בַּיִת עבודות צבע החיים הימיים מקורם במים. החיים עלי אדמות

החיים הימיים מקורם במים. החיים עלי אדמות

מים הם חלק בלתי נפרד מגוף היצורים החיים. דם, שרירים, שומן, מוח ואפילו עצמות מכילים מים בכמויות גדולות. בדרך כלל, מים מהווים 65-75% ממשקל הגוף של אורגניזם חי. גופם של כמה בעלי חיים ימיים, כמו מדוזות, מכיל אפילו 97-98% מים. כל התהליכים המתרחשים בגוף של בעלי חיים וצמחים מתרחשים רק בהשתתפות תמיסות מימיות. בלי מים, החיים בלתי אפשריים.

הדאגה הראשונה של האורגניזם המתהווה היא תזונה. הרבה יותר קשה למצוא מזון ביבשה מאשר בים. צמחי אדמה חייבים להשתמש בשורשים ארוכים כדי להשיג מים וחומרי הזנה מומסים בה. בעלי חיים מקבלים את האוכל שלהם במאמץ רב. זה עניין אחר בים. ישנם חומרים מזינים רבים המומסים במי ים מלוחים. כך, צמחים ימיים מוקפים מכל הצדדים בתמיסת תזונה וסופגים אותה בקלות.

לא פחות חשוב לגוף לשמור על גופו בחלל. ביבשה זו משימה קשה מאוד. סביבת האוויר נדירה מאוד. כדי להישאר על הקרקע, אתה צריך מכשירים מיוחדים - גפיים חזקות או שורשים חזקים. ביבשה, החיה הגדולה ביותר היא הפיל. אבל לווייתן כבד פי 40 מפיל. אם חיה ענקית כזו תתחיל לנוע על היבשה, היא פשוט תמות, בלי יכולת לעמוד במשקל שלה. לא עור עבה ולא צלעות מסיביות לא היו מספקים תמיכה עבור הפגר הזה של 100 טון. זה עניין אחר לגמרי במים. כולם יודעים שבמים אתה יכול בקלות להרים אבן כבדה, שעל היבשה אתה בקושי יכול לזוז ממקומה. זה קורה מכיוון שכל גוף במים מאבד משקל כמו משקל המים שהוא עוקר. לכן לוויתן צריך להשקיע פי 10 פחות מאמץ כדי לנוע במים ממה שהענק הזה צריך ביבשה. גופו, הנתמך במים מכל עבר, מקבל ציפה רבה, ולווייתנים, למרות משקלם העצום, יכולים לעבור מרחקים עצומים במהירות רבה. הצמחים הגדולים ביותר חיים גם בים. אצת Macrocystis מגיעה לאורך של 150-200 מטר. על פני כדור הארץ, ענקים כאלה נדירים אפילו בין עצים. המים תומכים במסה עצומה של אצה זו. כדי לצרף לאדמה, זה לא דורש שורשים חזקים, כמו צמחי אדמה.

בנוסף, הטמפרטורה בים קבועה יותר מאשר באוויר. וזה חשוב מאוד, שכן אין צורך לחפש הגנה מהקור בחורף ומהחום בקיץ. ביבשה ההבדל בין טמפרטורות האוויר בחורף ובקיץ מגיע ל-80-90 מעלות באזורים מסוימים. במספר מקומות בסיביר הטמפרטורות בקיץ מגיעות ל-35-40 מעלות צלזיוס, ובחורף יש כפור של 50-55 מעלות. במים, הבדלי הטמפרטורה העונתיים בדרך כלל אינם עולים על 20 מעלות. כדי להגן על עצמם מפני הקור, בעלי חיים יבשתיים מכוסים בפרווה רכה ושכבת שומן תת עורי לחורף, ועומדים בתרדמת מאורות ומחילות. לצמחים קשה להתמודד עם אדמה מקפיאה. לכן, בחורף קר במיוחד, עופות, בעלי חיים וחיות יבשה אחרות מתות בהמוניהן, וגם עצים קופאים החוצה.

מקור החיים על פני כדור הארץ הוא אחת השאלות הקשות ובו בזמן הרלוונטיות והמעניינות במדעי הטבע המודרניים.

כדור הארץ נוצר כנראה לפני 4.5-5 מיליארד שנים מענן ענק של אבק קוסמי. שחלקיקיו נדחסו לכדור חם. אדי מים שוחררו ממנו לאטמוספירה, ומים נפלו מהאטמוספירה אל כדור הארץ המתקרר באיטיות במשך מיליוני שנים בצורת גשם. אוקיינוס פרהיסטורי נוצר בשקעים של פני כדור הארץ. החיים המקוריים התעוררו בו לפני כ-3.8 מיליארד שנים.

