Гіпотеза А.І. Опаріна
Найбільш істотна риса гіпотези А.І. Опаріна - поступове ускладнення хімічної структури та морфологічного вигляду попередників життя на шляху до живим організмам. Відповідно до цієї теорії процес, який призвів до виникнення життя на Землі, може бути розділений на три етапи:
1. Виникнення органічних речовин;
2. Виникнення білків;
3. Виникнення білкових тіл.
Це говорить про те, що середовищем виникнення життя були прибережні райони морів і океанів. Тут, на стику моря, суші і повітря, створювалися сприятливі умови для утворення складних органічних сполук. У концентрованих розчинах білків, нуклеїнових кислот можуть утворюватися згустки, подібні згусткам желатину у водних розчинах. Такі згустки називають коацерватнимі краплями або коацерватами.
Коацервати - це ще живі істоти. Вони зазнали дуже тривалий відбір на стійкі структури. Стійкість було досягнуто внаслідок створення ферментів, які контролюють синтез тих чи інших сполук. Найбільш важливим етапом в походження життя було виникнення механізму відтворення собі подібних і успадкування властивостей попередніх поколінь. Це стало можливим завдяки утворенню складних комплексів нуклеїнових кислот і білків. Так виникло головне властивість, характерна для життя - здатність до відтворення подібних собі молекул. Живі істоти уявляю собою так звані відкриті системи, тобто системи, в яких енергія надходить. Без надходження енергії життя існувати не може. За способами споживання енергії організми діляться на дві великі групи: автовторние і гетеротрофні.
З моменту виникнення життя геологічна і геохімічна історія Землі невіддільна від біологічних процесів. Історію живих організмів на Землі вивчають за збереженими в осадових гірських породах залишкам, відбитками та іншим слідами їх життєдіяльності. Ці займається наука палеонтологія. Для зручності вивчення і опису вся історія Землі розділена на відрізки часу. У геологічному літописі ці відрізки часу відповідають різним верствам осадових порід з включеними в них викопними рештками. Чим глибше розташований шар осадових порід, тим древнє знаходяться там копалини. Таке визначення віку знахідок є відносним. Назви цих відрізків часу грецького походження. Найбільші такі підрозділи - зони, їх дві - кріптозой (прихована життя) і фенорозой (явна життя). Зони діляться на ери. У кріптозой дві ери - архей (найдавніший) і протерозою (первинна життя). Фенорозой включає в себе три ери палеозой (стародавня життя), мезозой (середнє життя) і кайнозой (нове життя). У свою чергу, ери розділені на періоди, періоди іноді ділять на дрібніші частини. Для того щоб з'ясувати, які реальні проміжки часу відповідають ери і періодами, визначають вміст ізотопів різних хімічних елементів в гірських породах і залишках організмів.
Кріптозой. На думку вчених, планета Земля формувалася 4,5 - 7 млрд років тому. Близько 4 млрд. років тому стала остигати і затверділа земна кора. На землі виникали умови, що дозволили розвиватися живим організмам.
Архей. Архей - найдавніша ера, почався більше 3,5 млрд років тому і тривав близько 1 млрд років. У цей час на Землі були вже досить численні ціанобактнріі, скам'янілі продукти життєдіяльності яких - стромаотліти - знайдені в значних кількостях. У архее існувало своєрідна «прокаріотична біосфера». Ціанобактеріям зазвичай для життєдіяльності потрібен кисень. Кисню в атмосфері ще не було, проте їм, мабуть, вистачало кисню, який виділявся при хімічних реакціях, що протікають у земній корі. Які саме організми були першими фотосінтетікамі? Найбільш раннім свідченням існування фотосинтезу є містять вуглець матеріали з таким співвідношенням ізотопів, яке характерне саме для вуглецю, що пройшов через процес фотосинтезу. Виникнення фотосинтезу мало величезне значення для подальшого розвитку життя на Землі. Біосфера отримала невичерпне джерело енергії, а в атмосфері почав накопичуватися кисень.
