Архея

Протерозойская эра

 Протерозойская эра. В начале протерозоя после длительного периода денудации суша была в значительной степени разрушена, отдельные части материков испытали погружение и были затоплены мелководными морями, а некоторые низменные котловины начали заполняться континентальными отложениями. В Северной Америке самые значительные выходы протерозойских пород имеются в четырех районах. Первый из них приурочен к южной части Канадского щита, где мощные толщи глинистых сланцев и песчаников рассматриваемого возраста обнажаются вокруг оз. Верхнего и северо-восточнее оз. Гурон. Эти породы имеют как морское, так и континентальное происхождение. Их распределение указывает на то, что положение мелководных морей на протяжении протерозоя значительно менялось. Во многих местах морские и континентальные осадки переслаиваются с мощными лавовыми толщами. По окончании осадконакопления происходили тектонические движения земной коры, протерозойские породы претерпевали складкообразование и формировались крупные горные системы. В предгорных районах к востоку от Аппалачей имеются многочисленные выходы протерозойских пород. Первоначально они отлагались в виде пластов известняков и глинистых сланцев, а затем во время орогенеза (горообразования) метаморфизовались и превратились в мрамора, аспидные и кристаллические сланцы. В районе Большого каньона мощная толща протерозойских песчаников, глинистых сланцев и известняков несогласно перекрывает архейские породы. В северной части Скалистых гор была отложена толща протерозойских известняков мощностью ок. 4600 м. Хотя протерозойские образования в этих районах испытали воздействие тектонических движений и были смяты в складки и разбиты разломами, эти подвижки были недостаточно интенсивными и не могли привести к метаморфизации пород. Поэтому там сохранились исходные осадочные текстуры.

В Европе значительные выходы протерозойских пород имеются в пределах Балтийского щита. Они представлены сильно метаморфизованными мраморами и аспидными сланцами. На северо-западе Шотландии мощная толща протерозойских песчаников перекрывает архейские граниты и кристаллические сланцы. Обширные выходы протерозойских пород встречаются на западе Китая, в центральной Австралии, южной Африке и центральной части Южной Америки. В Австралии указанные породы представлены мощной толщей неметаморфизованных песчаников и глинистых сланцев, а в восточной Бразилии и южной Венесуэле — сильно метаморфизованными аспидными и кристаллическими сланцами.

Ископаемые сине-зеленые водоросли Collenia весьма широко распространены на всех материках в неметаморфизованных известняках протерозойского возраста, где также обнаружены немногочисленные обломки раковин примитивных моллюсков. Однако остатки животных очень редки, и это свидетельствует о том, что большинство организмов отличалось примитивным строением и еще не имело твердых оболочек, которые сохраняются в ископаемом состоянии. Хотя следы ледниковых периодов фиксируются для ранних этапов истории Земли, обширное оледенение, имевшее почти глобальное распространение, отмечается только в самом конце протерозоя.

Укажите временные границы и продолжительность архейской эры.

л.н. Около 4 млрд. л.н. земля сформировалась как планета. Практически вся поверхность была покрыта вулканами и повсюду текли реки лавы. Лава, извергаемая большим количеством, образовывала материки и океанические впадины, горы и плоскогорья. Постоянная вулканическая активность, воздействия высоких температур и высокого давления привели к образованию различных полезных ископаемых: различных руд, строительного камня, меди, алюминия, золота, кобальта, железа, радиоактивных минералов и других. Примерно 3,8 млрд. л.н. на Земле образовались первые достоверно подтверждённые магматические и метаморфические горные породы, такие как гранит, диорит и анортозит. Найдены эти горные породы были в самых разнообразных местах: на острове Гренландия, в пределах Канадского и Балтийского щитов и др.

Следующий период архейской эры — Палеоархей 3,6 — 3,2 млрд. л.н. Является временем образования первого суперконтинента в истории Земли — Вальбару и единого Мирового океана, изменившие структуру гребней океанических хребтов, что привело к процессу увеличения количества воды на Земле, а объем СО2 в атмосфере начал снижаться.