הופעת החיים על פני כדור הארץ

כיצד נוצר כוכב הלכת עצמו וכיצד הופיעו עליו הימים? יש תיאוריה אחת מקובלת על זה. לפיו, כדור הארץ נוצר מענני אבק קוסמי המכילים את כל היסודות הכימיים המוכרים בטבע, שנדחסו לכדור. אדי מים חמים נמלטו מפני השטח של הכדור האדום הלוהט הזה, ועטפו אותו בכיסוי עננים מתמשך אדי המים בעננים התקררו אט אט והפכו למים, שירדו בצורת גשמים מתמשכים בשפע על החום הבוער עדיין. כַּדוּר הָאָרֶץ. על פניו הוא הפך שוב לאדי מים וחזר לאטמוספירה. במשך מיליוני שנים, כדור הארץ איבד בהדרגה כל כך הרבה חום עד שפני הנוזלים שלו החלו להתקשות כשהתקררו. כך נוצר קרום כדור הארץ.

לאט לאט הצטברו מים בשקעים העמוקים ביותר של פני כדור הארץ, שכבר לא הספיקו להתאדות לחלוטין. היה כל כך הרבה ממנו, שבהדרגה נוצר אוקיינוס פרהיסטורי על הפלנטה. ברק פיזר את השמים. אבל אף אחד לא ראה את זה. עדיין לא היו חיים על פני כדור הארץ. הגשם המתמשך החל לשחוק את ההרים. מים זרמו מהם בנחלים רועשים ובנהרות סוערים. במשך מיליוני שנים, זרמי המים שחקו עמוקות את פני כדור הארץ ועמקים הופיעו במקומות מסוימים. תכולת המים באטמוספירה ירדה, ויותר ויותר הצטברה על פני כדור הארץ.

כיסוי העננים המתמשך נעשה דק יותר, עד שיום בהיר אחד נגעה קרן השמש הראשונה בכדור הארץ. הגשם המתמשך פסק. רוב האדמה הייתה מכוסה באוקיינוס הפרהיסטורי. מהשכבות העליונות שלו שטפו המים כמות עצומה של מינרלים ומלחים מסיסים, שנפלו לים. המים ממנו התאדו ללא הרף ויצרו עננים והמלחים שקעו, ועם הזמן חלה המלחה הדרגתית של מי הים. ככל הנראה, בתנאים מסוימים שהיו קיימים בימי קדם נוצרו חומרים שמהם נוצרו צורות גבישיות מיוחדות. הם גדלו, כמו כל הגבישים, והולידו גבישים חדשים, שהוסיפו לעצמם עוד ועוד חומרים.

אור שמש ואולי גם פריקות חשמליות חזקות מאוד שימשו כמקור אנרגיה בתהליך זה. אולי התושבים הראשונים של כדור הארץ - פרוקריוטים, אורגניזמים ללא גרעין נוצר, בדומה לחיידקים מודרניים - צמחו מיסודות כאלה. הם היו אנאירובים, כלומר לא השתמשו בחמצן חופשי לנשימה, שעדיין לא היה קיים באטמוספרה. מקור המזון עבורם היה תרכובות אורגניות שהתעוררו על כדור הארץ עדיין חסר חיים כתוצאה מחשיפה לקרינה אולטרה סגולה מהשמש, פריקות ברקים וחום שנוצר במהלך התפרצויות געשיות.

החיים התקיימו אז בסרט חיידקי דק בתחתית מאגרים ובמקומות לחים. עידן זה של התפתחות החיים נקרא Archean. מחיידקים, ואולי באופן עצמאי לחלוטין, צמחו אורגניזמים חד-תאיים זעירים - הפרוטוזואה הקדומה ביותר.

איך נראה כדור הארץ הפרימיטיבי?

בוא נצוץ קדימה ל-4 מיליארד שנים. האטמוספירה אינה מכילה חמצן חופשי הוא נמצא רק בתחמוצות. כמעט אין קולות מלבד שריקת הרוח, שריקת המים המתפרצים עם הלבה ופגיעות מטאוריטים על פני כדור הארץ. בלי צמחים, בלי חיות, בלי חיידקים. אולי כך נראה כדור הארץ כשהופיעו עליו חיים? למרות שבעיה זו מדאיגה כבר זמן רב חוקרים רבים, דעותיהם בעניין זה שונות מאוד. סלעים יכלו להצביע על התנאים על פני כדור הארץ באותה תקופה, אך הם נהרסו מזמן כתוצאה מתהליכים גיאולוגיים ותנועות של קרום כדור הארץ.

תיאוריות על מקור החיים על פני כדור הארץ

במאמר זה נדבר בקצרה על מספר השערות למקור החיים, המשקפות רעיונות מדעיים מודרניים. לדברי סטנלי מילר, מומחה ידוע בתחום מקור החיים, אפשר לדבר על מקור החיים ותחילת האבולוציה שלהם מהרגע שבו מולקולות אורגניות התארגנו בעצמן למבנים שהצליחו להתרבות. . אבל זה מעלה שאלות אחרות: איך המולקולות הללו התעוררו; מדוע הם יכלו להתרבות ולהתכנס לאותם מבנים שהולידו אורגניזמים חיים; אילו תנאים נדרשים לכך?

