiły się ssaki kopytne, m.in. przodkowie współczesnych koni, antylop, bydła. Rozwój ssaków roślinożernych przyczynił się do rozwoju polujących na nie zwierząt drapieżnych. Pojawiły się zwierzęta z rodzin kotowatych i psowatych. 23 mln lat temu w bujnych lasach żyły na drzewach pierwsze naczelne, przodkowie współczesnych małp i małpiatek, z których wkrótce wydzieliły sie linie wiodące do człowiekowatych. 23 mln lat temu na kontynentach żyło coraz więcej różnorodnych gatunków ssaków. Niektóre z nich, m.in. przodkowie waleni, zwierząt pochodzących od kopytnych, zaczęły zasiedlać ponownie wody mórz i oceanów. Ptaki rozwinęły się z gadów należących do jednej z grup dinozaurów. Ważnymi etapami w ewolucji ptaków było udoskonalenie wymiany gazowej, przekształcenie kończyn przednich w skrzydła i pokrycie ciała lekkimi i elastycznymi piórami. Wkrótce po wielkiej katastrofie, 65 mln lat temu, powstały nowe gatunki ptaków, przypominające te, które żyją obecnie. Pojawiły się ptaki blaszkodziobe (kaczki, gęsi, łabędzie), ptaki drapieżne, nurkujące i nieloty, takie jak strusie, nandu. Osiągały one zwykle imponujące rozmiary.

13

Podsumowanie

Życie powstało w morzach. Kluczowym wydarzeniem w ewolucji życia było powstanie komórek jądrowych i organizmów wielokomórkowych. Pierwszymi roślinami wielokomórkowymi były zielenice. Gwałtowny rozwój wodnych zwierząt bezkręgowych miał miejsce 540 mln lat temu. Przodkowie płazów dali początek gadom. Gady dominowały na Ziemi w erze mezozoicznej. 65 mln lat temu wyginięcie większości gadów mezozoicznych umożliwiło szybki rozwój ptaków i ssaków. W historii życia na Ziemi wielokrotnie miały miejsce masowe wymierania gatunków.

14