1 Vývoj Země a života I Periodizace vývoje Země Předgeologický vývoj Země Vznik života Vývoj života a změny zemského povrchu v období geologického vývoje Země

2 Periodizace vývoje Země Podle představ současné vědy se naše Země vyvíjela současně s jinými planetami naší Sluneční soustavy. Naše Země vznikla a začala se vyvíjet asi před 4,6 (4,8) miliardami let Časová periodizace vývoje Země se vyvozuje z poznatků studia stavby a vývoje zemské kůry, ze studia zkamenělin apod. Nejdelším časovým úsekům odpovídají nejmohutnější souvrství hornin, které jsou umístěné v největších hloubkách neporušené zemské kůry, tzv. skupiny útvarů. Geologické éry – jsou nejdelší časové úseky (skupiny útvarů), které trvaly desítky až tisíce milionů let. Geologické periody – jsou dlouhé časové úseky (útvary) v rámci každé éry, které trvaly většinou desítky milionů let. Jednotlivé éry i periody mají další geologické a časové členění podle horotvorných procesů, vývoje skupin organismů apod.

3 Názory na vznik planety Země Podle představ současné vědy planeta Země vznikla a začala se vyvíjet asi před 4,6 (4,8) miliardami let Jedna ze současných domněnek předpokládá, že Země vznikla shlukováním mezihvězdné látky (hmoty) a teprve potom došlo k jejímu roztavení Prvotní zemská atmosféra – vznikala z plynů, které unikaly ze zemského nitra. Složení této atmosféry se však zcela lišilo od složení současné atmosféry. Obsahovala především CO 2, CO, H 2, NH 3, CH 4, H 2 S, SO 2 a H 2 O Když se teplota povrchu dostatečně snížila, začaly ze žhavého magmatu vznikat pevné horniny jako zárodky zemské kůry Vznik zemské kůry představuje počátek tzv. geologického období vývoje Země. Mocnost tuhnoucí zemské kůry se postupně zvětšovala, vznikaly tak zárodky budoucích světadílů (tzv. štíty) Toto období se též označuje jako „kosmické“ a trvalo asi 1 miliardu let Po dostatečném ochladnutí prvotní atmosféry začala z ní kondenzovat voda, postupně se hromadila v zemských prohlubních a vznikl tak základ prvotní hydrosféry a oběh vody

4 Názory na vznik života na Zemi Představy současné vědy na vznik života na Zemi nejsou zcela ucelené Vycházejí především z modelových laboratorních pokusů, využívají také poznatky astronomie, chemie, fyziky, geologie aj. V době, kdy se utvářela první zemská kůra, atmosféra a hydrosféra, byla planeta Země ještě bez života Moderní hypotézy předpokládají vznik živé hmoty v několika fázích (stupních) v období asi před 3,6 až 3 miliardami let: –Vznik organických látek z látek anorganických v atmosféře i v praoceánech (působením UF záření, vysoké teploty, výbojů apod.) –Vznik složitých organických látek (bílkovin a nukleových kyselin) v praoceánech (tzv. koacerváty) a jejich postupná organizace jako předchůdce buněk (tzv. praorganismy) –Vznik prvních nedokonalých buněk podobných dnešním bakteriím a sinicím - asi před 3 až 3,4 mld let (v prahorách) –Vznik prvních buněk s dokonalou fotosyntézou (sinice) a prvních buněk s typickým jádrem (řasy) - asi před 3 až 2,5 mld let (začátek starohor) Masový rozvoj sinic a později řas v oceánech umožnil obohacení atmosféry kyslíkem, který vznikal při jejich fotosyntéze. Nastal vývoj prvoků i mnoho- buněčných jaderných organismů (žahavci, kroužkovci, někteří členovci) – během starohor (asi před 2 až 0,5 mld let) V druhé polovině starohor došlo rovněž k opakovaným horotvorným procesům (tzv. vrásnění), při kterých vznikala a zanikala četná horstva

5 PERIODIZACE VÝVOJE ZEMĚ Stratigrafická tabulka (c) RNDr. M. TURJAP, 1997, 2014 V učebnici EKOLOGICKÝ PŘÍRODOPIS 9 a v některé novější odborné literatuře se údaje o době trvání nejstarších ér poněkud liší. Poznámka: Názvy period čtvrtohor a třetihor nejsou v KVARTĚ (9. roč.) povinným učivem.

6 Důkazy o životě organismů v dávných dobách Důkazy o životě organismů v dávných v dobách se nacházejí v různých vrstvách zemské kůry, nazývají se zkameněliny Zkameněliny vznikly většinou z pevných částí organismů (kmeny stromů, kostry a schránky živočichů apod.), které byly překryty usazeninami (většinou na dně moře, jezera apod.). Po mnoha milionech let došlo k jejich mineralizaci – přeměnily se na zkameněliny, při čemž si zachovaly podobu a tvar původních pevných částí rostlin a živočichů PALEONTOLOGIE je věda, která se zabývá studiem zkamenělin vyhynulých organismů Určování stáří zkamenělin: –Absolutní stáří zkamenělin – používají se tzv. radioizotopové metody, např. metoda radiokarbonová, uranová –Relativní stáří zkamenělin – využívají se poznatky o pravidelné stavbě neporu- šeného souvrství usazenin – spodní vrstvy usazenin bývají starší. A dále se využívají poznatky o tzv. vůdčích zkamenělinách. Vůdčí zkameněliny organismů se vyskytovaly ve velkém prostoru, ale žily poměrně krátce a ve zcela určité době. Tyto zkameněliny se proto vyskytují jen v určitých vrstvách usazenin. Platí zde pravidlo, že vrstvy, které obsahují stejné vůdčí zkameněliny, jsou stejně staré

7 Zkameněliny

8 Prvohory (paleozoikum) Základní charakteristika Spodní časová hranice: 580 milionů let Horní časová hranice: 225 milionů let Délka trvání celé éry: 355 milionů let (též 345 milionů let) Členění na periody: kambrium, ordovik, silur, devon (starší prvohory) karbon, perm (mladší prvohory) Éra rozvoje členovců (trilobiti, hmyz aj.) Věk rybovitých obratlovců (paryby, ryby) Éra přechodu živočichů na souš (obojživelníci, první plazi) Éra přechodu rostlin na souš (karbonské stromovité kapraďorosty a nahosemenné rostliny) Éra četných vrásnění, při kterých vznikla severní a střední Evropa (např. kaledonské vrásnění – vznik severní Evropy, hercynské vrásnění – vznik střední Evropy) Střídá se chladné, studené, vlhké i suché klima

9 Prvohory (paleozoikum) Starší prvohory (kambrium, ordovik, silur, devon) Život se rozvíjel jen ve vodě (především v mořích) Žili někteří bezobratlí živočichové – koráli, měkkýši (mlži, hlavonožci), trilobití aj. Činností korálů vznikaly mocné vrstvy vápenců. Někteří živočichové v průběhu prvohor vyhynuli (např. trilobiti). Jiné skupiny (např. měkkýši) přežily až do dnešní doby První vodní obratlovci – paryby a ryby se objevily v prvohorních mořích už od ordoviku. Jejich tělo vyztužovala páteř tvořená obratli (z chrupavky, z kosti), dýchaly žábrami apod. Dokladem jsou zkameněliny zubů žraloků a otisky částí koster prvohorních ryb První suchozemští živočichové – někteří suchozemští členovci a obratlovci se objevují ve střední části prvohor (silur, devon). Z některých rybovitých obratlovců (např. z ryb dvojdyšných) se pravděpodobně vyvinuli obojživelníci, kteří v dospělosti dýchají atmosferický kyslík plícemi. Podobně se adaptovaly i dokonalejší skupiny členovců. Tyto skupiny pak později postupně osídlovaly bažiny i suchý zemský povrch

10 Prvohory (paleozoikum) Mladší prvohory (karbon, perm) Život se rozvíjel ve vodě i na souši Vyvíjeli se suchozemští členovci. Z nich se pak nejvíce rozšířila skupina hmyzu, která ovládla i pohyb ve vzduchu – let Vyvíjeli se specializovaní suchozemští obratlovci – z obojživelníků se postupně vyvíjeli první plazi. K jejich bouřlivému rozvoji a k mohutnému rozšíření pak došlo až v následující éře - v druhohorách Vyvíjely se první suchozemské rostliny. V karbonu se v mokrých a teplých oblastech souše rozšířily stromovité kapradiny, přesličky, plavuně a další rostliny. Odumřelá těla stromovitých rostlin se v některých místech zemské kůry hromadila a jejich postupnou přeměnou (karbonizací) vznikly mohutné sloje černého uhlí. Většina skupin kapraďorostů v dalších dobách vyhynula Vznikly rostliny nahosemenné. Koncem prvohor se z některých skupin kapraďorostů vyvinuly první rostliny množící se semeny – rostliny nahosemenné (např. jehličnany). K jejich výraznému rozšíření po celé Zemi dochází až v následujících érách