קיימות מספר תיאוריות על מקור החיים על פני כדור הארץ. לדוגמה, אחת ההשערות ארוכות השנים אומרת שהוא הובא לכדור הארץ מהחלל, אך אין הוכחות חותכות לכך. בנוסף, החיים המוכרים לנו מותאמים באופן מפתיע להתקיים בדיוק בתנאים ארציים, כך שאם הם צמחו מחוץ לכדור הארץ, הם היו על כוכב לכת יבשתי. רוב המדענים המודרניים מאמינים שמקורם של החיים על פני כדור הארץ, בים שלו.

תיאוריית ביוגנזה

בפיתוח הדוקטרינות על מקור החיים תופסת מקום משמעותי תורת הביוגנזיס - מקורם של יצורים חיים רק מיצורים חיים. אבל רבים רואים בכך בלתי נסבל, מכיוון שהוא מנוגד ביסודו בין החיים לבין הדומם ומאשר את הרעיון של נצחיות החיים, שנדחה על ידי המדע. אביוגנזה - הרעיון של מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים - היא ההשערה הראשונית של התיאוריה המודרנית של מקור החיים. בשנת 1924, הביוכימאי המפורסם A.I. Oparin הציע כי עם פריקות חשמליות חזקות באטמוספירה של כדור הארץ, אשר לפני 4-4.5 מיליארד שנים היו מורכבות מאמוניה, מתאן, פחמן דו חמצני ואדי מים, התרכובות האורגניות הפשוטות ביותר יכולות להיווצר, הנחוצות להופעת חַיִים. התחזית של האקדמיה אופרין התגשמה. בשנת 1955, החוקר האמריקאי ס. מילר, שהעביר מטענים חשמליים דרך תערובת של גזים ואדים, השיג את חומצות השומן הפשוטות ביותר, אוריאה, חומצות אצטית וחומצות פורמיות וכמה חומצות אמינו. כך, באמצע המאה ה-20, הסינתזה האביוגנית של חומרים דמויי חלבון וחומרים אורגניים אחרים בוצעה בניסוי בתנאים המשחזרים את התנאים של כדור הארץ הפרימיטיבי.

תורת הפנספרמיה

התיאוריה של פנספרמיה היא האפשרות להעביר תרכובות אורגניות ונבגים של מיקרואורגניזמים מגוף קוסמי אחד למשנהו. אבל זה לא עונה בכלל על השאלה: איך נוצרו החיים ביקום? יש צורך לבסס את הופעת החיים באותה נקודה ביקום, שגילם, על פי תיאוריית המפץ הגדול, מוגבל ל-12-14 מיליארד שנים. לפני זמן זה לא היו אפילו חלקיקים יסודיים. ואם אין גרעינים ואלקטרונים, אין חומרים כימיים. ואז, תוך דקות ספורות, הופיעו פרוטונים, נויטרונים, אלקטרונים, וחומר נכנס לנתיב האבולוציה.

כדי לבסס תיאוריה זו, נעשה שימוש בתצפיות מרובות של עב"מים, ציורי סלע של עצמים הדומים רקטות ו"אסטרונאוטים", ודיווחים על מפגשים לכאורה עם חייזרים. כאשר חקרו את החומרים של מטאוריטים ושביטים, התגלו בהם "מבשרי חיים" רבים - חומרים כמו ציאנוגנים, חומצה הידרוציאנית ותרכובות אורגניות, שאולי מילאו את התפקיד של "זרעים" שנפלו על כדור הארץ החשוף.

תומכי השערה זו היו חתני פרס נובל פ. קריק ול. אורגל. F. Crick התבסס על שתי עדויות עקיפות: האוניברסליות של הקוד הגנטי: הצורך בחילוף חומרים תקין של כל היצורים החיים של מוליבדן, שכיום הוא נדיר ביותר על הפלנטה.

מקור החיים על פני כדור הארץ הוא בלתי אפשרי ללא מטאוריטים ושביטים

חוקר מאוניברסיטת טקסס טק, לאחר שניתח כמות עצומה של מידע שנאסף, העלה תיאוריה כיצד יכולים להיווצר חיים על פני כדור הארץ. המדען בטוח כי הופעתן של צורות מוקדמות של החיים הפשוטים ביותר על הפלנטה שלנו הייתה בלתי אפשרית ללא השתתפותם של שביטים ומטאוריטים שנפלו עליו. החוקר שיתף את עבודתו במפגש השנתי ה-125 של האגודה הגיאולוגית של אמריקה, שהתקיים ב-31 באוקטובר בדנוור, קולורדו.

מחבר העבודה, פרופסור לגיאוגרפיה באוניברסיטת טקסס טק (TTU) ואוצר המוזיאון לפליאונטולוגיה של האוניברסיטה, סנקר צ'אטרג'י, אמר שהוא הגיע למסקנה הזו לאחר שניתח מידע על ההיסטוריה הגיאולוגית המוקדמת של הפלנטה שלנו והשוואה זו. נתונים עם תיאוריות שונות של אבולוציה כימית.

