История жизни и палеонтологическая летопись

Палеонтологическая летопись сохраняет историю жизни на протяжении более трех миллиардов лет, от самых ранних микробов до разнообразия растений и животных, как это прослеживается по породам последовательных геологических эпох.

Definition

Палеонтологическая летопись — это совокупность сохранившихся останков и следов прошлой жизни в горных породах, а история жизни — это реконструированная последовательность возникновения, диверсификации и смены организмов на протяжении геологического времени.

Scope

Эта тема охватывает общую картину истории жизни, задокументированную ископаемыми: происхождение и раннее доминирование микробной жизни, появление сложных многоклеточных организмов и кембрийскую диверсификацию, а также основные переходы растений и животных. Она рассматривает палеонтологическую летопись как геологический архив, дополняющий биологическую эволюцию.

Core questions

• Когда и как впервые появилась жизнь, и почему она так долго оставалась микробной?
• Что такое кембрийский взрыв и почему он важен?
• Насколько полна и смещена палеонтологическая летопись как свидетельство прошлой жизни?

Key theories

Долгий микробный пролог

Большую часть истории Земли жизнь была микробной, с доминированием прокариот, а затем одноклеточных эукариот; повышение атмосферного кислорода благодаря фотосинтезирующим микробам подготовило почву для сложной жизни.

Кембрийская диверсификация животных

В начале кембрия планы строения тела животных быстро диверсифицировались в палеонтологической летописи, что ознаменовало появление большинства основных групп сложных животных за геологически короткий промежуток времени.

Mechanisms

Организмы сохраняются в виде ископаемых, когда их останки или следы захороняются и литифицируются до того, как они разложатся, — процесс, сильно смещенный в сторону твердых частей и определенных сред. Изучение ископаемых в стратиграфическом порядке выявляет появление, диверсификацию и вымирание групп с течением времени, при этом при реконструкции истории жизни необходимо учитывать пробелы и смещения в сохранности.

Clinical relevance

Палеонтологическая летопись обеспечивает эмпирическую основу для биостратиграфической корреляции и датирования, документирует долгосрочное биоразнообразие и его реакции на изменения окружающей среды, а также предоставляет контекст для понимания современного вымирания и изменений экосистем.

History

Кювье установил, что ископаемые фиксируют вымершие организмы в начале девятнадцатого века. Открытия двадцатого века, включая сланцы Бёрджес Уолкотта и признание докембрийских микробных ископаемых, значительно расширили известную историю жизни, а современная палеобиология интегрирует их с эволюционными и геохимическими данными.

Debates

Реальность и темпы кембрийского взрыва

Являлась ли кембрийская диверсификация действительно резким эволюционным событием или артефактом улучшенной сохранности и первого появления твердых частей, продолжает обсуждаться среди палеонтологов.

Key figures

• Andrew Knoll
• Michael Benton
• Charles Walcott
• Georges Cuvier

Seminal works

• knoll2003
• benton2014

Frequently asked questions

Почему палеонтологическая летопись неполна?

Большинство организмов разлагаются, не сохраняясь, а фоссилизация благоприятствует организмам с твердыми телами в средах, где происходит быстрое захоронение; последующая эрозия и метаморфизм также разрушают ископаемые, поэтому летопись фиксирует лишь небольшую, смещенную выборку прошлой жизни.