Основные этапы развития жизни на Земле

Около 4, 5 млрд. лет назад (по другим данным - 4, 7 млрд.), возникла Земля и другие планеты.

Первоначально в атмосфере Земли преобладали газы, которые выделяли многочисленные вулканы (азот, углекислый газ, водяной пар). Молекулы этих трех веществ содержат элементы - углерод, кислород, водород и азот, из которых на 98% состоят ныне живущие организмы. Здесь же, по-видимому, присутствовали сероводород, аммиак и метан. Газообразного кислорода не было, поэтому первичная атмосфера носила восстановительный характер.

Считается, что температура поверхности Земли была очень высокой. После того, как температура упала ниже 100 градусов, вода появилась в жидком состоянии (первые моря образовались около 4 млрд. лет назад). Согласно современным гипотезам, вещества, возникающие в первичной атмосфере, в основном вымывались из нее ливнями и накапливались в океанах. Размеры океанов увеличивались по мере остывания Земли.

По различным данным первые живые организмы появились 3, 5-3, 8 млрд. лет назад. Первые живые организмы были анаэробные. Примитивные клетки или клеткоподобные структуры получали энергию, используя имеющиеся в изобилии химические соединения. По мере развития и усложнения организмы становились все более самостоятельными, приобретая способность расти, размножаться и передавать свои признаки последующим поколениям. Эти организмы были гетеротрофами и зависели от внешнего источника органических молекул. По мере увеличения численности примитивных гетеротрофов запас сложных молекул, от которых зависело их существование, начал истощаться. Органики за пределами клеток становилось все меньше, и между ними началась конкуренция. С течением времени в результате длительного процесса вымирания (элиминации) наименее приспособленных, возникли организмы, способные создавать собственные, богатые энергией молекулы из простых неорганических веществ. Появились первые автотрофы, у которых имелась система для непосредственного использования солнечной энергии, т.е. фотосинтеза. Доказательства существования фотосинтезирующих организмов были найдены в породах возрастом 3, 4 млрд. лет.

По мере увеличения количества автотрофов облик планеты менялся. Количество газообразного кислорода в атмосфере увеличивалось, что имело два важных последствия:

· Появление озонового экрана (поглощал ультрафиолетовые лучи солнечного света, губительные для живого). Около 450 млн. лет назад, организмы, защищенные озоновым слоем, уже могли существовать у поверхности воды и на суше.

· Появление процесса аэробного дыхания (в присутствии кислорода появилась возможность более эффективно расщеплять богатые энергией углеродсодержащие молекулы). Это было важным этапом, т.к. в процессе аэробного дыхания высвобождается значительно большее количество энергии.

Согласно палеонтологическим данным увеличение концентрации свободного кислорода сопровождалось появлением первых эукариотических клеток.