המומחה מאמין שגישה זו מאפשרת להסביר את אחת התקופות הנסתרות והנחקרות ביותר בהיסטוריה של הפלנטה שלנו. לדברי גיאולוגים רבים, עיקר "הפצצות החלל", שבהן השתתפו שביטים ומטאוריטים, התרחשו לפני כ-4 מיליארד שנים. צ'אטרג'י מאמין שהחיים המוקדמים ביותר על פני כדור הארץ נוצרו במכתשים שהותירו מטאוריטים ושביטים נופלים. וסביר להניח שזה קרה בתקופת "ההפצצות הכבדות המאוחרות" (לפני 3.8-4.1 מיליארד שנים), כאשר ההתנגשות של עצמים קטנים בחלל עם כוכב הלכת שלנו גדלה בחדות. באותה תקופה היו כמה אלפי מקרים של נפילות שביט. מעניין שתיאוריה זו נתמכת בעקיפין על ידי מודל נייס. לפי זה, המספר האמיתי של שביטים ומטאוריטים שהיו צריכים ליפול לכדור הארץ באותה תקופה תואם את המספר האמיתי של המכתשים על הירח, שבתורו היווה מעין מגן לכוכב הלכת שלנו ולא אפשר את ההפצצה האינסופית. להרוס אותו.

כמה מדענים טוענים שהתוצאה של הפצצה זו היא התיישבות החיים באוקיינוסים של כדור הארץ. עם זאת, מספר מחקרים בנושא זה מצביעים על כך שלכוכב הלכת שלנו יש יותר עתודות מים ממה שצריך. והעודף הזה מיוחס לשביטים שהגיעו אלינו מענן אורט, שנמצא כביכול במרחק שנת אור אחת מאיתנו.

צ'אטרג'י מציין שהמכתשים שנוצרו מההתנגשויות הללו היו מלאים במים מומסים מהשביטים עצמם, כמו גם באבני הבניין הכימיות הדרושים ליצירת אורגניזמים פשוטים. יחד עם זאת, המדען מאמין שאותם מקומות שבהם חיים לא הופיעו גם לאחר הפצצה כזו פשוט התבררו כלא מתאימים לכך.

"כאשר כדור הארץ נוצר לפני כ-4.5 מיליארד שנים, הוא לא היה מתאים לחלוטין לאורגניזמים חיים להופיע עליו. זו הייתה קדרה רותחת אמיתית של הרי געש, גז חם רעיל ומטאוריטים הנופלים עליה ללא הרף", כותב המגזין המקוון AstroBiology, תוך שהוא מצטט את המדען.

"ואחרי מיליארד שנים, הוא הפך לכוכב שקט ושליו, עשיר במאגרי מים עצומים, המאוכלסים בנציגים שונים של חיים מיקרוביאליים - אבותיהם של כל היצורים החיים."

החיים על פני כדור הארץ יכלו להתעורר הודות לחימר

קבוצת מדענים בראשות דן לואו מאוניברסיטת קורנל העלתה השערה לפיה חימר רגיל יכול לשמש כרכז לביומולקולות עתיקות.

בתחילה, החוקרים לא חקרו את בעיית מקור החיים - הם חיפשו דרך להגביר את היעילות של מערכות סינתזת חלבון נטולות תאים. במקום לאפשר ל-DNA ולחלבונים התומכים שלו לצוף בחופשיות בתערובת התגובה, המדענים ניסו לכפות עליהם חלקיקי הידרוג'ל. ההידרוג'ל הזה, כמו ספוג, ספג את תערובת התגובה, ספג את המולקולות הדרושות, וכתוצאה מכך כל הרכיבים הדרושים ננעלו בנפח קטן - בדומה למה שקורה בתא.

לאחר מכן ניסו מחברי המחקר להשתמש בחימר כתחליף הידרוג'ל זול. חלקיקי חימר התבררו כדומים לחלקיקי הידרוג'ל, והפכו למעין מיקרו-כורים ליצירת אינטראקציה עם ביו-מולקולות.

לאחר שקיבלו תוצאות כאלה, מדענים לא יכלו שלא להיזכר בבעיית מקור החיים. חלקיקי חימר, עם יכולתם לספוג ביו-מולקולות, יכולים למעשה לשמש כביוריאקטורים הראשונים עבור הביו-מולקולות הראשונות, לפני שהם עדיין רכשו ממברנות. השערה זו נתמכת גם בעובדה ששטיפה של סיליקטים ומינרלים אחרים מסלעים ליצירת חימר החלה, לפי הערכות גיאולוגיות, רגע לפני, לפי ביולוגים, הביומולקולות העתיקות ביותר החלו להתאחד לפרוטוקולים.

במים, או ליתר דיוק בתמיסה, מעט יכול לקרות, כי התהליכים בתמיסה הם כאוטיים לחלוטין, וכל התרכובות מאוד לא יציבות. המדע המודרני רואה בחימר - ליתר דיוק, את פני השטח של חלקיקים של מינרלים חימר - כמטריצה שעליה יכולים להיווצר פולימרים ראשוניים. אבל זו גם רק השערה אחת מני רבות, שלכל אחת מהן נקודות החוזק והחולשה שלה. אבל כדי לדמות את מקור החיים בקנה מידה מלא, אתה באמת צריך להיות אלוהים. למרות שבמערב היום כבר מופיעות מאמרים עם הכותרות "בניית תאים" או "דוגמנות תאים". לדוגמה, אחד מזוכי פרס נובל האחרונים, ג'יימס שוסטק, מנסה כעת באופן פעיל ליצור מודלים יעילים של תאים שמתרבים בעצמם, ומשחזרים את הסוג שלהם.

