Архейська ера.Матеріал для учнів 11 класу.

  

Архейська ера: рослинний і тваринний світ

Найдавніший період існування землі, що охоплює часовий проміжок від 4 до 25 млрд років тому, носить назву "архейська ера". Рослинний і тваринний світ ще тільки починав зароджуватися, кисню на Землі було дуже мало, а з водних об'єктів на планеті був лише один дрібний океан, що складається з декількох водойм з насиченою солоною водою, гірничого ж ландшафту і западин взагалі не було. Це період початку формування покладів корисних копалин: графіту, нікелю, сірки, заліза та золота.




Промені сонячного світла тоді ще не могли проникнути крізь змішані між собою гідросферу та атмосферу, що складали єдину оболонку з пари і газу. Утворився парниковий ефект не давав сонця торкнутися землі. Архейська ера була названа так американським вченим Дж. Дана в 1872 р. Термін «архей» з давньогрецької означає «стародавній». Архей розділений на чотири основні ери, починаючи від найдавнішого - эоархея і закінчуючи неоархеем. Зупинимося на них більш докладно.

Початок архею – эоархей

Період тривалістю 400 млн років почався близько 4 млрд років тому. Для эоархея характерно часте падіння метеоритів, освіта кратерів. Лава, що покриває поверхню планети, поступово почала поступатися місцем земній корі, яка активно формувалася.




Архейська ера в цей часовий відрізок відома закладкою найдавніших гірських порід, найбільші формації з яких були знайдені в Гренландії. Їх вік становить приблизно 38 млрд років. Формування гідросфери тільки починалося. І хоча Світовий океан ще не з'явився, вже були натяки на перші невеликі водні освіти. З характерною для них ізольованістю один від одного, з концентрованою солоною і дуже гарячою водою. В атмосфері було мало кисню і азоту, значну частину її складав вуглекислий газ. Температура в повітряній оболонці Землі досягала 120 °С. Перші організми архейської ери почали з'являтися саме тоді. Це були ціанобактерії, які залишили після себе стародавні строматолити – продукти життєдіяльності. Ці мікроорганізми за допомогою фотосинтезу виробляють кисень, будучи найбільш давньою формою життя на планеті.




Найбільш важливим моментом у эоархее вважається початок формування першого земного континенту – Ваальбари.

Друга ера – палеоархей

Архейська ера цього періоду охоплює часовий проміжок у 200 млн років, початок якого було покладено 36 млрд років тому. Тоді добу мали тривалість не більше 15 годин. Закінчувалося формування основного континенту, з'явився поки ще дрібний Світовий океан. Земне ядро стало більш твердим, що посилило магнітне поле Землі практично до сучасного рівня. Саме цей період дає змогу стверджувати, що вже в ті часи з'явилися перші живі організми. Точно відомо, що рештки продуктів їх життєдіяльності, знайдені в наші дні, датуються саме палеоархеем. Тварини архейської ери – це перші бактерії, організми, які сприяли формування атмосфери Землі за допомогою фотосинтезу, створюючи умови для розвитку нових форм життя.

Мезоархей: розкол Ваальбари

Мезоархей - період, що тривав 0.4 млрд років (почався 3.2 млрд років тому). Саме тоді стався розкол Ваальбари, яка розділилася під кутом 30° на дві окремі частини. А також з'явився від зіткнення з астероїдом найбільш відомий в наші часи кратер в Гренландії. Можливо, в період мезоархея на Землі відбулося і перше зледеніння – Понгольское. Розвиток життя в архейську еру періоду мезоархея характеризувалося зростанням кількості ціанобактерій.

Завершальний етап – неоархей

Неоархей закінчився 25 млрд років тому. Для нього характерно завершення формування земної кори, а також виділення великої кількості кисню, що призвело згодом (на початку наступної ери) до кисневої катастрофи. Саме тоді атмосфера Землі повністю змінилася - у її складі став переважати кисень. Бурхливо розвивалася вулканічна діяльність, що сприяло утворенню порід і дорогоцінних металів та каміння. Граніти, сієніти, золото, срібло, смарагди, хризоберилли – все це і багато іншого з'явилося кілька мільярдів років тому, в неоархее. Чим ще цікава архейська ера? Рослинний і тваринний світ в той час сформував найдавніші поклади корисних копалин, широко використовуються і сьогодні. Також на це вплинула нестабільна обстановка на планеті. Формуючи ландшафти, земна кора і перші гірські утворення руйнувалися під дією вод океану і розливу вулканічної лави.