Протерозою. Протерозойська ера - найдовша в історії Землі. Вона тривала близько 2 млрд. років. Приблизно через 600 млн. років після початку протерозою, близько 2 млрд. років тому, зміст кисню досягло так званої «точки Пастера» - близько 1% від його вмісту в атмосфері, сучасної нам. Повільне, але постійне збільшення вмісту кисню в атмосфері сприяло вдосконаленню клітинного дихання. Нагромадження кисню в атмосфері привело до формування озонового екрану в стратосфері, що зробило принципово можливим життя на суші, захистивши її від смертоносного жорсткого ультрафіолету. Прокаріоти - бактерії і синьозелені жили, мабуть, і на суші, в плівках води між мінеральними частинками в зонах часткового затоплення поблизу водойм. Результатом їх життєдіяльності стало утворення грунту. Не менш важливою подією було і виникнення еукаріотів. Коли воно сталося, невідомо, так як зафіксувати його дуже важко. Дослідження на молекулярному рівні дали підставу деяким вченим припустити, що еукаріоти можуть бути настільки ж древніми як і прокаріоти. Перші еукаріоти були одноклітинними організмами. Найважливішим етапом у розвитку життя стало виникнення многоклеточности. Ця подія дала потужний поштовх збільшенню різноманітності живих організмів, їх еволюції. Багатоклітинного робить можливим спеціалізацію клітин у межах одного організму, виникнення тканин і органів, в тому числі органів почуттів, активне добування їжі, пересування.
Приблизно 680 млн. років тому, ознаменувався потужним спалахом різноманітності багатоклітинних організмів і появою тварин. Виникла в кінці протерозою фауна отримала назву едіакарской, де в середині ХХ ст. в шарах віком 650 - 700 млн. років були виявлені перші відбитки тварин. Ці знахідки послужили причиною виділення в протерозої особливого періоду, який отримав назву венд. Венд тривав приблизно 110 млн. років. За цей короткий в порівнянні з попередніми епохами час виникло і досягло значного різноманіття велику кількість видів багатоклітинних тварин. Вчені припускають, що в кінці протерозою наша планета була дуже мінлива потрясіння. Була дуже високою гідротермальних активність, йшло горотворення, заледеніння змінювалися потеплінням клімату. Кінчався кріптозой, зон «прихованого життя», що охоплює більше 85% всього часу існування життя на Землі, починався новий етап - фонерозой.
Палеозойська ера значно коротше попередніх, вона тривала близько 340 млн. років. До початку палеозою у деяких тварин утворився зовнішній органічний і мінеральний скелет. Його залишки збереглися в осадових породах.
Кембрій. Клімат кембрію був помірним, материки - низинними. Швидким поширенням представників нових типів безхребетних тварин, багато з яких мали вапняний або фосфатний кістяк. Вчені пов'язують це з появою хижацтва. Серед одноклітинних тварин були численні форамініфери - представники найпростіших, що мали вапняну або склеєну з піщинок раковину. Дуже різноманітні були губки. Поряд із сидячими придонними тваринами розвиваються різноманітні рухливі організми: двостулкові, черевоногі і головоногі молюски, кільчасті черви, від яких у кембрії вже відбулися членистоногі - трилобіти.
Ордовик. У ордовику значно збільшується площа морів. У морях ордовика вельми різноманітні зелені, бурі і червоні водорості. Йде інтенсивний процес утворення рифів коралами.
Силур. Відзначено велике иссушение клімату. В кінці силуру спостерігається розвиток своєрідних членистоногих - ракоскорпіонів. До ордовика і силуру відноситься розквіт в морях головоногих молюсків. З'являються нові представники безхребетних - голкошкірі. У силурійських морях починається масове поширення перших справжніх хребетних - панцирних безщелепних. В кінці силуру - початку девону починається інтенсивний розвиток наземних рослин. Перші наземні рослини були позбавлені справжніх листків, їх будова нагадує будову багатоклітинних зелених водоростей, від яких вони походять.
Девон. У морях мешкали справжні риби, витиснули панцирних безщелепних. Серед них були хрящові риби, з'явилися і риби з кістковим скелетом. У мілководних водоймах жили Дводишні риби, у яких поряд із зябровим диханням виникло і легенева. Кістеперие риби виникли в девоні, володіли парними плавниками. На суші з'являються перші ліси з гігантських папоротей, хвощів і плаунів. Нові групи тварин починають завойовувати сушу.
Карбон - кам'яновугільний період. Відбувається помітне потепління і зволоження клімату. Гарячі, тропічного виду болотистих лісах зростають величезні (до 40 м) папороті, хвощі і плауни. Починають поширюватися голонасінні рослини, насіння було покрито оболонкою. Розмноження за допомогою насіння зробило цей процес незалежним від водного середовища.
Перм. Подальше підняття суші призвело до розвитку посушливого клімату і похолодання. Сухість клімату сприяла зникнення земноводних - стегоцефалів. Зате значної різноманітності досягають найдавніші плазуни, які виникли ще в кінці карбону. Плазуни, як відомо, відкладають яйця, які мають спеціальну прошарок з рідини, що захищає зародок від висихання. Завдяки цим пристосуванням плазуни змогли широко розселитися по суші. Вони були самою високоорганізованої групою тварин у пермі. Вихід на суходіл супроводжувався у рослин, членистоногих і хребетних поруч подібних змін у будові тіла, розмноженні, диханні. Ці зміни були пов'язані з придбанням принципово нових рис організації, з еволюцією по шляху морфофізіческого прогресу. В кінці палеозою відбувається горотворення, що викликало підняття суші. Все це призводить до подальшого посилення посушливості клімату, що почався в Пермі. Мезозой називають ерою плазунів.