בהייתה תקופה - לפני מיליוני שנים רבות - שבה לא היו יצורים חיים על פני כדור הארץ. אבל מתקופה מסוימת בהיסטוריה של הפלנטה שלנו - כדור הארץ - מופיעים אורגניזמים חיים. הם נולדו בים.

על ידי חפירה במשטחים על גדות נהר או על מדרון הרים, ניתן לפעמים למצוא הדפסים או שרידים מאובנים של בעלי חיים שונים שאינם נמנים עם אלו החיים כיום. בין היצורים המאובנים הללו, העתיקים ביותר היו תושבי הים.

לא פחות חשוב לגוף לשמור על גופו בחלל. ביבשה זו משימה קשה מאוד. סביבת האוויר נדירה מאוד. כדי להישאר על הקרקע, אתה צריך התאמות מיוחדות - גפיים חזקות או שורשים חזקים. ביבשה, החיה הגדולה ביותר היא הפיל. אבל לווייתן כבד פי 40 מפיל. אם חיה ענקית כזו תתחיל לנוע על היבשה, היא פשוט תמות, בלי יכולת לעמוד במשקל שלה. לא עור עבה ולא צלעות מסיביות לא היו מספקים תמיכה עבור הפגר הזה של 100 טון. זה עניין אחר לגמרי במים. כולם יודעים שבמים אתה יכול בקלות להרים אבן כבדה, שעל היבשה אתה בקושי יכול לזוז ממקומה. זה קורה מכיוון שכל גוף במים מאבד משקל כמו משקל המים שהוא עוקר. לכן לוויתן צריך להשקיע פי 10 פחות מאמץ כדי לנוע במים ממה שהענק הזה צריך ביבשה. גופו, הנתמך במים מכל עבר, מקבל ציפה רבה, ולווייתנים, למרות משקלם העצום, יכולים לעבור מרחקים עצומים במהירות רבה. הצמחים הגדולים ביותר חיים גם בים. אצות Macrocystis מגיעות לאורך של 150-200 מטר. על פני כדור הארץ, ענקים כאלה נדירים אפילו בין עצים. המים תומכים במסה עצומה של אצה זו. כדי לצרף לאדמה, זה לא דורש שורשים חזקים, כמו צמחי אדמה.

בנוסף, הטמפרטורה בים קבועה יותר מאשר באוויר. וזה חשוב מאוד, שכן אין צורך לחפש הגנה מהקור בחורף ומהחום בקיץ. ביבשה, ההבדל בין טמפרטורות האוויר בחורף ובקיץ מגיע ל-80–90 מעלות באזורים מסוימים. במספר מקומות בסיביר הטמפרטורות בקיץ מגיעות ל-35–40 מעלות צלזיוס, ובחורף יש כפור של 50–55 מעלות. במים, הבדלי הטמפרטורה העונתיים בדרך כלל אינם עולים על 20 מעלות. כדי להגן על עצמם מפני הקור, בעלי חיים יבשתיים מכוסים בפרווה רכה ובשכבת שומן תת עורי לחורף, ועומדים בתרדמת מאורות ומחילות. לצמחים קשה להתמודד עם אדמה מקפיאה. לכן, בחורף קר במיוחד, עופות ובעלי חיים וחיות יבשה אחרות מתות בהמוניהן, וגם עצים קופאים החוצה.

תושבי הים מוצאים את עצמם בתנאים שונים. עם תחילת הכפור, המים מתחילים לקפוא. קרח קל יותר ממים. שכבה עבה של קרח ושלג מונעת מהקור לחדור למים. כמו מעיל פרווה חם מכסה את הקרח של בריכה מקפיאה לקרקעית. גם באזור הארקטי הקר, שבו קרח תמיד צף ומזג האוויר כפור רוב ימות השנה, הים לא קופא עד הקרקעית. גם אגמים ונהרות גדולים אינם קופאים. והאדמה באזור הארקטי קופאת לעשרות מטרים ונוצרת פרמפרסט. אפילו צמח לא יומרני יכול להשתרש כאן בקושי.

עם תחילת הכפור, כל תושבי המים נכנסים למעמקים. כאן תנאי החיים שלהם אינם שונים בהרבה בתקופה הקשה הזו של השנה מתקופת הקיץ. תנאי חיים נוחים אלה בים תרמו לפיתוח המגוון הגדול ביותר של אורגניזמים חיים המאכלסים את הים. עד כה, עולם החי של הים עשיר ומגוון הרבה יותר מאשר ביבשה.

