Elu tekkimine ja taime- ning loomariigi evolutsioon

  • Kus ja millal tekkis elu?
  • Kes olid esimesed organismid? Kuidas kulges taimede evolutsioon? Kuidas kulges loomade evolutsioon?
  • Mis võimaldas loomadel asuda elama maismaale?

Tingimused ürgookeanis soodustasid elu teket

Maa tekkis ligi 4,5 miljardit aastat tagasi. Praeguste andmete põhjal arvatakse, et esimesed organismid tekkisid umbes 3,5 miljardi aasta eest. Teadlaste uurimuste kohaselt sai elu alguse maailmameres – ürgookeanis. Ürgookean ei sarnanenud praeguse ookeaniga. See oli soojem ja madalaveelisem kui tänapäeva ookeanid. Pidevate maavärinate tõttu tungis merevette sageli Maa sisemusest vedelat magmat ja gaase. Niisugustes erilistes tingimustes sai võimalikuks esimeste elusorganismide teke.

Ürgookeanis moodustusid lihtsatest anorgaaanilistest molekulidest orgaanilise aine keerukad molekulid ja neist aja jooksul rakud
  • Atmosfääris kõrge UV-tase.
  • Atmosfääris madal UV-tase.
  • Rohkesti äikese tekitatud elektrilaenguid.
  • Atmosfäär hapnikuvaba.
  • Atmosfääris rohkelt vulkaanilisi gaase.
  • Ookeanivesi soe.
  • Ookeanis rohkelt maa sisemusest pärit aineid.

Esimeste organismide teke

Kõigepealt moodustusid ürgookeanis mitmesugused orgaanilised ained. Seejärel tekkisid nendest esimesed organismid, mis olid üherakulised ja tuumata. Arvatakse, et need olid bakterid. Hiljem arenesid bakteritest lihtsad tuumaga üherakulised organismid. Tähtis etapp elu arengus oli see, kui arenesid fotosünteesivad bakterid (tsüanobakterid), kelle elutegevuse tulemusena hakkas Maa atmosfääri lisanduma hapnikku. Siiski arenes elu pikka aega ainult vees, sest maismaal polnud hapnikku piisavalt. Esimesed hulkraksed organismid võisid olla vetikad, mis kujunesid ilmselt üherakuliste vetikate kolooniatest.

Elu arengut Maal võib võrrelda kella kaheteistkümne tunniga
  • ainuraksed
  • hulkraksed
  • tuumata organismid
  • päristuumsed

Taimed levivad maismaale

Tsüanobakterid ja vetikad muutsid fotosünteesil hapnikku eraldades Maa atmosfääri koostist niivõrd, et sai võimalikuks ka elu maismaal. Tähtis oli organisme liigse ultraviolettkiirguse eest kaitsva osoonikihi kujunemine. Vanaaegkonna alguses tekkisid esimesed algelised maismaataimed, mis sarnanesid tänapäeva sammaldega. Nendest arenesid teised eostaimed. Maismaale asumiseks pidid taimed kohastuma uute, kuivemate elutingimustega. Ajapikku kujunes nõrga varre asemele tugev vars või tüvi, mille sees liikusid mööda juhtsooni vesi ja toitained. Vee aurumise takistamiseks arenesid spetsiaalsed kattekoed. Taimede sugurakud kattusid tugeva kaitsva kestaga. Vanaaegkonna keskel katsid Maad hiigelsuurtest koldadest, osjadest ja sõnajalgadest ürgmetsad. Eostaimed valitsesid maismaal vanaaegkonna lõpuni.

