Докембрий
Докембрий - древнейший эон, подразделение геохронологической шкалы, объединяющее архей и протерозой. На докембрий приходится большая часть геологической истории Земли — около 3, 8 млрд лет. При этом его хронология разработана гораздо хуже, чем последовавшего за ним фанерозоя. Причина этого в том, что органические остатки в докембрийских отложениях встречаются крайне редко, что является одной из отличительных особенностей этих древнейших геологических образований. Поэтому палеонтологический метод изучения неприменим для докембрийских толщ. Ранняя атмосфера Земли не содержала кислорода. Она состояла в основном из газов метана и аммиака, меньшего количества сероводорода, водяного пара, азота и водорода, а также окиси и двуокиси углерода. Однако с возникновением жизни на Земле картина резко изменилась.
Докембрий включает в себя Катархей(Гадей), Архей, Потерозой. Эры (Начало и конец в миллиардах лет назад) Биохимические и биологические объекты Катархей 4, 5— 3 Аминокислоты, пептиды, пурины, пиримидины, нуклеиды, порфирины. Затем микросферы, предклетки. Архей 3– 1, 9 Первые живые клетки (доядерные, анаэробные). Анаэробные хемотрофные бактерии. Нитчатые и округлые водоросли (синезеленые? ). Протерозой: Нижний 1, 9– 1, 6 Строматолиты сине-зеленых водорослей и онколиты бактерий. Фотосинтезирующие бактерии. Верхний (или рифей) 1, 6– 0, 57 Организмы с клеточными ядрами. Многоклеточные животные, близкие к медузам, червям, морским перьям, членистоногим.
Породы докембрия выходят на земную поверхность на кристаллических щитах и слагают фундамент платформ. Очень часто они претерпевали несколько этапов сильных деформаций, метаморфизма, внедрения расплавов и частичного плавления. Расшифровка таких событий представляет собой весьма сложную задачу, и геология докембрия считается специалистами одной из сложнейших областей геологии.
Катархейский ландшафт
Архейский ландшафт
Протерзойское море
Выход докембрийских пород на поверхность.
Органические остатки в архейских отложениях почти не встречаются, однако из этого не следует, что животные и растения в архейской эре вообще не существовали. Считают, что в архее, по крайней мере в конце, на земном шаре обитали одноклеточные, а может быть и многоклеточные организмы, не имевшие минерального скелета, который мог бы сохраниться в ископаемом состоянии до наших дней. В протерозейских отложениях органические остатки встречаются намного чаще, чем в архейских. Они представлены известковыми выделениями синезелёных водорослей, ходами червей, остатками кишечнополостных. Кроме известковых водорослей, к числу древнейших растительных остатков относятся скопления графито-углистого вещества, образовавшегося в результате разложения Corycium enigmaticum. В кремнистых сланцах железорудной формации Канады найдены нитевидные водоросли, грибные нити и формы, близкие современным кокколитофоридам. В железистых кварцитах Северной Америки и Сибири обнаружены железистые продукты жизнедеятельности бактерий.
Первые клетки. Метан и прочие газы, содержавшиеся в первобытной атмосфере Земли, растворялись в воде морей, озер и луж, образуя сложный химический "бульон" (1). Лабораторные опыты показали, что под воздействием разряда молнии в таком "бульоне" начинают происходить химические реакции и образуются более сложные химические соединения, очень сходные с теми, что встречаются в живых клетках (2). В конечном итоге некоторые из органических соединений приобрели способность к самовоспроизводству, то есть стали создавать копии самих себя (3). В том же "бульоне" содержались и жировые шарики (4). Когда ветер сильно перемешивал "бульон", некоторые сложные соединения могли попадать внутрь этих жировых шариков (5) и оставаться там "взаперти". Со временем эти гибридные структуры эволюционировали в живые клетки, окруженные жировой оболочкой.