11 Prvohory (paleozoikum)

12 Prvohory (paleozoikum)

13 Druhohory (mezozoikum) Základní charakteristika Spodní časová hranice: 225 milionů let Horní časová hranice: 65 milionů let Doba trvání celé éry: 160 milionů let Členění na jednotlivé periody: trias, jura, křída Éra veleještěrů Éra rozvoje semenných rostlin Éra vzniku ptáků (křída) Období převážně suchého podnebí (v Evropě) Geologicky poměrně klidné období (v Evropě neprobíhala žádná větší vrásnění) Období s převahou snižování a zarovnávání zemského povrchu (v Evropě převládá eroze a odnos hornin a vznik mohutných usazenin) Část Evropy pokrývá kontinentální moře (Středozemní moře Tethys pokrývá i značnou část našeho současného území)

14 Druhohory (mezozoikum) Vývoj a rozšíření živočichů Pokračuje další rozvoj ryb a některých bezobratlých, např. měkkýšů Dochází k mohutnému rozvoji různých skupin plazů Do poloviny druhohor se mohutně rozvíjí skupiny veleještěrů. Vyvíjí se skupiny, které postupně osídlují souš (např. býložravý Diplodocus nebo masožravý Tyranosaurus). Další skupiny ještěrů postupně osídlují vodu (např. ryboještěři, plavnoještěři) a ovzduší (např. ptakoještěři) Ke konci druhohor velké formy plazů (především veleještěři) v geologicky poměrně krátké době vymírají. Za příčinu tohoto jevu se považují náhlé klimatické změny, které nastaly skoro na celé Zemi Na konci druhohor (křída) se objevují první primitivní skupiny ptáků. Vyvinuly se z některé skupiny veleještěrů a jsou dokonaleji vyvinuté než plazi Ve druhé polovině druhohor se rovněž objevují předchůdci savců (savcovití plazi) Vývoj a rozšíření rostlin Pokračuje rozvoj a rozšiřování nahosemenných rostlin (především jehličnanů, které dobře snášejí suché a studené podnebí) Ke konci druhohor se výrazně rozvíjejí rostliny krytosemenné, které se velmi dobře adaptují na různorodé vlivy prostředí a klimatu

15 Druhohory (mezozoikum)

16 Třetihory (kenozoikum 1. část) Základní charakteristika Spodní časová hranice: 65 milionů let Horní časová hranice: 3 miliony let Doba trvání celé éry: 62 milionů let Třetihory a čtvrtohory někteří autoři spojují do jedné éry - KENOZOIKUM Členění na jednotlivé periody *) : paleocén, eocén, oligocén (starší třetihory) miocén, pliocén (mladší třetihory) Éra ptáků a savců Éra rozvoje krytosemenných rostlin Éra primátů a prvních předchůdců člověka Éra rozsáhlých horotvorných procesů po celém světě Ve třetihorách se výrazně mění obrysy starých kontinentů a vznikají nové kontinenty (Severní a Jižní Amerika, Afrika, Austrálie aj.). Vznikají i nová moře Ve třetihorách se poměrně často mění podnebí na všech kontinentech (např. v Evropě byla období zalednění i období subtropického podnebí)

17 Třetihory (kenozoikum 1. část) Vývoj a rozšíření živočichů Vyvíjejí se některé pokročilé skupiny plazů, např. hadi. Rovněž se zvětšuje druhová rozmanitost hmyzu apod. Z druhohorních předchůdců se vyvíjejí různé skupiny ptáků. Ptáci představují velmi rozvinutou skupinu, která se dobře adaptuje na nejrůznější podmínky prostředí (tělo kryje peří, mají stálou tělesnou teplotu, pohybují se ve vzduchu, mají rozvinutou nervovou soustavu apod.). Ptáci proto osídlili celý zemský povrch od tropů až po nehostinnou Antarktidu, nížiny, pustiny i velehory Z druhohorních předchůdců se vyvíjejí různé skupiny savců. Savci představují velmi rozvinutou skupinu. Velmi dobře se adaptují na nejrůznější podmínky prostředí (tělo kryje srst, mají stálou tělesnou teplotu, mají velmi rozvinutou nervovou soustavu a krevní oběh, mláďata sají mateřské mléko, rodiče pečují o potomstvo apod.). Podobně jako ptáci osídlili savci skoro celý zemský povrch. Někteří se druhotně vrátili do vody (např. velryby, tuleni aj.), jiní zvládli i pohyb ve vzduchu (např. netopýři) Význačné skupiny savců představují např. sudokopytníci, lichokopytníci, šelmy a nehetnatci – primáti. Na konci třetihor (miocén, pliocén) se v rámci primátů vyvinula skupina lidoopů. Z pokročilých lidoopů se pak formovali předchůdci člověka