Тваринний світ

Вчені стверджують, що зародження життя почалося саме в період Архею. І хоча ці форми були надто вже малі, вони все ж являли собою справжні живі мікроорганізми, перші бактеріологічні спільноти, які залишили після себе слід на планеті у вигляді скам'янілих строматолітів Встановлено, що саме бактерії внесли значний внесок у формування нанокристалів арогонита – мінералу на основі карбонату кальцію. Арагоніт входить до складу поверхневого шару раковин сучасних молюсків, міститься в екзоскелет коралів. Ціанобактерії стали винуватцями виникнення покладів не тільки карбонатних, але і крем'яних осадових утворень. Архейська ера характеризується появою перших прокаріотів – доядерних одноклітинних організмів.

Характеристика прокаріотів

Живі організми не мають сформованого ядра, але вони є повноцінною кліткою. Живлячись за допомогою фотосинтезу, прокаріоти виробляють кисень. Інформація ДНК (нуклеотид), яку несе в собі клітка, не упакована в білкову оболонку ядра (гистон). Група розділена на два домена:

Бактерії.

Археи.

Археи

Археи – найдавніші мікроорганізми, як і прокаріоти, які не мають ядра. Разом з тим їх структура організації життя відрізняється від такої в інших видів мікробів. За зовнішнім виглядом археи схожі з бактеріями, але деякі з них мають незвичайну плоску або квадратну форму. Розділяють п'ять видів архей, незважаючи на те, що класифікувати їх досить складно. Виростити архебактерії в поживних середовищах неможливо, тому всі дослідження проводяться тільки на основі проб, взятих з їх середовища проживання. В якості джерела енергії ці мікроорганізми можуть використовувати як сонячне світло, так і вуглець, залежно від виду. Археи не формують суперечка, розмножуються безстатевим шляхом. Вони не є патогенними для людини, можуть виживати в самих екстремальних умовах: океан, гарячі джерела, грунт, солоні озера. Найбільш численний вид архей становить значну частину планктону в океанах, який служить їжею для морських тварин. Деякі види навіть живуть в кишечнику людини, допомагаючи здійснювати процеси травлення. Археи використовуються для створення біологічного газу, очищення стічних канав, відстійників.

Рослини

Як ви могли зрозуміти, архейська ера, рослинний світ якої був трохи багатшими тварини, не характеризується наявністю хребетних тварин, риб і навіть багатоклітинних водоростей. Хоча зачатки життя вже з'явилися. Що ж до флори, то вченими встановлено, що єдиними рослинами в той час були нитчасті водорості, в яких, до речі, і мешкали бактерії. А синьо-зелені водорості, раніше помилково считаемие рослинами, виявилися колоніями ціанобактерій, які використовують одночасно вуглець і кисень в якості ресурсу для підтримки життя і не є частиною рослинного світу архею.

Нитчасті водорості

Архейська ера ознаменувалася появою перших рослин. Це одноклітинні нитчасті водорості, які є найпростішою формою флори. Вони не мають певної форми, структури, органів і тканин. Утворюючи колонії, вони стають видимими неозброєним оком. Це тіна на поверхні води, фітопланктон в її глибинах. Клітини нитчастих водоростей з'єднані в єдину нитку, яка може мати розгалуження. Вони легко можуть вільно плавати, так і прикріплятися до різної поверхні. Розмноження відбувається за допомогою ділення нитки на дві окремі. До поділу можуть бути здатні як всі нитки, так і лише крайні, або основні. Водорості не маю джгутиків, вони пов'язані між собою за допомогою мікроскопічних цитоплазматичних містків (плазмодесмов). В ході еволюції водорості утворили іншу форму життя – лишайники.

Ера Архею – це перший період, коли практично з нічого з'явилася біологічне життя на Землі. Це переломний момент в історії еволюції планети, який характеризується зародженням умов для появи флори і фауни: формування земної кори, Світового океану, атмосфери, придатних для життя інших більш складних форм рослинного і тваринного світу. Кінець архею поклав початок розвитку статевого процесу розмноження бактерій і появі перших багатоклітинних мікроорганізмів, одні з яких згодом стали наземними організмами, інші знайшли ознаки водоплавних і оселилися в океані.