За палеоархеем следует Мезоархей 3,2 — 2,8 млрд. л.н.Примерно 2,8 млрд. лет назад первый в истории Земли суперконтинент начал раскалываться.

Флора и фауна архейской эры

Архэйская эра это время зарождения первых организмов. Первыми жителями нашей планеты были анаэробные бактерии. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обуславливает разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические (доядерные) цианобактерии и синезеленые водоросли. Появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли ватмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в кислородной среде. В это же время – на границе архейской протерозойской эры произошло еще два крупных эволюционных событий – появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (бактерии и синезеленые) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах.

Основные статьи: История жизни на Земле, Геохронологическая шкала

Архей, или Архейская эра (от греч. archaios — древний) — древнейшая эра, которая длилась 900 млн лет.

В ранних слоях эры живые существа не оставили никаких следов. Это объясняется в основном тем, что осадочные породы подверглись большим изменениям под действием высокой температуры и давления.

Наличие органических веществ — известняка, мрамора, углеродистых веществ — свидетельствует о том, что в архейской эре существовали живые организмы, бактерии, сине-зелёные водоросли.

В поздних слоях архейской эры найдены и колониальные водоросли. В горных породах архея чаще встречаются графиты, которые считаются составной частью органических соединений микроорганизмов. В известняковых горных породах примитивные микроорганизмы образовали подземные ископаемые — железо, никель, марганец, серу, нефть и газы.

Морфология, физиология и экология архей. Что же выделяет их в третий домен

Вверху1234Посередине5678Снизу910

Презентация на тему Архе йская эра. Общие сведения и деление Архей, архейская эра от греч. archios древний геологический эон, который предшествует протерозою. Транскрипт

1

Архе йская эра

2

Общие сведения и деление Архей, архейская эра (от греч. ρχα ος (archios) – древний) – геологический эон, который предшествует протерозою. Верхний рубеж архея принято время около 2,5 млрд. лет назад (±100 млн. лет). Нижний рубеж, который до сих пор официально не признан Международной стратиграфической комиссией, – 3,8-4 млрд. лет назад. Верхний рубеж архея принято время около 2,5 млрд. лет назад (±100 млн. лет). Нижний рубеж, который до сих пор официально не признан Международной стратиграфической комиссией, – 3,8-4 млрд. лет назад. Подразделение архея Конец подразделений (млн. лет) Архей AR Неоархей 2500 Мезоархей 2800 Палеоархей 3200 Эоархей 3600

3

Тектоника Тектоника архея характеризуется началом формирования древнейших ядер континентов. Примерно 3,8 млрд. лет назад на Земле образовались первые достоверно подтверждённые магматические и метаморфические горные. Примерно 3,6 млрд. лет назад все континенты Земли объединялись в гипотетический суперконтинент Вальбару. 3 млрд. лет назад формируются кольская (саамская; Балтийский щит), или трансваальская (Южная Африка) складчатость и беломорская складчатость (Балтийский щит), или родезийская (Южная Африка). Примерно 2,8 млрд. лет назад первый в истории Земли суперконтинент начал раскалываться. Примерно 3,8 млрд. лет назад на Земле образовались первые достоверно подтверждённые магматические и метаморфические горные. Примерно 3,6 млрд. лет назад все континенты Земли объединялись в гипотетический суперконтинент Вальбару. 3 млрд. лет назад формируются кольская (саамская; Балтийский щит), или трансваальская (Южная Африка) складчатость и беломорская складчатость (Балтийский щит), или родезийская (Южная Африка). Примерно 2,8 млрд. лет назад первый в истории Земли суперконтинент начал раскалываться.