18 Třetihory (kenozoikum 1. část) Vývoj a rozšíření rostlin Nadále s vyvíjejí a rozšiřují některé rostliny nahosemenné, zejména jehličnany. Jehličnany postupně osídlily nejrůznější prostředí zemského povrchu. Nejvýznačnější jsou formace jehličnatých lesů mírného pásma, tajga a horské jehličnaté lesy Nastal prudký vývoj a rozšiřování rostlin krytosemenných. Mají pokročilou stavbu těla. Jako rozmnožovací částice vytvářejí semena – dobře krytá v plodech. Proto rostliny krytosemenné představuji nejdokonalejší skupinu rostlin, která postupně osídlila nejrůznější prostředí zemského povrchu. Rostliny krytosemenné vytvářejí celé krajinné formace – tropické a subtropické lesy a pralesy, savany, lesostepi aj. Vývoj zemského povrchu Pokračovaly a vyvrcholily rozsáhlé horotvorné procesy (např. alpinské a himálajské vrásnění), při kterých vznikala nejvyšší horská pásma, např. Alpy, Karpaty, Himálaj, Andy aj. Po rozpadu původního jednotného kontinentu (Pangea) se dokončilo formování nových kontinentů (např. Severní Amerika, Austrálie)

19 Třetihory (kenozoikum 1. část)

20 Čtvrtohory (kenozoikum 2. část) Základní charakteristika Spodní časová hranice: 3 miliony let Horní časová hranice: současnost Doba trvání celé éry: 3 miliony let (2 – 3 miliony let) Čtvrtohory a třetihory se spojují do jedné éry – KENOZOIKUM Člení se na periody *) : pleistocén a holocén Éra člověka, vznik a vývoj člověka Nejkratší éra, ve které neprobíhají zjevné horotvorné procesy Období modelování zemského povrchu – řeky, údolí, pobřeží moří, zalesnění krajiny, bažiny, jezera, ledovce apod. Vznik a vývoj půd Dochází k častému střídání klimatu (doby ledové a meziledové) a ke stěhování rostlin i živočichů Vznik velkých krajinných ekosystémů (např. tropický deštný les, savana, polopoušť, poušť, lesostep, tajga, tundra aj.) Působením člověka vzniká kulturní krajina

21 Čtvrtohory (kenozoikum 2. část) Vývoj podnebí, rostlin a živočichů Na většině kontinentů dochází ke střídání chladných a teplých period. V Evropě se střídají doby ledové a doby meziledové V dobách ledových docházelo k trvalému zalednění celé severní Evropy mohutným pevninským ledovcem, v Alpách a v Karpatech vznikaly horské ledovce. Jižně od ledovce se rozšířily chladnomilné druhy rostlin, teplomilné rostliny ustupovaly na jih nebo zanikly. Na rozlehlých plochách Evropy se rozšířily chladnomilné druhy živočichů, např. mamut, sob, srstnatý nosorožec V dobách meziledových se výrazně oteplilo, ledovce tály, pevninský ledovec ustupoval na sever, řeky a jezera se rozvodnily. Na místo chladnomilných rostlin se stěhovaly rostliny z teplejších oblastí jižní Evropy. Chladnomilná zvířata se stěhovala na sever společně s pevninským ledovcem, do střední Evropy migrovala zvířata mírného klimatu, např. divoký kůň, pratur, jelen aj. Jižně od pevninského ledovce působením vody vznikaly mohutné náplavy a říční terasy, působením větru vznikaly sprašové půdy apod. Během čtvrtohor došlo k postupnému vývoji člověka z jeho třetihorních předků až po moderního člověka současného Současná doba se označuje jako doba poledová, odpovídá přibližně periodě nazývané holocén (posledních 10 tisíc let) Působením člověka v tomto období vzniká i kulturní krajina (sídliště člověka, dopravní síť, průmysl, umělé vodní nádrže, lesy, pole apod.)

22 Čtvrtohory (kenozoikum 2. část)

23 Čtvrtohory (kenozoikum 2. část)

24 Autor: RNDr. Miroslav TURJAP 2013/2014 Zpracováno podle učebnice: Kvasničková, D. a kol.: EKOLOGICKÝ PŘÍRODOPIS 9. Praha, Nakladatelství Fortuna 2002