Химический "бульон" в первобытном океане становился все гуще, и в нем формировались все новые и новые соединения. Некоторые из них образовывали на поверхности воды тонкие сплошные пленки наподобие пленки из разлившейся на море нефти. Вода перемешивалась, например во время шторма, и пленка разрывалась на отдельные сферические образования, похожие на нефтяные шарики. Внутри них оказывались отдельные химические соединения, которые начинали походить на настоящие живые клетки. Стоило только молекулам ДНК сформироваться в "бульоне" и очутиться вместе с прочими веществами внутри такой оболочки, как это положило начало жизни на Земле. Первые клетки во многом напоминали современные бактерии. Необходимую энергию они вырабатывали, расщепляя неорганические соединения. Клетки могли извлекать углерод из метана, а также из окиси и двуокиси углерода, растворенных в воде. Из сероводорода и прочих содержавших его соединений они извлекали водород. Все эти элементы клетки использовали для воспроизводства новой живой материи. Подобные бактерии в наше время встречаются вокруг горячих минеральных источников и действующих вулканов.
Одни из самых ранних фотосинтезирующих организмов, дошедших до нас в ископаемом виде - строматолиты. Эти странные структуры кажутся на первый взгляд состоящими из множества известняковых колец, разделенных тонкими коническими прослойками. На самом же деле их образовали примитивные организмы, похожие на простейших цианобактерий, которых иногда называют сине-зелеными водорослями. Строматолиты отличались невероятным разнообразием форм и размеров. Одни были круглые, как картофелины, другие конусообразной формы, третьи - высокие и тонкие или даже ветвистые. Окаменевшие строматолиты встречаются по всему миру. Во многих местах они образуют громадные рифы, зачастую поднимающиеся с морского дна на сотни метров сквозь толщу прозрачной воды, подобно современным коралловым рифам в тропиках. Древнейшие ископаемые строматолиты были обнаружены в Западной Австралии, в горных породах возрастом 2, 8 млрд лет. Однако неопознанные структуры, которые, по мнению ученых, также могли бы оказаться окаменевшими строматолитами, встречаются даже в породах возрастом не менее 3, 5 млрд лет. Живые строматолиты обитают на Земле и в наши дни. Они, как и их далекие предки, предпочитают теплое мелководье. Однако нынешний ареал строматолитов ограничен лишь теми местами, где мало питающихся ими животных.
Красноцветные отложения, комплекс осадочных горных пород, состоящий преимущественно из глин, алевролитов и песчаников с прослоями известняков и гипсов, имеющих красную окраску, обусловленную гидроокислами и окислами железа, тонкой плёнкой облекающих песчаные и глинистые частицы. Красный цвет, карбонатность, а местами и загипсованность указывают на образование К. о. в условиях сухого климата. В районах, где К. о. были переработаны подземными водами (заключёнными в песчаных и гравийных горизонтах), в связи с перераспределением железа и других элементов в К. о. могут появляться зелёные оглеенные горизонты. В результате эпигенетического оглеения К. о. превращаются иногда в пестроцветы. К. о. отлагались преимущественно на предгорных аллювиальных равнинах и в межгорных впадинах, в руслах, поймах и дельтах рек, озёрах, частично в морских мелководьях, у подножия горных склонов (пролювий и др. ). Формирование их происходило на протяжении почти всей геологической истории — от докембрия до неогена (наиболее распространены кембрийские, девонские, пермские, триасовые, меловые и палеогеннеогеновые К. о. ). С К. о. связаны месторождения меди (т. н. медистые песчаники), урана, ванадия, флюорита, целестина, гипса, солей, нефти.
