Жизнь существует на Земле около 5 млрд. лет. Однако то, что происходило в этот длительный период времени на Земле, наука представляет себе достаточно хорошо. Большую помощь в этом оказывает изучение горных пород, сохранивших окаменевшие остатки древних организмов. Известно, что горные породы залегают слоями и самый нижний слой является самым древним. Следовательно, остатки растений и животных, встречаемые в нижних слоях, должны быть более древними по происхождению, чем организмы, жившие в поздние эпохи и оказавшиеся в виде окаменелостей в более верхних слоях. Достаточно знать характерные для данного пласта ископаемые, чтобы определить возраст породы.
Современная наука располагает радиоактивными методами определения возраста пород – ториевым, урановым, рубидиевым, калиевым, углеродным и др. Эти методы позволили создать шкалу геологического летоисчисления, представляющую собственно историю развития жизни на Земле.
Архейская (самая древняя) эра, продолжавшаяся более 900 млн. лет, оставила мало, следов жизни, так как пласты 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, которые за простую организацию (у них мелкие клетки без четко выраженного ядра) - получили название прокариотов.
В архее произошли три крупных ароморфоза, сыгравших громадную роль в дальнейшем развитии жизни на Земле: 1) возник половой процесс, приведший к обмену генами и появлению комбинативной изменчивости, которая значительно расширила материал для естественного отбора; 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) образовались многоклеточные организмы, способные захватывать и переваривать более крупные частицы и осваивать новые среды обитания.
Протерозойская эра длилась примерно 2 млрд. лет. В эту эру процветали зеленые водоросли - организмы с типичными клетками - эукариоты. Среди них были формы свободноплавающие, и придонные. От последних в дальнейшем возникли формы с расчлененным телом. В протерозое процветали многоклеточные мор животные - кишечнополостные, кольчатые черви, моллюски, иглокожие и членистоногие, а в конце эры появились хордовые (бесчерепные).
В протерозойскую эру произошли следующие крупные ароморфозы: сформировалась
двусторонняя симметрия, обеспечившая дифференцировку тела на спинную и брюшную стороны, передний и задний концы. Спинная сторона выполняла защитную функцию, брюшная - обеспечивала движение и захват пищи, в переднем конце развивались органы чувств, а затем - нервные узлы и головной мозг. Это значительно повысило жизненную активность животных; появились первые хордовые - самый высокоорганизованный тип животных. Наличие хорды обеспечило опору мускулатуры; центральная нервная система в виде трубки способствовала их активизации, появились органы дыхания - жабры.
Палеозойская эра – эра древней жизни. Возраст – 570 млн. лет.
Кембрийский период получил своё название от древнего названия Уэльса. Кембрий продолжался около 80 млн. лет. Этот период характеризуется довольно ровным и теплым климатом. Суша, представлявшая в конце протерозоя единый суперконтинент, раскололась на отдельные материки, сгруппированные около экватора. Это привело к созданию большого количества мелких прибрежных районов, пригодных для расселения живых организмов. Кембрийский период ознаменовался возникновением и распространением представителей новых типов беспозвоночных животных, многие из которых имели известковый или фосфатный скелет. Ученые связывают это с появлением хищничества. Среди одноклеточных животных были многочисленны фораминиферы – представители простейших, имевших известковую раковину. Первыми из многоклеточных скелетных организмов были археоциаты – своеобразные существа, имевшие форму кубка с двойными стенками. Появились и достигли большого разнообразия трилобиты, относящиеся к типу членистоногих. Некоторые из находок в кембрийских отложениях (пластинки, своим строением напоминающие чешую рыбообразных) позволяют ученым предположить, что в это время могли появиться и древнейшие позвоночные. В целом в кембрии появились почти все известные типы животных.
Ордовикский период получил своё название от одного из кельтских племен, обитавших в той части Англии, где находятся характерные для этого периода остатки. В этот период происходили активные горообразовательные процессы, площадь суши значительно сократилась. В морях господствовали из растений разнообразные водоросли, из животных – трилобиты. Археоциаты к этому времени вымерли, на смену им пришли кораллы. Для ордовикских отложений характерны граптолиты – колониальные полухордовые животные, сочетавшие признаки беспозвоночных и позвоночных животных.
