Загальне землезнавство - Олійник Я.Б. - 8.2. Виникнення і еволюція біосфери

Виникнення життя і біосфери є великою нерозв'язаною проблемою сучасного природознавства. Нині існують з цього приводу різні гіпотези, але їх суть можна звести до двох основних точок зору — гіпотези панспермії і гіпотези земного походження життя.

Згідно з гіпотезою панспермії, життя виникло поза Землею і на неї занесено ззовні. Але прихильники цієї гіпотези ухиляються від відповіді на питання, як саме виникла жива речовина, і стоять на позиціях агностицизму, тобто непізнаванності складних явищ природи. Ймовірність занесення органічної речовини на планету не слід беззастережно відкидати. Адже на метеоритах іноді знаходять сліди органічної речовини. Невідомо лише, належала вона небесним тілам ще у космосі чи потрапила на них уже на Землі. На думку окремих учених знайдені на метеоритах амінокислоти утворилися внаслідок поступової хімічної еволюції речовин, які передують виникненню життя. Варто зазначити, що амінокислоти є органічними сполуками, які входять до складу всіх білкових речовин тваринних і рослинних організмів. Вважають, що вуглеводні сполуки були занесені на Землю кометами.

Більшість учених схиляються все ж до гіпотези про земне походження життя. Воно виникло з неорганічної матерії на певному етапі її еволюції. Сталося це в давні геологічні епохи (приблизно 2—3,5 млрд. років тому), коли атмосфера була насичена воднем, метаном, аміаком. Під впливом діяльності вулканів, електричних атмосферних розрядів (блискавок) та інших специфічних природних явищ могли синтезуватись первинні хімічні сполуки, аж до аміно- і нуклеїнових кислот. Пізніше з них утворилися найпростіші білкові речовини.

Найкращі умови для виникнення життя на нашій планеті були в океанах, особливо на його мілководдях, де стикаються між собою три стихії: літосфера, гідросфера і атмосфера. Вода, як і повітря, захищала первісні примітивні організми від космічного опромінювання. Первісні організми Землі не збереглися у викопному стані, але вважають, що вони нагадували собою сучасні ультрамікроби, які були позбавлені оболонки. Ці організми розмножувалися діленням, в них не було клітинного ядра.

Поява перших багатоклітинних організмів була пов'язана з поступовим збільшенням в атмосфері і гідросфері кисню. У рослинному царстві панували синьо-зелені водорості. Тваринний світ характеризувався низьким рівнем розвитку і бідністю видів. Найчисленнішою була група бактерій. Вони брали активну участь у процесах розкладу, окислення й акумуляції неорганічних сполук.

У кінці протерозою з'явилися форамініфери, радіолярії, кремнієві губки, кишковопорожнинні, черв'яки і дрібні членистоногі. Всі вони не мали твердого скелету і тому дуже рідко зустрічаються у викопному стані.

На початку фанерозою (близько 600 млн років тому) відбулася важлива зміна в складі морської фауни. Багато організмів набули твердої частини тіла — скелету. Значно поширилися молюски. У них уже з'явилася нервова система і система травлення, органи чуття, серце, органи кровообігу. Більшість представників цього типу мали вапнякові раковини. Дуже своєрідною групою були трилобіти. Ці найдавніші членистоногі жили на морському дні, а деякі навіть вільно плавали. Плоске тіло тварини було вкрите твердим хітиновим панциром.

У силурійському періоді велика кількість живої речовини планети виходить з океанічного середовища на сушу. Відбувається масове переселення багатоклітинних організмів (спочатку рослин, а пізніше тварин) на поверхню материків. Особливо сприятливі умови первісні сухопутні організми знаходили на територіях низьких широт, з підвищеною температурою і вологістю. Посушливі і напівпосушливі області були заселені пізніше.

Наприкінці силурійського періоду відбувалося повільне відмирання примітивних форм. Вони звільнили життєвий простір більш досконалим формам, які і визначили подальший розвиток органічного світу. Тварини і рослини по долинах рік поширилися далеко в глибину континентів.

На початку девонського періоду, приблизно 400—380 млн років тому, серед рослинності переважали болотолюбиві види, які росли на заболочених узбережжях. Пізніше їм на зміну прийшли плавуневі, хвощеві, папоротеві і голонасінні рослини. На суші в цей час уже жили скорпіони, багатоніжки і комахи. У кінці девонського періоду з'явилися хребетні. Це були земноводні. Серед морської фауни домінували риби. Значно розвинулися також молюски і корали. Вони разом із мшанками і кораловими поліпами створили величезні рифові масиви, які збереглися донині на мілководдях океанічного дна у вигляді підводних бар'єрів і численних коралових островів.

Упродовж кам'яновугільного періоду (350—285 мли років тому) різко збільшилися кількість дерев'янистих форм. У лісових ландшафтах досить сильно розвинулися чагарникові і ліаноподібні. В екваторіальних тропічних областях росли вічнозелені ліси. Вони складалися з деревоподібних плавневих, хвощових і величезних деревоподібних папоротевих. У помірних широтах росли кондуїти, які досягали 30-метрової висоти і мали лінійно витягнуте листя. Серед тварин дуже розвинулися земноводні, які за зовнішнім виглядом нагадували гігантських ящерів.

У пермському періоді (285—230 мли років тому) на зміну споровим і примітивним голонасінним прийшли більш високоорганізовані голонасінні — цикадові гінгкові і хвойні. Із тварин активно розвивалися плазуни. Серед морських безхребетних значного поширення набули представники форамініфер і головоногі молюски.

В тріасовому періоді (230—195 млн років тому) продовжувався пишний розвиток цикадових і гінгкових. У наземній фауні головна роль належала плазунам, але в їх складі відбувалися помітні зміни: котилозаврів і звіроподібних плазунів замінили динозаври. Серед морських тварин розквіту досягли головоногі молюски.

Дуже своєрідним був органічний світ юрського періоду (195—137 млн років тому). Це був час панування голонасінних. Величезні простори займали хвойні, гінгкові, беннетитові і цикадофітові ліси. У фауні переважали плазуни, птахи, риби; з'явилися дрібні ссавці. Серед тварин цього часу особливо привертають до себе у вагу динозаври через свої гігантські розміри. Довжина деяких з них досягала 20—25 м, а маса — 30—50 т.

Протягом крейдового часу (137—65 млн років тому) розвиток організмів та їх розселення вельми залежали від природного середовища. Відбувалася їх диференціація на поверхні Землі залежно від екологічних умов. З'явилися представники вищої фауни — квіткові рослини, які згодом набули провідного значення в різних ландшафтах. З невідомих причин вимерли динозаври. Одна група вчених вважає, що динозаврів витіснили більш розвинені форми ссавців. Багато прихильників має і гіпотеза про раптову зміну кліматичних і космічних умов.

Проте, мабуть, загибель динозаврів має низку причин. Найімовірнішою серед них є посилення впливу космічної радіації, зменшення кількості кисню в атмосфері і надто загальне похолодання клімату, що настало в цей час.

В останню еру історії Землі — кайнозойську — органічний світ за 70 млн років набув сучасних рис. Провідну роль серед рослин зайняли покритонасінні, виникли форми, близькі до сучасних. Величезні зміни відбулися в складі тварин. З'явилися хоботні, хижаки, примати, копитні, гризуни та ін. Залежно від ландшафтно-кліматичних умов переважала та чи інша група ссавців. Найбільш знаменною подією цього періоду стала поява в біосфері людини.

У кайнозої настає ускладнення географічної зональності та її диференціація, що не має аналогів у минулому. В палеогені виникають зони пустель і напівпустель, у неогені — зони степів і лісостепів, у другій половині плейстоцену — зони тайги і тундри, наймолодші ландшафтні зони Землі. Початок плейстоцену ознаменувався зледенінням у полярних і помірних широтах.

Таким чином, біосфера, як і географічна оболонка Землі, перебуває у постійному розвитку. Пізнання історії цього розвитку дозволяє зрозуміти і пояснити сучасні зональні і регіональні особливості розподілу рослинного і тваринного світу, відтворити шляхи їх еволюції та географічного поширення на поверхні планети.