Тріас. У тріасі сильно скорочуються площі внутрішньоконтинентальних водойм, розвиваються пустельні ландшафти. Вимирає більшість земноводних, майже повністю зникають деревоподібні папороті, хвощі і плауни. Серед рослин сильного розвитку досягають голонасінні, серед тварин - плазуни. З тріасових плазунів дожили до наших днів черепахи, крокодили, гаттерії. У морях розвиваються костисті риби, тоді як різноманітність хрящових і кистеперих риб поступово скорочується. Все більш різноманітними стають головоногі молюски. Поряд з незаперечними прогресивними рисами в організації плазунів є одна дуже істотна недосконала риса - непостійна температура тіла. При зниженні температури середовища плазуни стають млявими, оцепеневают. На протязі всього порівняно теплого мезозою непостійна температура тіла плазунів не була занадто великою негативним властивістю.
Юра. У юре відбувається деяке розширення площ тепловодних морів. Досить різноманітні морські плазуни. Крім іхтіозаврів, в морях з'являються плезіозаври - тварини з широким тулубом, довгими ластами і змієподібної шиєю. Плезіозаври полювали на мілководдях прибережної зони, а іхтіозаври - у відкритому морі. Плазуни почали освоювати і повітряне середовище. Різноманітність літаючих комах створювало умови для розвитку комахоїдних літаючих ящерів. Одночасно з цим набули поширення археоптерикси, химерно поєднували ознаки плазунів і птахів. Голова археоптерикса нагадувала голову ящірки, на крилах збереглися пальці з кігтями, був довгий хвіст. Але поряд з цими примітивними ознаками вони володіли і схожістю з справжніми птахами: тіло було вкрите пір'ям, що виникли з видозміненою луски. Серед рослин у цей період зберігається панування голонасінних. Деякі з них, наприклад секвої, дожили до наших днів.
Мел. Крейдяний період названий у зв'язку з утворенням крейди в морських відкладеннях того часу. Він виник із залишків раковінок найпростіших тварин - форамініфер. Плазуни були представлені у крейди новими динозаврами. Досить різноманітні були літаючі ящери. Птахи ще зберігали зуби, але в іншому істотно не відрізнялися від сучасних птахів. У другій половині крейди збільшується різноманітність ссавців. Непостійна температура тіла і відкладання яєць ставили плазунів у велику залежність від коливань температури середовища, обмежували можливість їх проникнення в приполярні райони. Широке поширення комах і поява перших покритонасінних рослин призвело з часом до зв'язку між ними. У покритонасінних виник квітка - орган розмноження, що привертає комах забарвленням, запахом і запасами нектару. Комахи, харчуючись нектаром, стали переносниками пилку. В умовах різко континентального клімату та загального похолодання виняткові переваги отримали теплокровні - птахи та ссавці, чий розквіт стосується такої ері - кайнозою.
Кайнозойська ера - це розквіт квіткових рослин, комах, птахів і ссавців. Кайнозой ділиться на три періоди - палеоген, неоген і антропоген.
У палеогені - ссавці замінили плазунів, позичивши їх екологічні ніші на землі, птахи стали панувати в повітрі.
У неогені клімат став більш холодним і сухим. Тропічні та саванні ліси, що росли в помірній зоні, змінюються степами.
Антропоген - це той геологічний період, в якому живемо і ми. У антропогені виділяють два століття - плейстоцен і голоцен. На початку плейстоцену, ще було досить тепло, зберігався субтропічний клімат. Протягом плейстоцену спостерігалися дуже сильні зміни клімату - сталося чотири гігантських заледеніння, що змінювали відступом льодовиків. Негативні температури в зоні заледеніння приводили до того, що пари води конденсувалися у вигляді снігу, а танення льодів і снігів щорічно давало менше води, ніж випадало снігу. До початку голоцену, коли почалося глобальне потепління і танення льодовиків, вимерли багато великі ссавці - мамонти, шерстисті носороги, печерний ведмідь. Близько 10 тис. років тому в помірно теплих областях землі настала «неолітична революція», пов'язана з переходом людини від збирання і полювання до землеробства і скотарства. Почалося одомашнення тварин та введення рослин в культуру. Все це визначило той видовий склад органічного світу, який існує в даний час, вплинуло на сучасне географічне поширення організмів, створило їх сучасні суспільства.