החיים התעוררו במי ים חמימים ועתירי מלח. חלפו מאות ואלפי שנים. החיים בים נעשו מגוונים ושופעים יותר ויותר. מיני בעלי חיים מסוימים החלו לעקור אחרים. מאבק הקיום אילץ חלק לעלות בהדרגה לחוף, לחיות על החוף ולאכלס את הארץ. במקביל, הם פיתחו התאמות שונות לחיים באוויר. בהדרגה השתפרו, חיות וצמחים יבשתיים רכשו מראה מודרני. תהליך הקולוניזציה של קרקע על ידי חיות מים עדיין בעיצומו. על שפת הים ניתן לראות לעתים קרובות בעלי חיים שונים המחוברים לסלעי החוף. כשהגאות כבה, הם סוגרים בחוזקה את דלתות הפגזים שלהם. טיפות מים שנותרו בתוך השסתומים מונעות מהזימים להתייבש ומאפשרות לבעלי חיים ימיים אלו לנשום בזמן השפל. כשהמים חוזרים בזמן הגאות, הם נפתחים מעט ומתחילים להכניס מים מתוקים, נושאים מזון וחמצן לנשימה. דגים קופצים זוחלים החוצה אל חוף הים. הם יכולים לזחול זמן רב לאורך סלעי החוף ולאורך שורשי עצים החשופים לפני השטח של האדמה. דגים אלה אפילו צדים אחר חרקים באוויר. אבל הם לא יכולים לחיות על החוף לאורך זמן. הם נושמים דרך זימים, וללא מים הזימים מתייבשים והנשימה נעצרת.

מדוגמאות אלו ניתן לדמיין כיצד התרחש בהדרגה המעבר לחיים יבשתיים של חיות מים שונות.

לא פחות חשוב לגוף לשמור על גופו בחלל. ביבשה זו משימה קשה מאוד. סביבת האוויר נדירה מאוד. כדי להישאר על הקרקע, אתה צריך התאמות מיוחדות - גפיים חזקות או שורשים חזקים. ביבשה, החיה הגדולה ביותר היא הפיל. אבל לווייתן כבד פי 40 מפיל. אם חיה ענקית כזו תתחיל לנוע על היבשה, היא פשוט תמות, בלי יכולת לעמוד במשקל שלה. לא עור עבה ולא צלעות מסיביות לא היו מספקים תמיכה עבור הפגר הזה של 100 טון. זה עניין אחר לגמרי במים. כולם יודעים שבמים אתה יכול בקלות להרים אבן כבדה, שעל היבשה אתה בקושי יכול לזוז ממקומה. זה קורה מכיוון שכל גוף במים מאבד משקל כמו משקל המים שהוא עוקר. לכן לוויתן צריך להשקיע פי 10 פחות מאמץ כדי לנוע במים ממה שהענק הזה צריך ביבשה. גופו, הנתמך במים מכל עבר, מקבל ציפה רבה, ולווייתנים, למרות משקלם העצום, יכולים לעבור מרחקים עצומים במהירות רבה. הצמחים הגדולים ביותר חיים גם בים. אצת Macrocystis מגיעה לאורך של 150-200 מטר. על פני כדור הארץ, ענקים כאלה נדירים אפילו בין עצים. המים תומכים במסה עצומה של אצה זו. כדי לצרף לאדמה, זה לא דורש שורשים חזקים, כמו צמחי אדמה.

כדור הארץ נוצר כנראה לפני 4.5-5 מיליארד שנים מענן ענק של אבק קוסמי. שחלקיקיו נדחסו לכדור חם. אדי מים שוחררו ממנו לאטמוספירה, ומים נפלו מהאטמוספירה אל כדור הארץ המתקרר באיטיות במשך מיליוני שנים בצורת גשם. אוקיינוס פרהיסטורי נוצר בשקעים של פני כדור הארץ. בה, לפני כ-3.8 מיליארד שנים, התעוררו החיים המקוריים.

יש תיאוריה אחת מקובלת על זה. לפיו, כדור הארץ נוצר מענני אבק קוסמי המכילים את כל היסודות הכימיים המוכרים בטבע, שנדחסו לכדור. אדי מים חמים נמלטו מפני השטח של הכדור האדום הלוהט הזה, ועטפו אותו בכיסוי עננים מתמשך אדי המים בעננים התקררו אט אט והפכו למים, שירדו בצורת גשמים מתמשכים בשפע על החום הבוער עדיין. כַּדוּר הָאָרֶץ. על פניו הוא הפך שוב לאדי מים וחזר לאטמוספירה. במשך מיליוני שנים, כדור הארץ איבד בהדרגה כל כך הרבה חום עד שפני הנוזלים שלו החלו להתקשות כשהתקררו. כך נוצר קרום כדור הארץ.

