Кислород в атмосфере Земли появился не «сам по себе». Его накопление связано с работой цианобактерий — организмов, которые первыми освоили кислородный фотосинтез. Примерно 2,4 млрд лет назад это привело к резкому изменению условий жизни на планете: многие древние формы жизни не выдержали кислорода, а у будущих — появился шанс на сложность и эволюционный рывок.
Земля до кислорода: жизнь уже есть, воздуха — ещё нет
Представьте Землю 3,5–4 миллиарда лет назад. Без лесов и животных, с горячими океанами и почти пустой сушей. Атмосфера — без кислорода, привычного нам O₂. И всё равно жизнь уже существует.
Первыми «жителями» планеты были прокариоты — клетки без ядра, похожие на современные бактерии и археи. Их суперсила в том, что они выживали там, где большинство организмов погибло бы: у вулканов, в воде, на мелководьях. Энергию получали по-разному: кто-то — из химических реакций, кто-то — из света.
Первыми «жителями» планеты были прокариоты — клетки без ядра, похожие на современные бактерии и археи. Их суперсила в том, что они выживали там, где большинство организмов погибло бы: у вулканов, в воде, на мелководьях. Энергию получали по-разному: кто-то — из химических реакций, кто-то — из света.
Откуда мы знаем, что они существовали, если они микроскопические?
Улики — буквально в камнях.
Строматолиты — слоистые каменные структуры, которые образуются, когда микробные сообщества улавливают частицы осадка и постепенно наращивают слои. По сути, микроорганизмы «строят» камень.
Самые древние строматолиты находили:
Строматолиты — слоистые каменные структуры, которые образуются, когда микробные сообщества улавливают частицы осадка и постепенно наращивают слои. По сути, микроорганизмы «строят» камень.
Самые древние строматолиты находили:
- в Австралии (Dresser Formation) — около 3,48 млрд лет,
- в Гренландии (Isua Greenstone Belt) — около 3,7 млрд лет, хотя по этим структурам до сих пор идут научные споры: это следы жизни или деформация пород.
Цианобактерии и важный нюанс про «первых»
Часто можно услышать: «Строматолиты сделали цианобактерии». Частично верно, но есть нюанс.
В ранней истории Земли строматолиты могли образовывать и другие микробы — анаэробные фототрофы или хемотрофы. А вот цианобактерии стали по-настоящему судьбоносными позже, потому что именно они первыми освоили кислородный фотосинтез.
И именно их деятельность со временем привела к главному повороту в истории планеты — к накоплению кислорода.
В ранней истории Земли строматолиты могли образовывать и другие микробы — анаэробные фототрофы или хемотрофы. А вот цианобактерии стали по-настоящему судьбоносными позже, потому что именно они первыми освоили кислородный фотосинтез.
И именно их деятельность со временем привела к главному повороту в истории планеты — к накоплению кислорода.
Что такое кислородная катастрофа
Кислородная катастрофа (её ещё называют Великим кислородным событием) — период примерно 2,4 млрд лет назад, когда кислород начал заметно накапливаться в атмосфере и радикально изменил условия жизни на Земле.
Сценарий был таким:
Для большинства древних организмов кислород оказался токсичным, потому что они жили в бескислородной среде. Итог — массовое вымирание анаэробных форм жизни.
Сценарий был таким:
- Цианобактерии производили кислород.
- Сначала кислород «уходил» в океаны и породы — связывался, например, в виде железистых кварцитов.
- Когда природные «поглотители» исчерпались, O₂ начал накапливаться в атмосфере.
Для большинства древних организмов кислород оказался токсичным, потому что они жили в бескислородной среде. Итог — массовое вымирание анаэробных форм жизни.
Почему кислород стал подарком, хотя сначала был ядом
Кислород сделал атмосферу окислительной, а не восстановительной. И это привело к двум ключевым последствиям:
1) Появился озоновый слой
Из кислорода сформировался озон (O₃) — защитный экран от жёсткого ультрафиолета. Это резко расширило «безопасные зоны» для жизни.
2) Стало возможно аэробное дыхание
Аэробное дыхание даёт больше энергии, чем анаэробные способы получения энергии. А где больше энергии — там выше шанс на усложнение организмов.
Получается, цианобактерии запустили мощный отбор: выживали те, кто смог либо нейтрализовать кислород, либо использовать его как источник преимуществ.
1) Появился озоновый слой
Из кислорода сформировался озон (O₃) — защитный экран от жёсткого ультрафиолета. Это резко расширило «безопасные зоны» для жизни.
2) Стало возможно аэробное дыхание
Аэробное дыхание даёт больше энергии, чем анаэробные способы получения энергии. А где больше энергии — там выше шанс на усложнение организмов.
Получается, цианобактерии запустили мощный отбор: выживали те, кто смог либо нейтрализовать кислород, либо использовать его как источник преимуществ.
ИТОГ
Цианобактерии изменили правила игры: кислород сначала стал причиной вымирания, а затем — фундаментом для будущего сложной жизни. В перспективе именно кислород создал условия, при которых стали возможны многоклеточные организмы — и в конечном счёте мы с вами.
Полезные ссылки MyBridge
- Биология: подготовка к ОГЭ и ЕГЭ
- Подготовка к ЕГЭ по биологии 90+
Хотите подготовку по биологии без хаоса?
Запишитесь на диагностику: она покажет сильные и слабые темы и поможет собрать понятный план подготовки под ваш уровень.