На протяжении всего докембрия концентрация кислорода в атмосфере Земли постоянно возрастала. Однако многим живым организмам того времени это не принесло ничего хорошего. Для них это было равносильно грандиозному атмосферному загрязнению. Ведь первые живые организмы возникли в бескислородной среде, и кислород оказался для них смертельным ядом. Многие виды исчезли с лица Земли - это было первое великое вымирание в ее истории. Поистине неисповедимы пути эволюции: сегодня мы не мыслим жизни без кислорода, а для первых живых организмов кислород в атмосфере был смертелен. В конечном итоге эволюция произвела на свет клетки, способные не просто выжить в кислородной среде, но и обратить ее себе на благо. Ведь некоторые соединения, образующиеся при фотосинтезе, могут при помощи кислорода расщепляться, а выделяемая при этом энергия может использоваться для создания целого ряда новых соединений. В большинстве живых клеток и сейчас так протекает процесс дыхания. Ученые называют его аэробным типом дыхания ("аэробный" означает "использующий воздух"). В ходе этого процесса энергии высвобождается гораздо больше, чем при любых других процессах биораспада, происходящих без участия кислорода. Некоторые "дышащие" клетки даже приобрели способность поглощать другие клетки, используя их как пищу. Самые первые клетки, так называемые прокариоты (слева), были крайне примитивны. Все содержавшиеся в них химические вещества, включая ДНК с генетическим кодом, были перемешаны и разбросаны по всей клетке. В более поздних - эукариотных - клетках (справа) имелись маленькие внутренние отделения с собственной оболочкой. Они содержали химические вещества для определенных реакций, причем в каждом из них была именно та среда, которая необходима для наиболее быстрого течения данной реакции. ДНК была сосредоточена в хромосомах, находящихся внутри клеточного ядра, окруженного ядерной оболочкой. Ядро управляло всей жизнедеятельностью клетки.
Поздний докембрий ознаменовался грандиозными природными катаклизмами. Они сопровождались многочисленными извержениями вулканов, землетрясениями и горообразовательными процессами. Огромное количество вулканического пепла, выброшенного в атмосферу, привело к охлаждению климата; громадные массивы суши надвинулись на полюс, и по всему земному шару расползлись гигантские ледниковые покровы. В этот период вымерли очень многие виды древних организмов. В конце концов льды начали таять, уровень океана постепенно повышался, и вода затопила прибрежные районы материков. Для существ, обитавших на мелководье, открылись новые, еще не занятые угодья с неограниченными возможностями ведения специализированного образа жизни. К этому времени поверхности Земли достигало намного меньше опасного ультрафиолетового излучения Солнца, чем прежде, поскольку оно не могло преодолеть сгустившийся озоновый слой. Кроме того, кислорода в атмосфере теперь было больше, что вполне устраивало новое поколение живых организмов.
Отметины в иле. У этих ранних мягкотелых животных было мало шансов сохраниться в ископаемом виде. Однако они оставили в горных породах свои следы или, точнее, отпечатки. Ямки, из которых мягкотелые добывали пищу, отпечатки тел и отметины в толще ила, где они отдыхали, обнаружили в горных породах, возраст которых 700 млн лет и более. Впрочем, в отложениях, вплоть до тех, возраст которых 640 млн лет, такие следы попадаются крайне редко. К этом периоду как раз подошло к концу оледенение позднего докембрия и сформировались условия для нового грандиозного эволюционного взрыва.
Предвестники будущего. В Эдиакарских отложениях встречаются многочисленные окаменевшие отпечатки мягкотелых животных, ползавших когда-то по морскому дну. В некоторых местах в иле запечатлелись парные V-образные отметины, похожие па царапины, оставленные парами крохотных ножек. Возможно, это следы примитивных артропод, или членистоногих, отдаленных предков ископаемых трилобитов, а также современных нам насекомых - пауков и скорпионов. Правда, твердых останков этих животных пока не обнаружено: по всей видимости, они еще не обзавелись твердым панцирем. Все животные Эдиакар были мягкотелыми. Там обитало множество разновидностей медуз (1). Диксонии (2) и сприггины (3) были плоскими червеобразными существами. Сприггина имела вдоль боков множество крохотных плавательных пластинок, как у современных морских червей. Возможно, это животное- предок трилобитов. Харниодиск (4), ранге" (5) и птеридиний, листообразные морские перья были колониями крохотных животных, похожих на гидр, которые отфильтровывали из воды частицы пищи. А вот трибрахидий (7) для нас полная загадка. У него был Y-образный центральный рот с щетинкообразными отростками. Возможно, он - предок современных иглокожих.
Скачать презентацию Докембрий Докембрий — древнейший эон подразделение геохронологической
Докембрий Сергухин 295гр.pptx