Водоросли

[править]Кислород

Состав атмосферы  начал радикально меняться с появлением на Земле живых организмов, в результате фотосинтеза, сопровождающегося выделением кислорода и поглощением углекислого газа. Первоначально кислород расходовался на окисление восстановленных соединений — аммиака, углеводородов, закисной формы железа, содержавшейся в океанах и др. По окончании данного этапа содержание кислорода в атмосфере стало расти. Постепенно образовалась современная атмосфера, обладающая окислительными свойствами. Поскольку это вызвало серьезные и резкие изменения многих процессов, протекающих в атмосфере,литосфере и биосфере, это событие получило название Кислородная катастрофа.

В течение фанерозоя состав атмосферы и содержание кислорода претерпевали изменения. Они коррелировали прежде всего со скоростью отложения органических осадочных пород. Так, в периоды угленакопления содержание кислорода в атмосфере, видимо, заметно превышало современный уровень.

[править]Углекислый газ

Содержание в атмосфере  СО₂ зависит от вулканической деятельности и химических процессов в земных оболочках, но более всего — от интенсивности биосинтеза и разложения органики вбиосфере Земли. Практически вся текущая биомасса планеты (около 2,4×10¹² тонн[1]) образуется за счет углекислоты, азота и водяного пара, содержащихся в атмосферном воздухе. Захороненная в океане, в болотах и в лесах органика превращается в уголь, нефть и природный газ. (см. Геохимический цикл углерода).

[править]Благородные газы

Источник инертных газов — аргона, гелия и криптона — вулканические извержения и распад радиоактивных элементов. Земля в целом и атмосфера в частности обеднены инертными газами по сравнению с космосом. Считается, что причина этого заключена в непрерывной утечке газов в межпланетное пространство.

[править]Загрязнение атмосферы

В последнее время  на эволюцию атмосферы стал оказывать  влияние человек. Результатом его деятельности стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа из-за сжигания углеводородного топлива, накопленного в предыдущие геологические эпохи. Громадные количества СО₂ потребляются при фотосинтезе и поглощаются мировым океаном. Этот газ поступает в атмосферу благодаря разложению карбонатных горных пород и органических веществ растительного и животного происхождения, а также вследствие вулканизма и производственной деятельности человека. За последние 100 лет содержание СО₂в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 20—30 лет количество СО₂ в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата.

Сжигание топлива — основной источник и загрязняющих газов (СО, NO, SO₂). Диоксид серы окисляется кислородом воздуха до SO₃ в верхних слоях атмосферы, который в свою очередь взаимодействует с парами воды и аммиака, а образующиеся при этом серная кислота (Н₂SO₄) исульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) возвращаются на поверхность Земли в виде т. н. кислотных дождей. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца (тетраэтилсвинец Pb(CH₃CH₂)₄)).

Аэрозольное загрязнение  атмосферы обусловлено как естественными  причинами (извержение вулканов, пыльные  бури, унос капель морской воды и  пыльцы растений и др.), так и хозяйственной  деятельностью человека (добыча руд  и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

Литература

1. В. В. Парин, Ф. П. Космолинский, Б. А. Душков «Космическая биология и медицина» (издание 2-е, переработанное и дополненное), М.: «Просвещение», 1975, 223 стр.
2. Н. В. Гусакова «Химия окружающей среды», Ростов-на-Дону: Феникс, 2004, 192 с ISBN 5-222-05386-5
3. Соколов В. А.. Геохимия природных газов, М., 1971;
4. МакИвен М., Филлипс Л.. Химия атмосферы, М., 1978;
5. Уорк K., Уорнер С., Загрязнение воздуха. Источники и контроль, пер. с англ., М.. 1980;
6. Мониторинг фонового загрязнения природных сред. в. 1, Л., 1982.

Развитие  органического мира в архейскую  и протерозойную эры.

Наукой  установлено, что жизнь возникла около 3,5 млрд лет назад. Первые существа, появившиеся в водах первичного океана, были одноклеточными гетеротрофами, обитавшими в анаэробных условиях. Именно они дали начало всему многообразию жизни на Земле.

В архейскую  эру атмосфера Земли была бескислородной и носила восстановительный характер. На всей Земле преобладал теплый и  влажный климат.

В этот период широкое распространение  получили разнообразные бактерии и цианобактерии. Об этом свидетельствуют месторождения известняка и мрамора - пород органического происхождения. В архейскую эру происходят крупные изменения - ароморфозы: появляются организмы эукариоты, многоклеточные организмы, фотосинтез.

В результате изменений климата естественным отбором сохранялись организмы, у которых формировались приспособления, соответствующие среде обитания. Это обусловило эволюцию живой природы, формирование новых видов.

Истощение органических веществ в водах первичного океана выполняло роль отбирающего фактора и способствовало образованию организмов с различными способами питания. Это уменьшало конкуренцию между ними. Так появились организмы с хлорофиллом, в клетках которых происходил фотосинтез. Фотосинтез способствовал накоплению кислорода в атмосфере и гидросфере, формированию озонового слоя, то есть возникновению предпосылок для выхода жизни на сушу.

В конце  архейской эры появились первые зеленые водоросли - эукариоты - организмы  с оформленным ядром. Повысилась надежность хранения и передачи генетической информации, поскольку в ядрах клеток сосредоточилась почти вся ДНК.

Формирование  многоклеточных организмов положило начало дифференциации органов и тканей, специализации клеток, их приспособленности к выполнению определенных функций.

В начале протерозойской эры атмосфера по-прежнему не содержала кислорода, однако климат изменился: формируются климатические  пояса, включая арктический, появляются сезонные изменения климата. К концу  эры в атмосфере и гидросфере накапливается кислород. Накопление свободного кислорода обусловило возникновение организмов - аэробов, которые использовали для дыхания кислород. Это создавало новые взаимоотношения между организмами: некоторые бактерии, растения выделяли в окружающую среду кислород, синтезировали органические вещества, которые использовались животными. В водах океана появились многоклеточные зеленые водоросли.

Предками  многоклеточных животных были колониальные организмы.

Широкое распространение в протерозое получили кишечнополостные. Они обладали способностью к движению, но радиальная симметрия тела и отсутствие мышечной ткани ограничивали дальнейшую эволюцию этих животных.

Эволюция  животных пошла по пути формирования двусторонней симметрии тела и мышц. Эти ароморфозы привели к возникновению плоских червей.

Расчленение тела на сегменты у кольчатых червей также считают ароморфозом, благодаря  которому движения стали значительно  разнообразнее. Это стимулировало  дальнейшее развитие нервной системы, органов чувств, что давало значительные преимущества в борьбе за существование. От древних кольчатых червей произошли членистоногие.

К концу  протерозоя уже существовали все  типы беспозвоночных: одноклеточные, губки, кишечнополостные, черви, членистоногие.

В океане появились первые хордовые животные типа ланцетников. Возникновение хорды, выполняющей роль осевого скелета, сыграло большую роль в эволюции позвоночных, так как у них увеличились размеры тела, стал развиваться головной мозг, усложнилось поведение.