Część 1. Wszystko rozpoczyna się w wodzie
Historia powstania naszej planety i życia na niej to okres około 4,6 miliarda lat. Czy Słońce było wcześniej czy Ziemia? Prawdopodobnie Słońce powstało o 600 milionów lat wcześniej. Czyli nie jest dużo starsze od naszej planety.
Pierwszym okresem (eonem) kształtowania się naszej planety jest prekambr, który dzieli się na dwie mniejsze jednostki czasowe: pierwsza z nich to archaik, trwający przez prawie 2,1 mld lat, którego początek przyjęto 4,6 mld lat temu, a umowne zakończenie 2,5 mld lat temu. Drugą jednostką jest proterozoik, któremu przypisano początek 2,5 mld a koniec 542 mln lat wstecz. Czas jego trwania to również prawie 2 miliardy lat.
Okres prekambryjski trwał około 4 miliardy lat. Warunki do życia nie były wtedy sprzyjające, zwłaszcza jeżeli chodzi o pierwszy okres, czyli archaik. Temperatura otoczenia wynosiła prawie 100 stopni Celsjusza. Panowała ciemność. Jedyne światło, jakie wtedy występowało, pochodziło z wybuchów wulkanów, wyładowań atmosferycznych i spadających meteorytów. Pierwsze organizmy, które żyły w tych niekorzystnych warunkach to bakterie jednokomórkowe. Następnie pojawiły się bakterie wielokomórkowe oraz wirusy. Te żyją na naszej planecie od prawie 3,5 miliarda lat (co warto zauważyć w dobie pandemii koronawirusa). Możemy więc powiedzieć, że był to świat mikrostworzeń.
Pod koniec proterozoiku pojawiły się stworzenia, które żyją do dziś: grzyby, glony, meduzy, gąbki, robaki (w tym robaki płaskie). Na szczególną uwagę zasługują dwa okresy tego eonu: kriogen i ediakar.
Nazwa kriogen pochodzi od greckich słów kryos (mróz) oraz genesis (narodziny). Możemy więc powiedzieć, że był to czas „narodzin mrozu”. Kriogen trwał około 100 mln lat (od 750 do 635 mln lat wstecz). Ówczesną Ziemię moglibyśmy nazywać „Planetą Śnieżką”, gdyż w czasie kriogenu zlodowacenia występowały na wszystkich kontynentach, nawet tych, które znajdowały się na równiku. Pod koniec zlodowacenia (ostatni milion lat) nastąpił znaczny wzrost zawartości dwutlenku węgla w atmosferze. Była to największa zawartość tego związku w całej historii naszej planety. Zjawisko to mogło nastąpić z wystąpieniem deglacjacji – topnienia lodowca, czyli procesu jego stopniowego zmniejszania się lub zaniku. Wskutek zmian klimatycznych następuje odsłanianie powierzchni lodowca. Podobne zjawiska jego topnienia możemy zaobserwować dzisiaj. Również następuje zwiększenie zawartości dwutlenku węgla w atmosferze, z taką różnicą, że w kriogenie nie było kopcących fabryk, domów ogrzewanych przez dymiące piece, samochodów i całej szkodliwej cywilizacji. Wtedy wzrost dwutlenku węgla przypisywany był topniejącym lodowcom, a dzisiaj działalności człowieka.
Drugi ciekawy okres tego eonu to trwający przez 93 mln lat ediakar (od 635 do 542 mln lat temu). Z tego czasu pochodzą najstarsze znane nam organizmy wielokomórkowe. Ediakarowi przypisuje się również powstanie drapieżnictwa oraz dziwacznych form życia, które naukowcy określają dziś jako „nieudany eksperyment”. Pojawiają się tu też pierwsze formy podobne do mięczaków, a u zwierząt rozwija się tzw. symetria dwuboczna.
Jednymi z najstarszych skamieniałości dokumentujących życie na naszej planecie są stromatolity. Formy te, budowane przez bakterie jednokomórkowe, przypominały olbrzymie grzyby. Do dziś sinice tworzą takie konstrukcje, niezmiennie od ponad 3,7 miliarda lat. Skamieniałości te możemy podziwiać w ścisłym rezerwacie przyrody na zachodnim wybrzeżu Australii. Warto wspomnieć, że sinice żyją na całym świecie, również w Polsce. Podczas upalnego lata zmniejsza się drastycznie ilość tlenu w wodzie w jeziorach, a to stwarza idealne warunki do rozwoju sinic.
Po prekambrze rozpoczyna się era paleozoiczna. Nazwa paleozoik oznacza „stary czas”. Era paleozoiczna dzieli się na 6 okresów czasowych i są to: kambr, ordowik, sylur, dewon, karbon i perm. Era ta trwała prawie przez 300 mln lat (od 542 do 251 mln lat temu). Lata podawane są tu w bardzo dużym przybliżeniu i zaokrąglane. Nie uwzględniają błędu tolerancji w danym okresie, który mógł wynosić nawet 1,7 mln lat. Ponadto różne źródła naukowe posługują się odmiennymi liczbami a nawet różnym podziałem, dzieląc te okresy na mniejsze jednostki czasowe. Tego typu szczegóły mają jednak znaczenie podczas badań naukowych, a my chcemy się tu skoncentrować na wiedzy ogólnej.
