Sólin Sólin Rís 10:52 • sest 15:43 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:25 • Síðdegis: 19:43 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:09 • Síðdegis: 13:45 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:52 • sest 15:43 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 00:00 • Sest 00:00 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:25 • Síðdegis: 19:43 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:09 • Síðdegis: 13:45 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi Hvað getur þú sagt um frumlífsöld?

Flokkun:

24.2.2009
Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi
Náttúruvísindi og verkfræði Lífvísindi: almennt

Hvað getur þú sagt um frumlífsöld?

Jón Már Halldórsson

Í mörgum ritum er upphafs- og frumlífsöld nefnd í einu lagi forkambríum og nær það tímabil yfir 90% af jarðsögunni. Frumlífsöldin (proterozoic) er seinni hluti forkambríum og er talin hefjast fyrir um 2,5 milljörðum ára en vera lokið fyrir um 544 milljónum ára þegar fornlífsöld gekk í garð.

Jarðfræðingar miða skilin á milli upphafsaldar og frumlífsaldar við tilkomu meginlanda sem eru að mestu úr súru bergi eins og við þekkjum í dag. Þróun meginlandsflekanna á þessum tíma er ekki vel þekkt en þó telja vísindamenn að fyrir um 1,3 milljörðum ára hafi verið til risameginland sem nefnt hefur verið Rodinia. Það brotnaði síðan upp í nokkur minni meginlönd fyrir um 600-800 milljónum árum.



Forkambrísk jarðlög finnast einkum í fornum meginlandskjörnum, til dæmis Svíþjóð og Finnlandi þar sem bergrunnurinn er að mestu frá frumlífsöld.

Ein áhrifamesta breytingin á frumlífsöld var það sem kallað hefur verið súrefnisbyltingin. Eftir að frumbjarga lífverur, svo sem heilkjarna þörungar, voru búnar að ná sér á strik og ljóstillífunar gætti í sívaxandi mæli, jókst magn óbundins súrefnis í andrúmsloftinu og í úthöfunum. Hæg og víðtæk súrefnisbylting var hafin á jörðinni. Seinna varð hún grundvöllur fyrir byltingu á lífríki jarðar.

Óbundið súrefni (O2) gengur í samband við ýmis efni og með auknum styrk þess á frumlífsöld gekk það í samband við efnasambönd sem voru ríkjandi í andrúmslofti á þeim tíma, svo sem metan (CH4) og ammoníak (NH3), sennilega með neðangreindum hætti;

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O

4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O

Við þetta minnkaði magn ammoníaks og metans í andrúmsloftinu og hið forna gufuhvolf jarðar ummyndaðist í það sem við þekkjum í dag, en í andrúmsloftinu er nú hvorki metan né ammoníak heldur mestmegnis nitur (N2), vatnsgufur (H2O), óbundið súrefni (O2) og koltvíildi (CO2).

Ofar í lofthjúpnum þar sem áhrifa orkuríkra geisla sólar gætti, tengdust súrefnissameindir innbyrðis í stærri sameindir sem við köllum óson (O3). Þessi súrefnisskjöldur sem myndaðist varði þær lífverur sem síðar áttu eftir að þróast, gegn banvænum útfjólubláum geislum sólar.

Óbundið súrefni breytti einnig fastri skorpu jarðar með því að ganga í samband við járn og fleiri málma og eru mestu járnforðabúr heims mynduð á þessum tíma (sjá svar við spurningunni Hvað er járngrýti?)

Eins og áður segir var tilkoma óbundins súrefnis í andrúmslofti jarðar geysileg bylting í þróun lífs á jörðinni því með súrefninu kom möguleikinn á loftháðri öndun. Loftháð öndun er mun virkari en áður hafði þekkst en fyrir voru lífverur sem stunduðu loftfirrða öndun eða gerjun. Fyrstu lífverur jarðar sundruðu næringarsameindum án súrefnis.

Með loftháðri öndun næst mun meiri orka úr sama magni næringarefna en við loftfirrða öndun. Þetta var grundvöllurinn fyrir mikið stökk í þróun frumna sem síðar áttu eftir að verða að fyrstu dýrunum.

