Historia życia na Ziemi to długa opowieść o przetrwaniu, wymieraniu i dostosowywaniu się do wciąż zmieniającego się środowiska, trwająca około 4 miliardów lat.

Z tego artykułu dowiesz się:

  • Kiedy w historii geologicznej Ziemi powstały poszczególne grupy organizmów;
  • Jak naukowcy dzielą historię Ziemi.

Początki

Wszystko zaczęło się w nieprzyjaznym, pierwotnym oceanie, po tym jak nasza planeta ostygła na tyle, by utrzymać wodę w stanie ciekłym. Nie ma pewności, kiedy dokładnie powstało życie na Ziemi, ale najstarsze bezdyskusyjne ślady pochodzą sprzed ok. 3,5 mld lat.

Pierwszymi mieszkańcami Ziemi były proste organizmy jednokomórkowe, które przez ponad miliard lat cicho i niemal niezauważalnie żyły w głębinach oceanów, czerpiąc energię z reakcji chemicznych zachodzących w pobliżu kominów hydrotermalnych. Ślady, jakie po sobie zostawiły, to nieco inny skład izotopowy skał. Niewiele młodsze od nich są tzw. stromatolity, czyli drobno laminowane skały powstałe na skutek narastania kolejnych warstw sinic.

Katastrofa tlenowa

Przełomem w ewolucji życia i całej planety było „wynalezienie” fotosyntezy tlenowej przez jednokomórkowe sinice, które zaczęły czerpać energię z łatwo dostępnego światła słonecznego, jednocześnie uwalniając tlen jako produkt uboczny. Doprowadziło to do tzw. katastrofy tlenowej około 2,4 miliarda lat temu. Ponieważ dla większości ówczesnych organizmów żywych tlen był zabójczą trucizną, wzrost jego ilości w oceanach, a później w atmosferze, spowodował ich masowe wymieranie. Ale dla tych, którym udało się przystosować się do nowych warunków, tlen stał się fundamentem, na którym powstało życie wielokomórkowe.

Więcej: https://www.ziemianaskreci.pl/klimat-i-biosfera-45-mld-550-mln-lat-temu/

Jak naukowcy dzielą historię Ziemi

Określenia takie jak „era” albo „okres” mają w nauce konkretne znaczenie i nie należy ich stosować zamiennie.

Graficznie dzieje Ziemi, od powstania do czasów współczesnych, przestawia tabela stratygraficzna. Najczęściej spotkać możemy się z „erami” (wymieniając od najmłodszych): kenozoiczną, mezozoiczną, paleozoiczną. To, co starsze od paleozoiku, nieformalnie nazywa się prekambrem. Takie słowa jak kambr czy ordowik to z kolei „okresy”, czyli jednostki obejmujące kilkanaście do kilkudziesięciu milionów lat. Istnieją naturalnie też jednostki zarówno szersze (eony), jak i węższe (epoki, wieki). To, której jednostki użyjemy zależy od tego, jak dokładnie musimy określić to, jak dawno powstała skała lub żył dany organizm.

Z tabelą stratygraficzną można zapoznać się tutaj: https://stratygrafia.pgi.gov.pl/chronostratigraphy/table

Eksplozja życia

Prawdziwa rewolucja form życia nastąpiła na początku ery paleozoicznej i pierwszego z jej okresów – kambru (539-487 mln lat temu). Od nazwy tego okresu ten etap ewolucji otrzymał nazwę „kambryjskiej eksplozji życia”.

Jeszcze w proterozoiku (czyli przed kambrem) masowo zaczęły pojawiać się organizmy wielokomórkowe, a następnie zwierzęta zaczęły wytwarzać szkielety. Dzięki tym zmianom na początku ery paleozoicznej gwałtownie wzrosła liczebność i różnorodność życia na Ziemi.

W relatywnie krótkim czasie geologicznym pojawiły się niemal wszystkie główne typy zwierząt, jakie znamy dzisiaj – od stawonogów po pierwsze strunowce.