Силурийский период также получил название от кельтских племен. Климат силура был более сухим, чем в ордовике, увеличилась площадь суши, представленной суперконтинентом Пангей. В морях уменьшается разнообразие трилобитов, появляются новые членистоногие – ракоскорпионы, достигавшие в длину 2 метров. Начинается массовое распространение первых настоящих позвоночных – панцирных бесчелюстных. По форме тела они напоминали рыб, но принадлежали к другому классу. До настоящего времени сохранились представители этого класса – миноги.
Важнейшим ароморфозом этого периода был выход растений на сушу. Это были споровые растения псилофиты. Они росли на прибрежных мелководьях, настоящих корней у них не было, специальные нитевидные отростки служили для прикрепления к почве. Вслед за растениями на сушу вышли и представители животных. Ими были паукообразные, очень похожие на современных скорпионов.
Девонский период назван от графства Девоншир в Англии, где найдены характерные для этого периода слои древнего песчаника – следы древних пустынь. Продолжилось поднятие суши и сокращение площади морей. Климат стал более континентальным, в горных районах наблюдались оледенения. В девонских морях господствующее положение заняли хрящевые рыбы, появились и костные рыбы. Среди костных рыб особое положение занимают кистеперые рыбы. Их плавники с мускулистой кистевидно
расчлененной лопастью позволяли им не только плавать, но и переползать по дну пересыхающих водоёмов. Долго считалось, что кистеперые рыбы, дав начало назем позвоночным, вымерли в палеозое. Однако в середине ХХ в. первую такую живую рыбу выловили у берегов Южной Африки. В честь первой исследовательницы этого «живого ископаемого» К. Латимер ры6у назвали Латимерией. К настоящему времени выловлено более 100 экземпляров этой крупной (длиной до 1, 8 м и весом до 95 кг) рыбы. Продолжалось освоение суши членистоногими. Появились и первые земноводные, которые, по-видимому, вели водный образ жизни, хотя и могли переползать по суше, - ихтиостеги и ла6иринтодоныl, внешне похожие на тритонов и саламандр и достигавшие длины до 5 м. От высыхания их защищала кожа, покрытая слизистым секретом. К концу девонского периода на поверхности суши стали возникать первые леса. Они состояли из споровых растений - папоротникообразных, плаунов, хвощей.
Каменноугольный период получил своё название из-за огромных масс каменного угля. Карбон отличался теплым мягким климатом и активной вулканической деятельностью. Чередующиеся наступления и отступления моря погубили массу животных и растений и образовали топи и болота, зараставшие древовидными папоротниками и хвощами. В этих условиях шло приспособление животных к различным средам обитания: на суше процветали пауки и скорпионы, в воздухе летали насекомые; в топях и болотах царствовали земноводные; в морях плавали иглокожие, моллюски.
В конце карбона и начале Перми произошли горообразовательные процессы, влажный климат сменился сухим. Это привело к новым ароморфозам. На смену растениям пришли более высокоорганизованные и приспособленные к произрастанию условиях сухого климата семенные папоротники и голосеменные растения, у которых оплодотворение происходило вне воды. На смену земноводным пришли более приспособленные к новым условиям и высокоорганизованные - пресмыкающиеся. Роговой слой защищал их тело от высыхания, плотная оболочка и большой запас питательных веществ в яйце Обеспечивали благоприятные условия для развития зародыша.
Пермский период назван по имени русского города Пермь, возле которого найдены характерные отложения. Пермь отличалась засушливым континентальным климатом и активной вулканической деятельностью. Это способствовало дальнейшему распространению голосеменных и исчезновению древовидных хвощей и папоротников. В этот период вымерли трилобиты, многие земноводные, большее развитие получили пресмыкающиеся, насекомые, акулы и кистеперые рыбы.
Основной ароморфоз - на смену хвощам и папоротникам приходят голосеменные растения.
Мезозойская эра - эра средней жизни.
Название триасового периода происходит отложений, найденных в Германии поверх пермских отложений. В триасовый период климат был континентальным. Это способствовало развитию голосеменных растений и пресмыкающихся, заселивших всю планету. В морях обитали моллюски, иглокожие, акулы, двоякодышащие рыбы.
Крупным ароморфозом было появление в конце триаса первых млекопитающих и настоящих костистых рыб.
Юрский период получил название от цепи гор на границе Франции и Швейцарии. Юрский период отличался мягким климатом. В этот период господствовали голосеменные растения, были распространены небольшие хвощи, папоротники. Из животных особый расцвет получили пресмыкающиеся, заселившие моря, сушу и воздух.