Эволюция жизни: от происхождения Земли до существования человека, Японский национальный музей природы и науки

С момента своего возникновения, около четырех миллиардов лет назад, формы жизни становятся все более разнообразными из-за продолжающегося процесса адаптации к окружающей среде. Эволюция включает в себя бесконечный цикл появления и исчезновения различных видов. Люди, входящие в группу млекопитающих, которая процветала после гибели динозавров, приобрели высоко развитые адаптивные способности благодаря превосходной ловкости и способности рассуждать. Эта адаптивная способность позволила людям расширить свой охват во всех уголках Земли. На этой выставке вы можете проследить эволюционный путь и узнать, как растения и животные адаптировались к изменяющейся среде.

Скалы и минералы
Земля состоит из твердых частиц, дрейфующих в космосе. Как мы можем узнать возраст Земли? Первоначальные твердые частицы, то есть минералы, были изменены непрерывной деятельностью Земли. Тем не менее, метеориты без такого воздействия считаются лучшими образцами для оценки возраста Земли. По данным датирования радиоактивных изотопов на метеоритах, образование Земли оценивается примерно в 4,6 миллиарда лет назад.

Ископаемые
Стратифицированные слои образуются в любой среде на Земле в любое время. Окаменелости в пластах являются свидетельством истории окружающей среды Земли и эволюции жизни. Основываясь на изменениях ископаемых видов через слоистые слои, можно сделать вывод об эволюционной истории жизни, такой как происхождение, разнообразие и вымирание. Всемирная геологическая таблица времени была составлена ​​на основе перехода окаменелостей.

Отчеты о глобальных изменениях окружающей среды
Ритмические изменения в окружающей среде Земли часто регистрируются в чередующихся пластинках, обнаруженных в обломочных породах, а также в годовых полосах роста, которые встречаются в оболочках или скелетах некоторых организмов. Например, изменения в видовом составе диатомовых водорослей, происходящих в тонко чередующихся озерных отложениях, позволяют нам выводить годовые изменения в окружающей среде озера, в то время как изменения в стабильных изотопах кислорода карбонатных раковин и скелетов моллюсков и кораллов позволяют делать оценки ежегодных и суточных изменений морской среды. Эти записи являются ключом к пониманию взаимодействия окружающей среды Земли с организмами, которые в них жили.

Массовые вымирания
За последние 600 миллионов лет количество биотических видов резко сократилось как минимум в пяти случаях. Вымирание произошло в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад; вероятно, они были вызваны столкновением Земли с телом размером с астероид и последующим глобальным похолоданием. Вымирание, которое произошло в конце пермского периода, 250 миллионов лет назад, стало величайшим жизненным кризисом за всю историю. Вымирание в конце Перми, вероятно, было результатом массовых извержений вулканов, которые сопровождали фрагментацию суперконтинента Пангея, и последующего окисления океанов.

Геосферно-биосферные взаимодействия
Прежние глобальные изменения окружающей среды сыграли важную роль в определении эволюции, вымирания и излучения организмов. Столкновения между Землей и телами размером с астероид серьезно влияли на экосистемы в течение периодов, превышающих несколько миллионов лет. Тектоническое перераспределение океанов и континентов изменило системы циркуляции как в гидросфере, так и в атмосфере. Неоднократное эвстатическое понижение уровня моря в ледниковый период оказало влияние на мелководные морские экосистемы и привело к транзисторной миграции наземных организмов.

органические остатки, микроскопические
Осадочные породы, образовавшиеся на дне океанов и озер, часто содержат мельчайшие окаменелости. Эти микроорганизмы состоят из остатков мелких планктонных и донных организмов, зубов и чешуи рыб, а также пыльцы и спор. Такие микроорганизмы широко распространены в горных породах и используются для определения возраста осадочных пород и для восстановления прошлых сред Земли.

Докембрийские микроорганизмы
В докембрийское время, около 3 миллиардов лет назад, в биосфере преобладали бактерии и другие микроорганизмы. В результате фотосинтетической активности этих микроорганизмов развивались строматолиты с выделением кислорода в океан. Выделенный кислород в океане соединяется с железом из полосчато-железных образований. Большинство докембрийских мягких оснований были запечатаны микробными матами, и сегодня следы их деятельности узнаваемы на поверхностях скал.

Вендская жизнь
Макроскопические организмы впервые появились в вендский период (от 650 до 540 миллионов лет назад) новейшего докембрийского времени. Эти ископаемые организмы известны во всем мире в таких районах, как Эдиакара из Австралии, и выглядят странно по форме. Некоторые палеонтологи отмечают, что многие из вендских организмов обладают уникальными структурами тела и принадлежат к независимой группе организмов (называемой Вендобионта), не связанной с какими-либо известными сегодня организмами.

Странные животные в буржусских сланцах и чэнцзянских фаунах
Замечательные ископаемые биоты кембрийского возраста (около 520 миллионов лет назад) были обнаружены, в частности, в сланце Берджесс Британской Колумбии, Канаде, слоях Чэнцзянь, провинция Юньнань Китая. Многие из этих окаменелостей, такие как Anomalocaris, имеют структуры тела, весьма отличные от современных животных. Такие ископаемые животные сообщают нам о событии эволюции способом «проб и ошибок» в море кембрийского периода.

Палеозойские беспозвоночные
В начале раннепалеозойского кембрия, около 540 млн. Лет назад, животные претерпели «взрывную эволюцию», и появилась большая часть основных групп жизни, известных с сегодняшнего дня. Они эволюционировали по-разному во время палеозоя, и многие морские существа, такие как «монстр Талли», обитали в море. Однако почти все животные вымерли к концу палеозоя.

Трилобиты в палеозойском море
Трилобит, одна из групп членистоногих, широко диверсифицировался в раннем палеозое. Морфологические признаки трилобита довольно разнообразны, и некоторые из них настолько необычны, например, имеют выступы в виде вил в форме головы. Из-за обширной диверсификации относительно других беспозвоночных и разнообразных морфологических признаков их можно назвать королем палеозойского моря. Тем не менее, мы далеки от понимания того, как такие персонажи связаны с определенными жизненными привычками. Они больше не сохранились после окончания палеозойской эры, которая произошла около 250 миллионов лет назад.

Эволюция и успех рыб
Согласно записям окаменелостей, самые примитивные рыбы, которые впервые приобрели позвонки, появились в начале кембрия (около 530 миллионов лет назад). Вначале у рыб не было челюстей, но когда они приобрели челюсти, рыбы быстро диверсифицировались. В девонский период появились не только все основные таксономические ветви рыб, но и земноводные. В процессе эволюции у рыб появились челюсти, скелеты конечностей, легкие, благодаря которым у потомков появилась возможность жить земной жизнью.

Происхождение млекопитающих
Синапсиды и рептилии произошли от продвинутой группы земноводных как общего предка в позднем карбоне (около 320 миллионов лет назад). Считается, что пеликозавры, ранние представители синапсид, являются предками млекопитающих, потому что у пеликозавров есть отверстие позади глазницы на черепе, и та же самая особенность может быть замечена на черепе млекопитающих. Синапсиды продолжали развиваться, и настоящие млекопитающие появились в позднем триасе (около 230 миллионов лет назад).

Мезозойские млекопитающие
Большинство мезозойских млекопитающих были размером с мышь или крысу, вели ночной образ жизни и питались червями и насекомыми. Цветущие растения появились в раннем меловом периоде (около 130 миллионов лет назад), появились разнообразные насекомые, которые предпочитают цветы, и появились примитивные сумчатые и плацентарные, у которых появились наиболее подходящие зубы для употребления в пищу насекомыми. К концу мела (65 миллионов лет назад) появились примитивные копытные и приматы, которые бы правили кайнозойской эрой.

Ранние маммаки жили в лесах
В начале кайнозойской эры тропические и субтропические леса распространились по всему миру. Ниши в тех лесах, которые стали пустыми после вымирания динозавров, были заняты выжившими млекопитающими, которые стали крупнее и быстро разнообразились. Примитивные копытные, которые ели листья деревьев и корни, развились на земле, в то время как примитивные приматы и грызуны разнообразились на деревьях. На более поздних этапах Земля стала прохладнее, появились новые виды лесных обитателей.

Ранние маммаков жили на лугах и засушливых землях
Температура Земли внезапно и постепенно понизилась с начала олигоцена (около 34 миллионов лет назад), и примерно в это же время континентальная область средних широт стала пастбищами с более сухим климатом. Развитие таких пастбищ побудило некоторых из периссодактилей, артиодактилей и грызунов развить группы, которые адаптировали пастбища. В дальнейшей зоне сушки появились млекопитающие, такие как верблюды, которые могут выжить в более сухой среде, и млекопитающие, которые делают гнезда под землей.

Млекопитающие островных континентов
В Южной Америке, которая долгое время была изолирована от других континентов, появились уникальные млекопитающие. Сумеречные и примитивные плаценты, которые уже существовали в Южной Америке к концу мелового периода (65 миллионов лет назад), а также грызуны и приматы, вторгшиеся в конце эоцена (около 34 миллионов лет назад), развились уникальным образом в Южной Америке. Но большинство этих млекопитающих вымерло под влиянием млекопитающих, которые вторглись из Северной Америки, которая была связана с Южной Америкой около 3 миллионов лет назад.

