Ζωή στην Προϊστορική: 4 Δισ. Χρόνια Πριν τα Πολύπλοκα Ζώα

Η Προϊστορική καλύπτει 88% της ιστορίας της Γης—από την πλανητική διαμόρφωση (~4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν) μέχρι την Καμβριακή έκρηξη (~541 εκατομμύρια χρόνια πριν). Κατά τη διάρκεια αυτού του τεράστιου διαστήματος, πολύπλοκα πολυκυτταριακά ζώα δεν είχαν εξελιχθεί ακόμα. Οι «κυρίαρχες μορφές ζωής» ήταν μικροβιακές, χτίζοντας σταδιακά τις πλανητικές συνθήκες που θα επέτρεπαν τελικά τη ζωική ζωή.

Στάδια Προϊστορικής και Χαρακτηριστική Ζωή τους

Αιδανική Εποχή (4,6-4,0 Δε): Πλανητική Διαμόρφωση

Η Γη συσσωρεύτηκε, διαφοροποιήθηκε και ψύχτηκε. Καμία επιβεβαιωμένη ζωή ακόμα. Η Ύστερη Βαρύ βαρύτητα (~4,1-3,8 Δε) μπορεί να στερίλισε πρώιμες επιφάνειες. Παλαιότερες πιθανές βιοσημάντες: 4,1 Δε γραφίτ περιληψεις σε ζιρκόνια (διαβασμός).

Αρχαϊκή Εποχή (4,0-2,5 Δε): Η Ζωή Εμφανίζεται

Κυρίαρχοι: Πρωτοκαρυωτικά (βακτήρια και αρχαία).

• Χημιοσυνθετικά βακτήρια στους υδροθέρμους αεριδίοτες—πιθανώς τα πρώιμα οικοσυστήματα
• Φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια (κατασκευαστές στρωματολίθων) από ~3,5 Δε
• Μαιθανογόνα παράγοντας ατμοσφαιρικό μαιθάνη

Κανένα οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Ζωή αποκλειστικά αναεροβική. Οι στρωματόλθοι (στρωματικά μικροβιακά χαλιά) παρέχουν τα παλαιότερα ευρεία απολιθώματα αποδεικτικά.

Πρωτεροζωϊκή Εποχή (2,5 Δε-541 Εκατ. χρ.): Οξυγόωση και Πολυπλοκότητα

Πρώιμη Πρωτεροζωϊκή (2,5-1,6 Δε): Μεγάλο Γεγονός Οξυγόνωσης

• Η παραγωγή οξυγόνου από κυανοβακτήρια ξεπερνάει πλανητικούς απορροφητάς
• Ατμοσφαιρικό O₂ ανεβαίνει από <0,001% σε ~1-10%
• Μεγάλη εξαφάνιση αναεροβίων· εξελίσσεται αεροβική αναπνοή
• Πρώτα ευκαρυωτικά (πυρήνιοκυτταρα) εμφανίζονται ~1,8 Δε

Μέση Πρωτεροζωϊκή (1,6-1,0 Δε): «Βαρετή Μορφή»

• Σταθερή χαμηλή οξυγόνο· ευκαρυωτικά ποικιλίνονται αργά
• Πρώτα πολυκυτταριακά φύκια (ερυθρά, πράσινα)
• Πρώιμες μύκητες ~1 Δε

Νεοπρωτεροζωϊκή (1,0-541 Εκατ. χρ.): Χιονισμένη Γη και Αρχές Ζώων

• Σοβαρές παγετώνες («Χιονισμένη Γη») ~720-635 Εκατ. χρ.
• Μετα-παγετωνική οξυγόωση επιτρέπει μεγαλύτερα σώματα
• Βίοτα Εντιακάρας (635-541 Εκατ. χρ.): Πρώτα μακροσκοπικά μαλακά οργανισμούς—Dickinsonia, Charnia, Rangea, Kimberella. Συγγένειες διαβασμός: πρώιμα ζώα; αποτυχημένα πειράματα; λειχήνες; γίγαντες πρωτοζωα;
• Πρώτα δυμερή, σπόγγες, κνητοφώρα μοριακά ρολόγια υποδεικνύουν πρώιμες αρχές
• Πρώτα βιολιθωτικά (Cloudina, Namacalathus) ~550 Εκατ. χρ.

Γιατί Καμία «Κυρίαρχα Ζώα»;

Τα ζώα (Metazoa) απαιτούν: (1) επαρκές οξυγόνο για αεροβικό μεταβολισμό, (2) ευκαρυωτική κυτταρική μηχανή, (3) αναπτυξιακό γονιδιακό σετ εργαλείων (γονίδια Hox, κ.λπ.). Αυτά συσσωρεύτηκαν σταδιακά σε όλη την Πρωτεροζωϊκή. Η Καμβριακή έκρηξη αντιπροσωπεύει την οικολογική απελευθέρωση προ-εξελιγμένου δυναμικού, όχι ξαφνική εφεύρεση.

Κληρονομιά

Τα μικροβιά της Προϊστορικής δημιούργησαν την οξυγονωμένη ατμόσφαιρά μας, θεμέλιωσαν βιογεωχημικούς κύκλους και εξελίχθηκαν τις κυτταρικές βάσεις όλης της πολύπλοκης ζωής. Είμαστε οι απογόνων τους—κυριολεκτικά, μέσω ενδοσυμβιωτικής μιτοχονδριακής (Αλφαπρωτεοβακτήρια) και χλωροπλαστικής απόκτησης (κυανοβακτήρια). Η Προϊστορική δεν είναι «πριν τη ζωή»—είναι η εποχή που έκανε την ζωή μας δυνατή.