מיליוני שנים חלפו, וטמפרטורת פני כדור הארץ ירדה עוד יותר. מי הסער הפסיקו להתאדות והחלו לזרום לתוך שלוליות ענק. כך החלה השפעת המים על פני כדור הארץ. ואז, בגלל הירידה בטמפרטורה, התרחש שיטפון אמיתי. המים, שהתאדו לפני כן לאטמוספירה והפכו לחלק המרכיבים אותם, נפלו ללא הרף על כדור הארץ ממטרים חזקים ירדו מהעננים עם רעמים וברקים. לאט לאט הצטברו מים בשקעים העמוקים ביותר של פני כדור הארץ, שכבר לא הספיקו להתאדות לחלוטין. היה כל כך הרבה ממנו, שבהדרגה נוצר אוקיינוס פרהיסטורי על הפלנטה. ברק פיזר את השמים. אבל אף אחד לא ראה את זה. עדיין לא היו חיים על פני כדור הארץ. הגשם המתמשך החל לשחוק את ההרים. מים זרמו מהם בנחלים רועשים ובנהרות סוערים. במשך מיליוני שנים, זרמי המים שחקו עמוקות את פני כדור הארץ ועמקים הופיעו במקומות מסוימים. תכולת המים באטמוספירה ירדה, ויותר ויותר הצטברה על פני כדור הארץ. כיסוי העננים המתמשך נעשה דק יותר, עד שיום בהיר אחד נגעה קרן השמש הראשונה בכדור הארץ. הגשם המתמשך פסק. רוב האדמה הייתה מכוסה באוקיינוס הפרהיסטורי. מהשכבות העליונות שלו שטפו המים כמות עצומה של מינרלים ומלחים מסיסים, שנפלו לים.

הם עדיין מהווים את הבסיס לחיים בים ובגופי מים מתוקים. הם כל כך קטנים שאפשר לראות אותם רק במיקרוסקופ. יש אלפים ואלפים מהם בטיפת מים מבריכה קטנה. התפתחותם של כל חיי בעלי החיים החלה עם האורגניזמים החד-תאיים הפשוטים ביותר הללו. בסוף תקופת הפרוטרוזואיקון, העידן הבא אחרי הארכאה, לפני 1000 - 600 מיליון שנים, כבר היה קיים עולם עשיר למדי: מדוזות, פוליפים, תולעים שטוחות, רכיכות וכבישים.

התמונה מציגה יצורים פרימיטיביים שחיו לפני כ-600 - 570 מיליון שנים בתקופה הגיאולוגית הקמבריה, התקופה הראשונה של התקופה הפליאוזואיקונית. למדנו עליהם לראשונה דרך מאובנים שהתגלו על ידי גיאולוגים שחקרו את הרי הקמבריון בבריטניה. מכאן מגיע שמה של התקופה הגיאולוגית של ההיסטוריה.

לא שרדו עקבות לבעלי החיים והצמחים הפשוטים יותר שאכלסו את הים בסוף תקופת הפרוטרוזואיקון. אפשר רק להניח שאלו היו אורגניזמים המורכבים רק מרקמות רכות, שהתפרקו במהירות לחלוטין לאחר המוות. עדיין לא היו דגים אמיתיים בקמבריה, אבל דג ים, ספוגים, ארכיאוציאתים שנכחדו כעת, תולעים שטוחות ופולצ'אטיות, חלזונות, דיונון, סרטנים וטרילוביטים כבר חיו. האחרונים נראו כמו סרטנים באורך של עד 10 ס"מ. באותה תקופה הם היו ענקים אמיתיים, גדולים יותר מכל היצורים האחרים. (לא היו חיים ביבשה באותה תקופה.) בסוף הקמבריון, כנראה כבר הופיעו האקורדטים הראשונים, בדומה לזמלים מודרניים. במהלך מיליוני השנים הבאות, בעלי החיים השתנו בהדרגה, ובתקופה הגיאולוגית הבאה - הסילורי, שהחלה לפני 500 - 400 מיליון שנה, בנוסף לטרילוביטים רבים, הופיעו תושבים חדשים על קרקעית הים - עקרבי ים.

אורגניזמים חד-תאיים ומדוזות נסחפו באופן פסיבי בעמודת המים של הים הסילורי. וסרטנים וטרילוביטים, תולעים ובעלי חיים המוגנים על ידי קונכיות, כמו צלעות וחלזונות, זחלו לאורך קרקעית הים. רק מעטים מהם ידעו לשחות. אפילו בעלי החוליות הראשונים, שכבר דמו למראה דגים, חיו על קרקעית הים. בסילורי, "דגים" מוזרים הופיעו בים ובמים מתוקים - ללא לסתות וסנפירים זוגיים. קרובי משפחתם, דג דג ומפראי, שרדו עד היום. במהלך התקופה הסילורית, הדג האמיתי הראשון כבר הופיע. לשחיינים דמויי הכריש הללו היה גוף יעיל ומכוסה קונכייה, סנפירים ופה עם לסת דמוית מקור מתנועע מרופדת בשיניים חדות. לפני כ-450 מיליון שנים, בסילורי, הופיעו החולייתנים הראשונים - דגים. גופו של אחד העתיקים - cephalaspis - היה מכוסה בקשקשים משוריינים, וראשו במעטפת עצם. ככל הנראה, Cephalaspis היה שחיין גרוע. במשך מיליוני שנים באותה תקופה גיאולוגית, התפתחו שתי מחלקות גדולות של דגים - סחוס וגרמי (דג ריאות, אונה סנפיר וקרני). וסחוסים, כלומר בעלי שלד סחוס, כוללים כרישים וקרניים. לעומת זאת, השלד של דגים גרמיים מורכב בחלקו או כולו מרקמת עצם. דגים גרמיים כוללים כמעט את כל הדגים המסחריים שאנו מכירים: הרינג, פלנדר, בקלה ומקרל, קרפיון, פייק ועוד רבים אחרים. בסך הכל, ישנם כיום 20 אלף מיני דגים על פני כדור הארץ, והם מאכלסים לא רק את הים, אלא גם במקווי מים אחרים.