Það er ekki ljóst hvenær líf myndaðist á jörðinni, en tiltölulega vel varðveittar steingerðar leifar dreifkjörnunga hafa fundist í bergi í vesturhluta Ástralíu. Þær eru taldar vera meira en 3.450 milljón ára gamlar. Á Grænlandi hafa fundist eldri kolefnisleifar sem taldar eru hafa átt uppruna sinn frá dreifkjörnungum og vera allt að 3.800 milljón ára gamlar. Þetta eru elstu vísbendingar um líf á jörðinni.



Lífverur á borð við þessar voru komnar fram í lok frumlífsaldar.

Þróun frumstæðra dreifkjörnunga átti eftir að halda áfram inn í frumlífsöldina í um milljarð ára. Á seinni hluta frumlífsaldar komu fram heilkjarna frumur sem síðan urðu grundvöllurinn að frekari þróun lífs. Þörungar og einfaldir fjölfrumungar komu fram í kjölfarið og undir lok tímabilsins voru komin fram holdýr, liðormar og armfætlur svo dæmi séu nefnd.

Síðasti hluti frumlífsaldar nefnist Ediacara-skeiðið og stóð það frá um 580 milljón árum til um 544 milljón árum. Við lok þess tímabils voru komin dýr með harða skel og eru þau besti vitnisburðurinn um líf á fornlífsöld. Eitt þeirra nefnist Cloudina á erlendum málum. Það myndaði ílanga skel, var fáeinir cm á lengd og er elsta þekkta dýrið sem myndaði kalklaga skel (CaCO3 ).

Tegundir Ediacara-skeiðsins hurfu snögglega við hina gríðarlegu tegundaútgeislun sem varð meðal hryggleysingja við lok frumlífsaldar og upphaf fornlífsaldar. Þar komu fram í þróunarsögunni allflestar þær ættir hryggleysingja sem nú eru uppi.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Myndir:

Höfundur

Jón Már Halldórsson

Jón Már Halldórsson

líffræðingur

Útgáfudagur

24.2.2009

Spyrjandi

Páll Ágúst Þórarinsson
Guðmundur Snæbjörnsson

Efnisorð

Tilvísun

Jón Már Halldórsson. „Hvað getur þú sagt um frumlífsöld?“ Vísindavefurinn, 24. febrúar 2009, sótt 3. desember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=49264.

Jón Már Halldórsson. (2009, 24. febrúar). Hvað getur þú sagt um frumlífsöld? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=49264

Jón Már Halldórsson. „Hvað getur þú sagt um frumlífsöld?“ Vísindavefurinn. 24. feb. 2009. Vefsíða. 3. des. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=49264>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað getur þú sagt um frumlífsöld?
Í mörgum ritum er upphafs- og frumlífsöld nefnd í einu lagi forkambríum og nær það tímabil yfir 90% af jarðsögunni. Frumlífsöldin (proterozoic) er seinni hluti forkambríum og er talin hefjast fyrir um 2,5 milljörðum ára en vera lokið fyrir um 544 milljónum ára þegar fornlífsöld gekk í garð.

Jarðfræðingar miða skilin á milli upphafsaldar og frumlífsaldar við tilkomu meginlanda sem eru að mestu úr súru bergi eins og við þekkjum í dag. Þróun meginlandsflekanna á þessum tíma er ekki vel þekkt en þó telja vísindamenn að fyrir um 1,3 milljörðum ára hafi verið til risameginland sem nefnt hefur verið Rodinia. Það brotnaði síðan upp í nokkur minni meginlönd fyrir um 600-800 milljónum árum.



Forkambrísk jarðlög finnast einkum í fornum meginlandskjörnum, til dæmis Svíþjóð og Finnlandi þar sem bergrunnurinn er að mestu frá frumlífsöld.

Ein áhrifamesta breytingin á frumlífsöld var það sem kallað hefur verið súrefnisbyltingin. Eftir að frumbjarga lífverur, svo sem heilkjarna þörungar, voru búnar að ná sér á strik og ljóstillífunar gætti í sívaxandi mæli, jókst magn óbundins súrefnis í andrúmsloftinu og í úthöfunum. Hæg og víðtæk súrefnisbylting var hafin á jörðinni. Seinna varð hún grundvöllur fyrir byltingu á lífríki jarðar.

Óbundið súrefni (O2) gengur í samband við ýmis efni og með auknum styrk þess á frumlífsöld gekk það í samband við efnasambönd sem voru ríkjandi í andrúmslofti á þeim tíma, svo sem metan (CH4) og ammoníak (NH3), sennilega með neðangreindum hætti;

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O

4 NH3 + 3 O2 = 2 N2 + 6 H2O

Við þetta minnkaði magn ammoníaks og metans í andrúmsloftinu og hið forna gufuhvolf jarðar ummyndaðist í það sem við þekkjum í dag, en í andrúmsloftinu er nú hvorki metan né ammoníak heldur mestmegnis nitur (N2), vatnsgufur (H2O), óbundið súrefni (O2) og koltvíildi (CO2).

Ofar í lofthjúpnum þar sem áhrifa orkuríkra geisla sólar gætti, tengdust súrefnissameindir innbyrðis í stærri sameindir sem við köllum óson (O3). Þessi súrefnisskjöldur sem myndaðist varði þær lífverur sem síðar áttu eftir að þróast, gegn banvænum útfjólubláum geislum sólar.

Óbundið súrefni breytti einnig fastri skorpu jarðar með því að ganga í samband við járn og fleiri málma og eru mestu járnforðabúr heims mynduð á þessum tíma (sjá svar við spurningunni Hvað er járngrýti?)

Eins og áður segir var tilkoma óbundins súrefnis í andrúmslofti jarðar geysileg bylting í þróun lífs á jörðinni því með súrefninu kom möguleikinn á loftháðri öndun. Loftháð öndun er mun virkari en áður hafði þekkst en fyrir voru lífverur sem stunduðu loftfirrða öndun eða gerjun. Fyrstu lífverur jarðar sundruðu næringarsameindum án súrefnis.

Með loftháðri öndun næst mun meiri orka úr sama magni næringarefna en við loftfirrða öndun. Þetta var grundvöllurinn fyrir mikið stökk í þróun frumna sem síðar áttu eftir að verða að fyrstu dýrunum.

Það er ekki ljóst hvenær líf myndaðist á jörðinni, en tiltölulega vel varðveittar steingerðar leifar dreifkjörnunga hafa fundist í bergi í vesturhluta Ástralíu. Þær eru taldar vera meira en 3.450 milljón ára gamlar. Á Grænlandi hafa fundist eldri kolefnisleifar sem taldar eru hafa átt uppruna sinn frá dreifkjörnungum og vera allt að 3.800 milljón ára gamlar. Þetta eru elstu vísbendingar um líf á jörðinni.



Lífverur á borð við þessar voru komnar fram í lok frumlífsaldar.

Þróun frumstæðra dreifkjörnunga átti eftir að halda áfram inn í frumlífsöldina í um milljarð ára. Á seinni hluta frumlífsaldar komu fram heilkjarna frumur sem síðan urðu grundvöllurinn að frekari þróun lífs. Þörungar og einfaldir fjölfrumungar komu fram í kjölfarið og undir lok tímabilsins voru komin fram holdýr, liðormar og armfætlur svo dæmi séu nefnd.

Síðasti hluti frumlífsaldar nefnist Ediacara-skeiðið og stóð það frá um 580 milljón árum til um 544 milljón árum. Við lok þess tímabils voru komin dýr með harða skel og eru þau besti vitnisburðurinn um líf á fornlífsöld. Eitt þeirra nefnist Cloudina á erlendum málum. Það myndaði ílanga skel, var fáeinir cm á lengd og er elsta þekkta dýrið sem myndaði kalklaga skel (CaCO3 ).

Tegundir Ediacara-skeiðsins hurfu snögglega við hina gríðarlegu tegundaútgeislun sem varð meðal hryggleysingja við lok frumlífsaldar og upphaf fornlífsaldar. Þar komu fram í þróunarsögunni allflestar þær ættir hryggleysingja sem nú eru uppi.

Frekari fróðleikur á Vísindavefnum:

Myndir: