Es un complejo proceso físico, químico y bioquímico que tarda cientos de millones de años en transformar la materia inorgánica en vida primitiva compuesta de materia orgánica, para luego desarrollarse desde la vida primitiva hasta convertirse en células. Los organismos tardan más en desarrollarse desde células procarióticas hasta células eucariotas. A lo largo de la larga historia geológica, los organismos han pasado de ser simples a complejos, de niveles bajos a avanzados, de acuáticos a terrestres, y se han vuelto cada vez más adaptables, hasta formar con el tiempo una biosfera próspera (Figura 11-20).
Figura 11-20 Las principales etapas de la evolución de la vida
(Según Zhang Yun 1998)
Los primeros registros de vida descubiertos hasta ahora son algunos conservados en el oeste Groenlandia Carbono orgánico sintetizado biológicamente en antiguas rocas metamórficas sedimentarias, que datan de aproximadamente 3.800 millones de años. Representa el primer avance importante en la evolución de la vida, lo que indica que la Tierra completó la etapa química de la evolución previa a la vida y produjo vida primitiva hacia el final de la Era Fanerozoica, la Era Arcaica Temprana.
El registro fósil biológico más antiguo son los estromatolitos formados por algas verdiazules que se encuentran en la Plataforma de Australia Occidental, que datan de hace 3.500 millones de años; estromatolitos similares encontrados en Sudáfrica se formaron hace 3.400 millones de años. Con base en estos fósiles paleontológicos, se especula que las bacterias, algas y procariotas que vivían en el antiguo océano, tenían funciones fotosintéticas, podían precipitar carbonatos y construir estromatolitos, habían ocupado la biosfera desde hace 3.500 millones de años hasta hace 2.000 millones de años. Dominante, probablemente el único tipo de vida. Es decir, duraron durante toda la Era Arcaica y hasta la Era Proterozoica, pero florecieron en períodos posteriores. En la Era Proterozoica, los hongos y las algas florecieron sin precedentes, lo que se llama la era de los hongos y las algas. Durante este período, además de las cianobacterias de bajo nivel, también aparecieron una gran cantidad de algas de alto nivel, como las algas pardas y las algas rojas. Los eucariotas comenzaron a aparecer hace entre 190 y 2 mil millones de años, lo que fue el segundo evento más grande en la historia de la evolución biológica. El tercer salto importante en la evolución biológica fue la aparición de organismos multicelulares. En general, se cree que las plantas multicelulares aparecieron a principios de la Era Neoproterozoica hace entre 900 millones y 654,38+0 mil millones de años, mientras que los animales multicelulares (también conocidos como metazoos) aparecieron en la Era Neoproterozoica media hace 800 millones de años. A finales del Neoproterozoico, hace entre 700 y 600 millones de años, se desarrollaron por primera vez animales multicelulares y aparecieron muchos tipos (figura 11-21). Por ejemplo, la fauna de Ediacara de Australia, que en su mayoría son moluscos multicelulares, puede utilizarse como ejemplo representativo. A finales de la Era Neoproterozoica comenzaron a aparecer algunos pequeños animales de caparazón duro, marcando que el desarrollo biológico estaba a punto de entrar en una nueva etapa.
Figura 11-21 Diagrama de evolución animal
(Según Su, 1987)
Durante la Era Fanerozoica (los últimos 542 millones de años), la evolución biológica se produjo rápidamente. Entró en una etapa próspera, los seres vivos ocuparon gradualmente los reinos del mar, la tierra y el aire, formando una biosfera completa y continua y diversos entornos ecológicos. En esta etapa, la evolución biológica a menudo toma la forma de un big bang, y casi todas las categorías entran en un período de prosperidad a través del big bang. Entre ellos, muchas ramas resultantes de la evolución de la radiación han continuado y algunas se han extinguido.
La más destacada es la "Explosión Biológica Cámbrica", cuando entró por primera vez en el Fanerozoico, cuando de repente florecieron en grandes cantidades todo tipo de organismos más avanzados. Según la investigación, hay más de 900 fósiles de animales en el período Cámbrico temprano y aparecieron por primera vez 9 especies de vida marina. El fósil de la "fauna de Chengjiang" (hace 530 millones de años) descubierto en Chengjiang, Yunnan, China, es un ejemplo típico. Al igual que la evolución explosiva, la extinción biológica también es repentina. La extinción de especies antiguas deja un vasto espacio para el desarrollo explosivo de nuevas especies. Ha habido al menos cinco eventos de extinción masiva desde el Fanerozoico, que ocurrieron en los períodos Cámbrico, Devónico, Pérmico, Triásico y Cretácico tardío.
En los océanos del Paleozoico temprano continuaron desarrollándose diversas algas marinas, pero el desarrollo de los animales marinos fue más destacado. El Paleozoico temprano fue un período sin precedentes para los invertebrados marinos. Los trilobites florecieron en el Cámbrico y el Ordovícico, los graptolitos florecieron en el Ordovícico y el Silúrico, y la mayoría de ellos se extinguieron al final del Silúrico. Durante este período comenzaron a aparecer los vertebrados primitivos.
A finales del Paleozoico Temprano y comienzos del Paleozoico Tardío, las plantas comenzaron a aterrizar primero, y aparecieron por primera vez plantas terrestres inferiores que eran mitad acuáticas y mitad terrestres. En el Devónico dominaban las gimnospermas inferiores y los licófitos, que generalmente florecían en zonas cercanas al agua. Durante el período Carbonífero, las plantas se habían expandido básicamente hacia el interior a gran escala, y florecieron escamas de peces y juncos. El bosque era denso en ese momento, con miles de árboles elevándose hacia el cielo. A finales del Paleozoico, los últimos esporofitos disminuyeron y fueron reemplazadas las gimnospermas. Los vertebrados surgieron a finales del Paleozoico, saltando del agua a la tierra. Los peces florecieron durante el período Devónico. Durante su evolución, algunos peces cambiaron su estructura corporal para adaptarse al ambiente terrestre. Uno de los peces con aletas lobuladas evolucionó hasta convertirse en los primeros anfibios. Este fue un evento importante en el desembarco de los vertebrados, que ocurrió a finales del período Devónico. . Los invertebrados llegaron un poco antes (pero más tarde que las plantas), probablemente en el Devónico temprano y medio. Durante el período Carbonífero-Pérmico, los anfibios se desarrollaron sin precedentes gracias a las exuberantes plantas y numerosos insectos. Al final del Pérmico, los anfibios se convirtieron en reptiles y se deshicieron por completo de su dependencia del agua. Los invertebrados marinos continuaron desarrollándose en el Paleozoico tardío, siendo los corales, braquiópodos y amonites los más abundantes.
El reino vegetal mesozoico se caracterizó por el desarrollo de gimnospermas, representadas por cícadas, ginkgos y coníferas. En esta época, los verdaderos helechos y artrópodos continuaron desarrollándose, y las angiospermas comenzaron a aparecer a finales del Mesozoico. La Era Mesozoica fue la era de los reptiles, especialmente de los dinosaurios que aparecieron en el Triásico Medio, con multitud de especies. Los dinosaurios mesozoicos gobernaron durante un período de tiempo y se convirtieron en los animales terrestres dominantes en la tierra. Algunos se adaptaron con éxito al ambiente oceánico y aéreo, al final del período Cretácico, los dinosaurios se extinguieron. Las aves y los mamíferos comenzaron a aparecer a finales de la Era Mesozoica.
Las gimnospermas cenozoicas pasaron a un segundo plano y las angiospermas florecieron; los invertebrados continuaron evolucionando, con una amplia variedad de especies. El gran desarrollo de los mamíferos es una característica importante del mundo biológico cenozoico. Los mamíferos son animales de sangre caliente que pasan de ovíparos a vivíparos y tienen una mayor adaptabilidad al medio ambiente. El evento más importante en la evolución de la vida en el Cenozoico es el surgimiento y evolución de los humanos (Figura 11-22).
Figura 11-22 Diagrama esquemático de las etapas evolutivas humanas
(Citado de Tao Shilong et al., 2010)
Los humanos evolucionaron gradualmente a partir de los simios entre los primates. Desde entonces, ha experimentado el proceso evolutivo de vivir en los árboles a vivir en la tierra, de caminar sobre cuatro extremidades a caminar sobre dos piernas, y su capacidad cerebral ha crecido de pequeña a grande. Generalmente se cree que la secuencia evolutiva de los humanos prehistóricos va desde Lamarcinopithecus y Australopithecus hasta Homo habilis, Homo erectus, Homo sapiens temprano y Homo sapiens tardío. Los humanos posteriores se denominan humanos modernos (Figura 11-22). Los primeros grandes simios aparecieron entre el Eoceno y el Oligoceno y vivieron una vida arbórea. Durante el proceso de desarrollo, debido a cambios en el clima y la vegetación, algunos de ellos se extinguieron, y uno de ellos se convirtió en un antiguo simio con la doble capacidad de vivir en el suelo y en los árboles desde el Mioceno hasta el Plioceno, una especie; de simio se convirtió en simio, como el fósil de Australopithecus en África Oriental, que data de hace más de 4 millones de años. Los primeros humanos aparecieron desde finales del Plioceno hasta principios del Cuaternario, que es la etapa de Homo habilis. Por ejemplo, los fósiles de Homo habilis en Etiopía y Kenia en África Oriental tienen aproximadamente 3 millones de años. El Homo erectus apareció por primera vez hace unos 2 millones de años en África, Asia y Europa. Por ejemplo, el "Hombre Yuanmou" descubierto en Yunnan tiene unos 6.543.800 años de antigüedad, mientras que el "Hombre de Pekín" descubierto en Zhoukoudian, Beijing, tiene una antigüedad de unos 500.000 años. El Homo sapiens temprano apareció hace unos 300.000 años y el Homo sapiens tardío apareció hace unos 50.000 años. Por lo tanto, el Período Cuaternario está marcado por el surgimiento y desarrollo de los seres humanos. Los seres humanos crearon herramientas en el trabajo, desarrollaron el lenguaje y gradualmente evolucionaron hasta convertirse en humanos modernos.
En el proceso de desarrollo y evolución de la Tierra, el desarrollo de las capas interna y externa siempre están interconectados, influyéndose entre sí y promoviéndose mutuamente. Por ejemplo, en las primeras etapas de la evolución de la Tierra hubo una extensa estratificación y actividad magmática que, por un lado, formó la corteza primitiva y, por otro, fue la fuente principal de la atmósfera y la hidrosfera primitivas. Por un lado, las plantas inferiores de los océanos del Proterozoico florecieron gradualmente a gran escala, promoviendo la evolución de la biosfera. Al mismo tiempo, su extensa fotosíntesis hizo que el O2 libre en el océano aumentara rápidamente hasta la sobresaturación, entrando así en la atmósfera. en grandes cantidades, por otro lado, promovió la liberación de CO2. La absorción condujo a la formación de grandes cantidades de depósitos de carbonatos en los océanos antiguos, lo que provocó una gran reducción de CO2 en la atmósfera; Algunas personas también especulan que esta puede ser una razón importante para la Gran Edad del Hielo a finales del Proterozoico, porque la reducción continua de CO2 en la atmósfera debilitó el efecto invernadero. Durante el Fanerozoico, los movimientos de placas promovieron la división, unión y redivisión de continentes. Al mismo tiempo, los cambios a gran escala en los patrones terrestres y marinos, las corrientes oceánicas y la morfología de la superficie también pueden provocar cambios en la circulación atmosférica y el entorno climático. afectando la prosperidad y desaparición de la biosfera. Por ejemplo, algunas personas creen que la formación del Antiguo Continente Unido y la elevación de la tierra al final del Pérmico provocaron una regresión del mar que destruyó los hábitats de muchos organismos marinos. Esta puede ser una razón importante para la extinción masiva de los invertebrados marinos. durante este período. A continuación se puede resumir un breve resumen histórico de la formación y evolución del sistema Tierra (Tabla 11-3).
Tabla 11-3 Panorama histórico del sistema Tierra