Fotosünteesijad muutsid Maa atmosfääri maismaaorganismidele sobivaks
Vanaaegkonnas valitsesid Maal eostaimed: vanaaegkonna keskel karboni ajastul laiusid sõnajalametsad kõigil mandritel
Kivistunud sõnajalalehed kivisöes
Kivisüsi on kujunenud kõrgemate taimede orgaanilistest osistest. Need kuhjusid umbes 50 – 60 miljoni aasta jooksul soodes turbataoliste lasunditena ja kattusid hiljem setetega. Setete all muutusid jäänused kõrge temperatuuri ja rõhu toimel tihedaks massiks, mida me tunneme kivisöena. Kõige rohkem moodustus kivisütt karboni ajastul. Hiljem tekkinud orgaanilise päritoluga kivisöesarnast põlevat materjali nimetatakse pruunsöeks

Paljas- ja katteseemnetaimed arenesid kuivemas kliimas

Kui kliima muutus kuivemaks, suri enamik eostaimi välja. Nende kohale asusid paljasseemnetaimed, mis erinevalt eos­taimedest, paljunemiseks vett ei vaja. Metsades kasvasid okas­puud, hõlmik­puud ja palmi meenutavad suurte sulgjate lehtedega puud. Paljas­seemnetaimed valitsesid Maal mitusada miljonit aastat, enne kui kujunesid katteseemnetaimed ehk õistaimed. Tekkis väga palju õistaimede liike, mis levisid üle Maa, kohastudes erinevate elutingimustega. Osa neist levis tagasi vette.

Paljasseemnetaimed arenesid vanaaegkonna lõpus ja valitsesid keskaegkonnas: taimestikus valdasid palmlehikud ja okaspuud. Väga levinud okaspuu keskaegkonna metsades oli araukaaria
Õistaimed tekkisid keskaegkonna teisel poolel. Need said valitsevaks uusaegkonnas

Ka esimesed loomad arenesid vees

Esimesed hulkraksed loomad olid käsnad, kes arenesid samuti vees, kuid tunduvalt hiljem kui hulkraksed taimed. Nende järel kujunesid kõik teised selgrootute rühmad: ainuõõssed, ussid, lülijalgsed jt. Neil loomadel kujunesid mitmesugused kaitse­kohastumused: kaitsev rüü, mürginäärmed või kiire liikumine.

Vanaaegkonna algul arenesid esimesed selgroogsed loomad, kalad. Nende keha kattis kaitsvatest kilpidest rüü, mistõttu olid nad väga kohmakad. Nendega ühistest eellastest arenesid kiiremad ja osavamad luukalad, praeguste kalade eellased. Luustik ja sellele kinnituvad tugevad lihased tagavad hea liikumis­võime ning see võimaldab paremini toitu leida ja vaenlase eest pageda. Sel ajal, kui meres arenes rikkalik elu, oli maismaa veel paljas ja tühi.

Selgrootute evolutsioon. Esimesed hulkraksed loomad olid käsnad, kes arenesid vees. Nende järel kujunesid teised selgrootute rühmad
Esimesed selgroogsed olid kalad, kes arenesid vanaaegkonna alguses, u 480 mln a tagasi. Nende keha kaitses kilpidest rüü

Ka loomad hakkavad maismaad asustama

Suure muutuse loomariigi arengusse tõid esimesed maismaataimed. Nad eraldasid õhku järjest rohkem hapnikku ja nii sai võimalikuks loomade elama asumine maismaale. Esimesed loomad, kes peagi taimede järel maismaale suundusid, olid väikesed selgrootud: hulkjalgsed, ämblikulaadsed ja putukad.

Esimesed selgroogsed, kes aeg-ajalt käisid maismaal, olid niisugused kalad, kes suutsid mõnda aega hingata õhuhapnikku. Neist arenesid tänapäeva kahepaiksete eellased, kes võisid juba pikemat aega viibida väljaspool vett ning vajaduse korral vette tagasi minna.

Sel ajal kui sõnajalgtaimed moodustasid hiiglaslikke metsi, arenesid kahepaiksetest esimesed roomajad, kes olid ka hilisemate sauruste eellased. Roomajad võisid juba elada pidevalt maismaal, sest sarvsoomustega kaetud nahk kaitses neid kuivamise eest. Ka nende sigimine ei olnud enam veega seotud. Munaraku ümber moodustuv kest kaitses kuivamise ja vigastuste eest.

Keskaegkonnas muutusid roomajad Maal valitsevaks. Sel ajal oli kliima ühtlaselt niiske ja soe, seega soodus kõigusoojastele roomajatele. Maad asustasid mitmesugused sisalikud, kes vallutasid nii vee, õhu kui ka maismaa. Osa neist olid hiigelsuured. See oli sauruste aeg. Kõige suuremad loomad, kes on kunagi maismaal elanud, olid dinosaurused.

Primitiivne kahepaikne. Kahepaiksed arenesid kaladest vanaaegkonna teisel poolel
Roomajad arenesid vanaaegkonna lõpus u 300 mln a tagasi kahepaiksetest. Nende sarvsoomustega nahk kaitses neid kuivamise eest
Keskaegkonnas valitsesid maal roomajad. Suurimad neist olid saurused

Mõtle

  • Miks ei saanud esimesed selgroogsed tekkida maismaal?

Imetajad ja linnud

Keskaegkonna algul kujunesid ühsest roomajate grupist esimesed imetajad. Need olid väikesed hiiresarnased loomad. Omakorda ükest sauruste rühmast kujunesid esimesed lindude eellased, kes sarnanesid veel üsna palju sisalikega. Kui keskaegkonna lõpul ilmusid õistaimed, muutus taimtoiduliste loomade toidulaud mitmekesisemaks ning selle tagajärjel hakkas suurenema taimtoiduliste loomade ja putukate liigirikkus.

Keskaegkonna lõpul surid hiidsisalikud välja.

Uusaegkonnas imetajate arvukus ja liigirikkus suurenes, sest neil on roomajatega võrreldes mitmesuguseid eeliseid. Nad on osavamad liikujad kui roomajad ja külma eest kaitseb neid karvkate. Imetajatel kujunes välja püsisoojasus, mis võimaldas asuda elama jaheda kliimaga aladele. Ka on nende järglased paremini kaitstud kui roomajatel. Imetajad sünnitavad väljaarenenud järglase, kellel on toit emapiimana pidevalt olemas ning kelle eest ka vanemad hoolitsevad.

Uusaegkonna lõpul arenes nüüdisaja inimene.

Esimesed imetajad olid hiiresarnased loomad
Väljasurnud ürglinnu (arheopterüksi) kivistisel oli linnu tunnuste kõrval ka roomaja tunnuseid

Mõtle

  • Kuidas ürglinnu kivistis tõendab evolutsiooni toimumist?

Olulisemad sammud taimede ja selgroogsete evolutsioonis

Taimeriigi evolutsioon. Esimesed maismaataimed kujunesid vanaaegkonnas, need sarnanesid tänapäeva sammaldega. Algas eostaimede valitsusaeg. Keskaegkonnas oli domineerivad paljasseemnetaimed, kuid arenesid ka esimesed õistaimed. Uusaegkonnas valitsevad õistaimed
Selgroogsete evolutsioon. Kõik selgrootute hõimkonnad olid aguaegkonna lõpuks välja arenenud. Vanaaegkonnas arenesid esimesed selgroogsed ja osa neist asus maismaale. Vanaaegkonna lõpus valitsesid kahepaiksed. Keskaegkonnas valitsesid roomajad ning kujunesid välja linnud ja imetajad. Uusaegkonnas said valitsevaks imetajad

Küsimused ja ülesanded

  • Atmosfääris ega ookeanis polnud vaba hapnikku.
  • Osoonikiht atmosfääris oli paksem.
  • Ookean oli soojem.
  • Osoonikihti atmosfääris polnud.
  • Maale jõudis UV-kiirgust rohkem.
  • Maale jõudis UV-kiirgust vähe.

Olulised mõisted

  • saurus – väljasurnud, enamasti suur sisalikulaadne roomaja