4

Гидросфера и атмосфера. Климат В самом начале архейской эры воды на Земле было мало, вместо единого океана существовали лишь разрозненные мелководные бассейны. Температура воды достигала 70-90° C. Азота в атмосфере раннего архея было очень мало (10-15% от объёма всей архейской атмосферы). Кислород вообще практически отсутствовал. Температура архейской атмосферы при парниковом эффекте достигала почти 120° С. Примерно 3,4 млрд. лет назад количество воды на Земле значительно увеличилось и возник Мировой океан, перекрывший гребни срединно- океанических хребтов. В самом начале архейской эры воды на Земле было мало, вместо единого океана существовали лишь разрозненные мелководные бассейны. Температура воды достигала 70-90° C. Азота в атмосфере раннего архея было очень мало (10-15% от объёма всей архейской атмосферы). Кислород вообще практически отсутствовал. Температура архейской атмосферы при парниковом эффекте достигала почти 120° С. Примерно 3,4 млрд. лет назад количество воды на Земле значительно увеличилось и возник Мировой океан, перекрывший гребни срединно- океанических хребтов.

5

Флора В кремнистых породах раннего архея найдены своеобразные нитчатые водоросли. На многих стратиграфических уровнях встречаются мельчайшие округлые тельца (размером до 50 m) водорослевого происхождения, принимавшиеся ранее за споры. Они известны под названием «акритарх», или «сфероморфид».

6

Фауна На протяжении почти всей архейской эры живые организмы были одноклеточными. И лишь на рубеже архея и протерозоя произошло два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды.

7

Полезные ископаемые Архей очень богат полезными ископаемыми. С ним связаны следующие грандиозные месторождения: железных руд (железистые кварциты и джеспилиты) алюминиевого сырья (кианит и силлиманит) марганцевых руд золотых и урановых руд руд меди, никеля и кобальта свинцово- цинковые месторождения Архей очень богат полезными ископаемыми. С ним связаны следующие грандиозные месторождения: железных руд (железистые кварциты и джеспилиты) алюминиевого сырья (кианит и силлиманит) марганцевых руд золотых и урановых руд руд меди, никеля и кобальта свинцово- цинковые месторождения

Эволюционные изменения в криптозое

Сегодня мы рассмотрим, какие важные эволюционные изменения произошли в криптозое.

Первая эра криптозоя – архейская – началась 4,5 миллиарда лет назад, т. е. сразу после формирования Земли.

В архейскую эру зародилась жизнь.

Сперва она была представлена примитивными одноклеточными прокариотами, питавшимися гетеротрофно в анаэробных условиях.

Они размножались делением, жили в Мировом океане (который покрывал тогда большую часть суши) и потребляли готовое органическое вещество. Атмосфера и гидросфера тогда были анаэробными и существенно отличались по составу от нынешних.

В архее происходят первые ароморфозы.

Первый зафиксированный ароморфоз – появление кислородного фотосинтеза, который осуществляли цианобактерии.

Автотрофные цианобактерии и гетеротрофы часто объединялись в цианобактериальные маты – устойчивые сообщества. Цианобактериальные маты существуют по сей день в виде слизистых слоев на отмелях и камнях (см. видео).

Следующим крупным ароморфозом было появление эукариот. У эукариот клеточные процессы протекают в обособленных органеллах, что повышает их эффективность, а ДНК заключена в ядре (рис. 4).

Рис. 4. Клетки эукариот, содержащие множество сложных органоидов, возникли в архее

В архее появляются первые примитивные многоклеточные организмы (рис. 5). Сперва это были просто сферические колонии, у которых внешний и внутренний слой клеток слегка отличались по выполняемым функциям. Со временем эти различия закрепились, и примитивные многоклеточные имели экто- и эндодерму.

Рис. 5. Колониальные организмы, подобные изображенному на рисунке вольвоксу, тоже появились в архее

К концу архейской эры фотосинтез довел содержание кислорода в атмосфере до 1%. Это позволило произойти новому крупному ароморфозу – появлению кислородного дыхания.

2,5 миллиарда лет назад архейская эра заканчивается и начинается протерозойская.

Происходит глобальная кислородная катастрофа, когда тип атмосферы меняется с восстановительной на окислительную.

В протерозое происходит расцвет эукариот и развитие многоклеточных организмов.