Powstanie szkieletów sprawiło także, że szczątki zwierząt znacznie lepiej zachowywały się jako skamieniałości. Skamieniałością przewodnią (czyli istotną dla naukowców w celu wyznaczania wieku skał) dla kambru były morskie stawonogi – trylobity. Powszechne w tym okresie były także tzw. archeocjaty, czyli prowadzące osiadły tryb życia prymitywne gąbki.

Bogactwo życia w oceanach

W ordowiku (487-443 mln lat temu) pojawiło się wiele nowych grup morskich bezkręgowców, m.in. mszywioły, wielkoraki czy też koralowce tworzące rafy, jednak przede wszystkim intensywnie rozwijały się te, które powstały wcześniej, zwłaszcza ramienionogi, mięczaki i stawonogi. Szczyt swojego rozwoju osiągnęły łodziki (istniejące do dziś głowonogi posiadające zwiniętą muszlę). Z tego okresu pochodzą także najstarsze szkielety prymitywnych ryb. To właśnie w ordowiku ukształtował się ekosystem, który będzie dominował aż do końca ery paleozoicznej.

Skamieniałościami przewodnimi dla ordowiku są graptolity. Były to niewielkie (najczęściej kilkucentymetrowe), wydłużone, planktoniczne organizmy, licznie spotykane w ciemnych skałach łupkowych. Przypominają nieco znaki jakiegoś egzotycznego alfabetu (stąd nazwa – z języka greckiego graptos = pisany, lithos = kamień). W ordowiku rozpoczęła się również powolna kolonizacja lądu, początkowo przez rośliny podobne do mszaków oraz zwierzęta zbliżone do pajęczaków lub wijów.

Ekspansja życia na ląd

W sylurskich morzach (443-420 mln lat temu) intensywnie rozwijały się ryby, wśród których pojawił się nowy wynalazek: pełne ostrych zębów szczęki. Ówczesne stawonogi, jak np. wielkoraki, osiągały nawet ponad 2 metry długości. Wśród skamieniałości przewodnich dla tego okresu oprócz trylobitów i graptolitów wymienić należy ramienionogi.

Sylur to okres dalszej kolonizacji lądu przez rośliny, zwłaszcza prymitywne rośliny naczyniowe, takie jak np. należąca do ryniofitów kuksonia. Wokół tych roślin żyły lądowe stawonogi, żywiące się martwą materią organiczną.

Czas ryb

W dewonie (420-359 mln lat temu) powstawały rafy koralowe o niespotykanych dziś rozmiarach. Świat morskich bezkręgowców reprezentowały ramienionogi, małże, ślimaki i głowonogi. Ze względu na liczebność i różnorodność ryb dewon bywa nazywany „epoką ryb”.

Na lądzie pojawiły się pierwsze kręgowce lądowe (tzw. tetrapody), które wyewoluowały z ryb mięśniopłetwych. Z nich rozwinęły się niedługo potem płazy. Warto wiedzieć, że najstarsze na świecie ślady takiego tetrapoda znaleziono w Polsce, w kamieniołomie Zachełmie niedaleko Kielc. Na lądzie rozwinęły się też pierwsze duże zbiorowiska leśne, tzw. lasy archeopterysowe, tworzone przez widłaki, skrzypy i paprocie. Wśród skamieniałości przewodnich dla dewonu ważne są tzw. konodonty, czyli elementy szkieletowe – „zęby” – niewielkich stworzeń podobnych do współczesnych minogów.

Więcej o konodontach: https://www.ziemianaskreci.pl/zagadki-konodontow/

Karbońskie lasy widłaków i paproci

W karbońskich morzach (359-299 mln lat temu) intensywnie rozwijały się szkarłupnie, mięczaki, ramienionogi, a wśród kręgowców rekiny. Wymarło z kolei wiele gatunków koralowców i gąbek, a więc głównych budowniczych raf. W karbonie wymarły również graptolity.

W karbonie lądy porastały rozległe lasy drzewiastych paproci, skrzypów i widłaków, z których powstały eksploatowane dzisiaj złoża węgla kamiennego. Pojawiły się już pierwsze rośliny nagonasienne i latające owady. Wśród kręgowców ewoluowały pierwsze gady i synapsydy (przodkowie ssaków).