לפני 400 מיליון שנה, הסילורי פינה את מקומו לתקופה הגיאולוגית הדבונית, שנמשכה כ-60 מיליון שנה. אז הופיעו הצמחים הראשונים על היבשה - חזזיות, שצמחו על גדות המאגרים הרטובות.

בתקופת הדבון התפתחו מהם צורות אחרות, כולל הצמחים הגבוהים הראשונים - שרכים וזנבי סוס. בנוסף, אם בעבר כל בעלי החיים נשמו רק חמצן מומס במים, כעת חלק מהם למדו לחלץ אותו מהאוויר. חיות היבשה הראשונות הללו - רב רגליים, עקרבים וחרקים פרימיטיביים חסרי כנפיים - חיו כנראה ליד מים. האב הקדמון של כל החולייתנים היבשתיים היה דג אונה סנפיר עם סנפירי חזה וגחון דמויי כפות. בהדרגה פיתחו דגים בעלי סנפיר אונה גפיים עליונות ותחתונות אמיתיות, ועם הזמן הופיעו דו-חיים (דו-חיים) וזוחלים (זוחלים).

כל השינויים שעבר כדור הארץ מאז היווצרות הקרום שלו נחקרים על ידי גיאולוגיה היסטורית. מדענים קובעים את גיל השכבות הגיאולוגיות על ידי מאובנים - שרידים של בעלי חיים וצמחים עתיקים, שכן לכל תקופה היו נציגים אופייניים משלו של החי והצומח. פליאונטולוגיה היא חקר מאובנים. פליאונטולוגים חוקרים את שרידי המאובנים של אורגניזמים עתיקים ומשחזרים את המראה של בעלי חיים שנכחדו. כאשר אורגניזמים חיים מתו באוקיינוס הפרהיסטורי, הם שקעו לקרקעית, שם הם היו מכוסים סחף או חול שהובאו על ידי נהרות. במשך מיליוני שנים, הקרקעות המכוסות, יחד עם השרידים הקבורים תחתיהן, נדחסו והפכו לאבן. הרקמות הרכות של החיות התפרקו לחלוטין, אבל החותם נשאר. קונכיות רכיכות קשות או קונכיות סרטנים נשמרו לרוב בשלמותן. במהלך ההתפתחות ההיסטורית של כדור הארץ, קרקעית הים נדחקה שוב ושוב לגובה רב בהשפעת כוחות רבי עוצמה והפנים המותך של כדור הארץ והפכה לחלק מהיבשה. חוקרים מוצאים שרידים וטביעות של בעלי חיים עתיקים המשובצים בסלע ומשתמשים בהם כדי לחקור תהליכים גיאולוגיים. עבור מדענים, שכבות סלע הן כמו דפי ספר עם ציורים רבים, ואתה רק צריך לפענח נכון את ה"טקסט" כדי להבין איך התפתחו החיים על הפלנטה. שכבות של חול וסחף המכילות מאובנים הופקדו זו על גבי זו במשך מיליוני שנים. כך הם נדחסו: ככל שהשכבות העתיקות יותר נמוכות יותר, השכבות המאוחרות יותר גבוהות יותר. על ידי צבירת מידע על אילו שכבות נשלטות על ידי סוגים מסוימים של מאובנים, מדענים למדו לקבוע לאיזה זמן גיאולוגי הם שייכים. לאחר מכן, די קל לקבוע את גיל הסלע הגיאולוגי שבו הם נמצאו מהמאובנים שנמצאו.

הגרנד קניון של נהר הקולורדו במדינת אריזונה האמריקאית הוא אחד המקומות הבודדים שבהם נשמר תיעוד אבן עצום וקל לקריאה של החיים על הפלנטה. כאן חתך הנהר בשכבת סלעי משקע - אבן גיר, אבן חול ופצלים - לעומק של 1800 מ' הנהר יצר קניון, כלומר עמק עמוק עם מדרונות תלולים מאוד וקרקעית צרה, שוחק את קרקעית הנחל. ים עתיק. הוא עלה לאט מאוד ובאופן שווה. בניית הרים, שתמיד מלווה בתזוזות ענק ובתקלות של סלעים, לא התרחשה כאן. לכן, רצף ההתרחשות של סלעים גיאולוגיים כמעט ולא השתנה. על ידי לימוד המאובנים של שכבות המדרון התלול, ניתן לעקוב אחר כל השינויים שחלו בעולם החי של הים העתיק במשך מאות מיליוני שנים.

החומר הוכן באמצעות הוצאת הספרים "דגים" סלובו

פורטל בנייה. חידוד הכישורים שלנו