Впервые появляется половой процесс. Теперь организмы размножаются не только делением, но и половым способом, что заметно ускорило скорость эволюции.

В протерозойскую эру происходит разделение живых существ на животных, водорослей и грибов. Все они представлены водными формами, но на отмелях органическое вещество уже откладывается в виде примитивных почвенных отложений.

К концу протерозоя появляются губки, кишечнополостные, черви и членистоногие.

Рис. 6. Реконструкция биоценозов протерозоя

Таким образом, среди важнейших ароморфозов архея следует отметить появление фотосинтеза, возникновение эукариотического строения, появление многоклеточности и появление кислородного дыхания (рис. 7).

Рис. 7. Ароморфозы архея

В протерозое возникает половой процесс, и живые существа уже разделяются на царства бактерий, грибов, растений (водорослей) и животных (рис. 8).

Рис. 8. Живые существа протерозоя

Среди животных протерозоя сегодня выделяют типы Протисты, Губки, Черви и Членистоногие.

Список литературы

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. History.vuzlib.org (Источник).
2. Bioword.narod.ru (Источник).
3. Sbio.info (Источник).
4. Bio.fizteh.ru (Источник).
5. Bioenc.ru (Источник).
6. Biologiya-uroki.ru (Источник).

Домашнее задание

1. Что изучает палеонтология?
2. Какие эры развития Земли вы знаете?
3. Каким образом палеонтологи отличают одну эру от другой?
4. Чем отличается криптозой от фанерозоя? Какова продолжительность этих этапов развития Земли и жизни на Земле?
5. Что происходило в архее?
6. Какие ароморфозы имели место в протерозое?
7. Что такое кислородная катастрофа? Что послужило её причиной? Каковы были последствия?
8. Почему возникновение полового процесса ускорило эволюцию? Как отразились на скорости эволюции фотосинтез и аэробное окисление органических веществ?
9. Обсудите с друзьями и родными достижения палеонтологии. Находили ли вы ископаемые останки животных и растений?

Архейский эон

Архейский
эон — один из четырёх главных эонов в
истории Земли. Продолжался от 4,0 до
2,5 млрд лет назад. В это время на Земле
ещё не было кислородной атмосферы, но
появились первые анаэробные
бактерии,
которые сформировали многие ныне
существующие залежи полезных ископаемых:
серы, графита,
железа и никеля.

Термин
«архей» предложен в 1872 году американским
геологом Дж. Дана

Архей
разделен на четыре эры (от наиболее
поздней до наиболее ранней):

• неоархей

• мезоархей

• палеоархей

• эоархей

Эоархейская
эра

Эоархей — геологическая
эра,
часть архея.
Охватывает время от 4,0 до 3,6 миллиарда
лет назад. Находится междукатархейским эоном
и палеоархейской эрой.
Возможно, уже в конце этой эры
появились прокариоты.
Кроме того, к эоархею относятся древнейшие
геологические породы — формация
Исуа в Гренландии.

Палеоархейская
эра

Палеоархей — геологическая
эра,
часть архея.
Охватывает время от 3,6 до 3,2 миллиарда
лет назад. Датировка чисто хронологическая,
не основана на стратиграфии.
К этой эре относится самая ранняя
известная форма жизни (хорошо сохранившиеся
остатки бактерий возраста
более 3,46 млрд лет, Западная
Австралия).

Мезоархейская
эра

Мезоархей — геологическая
эра,
часть архея.
Охватывает время от 3,2 до 2,8 миллиарда
лет назад. Датировка чисто хронологическая,
не основана на стратиграфии.
Окаменелости, найденные в Австралии показывают,
что в мезоархее на Земле уже
жили строматолиты.

Неоархейская
эра

Неоархей —
геологическая эра, часть архея.
Охватывает время от 2,8 до 2,5 миллиарда
лет назад. Период определен только
хронометрически (без привлечения
стратиграфических данных). Относится
к Беломорскому циклу, в который происходило
формирование настоящей континентальной
земной коры. Кислородныйфотосинтез впервые
появился в этой эре, и стал причиной кислородной
катастрофы,
случившейся позже (в палеопротерозое)
из-за ядовитого выброса кислорода в
атмосферу.