Ważnymi skamieniałościami przewodnimi dla karbonu są ramienionogi, konodonty oraz drobne morskie organizmy planktoniczne zwane otwornicami, o pięknych, ażurowych szkieletach (aczkolwiek widocznych dopiero pod mikroskopem).

Największe wymieranie w dziejach

W permie (ostatni okres paleozoiku, 299-252 mln lat temu) w płytkich morzach wokół superkontynentu Pangei rozwijały się rafy gąbkowe i mszywiołowe, zamieszkane przez ramienionogi, szkarłupnie i ślimaki. Na lądach rozwijają się gady i synapsydy, aczkolwiek wciąż duże znaczenie miały płazy. Wśród roślin dominowały nagozalążkowe drzewa miłorzębowe i drzewiaste paprocie nasienne.

Skamieniałościami przewodnimi permu, obok ramienionogów i otwornic, są amonity, czyli głowonogi o zwiniętych muszlach. Na granicy permu i triasu, czyli na granicy ery paleozoicznej i mezozoicznej miało miejsce największe wymieranie w historii Ziemi, obejmujące większość organizmów morskich (prawie 90-95 % gatunków!) oraz lądowych (około 70 %).

Mezozoik – świat inny, ale jednocześnie tak podobny

Ery mezozoiczna, zwana popularnie erą gadów, trwała prawie 200 mln lat od końca permu aż do sławnego wymierania dinozaurów 66 mln lat temu. Dzieli się na trias, jurę i kredę.

W triasie (252-201 mln lat temu) w morzach w strefach przybrzeżnych dominowały liliowce – osiadłe zwierzęta przypominające trochę wodorosty, których miejscami było tak dużo że tworzyły tzw. łąki liliowcowe. Morskimi skamieniałościami przewodnimi dla triasu są bardzo zróżnicowane amonity, małże i ramienionogi.

Na lądzie zróżnicowaniu uległy gady, wśród których pojawiły się m.in. pierwsze żółwie, dinozaury, plezjozaury i ichtiozaury.

Pojawiły się też płazy bezogonowe, przodkowie żab oraz pierwsze prymitywne (i bardzo małe) ssaki. Wśród roślin wymarły rośliny glosopterysowe. Bardziej wilgotne obszary porastały lasy złożone z roślin nagonasiennych i paproci drzewiastych, ale większą część kontynentu pokrywały suche obszary, głównie pustynie.

Dinozaury dominują na lądzie, amonity w oceanach

W jurze (201-143 mln lat temu) w ciepłych morzach licznie występowały gąbki, małże, ślimaki i głowonogi, szczególnie amonity i belemnity (podobne do kalmarów głowonogi z charakterystycznym szkieletem), które stały się skamieniałościami przewodnimi dla tego okresu. Ich skamieniałości przypominające pociski licznie spotkać możemy w Polsce w jurajskich skałach Jury Krakowsko-Częstochowskiej.

Lądy zamieszkiwały dinozaury, stając się dominującą grupą zwierząt, osiągając ogromną różnorodność i z czasem gigantyczne rozmiary. Był to czas panowania potężnych roślinożerców, takich jak długoszyje zauropody (w tym żyjące pod koniec jury sławne brachiozaury czy diplodoki) czy opancerzonych stegozaurów. Wśród drapieżników prym wiodły średnie i duże teropody, czyli dinozaury dwunożne, w tym słynny dilofozaur i allozaur.

Więcej: https://www.ziemianaskreci.pl/klimat-w-jurze-201-145-mln-lat-temu/

Kwiaty i tyranozaury

W kredzie (145-66 mln lat temu) w dalszym ciągu na lądach dominują dinozaury. To wtedy żyły najsłynniejsze z mięsożernych gigantów – tyranozaur i spinozaur.

Wśród roślin masowo zaczynają rozwijać się okrytozalążkowe („kwiatowe”), a wraz z nimi owady zbierające pyłek, w tym pierwsze pszczoły. Rozwijają się istniejące już od dawna ssaki – pojawiają się stekowce oraz prawdopodobnie już torbacze i łożyskowce. Skamieniałościami przewodnimi dla kredy są: amonity, belemnity, małże i otwornice.