W artykule „Początki życia na Ziemi – cz. 1. Wszystko rozpoczyna się w wodzie” przedstawimy tylko trzy pierwsze okresy paleozoiku tj. kambr, ordowik i sylur. W okresach tych nastąpił bardzo duży rozwój różnorodnych form życia w wodzie.
Pierwszy z tych okresów – kambr – trwał przez około 54 mln lat (od 542 do 488 mln lat temu). Był to bardzo ważny czas w historii naszej planety. Świadczy o tym choćby fakt, że cały poprzedni eon nazwany został prekambrem, co oznacza „przed kambrem”.
W okresie kambryjskim następuje wielka eksplozja życia. Dominują trylobity – stawonogi, które stanowią 60% wszystkich żyjących zwierząt. Trylobity jako pierwsze wykształciły narząd wzroku. W tym okresie pojawiają się też gatunki zwierząt, które żyją do dnia dzisiejszego. Warto wymienić znane nam ślimaki, małże, ramienionogi, pierwsze bezszczękowce, koralowce i łodzikowate (głowonogi). Dodatkowo w wodach pojawiają się grzyby oraz pierwsze strunowce. Największym drapieżnikiem tego okresu jest Anomalocaris, które swym wyglądem przypominało gigantyczną krewetkę.
W połowie kambru zaczyna się jedno z pierwszych wymierań – wymieranie archeocjatów i kryzys trylobitów. Ponadto pod koniec kambru rozpoczynają się ruchy górotwórcze (orogeneza kaledońska) trwające do początkowego dewonu (Caledonia w języku łacińskim jest określeniem Szkocji). W okresie kambryjskim powstały Góry Kaledońskie i Skandynawskie.
Drugim okresem paleozoiku jest ordowik. Trwał przez około 45 mln lat, pomiędzy 488 a 443 mln lat przed naszą erą.
Po wymieraniu kambryjskim następuje dalszy rozwój zwierząt. Pojawiają się znane nam i żyjące do dziś rozgwiazdy, wężowidła, jeżowce, liliowce, wielkoraki (skorpiony morskie). Swój szczyt rozwoju przeżywają łodzikowate, a do największych drapieżników tego okresu zaliczamy łodzika Endoceras (muszla wraz z komorą mieszkalną mogła osiągać długość nawet 9 metrów).
W tym okresie żyje największy z trylobitów, osiągający długość 72 cm Isotelus rex.
Pojawiają się ryby bezszczękowe. Od ordowiku do dziś żyje bezszczękowiec minóg (możemy go spotkać na terenach Polski i Ukrainy – jest pod ścisłą ochroną. Był przysmakiem na stołach królewskich. Serwowano go podczas królewskich uczt weselnych). Na lądzie pojawiają się pierwsze grzyby lądowe, a w wodach słodkich glony słodkowodne.
W wyniku nadal trwającej orogenezy kaledońskiej na początku ordowiku następuje wypiętrzanie Gór Świętokrzyskich. W efekcie wypiętrzenia powstaje też Szkocja i Szwecja.
Pod koniec ordowiku ma miejsce „wielkie wymieranie”. Wymiera ok. 60% gatunków zwierząt. Głównie dotyczy to ramienionogów, małży, szkarłupni i koralowców.
Trzecim okresem paleozoiku, w którym życie rozwija się głównie w morzach i oceanach jest sylur. Czas jego trwania określa się na około 27 mln lat, pomiędzy 443 a 416 mln lat przed naszą erą.
Po wymieraniu ordowickim, w sylurze, pojawiają się pierwsze ryby szczękowe, w tym ryby pancerne, fałdopłetwe i kostnochrzęstne. Następuje dalszy rozwój ryb bezszczękowych. W morzach żyją skorpiony.
Jednym z największych drapieżników tego okresu był Pterygotus. Nazwany jest „skrzydlatą rybą”, choć tak naprawdę to skorpion morski i należy zaliczyć go do wymarłej gromady wielkoraków, które prawdopodobnie dały swój początek skorpionom lądowym.
W sylurze pojawiły się pierwsze ryby słodkowodne, a na lądzie pierwsze rośliny naczyniowe – ryniofity (Cooksonia) oraz pierwsze widłaki (widłaki rosną do dziś – w Polsce są pod ochroną).
Na ląd „wypełzły” skorpiony Paleophonus. Posiadały dobrze rozwinięte skrzela, za to nie wykształciły narządu wzroku. Żyły zarówno na lądzie, jak również w wodzie. Od syluru znane są też pierwsze pajęczaki – roztocza. Jest to jedyny okres, w którym nie ma miejsca gwałtowne wymieranie wielu grup zwierząt.
W wyniku kolizji kontynentu Baltiki z Laurencją i Avalonią powstał superkontynent – Laurosja (Eurameryka). Od syluru istnieje też wyspa znana dziś jako Irlandia.
Pod koniec syluru swój początek miała orogeneza hercyńska, nazywana również waryscyjską, która trwała do końca permu. Orogeneza kaledońska zbliżała się ku końcowi
i ostatecznie zamknęła się na początku następnego okresu paleozoiku – dewonu.
W następnym numerze czasopisma NFE News będzie kontynuowany temat początków życia na naszej planecie. Ukaże się druga część tej historii, zatytułowana „Wypełzamy na ląd”, i będzie poświęcona właśnie okresowi zasiedlania lądu.