Протерозойский
эон

Протерозойский
эон — геологический эон,
который длился от 2500 до 542,0 ± 1,0 млн
лет назад. Приходит на смену архею.
Самый длительный эон в истории Земли.

Палеопротерозойская
эра

Палеопротерозой —
геологическая эра, часть протерозоя,
продолжавшаяся от 2,5 до 1,6 миллиарда лет
назад. В это время наступает первая
стабилизация континентов.
В это время также эволюционировали цианобактерии —
тип бактерий, использующих биохимический
процесс фотосинтеза для
производства энергии и кислорода.

Важнейшее
событие раннего палеопротерозоя — кислородная
катастрофа:
значительное повышение содержания
кислорода в атмосфере. До этого почти
все формы жизни были анаэробами,
то есть их обмен веществ зависел от форм
клеточного дыхания, которые не требовали
кислорода. Кислород в больших количествах
губителен для большинства анаэробных
бактерий, поэтому в это время большая
часть живых организмов на Земле исчезла.
Оставшиеся формы жизни были либо
невосприимчивы к воздействию кислорода,
либо жили в среде, его лишенной.

Палеопротерозой
разделен на четыре периода (от наиболее
раннего до наиболее позднего):

• сидерий

• риасий

• орозирий

• статерий

В заключение

Источники:

Science285doi10.1126/science.285.5430.1033PMIDScience217Bibcode1982Sci…217…65Cdoi10.1126/science.217.4554.65PMID»Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya»Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America87Bibcode1990PNAS…87.4576Wdoi10.1073/pnas.87.12.4576PMCPMID  ISBN978-0-387-24143-2CrenarchaeotaThe Tree of Life Web Project  283  Bibcode1980Natur.283…69W doi10.1038/283069a0″Ferroplasma acidiphilum gen. nov., sp. nov., an acidophilic, autotrophic, ferrous-iron-oxidizing, cell-wall-lacking, mesophilic member of the Ferroplasmaceae fam. nov., comprising a distinct lineage of the Archaea»  50 «The ultrastructure of Ignicoccus: evidence for a novel outer membrane and for intracellular vesicle budding in an archaeon»Archaea1doi10.1155/2002/307480PMCPMID»Biosynthesis of ether-type polar lipids in archaea and evolutionary considerations»Microbiol. Mol. Biol. Rev.71doi10.1128/MMBR.00033-06PMCPMIDCurr. Opin. Gen. Dev.1Curr. Opin. Microbiol.4DOI10.1016/S1369-5274(00)00190-9PMID 11282478Mol. Microbiol.48PMID 12694606Spang A., Saw J. H., Jørgensen S. L., Zaremba-Niedzwiedzka K., Martijn J., Lind A. E.,van Eijk R., Schleper C., Guy L., Ettema T. J.Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes.DOI10.1038/nature14447PMID 2594573940DOI10.1016/S0065-2911(08)60135-6PMID 9889982http://old.www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3086593/http://old.www.eoearth.org/view/article/160977/  8 doi10.1016/j.mib.2005.10.015 PMID  46 doi10.1080/10408690590957296 PMID 12  doi10.1007/s00792-007-0087-9 PMID»Perspectives on biotechnological applications of archaea»  1  doi10.1155/2002/436561 PMCPMID Wei Sheng Wu Xue Bao  42  PMID Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 28 doi10.1038/sj/jim/7000190 PMID «Archaeal Antimicrobials: An Undiscovered Country»  isbn=978-1-904455-27-1http://old.phenomena.nationalgeographic.com/2014/10/24/how-an-antibiotic-gene-jumped-all-over-the-tree-of-life/http://old.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-0691.2012.03913.x/epdfhttp://old.jb.asm.org/content/193/17/4380.fullhttp://old.www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3895606/http://old.www.tandfonline.com/doi/abs/10.4161/gmic.26749