Idą zmiany

Na granicy kredy i paleogenu, czyli ery mezozoicznej i kenozoicznej, miało miejsce kolejne wielkie wymieranie, kojarzone z upadkiem wielkiej asteroidy (aczkolwiek powodów było więcej, w tym intensywny wulkanizm), które objęło zarówno zwierzęta morskie (amonity, belemnity, plezjozaury, ichtiozaury) jak i lądowe (nieptasie dinozaury, pterozaury, ptaki uzębione).

A dlaczego tylko „nieptasie” dinozaury? Otóż wszystkie ptaki żyjące dzisiaj to w sensie ewolucyjnym dinozaury, potomkowie tych, które przetrwały wymieranie późnokredowe.

Era ssaków

Era kenozoiczna często bywa nazywana erą ssaków. W paleogenie (66-23 mln lat temu) ssaki i ptaki przejęły po wymarłych dinozaurach dominującą rolę w ekosystemach lądowych. Pojawiły się pierwsze kopytne. Ich szybki rozwój wynikał z rozwoju traw i powstania na Ziemi olbrzymich obszarów stepów i sawann, stanowiących naturalne pastwiska.

Lądy przemierzały gigantyczne ssaki, jak np. spokrewniony z nosorożcami Paraceraterium.

W przestworzach do ptaków dołączyły pierwsze nietoperze. Ssaki przejęły również miejsce mezozoicznych morskich gadów – od około 45 mln lat temu przodkowie dzisiejszych waleni w pełni przystosowali się do wodnego życia.

Wielkie migracje

W neogenie (23-2,6 mln lat temu) zwierzęta i rośliny coraz bardziej upodabniają się do fauny i flory znanej nam obecnie. Pojawiły się m.in. mamuty, słonie i mastodonty, jak również nosorożce czy współczesne niedźwiedzie.

Spadek poziomu morza w wyniku ochłodzenia klimatu odsłonił duże obszary lądu i umożliwił organizmom wędrówkę i zajmowanie nowych terenów, m.in. słonie powędrowały z Afryki do Eurazji, a nosorożce z Indii osiedliły się w Afryce i Ameryce Północnej.

W Afryce pojawiły się pierwsze hominidy, czyli przodkowie i dalecy krewni człowieka.

W morzach z kolei grasował największy znany rekin – megalodon, który polował na bardzo zróżnicowane walenie.

Megafauna i człowiek

Na początku czwartorzędu (od 2,6 mln temu) pojawiło się wiele zwierząt żyjących do dzisiaj. Wśród tych, które nie występują współcześnie, najbardziej znana jest tzw. megafauna plejstoceńska, a więc wielkie ssaki przystosowane do życia w chłodnym i zimnym klimacie, takie jak mamut włochaty, nosorożec włochaty i jeleń olbrzymi.

Bardzo dużych rozmiarów były także zwierzęta, które dziś nie kojarzymy z megafauną: dwumetrowe bobry, drapieżne ptaki o rozpiętości skrzydeł sięgającej 5 metrów czy ważące 5 ton leniwce.

W Afryce pojawiły się pierwsi przedstawiciele rodzaju Homo, którzy w kolejnych falach opuszczali kontynent i rozprzestrzeniali się po świecie. Sprzed około 300 tys. lat temu pochodzą najstarsze znaleziska współczesnych ludzi.

Opracowano na podstawie treści serwisu internetowego „Zrozumieć Ziemię” (red. G. Pieńkowski, S. Cwojdziński, A. Fijałkowska–Mader, M. Krzeczyńska, T. Krzywicki, J. Malec, J. Pacuła, K. Pochocka–Szwarc, J. Rychel, S. Salwa, Z. Szczepanik, P. Szrek, A. Wierzbowski, P. Woźniak, Z. Złonkiewicz).

Aktualizacja i adaptacja w ramach zadania psg pn. „Ochrona georóżnorodności, geoedukacja i geoturystyka”, finansowanego ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej: P. Derkowski, M. Świło, 2025.