Гравипортальные млекопитающие
Среди травоядных млекопитающих были разработаны различные способы защиты от плотоядных, такие как быстрый бег, уход под землю, лазание по деревьям и покрытие тела доспехами. Наличие огромных тел является одним из них. Наиболее характерной чертой эволюции слонов является увеличение тела и увеличение веса, а на скелете и зубах появились уникальные особенности для поддержки такого тяжелого тела. В геологическом прошлом разнообразные ископаемые слоны распространились по всем континентам, кроме Австралии и Антарктиды.

Плотоядные млекопитающие
Поскольку травоядные млекопитающие быстро диверсифицировались после окончания мелового периода, плотоядные млекопитающие также быстро эволюционировали. Типичные плотоядные существа – существующий заказ Плотоядных, но вымершие креодонты были довольно преобладающими во время раннего кайнозоя. Мезонихиды, которые так или иначе близки к предкам китов, также были плотоядными. В Южной Америке некоторые сумчатые стали плотоядными и продемонстрировали сходящуюся эволюцию с настоящими хищниками.

Вторичная адаптация четвероногих к жизни в воде
Сауропсиды и синапсиды, развившиеся из земноводных в позднем палеозое, вскоре расширили свои жилые районы на берегу, хотя некоторые вернулись к водной жизни. Водные рептилии мезозойской эры и водные млекопитающие кайнозойской эры развивались разными путями, чтобы иметь сходные внешние проявления. В течение двухсот миллионов лет в подводной среде конвергентная эволюция происходила в огромных масштабах.

Предшественники водных млекопитающих
В начале кайнозойской эры появились млекопитающие, которые обосновались на краю водоема и вернулись в океан. Этот переход был вызван обилием пищи вокруг мелкого моря Тетис, созданной в результате континентального дрейфа, и наличием свободных ниш после массового вымирания крупных рептилий в конце мелового периода.

Сближение с жизнью в воде
В то время как эволюция рептилий и млекопитающих на суше привела к диверсификации от потомков от похожих по форме предшественников, конвергентная эволюция происходила в водоемах, в которых похожие по форме потомки происходили от предков различной формы. Этот процесс происходил посредством адаптации в ответ на диету и средства передвижения. Сравнение водных рептилий мезозойской эры и водных млекопитающих кайнозойской эры показывает удивительное сходство по форме тела.

Гигантская морская рептилия
Оглянись на галерею, прямо на полу перед тобой частичный череп гигантского ихтиозавра. В 1997 году палеонтологи из Национального музея науки присоединились к международной команде по раскрытию черепа. Потребовалось четыре летних полевых работ, чтобы выкопать все окаменелости. Этот великий ихтиозавр, общей длиной 21 метр, жил в море около 220 миллионов лет назад. Это не только самый большой ихтиозавр, но и самая большая морская рептилия, когда-либо известная науке. Наука изучает экологические и экологические факторы, которые позволили ихтиозаврам достичь таких больших размеров.

Ныряющие птицы
Птицы эволюционировали от динозавров в конце юрского периода. В меловое время некоторые птицы перестали летать, чтобы жить в море. Эти птицы имели торпедообразное тело с уменьшенными передними конечностями. Они использовали свои ноги, чтобы плавать. Эта группа вымерла к концу мелового времени, но многие другие морские птицы развились из разных линий в кайнозойское время. Несмотря на то, что морские птицы начинали с разного происхождения, они со временем стали удивительно похожими Посмотрите на пингвинов, чтобы увидеть один живой пример этого эволюционного процесса.

Летающие четвероногие
По крайней мере три группы тетрапод успешно летали в разное время в разные доисторические периоды. Это в порядке появления: птерозавры; птицы; и летучие мыши. Каждая группа разработала большое крыло с уникально различной структурой. Например, птерозавры поддерживали большое крыло, главным образом, с одной цифрой, образованной из чрезвычайно удлиненного четвертого пальца. Птицы, однако, поддерживают свои крылья одной цифрой, образовавшейся от слияния костей трех пальцев. Крылья летучих мышей образованы четырьмя или пятью удлиненными цифрами.

Эволюция человека

Примат Эволюция
После вымирания динозавров около 65 миллионов лет назад произошел большой расцвет млекопитающих. Одна группа млекопитающих, приматы, развивала древесный образ жизни, живя на деревьях. Мы, люди, также приматы, и многие из наших характеристик, такие как стереоскопическое зрение (способное видеть в трех измерениях), цепкие руки (способные ухватить) и расширенный и сложный мозг, все показывают, что наши предки когда-то были приспособлены к древесному окружающая обстановка.

Эволюция австралопитецина и современных видов
В Африке около 6 миллионов лет назад люди отделились от общего предка, общего с шимпанзе. Первые люди, австралопитеки или современные виды, стояли на двух ногах и спустились с деревьев, расширяя свою среду обитания в конкурентной наземной среде. На этом этапе, однако, их ноги были короткими, а мозг все еще маленьким. В течение следующих 4 миллионов лет люди продолжали свое развитие в Африке.

Эволюция раннего гомо

Восстановление древних людей
Как мы можем реконструировать тела и лица древних людей, которых никто из нас не встречал? Окаменелости и каменные орудия, полученные за многие годы раскопок, сравниваются на основе анатомических и археологических знаний, а также производятся оценки физических характеристик и культурных возможностей. При дальнейшем использовании нашего воображения мы можем прийти к работоспособным реконструкциям.

Эволюция и всемирная экспансия современных людей
Вид, к которому мы все принадлежим, человек разумный, произошел от архаичного человека в Африке спустя 200 000 лет назад. Неоднократные технологические изобретения, основанные на сложных когнитивных способностях H. sapiens, позволили завоевать холодные, сухие и другие суровые условия, что привело к быстрому распространению по всему миру. В этом разделе вы можете прочувствовать историю H. sapiens до возникновения городской цивилизации.

Экспансия современных людей: снова из Африки
Обладая большими изобретательскими способностями, Homo Sapiens быстро разработали передовую среду обитания, основанную на передаче открытий и изобретений следующему поколению. Когда и как такие способности, которыми обладают современные люди, появились в эволюционном процессе человека? Результаты исследований на сегодняшний день позволяют предположить, что они впервые были разработаны в Африке между 200 000 и 50 000 лет назад.

Экспансия современных людей: в Евразию
Люди переехали из Африки в Евразию около 1,8 миллиона лет назад, но долгое время их распространение ограничивалось низкими и средними широтами. Напротив, рассеяние Homo Sapiens, начавшееся всерьез 500 000 лет назад, сильно различалось по масштабу и скорости. Как наши предки адаптировались к различным средам, которые они нашли по всему миру?

Экспансия современных людей: в Океанию
Большие просторы океана тянутся между сухопутными районами Евразии и Океании. Около 500 000 лет назад Homo Sapiens начал пересекать этот океан, скорее всего, на плотоподобных лодках. С течением времени морские технологии стали более совершенными, и была разработана технология дальнего плавания в океане, позволяющая людям расширяться на 13 000 км по всей южной части Тихого океана.

Экспансия современных людей: в северную Евразию
Около 40 000 лет назад, когда произошло временное ослабление ледникового климата, территория поселения Homo Sapiens начала расширяться в северные районы, которые ранее не были заселены людьми. Несмотря на более поздние ухудшения климата, люди достигли глубин Сибири, и за несколько тысячелетий до 10 000 лет назад некоторые перешли через Аляску в Америку.

Экспансия современных людей: в Америку
Американский континент простирается с севера на юг на 14 000 км в широком диапазоне природных сред: от полюсов до равнин, от пустынь до высоких гор, от бореальных и умеренных до тропических дождевых лесов. Тем не менее, эти разнообразные среды, как представляется, создают мало проблем для первых людей, которые вошли в Северную Америку до 10 000 лет назад и которые быстро опустились на дно Южной Америки.

Национальный музей природы и науки, Япония
Национальный музей природы и науки, основанный в 1877 году, может похвастаться одной из самых богатых историй любого музея в Японии. Это единственный в Японии национальный музей всесторонней науки и центральный институт исследований в области естественной истории и истории науки и техники.

Каждый этаж Национального музея природы и науки организован вокруг объединяющей темы, о которой рассказывает богатая и высококачественная коллекция оригинальных образцов музея. Экспонаты каждого этажа работают вместе, чтобы передать сообщение, в свою очередь, касающееся всеобъемлющего послания постоянных экспонатов «Люди в сосуществовании с природой». Представляя эти темы в четкой и систематической форме, Музей побуждает посетителей задуматься над тем, что мы можем сделать, чтобы защитить окружающую среду, в которой существуют все живые существа, и построить будущее гармоничного сосуществования между людьми и миром природы.

Японская галерея, организованная вокруг темы «Окружающая среда Японского архипелага», предлагает экспонаты о природе и истории Японского архипелага, процессе формирования современного населения Японии и истории взаимоотношений между японцами. люди и природа.

Тема Глобальной галереи – «История жизни на Земле», которая исследует глубокие взаимосвязи между разнообразными живыми существами Земли, эволюцию жизни как изменения окружающей среды, приводящую к циклу видообразования и вымирания, и историю человеческой изобретательности.