Обзор архея - царства бактерий

Главная > О веке бактерий
Цианобактерии - биосфера архея

"...Бог следит внимательно за теми процессами, которые происходят на Земле, и пока эти процессы развиваются в соответствии с задуманным сценарием он остаётся сторонним наблюдателем. Но стоит эксперименту принять нежелательный поворот, как следует оперативное вмешательство." (Лимарев)

Разделы страницы с обзором архейской эры:


Хронологические уточнения

Термин "архей" предложен в 1872 году американским геологом Дж. Дана. Современное (2009) и старое деление архея:

  • Неоархей (2,8-2,5 Ma);
  • Мезоархей (3,2-2,8 Ma);
  • Палеоархей (3,6-3,2 Ma);
  • Эоархей (4,0-3,6 Ma).
  • Поздний / верхний (3,0-2,5 * 109 лет);
  • Средний (3,4-3,0 * 109 лет);
  • Ранний / нижний (4,0-3,4 * 109 лет);

Новое деление - не очень удачное - оно не имеет ни стратиграфических, ни других материальных привязок.

Развитие органического мира в архее

В  конце архейской эры в морях появляются комочки белкового вещества, положившие начало всему живому на Земле. Древнейшие остатки организмов были найдены в осадочных толщах Родезии, имеющих возраст 2,9—3,2 * 109 лет [средний архей]. Там обнаружены следы жизнедеятельности водорослей (вероятно, сине-зеленых).

Живые организмы архея были представлены сначала анаэробными прокариотами, позже появляются синезеленые. Фотосинтез синезеленых - важнейший ароморфоз [кардинальное изменение] архейской эры. Благодаря их жизнедеятельности атмосфера начинает обогащаться кислородом. В дальнейшем [только в протерозое?] появляются эукариоты и многоклеточные организмы [связано ли это с фотосинтезом и появлением кислорода?].

Жизнь оставила мало следов в архейских пластах, т.к. они сильно изменились под воздействием высокой температуры и давления. Найденные в горных породах этой эры графит, известняк и мрамор говорят о существовании в ту пору сине-зеленых водорослей и бактерий. Горные породы архея содержат много графита, считается, что графит образовался из остатков живых организмов. Обнаружены строматолиты - конусообразные известковые образования биогенного происхождения. Бактериальное происхождение имеют запасы серы, железа, меди, никеля, кобальта.

В  архейской эре возникли первые живые организмы [вернее, вызрели]. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали органические соединения «первичного «бульона». (В осадочных породах древностью 3.5 млрд. лет обнаружены биополимеры). 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 [затем - эукариотические зеленые водоросли?]. Появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли в атмосферу 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.

Диплоидность, возникшая одновременно с оформленным ядром [т.е., половой процесс появился у эукариот?], позволяет сохранить мутации в гетероготном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловили неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой – возможность "разделения труда" между клетками колонии, т.е. образование многочисленных организмов.

Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей – эктодермы и энтодермы, что в дальнейшем дало возможность для возникновения сложных органов и систем органов. Совершенствование взаимодействия между клетками сначала контактного, а затем с помощью нервной и эндокринной систем обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого. Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Некоторые перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок. От них произошли плоские черви [ползающий летать не может, так же как сидячий - ползать]. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.

В  архее произошли 4 крупных ароморфоза [сведения нужно проверить], сыгравших громадную роль в дальнейшем развитии жизни на Земле:

  1. Возник половой процесс [ещё у прокариот?], приведший к обмену генами и появлению комбинативной изменчивости, которая значительно расширила материал для естественного отбора [по другим сведениям - в протерозое, но вряд ли];
  2. Появился фотосинтез, приведший к разделению единого органического мира по способу питания на мир растений и мир животных. Растения оказались способными синтезировать необходимые для жизни вещества из неорганических — автотрофные организмы. Они обеспечили накопление кислорода и органических веществ, которые использовали для своей жизнедеятельности животные — гетеротрофные организмы.
  3. Из симбиоза прокариот возникли эукариоты - одноклеточные организмы с обособленным в ядре генетическим материалом.
  4. Образовались многоклеточные организмы [вот это вряд ли, скорее всего, это ароморфох протерохоя], способные захватывать и переваривать более крупные частицы и осваивать новые среды обитания.

[Это старая гипотеза о том, что жизнь произошла на Земле, когда там установилась благоприятная среда - теперь нормализацию климата для появления жизни относят уже в более ранний катархей. Слишком уж стремительно в архее произошли крупнейшие ароморфозы: от "белковых комочков" через прокариот и эукариот до многоклеточных! Реальнее предположить, что первые белковые формы возникли в космосе и не только "давно засевали" Землю, но и были в самой предпланетной пыли. А генетический механизм может иметь историю развития даже до [!] Большого взрыва - если только он не изобретен искусственно. Кстати, ввиду "левосторонности" "живых" аминокислот возникает предположение, что жизнь не ограничивается только белком и ДНК, а несет в себе особый "дух", который присутствует даже в элементарных частицах (как считал Пьер Тейяр де Шарден) и, возможно, составляет "темную энергию" Вселенной].

Геологические отложения архея

В  ту пору в теплых водах первичного океана протекали различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Атмосфера Земли тогда была бескислородной и носила восстановительный характер.

В  архее нижнесилурийские и кембрийские отложения, заключающие богатую флору и фауну, и составляющие основание всех осадочных образований земной коры, подстилаются мощной толщей глинистых и кристаллических сланцев, известняков, гнейсов и т.п. пород, частью вовсе лишенных органических остатков, частью крайне ими бедных. В Америке, где впервые эта группа геологических памятников подверглась тщательному изучению, ее разбили на 2 подгруппы, на две системы [ранний и поздний архей], принятые и для всей Европы; но в последнее время в Америке стали склоняться к делению архейской группы на 3 системы [нижний, средний и верхний архей].

Нижняя часть архейских, т. е. самых древних отложений, состоящая из гнейсов, гранулитов, гранитов, слюдяных сланцев, известняков и конгломератов, характеризуется сильным господством гнейсов, почти полным отсутствием следов органической жизни и носит название лаврентьевской системы (от реки святого Лаврентия), также системы первобытных (первозданных) сланцев. Лаврентьевские гнейсы и сопровождающие их породы, по представлению многих геологов, являются первичной твердой корой Земли, первой твердой оболочкой охлаждающегося огненно-жидкого земного шара.

Верхняя группа сложена преимущественно слюдяными и глинистыми сланцами, известняками, содержит больше остатков органической жизни, хотя также еще очень бедна ими, и называется системой первобытных (первозданных) гнейсов, системой Гуронской (по Гуронскому озеру).

Вот ведь интересно - отложения, где "господствуют гнейсы", назвали системой первобытных сланцев. А отложения со сланцами, где про гнейсы ни слова - системой первобытных гнейсов :))). Может, перепутал автор?

Предполагая, что вся вообще архейская группа лишена следов органической жизни, ее назвали азойской, т. е. лишенной органической жизни; после того как стали известны остатки животного и растительного царств в азойских отложениях, их правильнее (вместе с некоторыми геологами) стали называть агнотозойскими, т. е. такими, в которых органическая жизнь мало известна (частью даже вовсе неизвестна), но в которых она бесспорно существовала, так как следующие за ними кембрийские и силурийские отложения содержат уже сравнительно высоко организованную фауну, бесспорно имевшую многих предшественников. Неизмеримая древность архейских отложений, глубокая гидрохимическая и динамическая метаморфизация во многих случаях совершенно уничтожили или по крайней мере сильно замаскировали остатки органической жизни, сделали архейские породы "азойскими". Общая мощность архейских отложений превышает 3000 метров, древность не поддается определению числом столетий и тысячелетий, а определяется геологическими периодами.

В  архейскую эру начали впервые обрисовываться материки и зародилась органическая жизнь. В лаврентьевских отложениях единственными ее следами является громадная корненожка (Eozoon Canadense), которая многими учеными рассматривается как родоначальник органической жизни, между тем как многие геологи отрицают вполне органическое происхождение Eozoon и видят в нем лишь минеральное конкрециозное образование. Графит, очень распространенный в Лаврентьевских горных породах, свидетельствует в пользу существования растительных организмов. В гуронских породах, кроме углистых веществ (шунгит), найдены остатки червей, иглокожих, водорослей.

Вулканическая деятельность, отличавшаяся в этот отдаленный период истории земной коры особой интенсивностью и массовым характером, доставила на земную поверхность громадные массы гранитов, диабазов, габбро и сиенитов. Золото, серебро, медные и железные руды, драгоценные камни (изумруды, турмалины, хризобериллы и т. п.) очень распространены в архейских породах.

В России в этом отношении выделяется Урал, играющий по своим минеральным богатствам первенствующую роль во всей Европе. Остатки архейской эры в виде различных архейских пород покрывают значительные площади Америки, Азии, Европы (Скандинавия, Богемия, Бавария, Саксония, Шотландия, Альпы и т. д.). В России архейские отложения, в особенности лаврентьевские, пользуются значительным развитием в Финляндии, Архангельской обл., также в Тиманском кряже на Урале, в Днепровской кристаллической полосе , а также в некоторых частях Сибири (Подкаменная Тунгуска, Саянский и Яблоновый хребты, Байкал).

Источники сведений и обзоры об архее


Главная   Науки о природе   Биология :

Археозой: Об архее | О криптозое (2,5) | Катархей (4,6) | Эоархей (4,0) | Палеоархей (3,6) | Мезоархей (3,2) | Неоархей (2,8) | Галактические года

На правах рекламы (см. условия): Купить шаровой клапан "Кизельман" kieselmann.ru    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 20.03.2018
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня