Описывая историю Земли и жизни на ней, ученые разделяют ее на эры — промежутки времени длительностью в десятки и сотни миллионов лет. Такое разделение жизненного пути Земли не случайно и не произвольно - наступление новой эры отмечалось существенными преобразованиями облика нашей планеты: в результате бурных горообразовательных процессов изменялось соотношение между сушей и морем, что в свою очередь приводило к перемене климата, вымиранию одних видов организмов и появлению других.
Архейская эра, как полагают ученые, началась около 3,5 млрд. лет назад и продолжалась примерно 900 млн. лет (жизнь на Земле возникла на границе катархея и архея). Породы органического происхождения и биополимеры, обнаруженные в осадочных слоях этого периода, указывают, что в то время на Земле существовали организмы-прокариоты: бактерии и сине-зеленые водоросли.
Протерозойская эра, начавшаяся более 2,5 млрд. лет назад, охватывает огромный по продолжительности и очень важный этап в истории Земли — около 2 млрд. лет. Первый великий период горообразования относится к самому началу протерозоя. Этот период характеризуется большим шагом вперед в эволюции живого на Земле - господство сине-зеленых (прокариот) сменяется расцветом зеленых водорослей и появляются древние многоклеточные животные и растения. К концу протерозойской эры уже существовали представители большинства типов животного царства и химический состав атмосферы мало отличался от современного. Жизнь стала, по определению академика В. И. Вернадского, геологическим фактором. В результате жизнедеятельности организмов изменялись форма и состав земной коры, формировался ее верхний слой - биосфера, образовывались полезные ископаемые.
Палеозойская эра, к началу которой (570-600 млн. лет назад) относится новый период бурного горообразования, приведший к перераспределению площадей моря и суши, вымиранию многих видов животных и растений, разделяется на шесть периодов. В кембрийском периоде, длившемся 70 млн. лет, животные и растения обитали в основном в морях, а сушу населяли бактерии и сине-зеленые водоросли. В результате изменения состава океанских вод морские животные обрели скелет. Скелетные беспозвоночные стали главными представителями морской фауны того времени.
Второй период – ордовик, длительность которого составляет 60 млн. лет, характеризуется увеличением площади морей, где образуются коралловые рифы и появляются хордовые животные и споровые растения.
В начале силура (длительностью 30 млн. лет) в результате интенсивных горообразовательных процессов и изменений в строении рельефа Земли на месте многих мелководных теплых морей образуется суша. Главными событиями этого периода были появление в морях так называемых панцирных «рыб» (первых представителей позвоночных) и начало бурного развития наземных растений.
Начало девона (периода, длившегося 60 млн. лет) знаменуется развитием наземных растений, у которых тело расчленено на корень и стебель, и выходом на сушу животных, первыми из которых были представители членистоногих –пауки. Рост горных хребтов снова изменил условия существования организмов на Земле. Климат стал более континентальным, возникли пустынные и полупустынные области. В морях настоящие рыбы вытеснили панцирных «рыб». Это были уже хрящевые рыбы (к ним принадлежат современные акулы) и рыбы с костным скелетом, которые в наши дни являются главными представителями позвоночных в океане. Обитатели мелководных водоемов – двоякодышащие рыбы – обладали жаберным и легочным дыханием, легкое у них развилось из плавательного пузыря. Леса из гигантских папоротников, хвощей и плавунов украшали берега девонских водоемов. Появились наземные позвоночные – крупные земноводные (стегоцефалы) и амфибии.
Периоды палеозоя – карбон (или каменноугольный, длившийся 55-75 млн. лет), и последний период – пермь (45 млн. лет). Это было время завоевания суши многоклеточными растениями и животными. Хозяевами растительного царства становятся голосеменные растения. Животный мир пополняется разнообразными насекомыми. В результате смены влажного и теплого климата карбона на засушливый и более холодный климат, крупные земноводные, достигшие к тому времени небывалого расцвета и разнообразия, в основном вымерли, дав начало мелким земноводным. Новые обитатели – пресмыкающиеся (рептилии), появившиеся в конце карбона и обладавшие внутренним оплодотворением и легочным (а не кожным) дыханием, широко расселились по суше.
Мезозойская эра, начавшаяся около 240 млн. лет назад, включает в себя три периода: триасовый (45 млн. лет), юрский (примерно 60 млн. лет) и меловой (70 млн. лет).
Мезозойскую эру принято считать временем пресмыкающихся, ибо к этому отрезку истории Земли относится их расцвет и вымирание. В изменившихся условиях жизни, характеризовавшихся поднятием суши и образованием горных массивов Урала, Алтая, Тянь-Шаня, дальнейшим похолоданием и увеличением засушливости климата, сокращением площадей внутренних водоемов и образованием пустынь, пресмыкающиеся имели несомненные преимущества перед земноводными, в жизненном цикле которых есть стадии, неразрывно связанные с водой. Пресмыкающиеся размножаются, откладывая яйца, внутри которых имеется жидкая прослойка, предохраняющая зародыши от высыхания. Эта жидкость заменяет водную среду, необходимую для развития икринок земноводных и рыб. А роговой покров защищает от высыхания тело пресмыкающихся.
Некоторые триасовые пресмыкающиеся, например, черепахи, крокодилы сохранились на Земле до нашего времени. В триасовый период появляются относительно небольшие травоядные и хищные динозавры (самые мелкие были размером с курицу, самые крупные достигали 6 м в длину), а также водные формы пресмыкающихся (наиболее известны из них ихтиозавры, напоминающие по строению тела современных дельфинов и акул). В триасе возникают мелкие примитивные млекопитающие. В отличие от пресмыкающихся, млекопитающие – теплокровные животные.
В юрском периоде пресмыкающиеся начинают осваивать воздушную среду (летающие ящеры, насекомоядные и крупные хищники, питающиеся мелкими летающими ящерами). Сухопутные динозавры, травоядные и хищные, достигли в этот период своего расцвета. Они отличались гигантскими размерами (до 30 м. в длину с массой тела до 20 т.) и большим видовым разнообразием. В растительном мире преобладали голосеменные, некоторых представителей которых, например секвойю, можно увидеть и в наши дни.
В заключительном периоде мезозоя – меловом – голосеменные растения постепенно вытесняются покрытосеменными. Развитие покрытосеменных было связано с распространением насекомых. Яркий и душистый цветок, орган размножения покрытосеменных, привлекает насекомых цветом и запахом, и они, питаясь цветочным нектаром, одновременно выполняют роль переносчиков пыльцы. Покрытосеменные растения быстро завладели всей поверхностью Земли, освоили водную среду, дали начало разнообразным формам: деревьям, кустарникам, многолетним и однолетним травам. Листья, стебли, корни обеспечивали им лучшие условия для использования солнечного света и поглощения питательных веществ и влаги. Во второй половине мелового периода возникли сумчатые и плацентарные млекопитающие. Длительное вынашивание детеныша в теле матери, живорождение, забота о потомстве и вскармливание его молоком, постоянная температура тела – все эти особенности млекопитающих сделали их значительно более независимыми от окружающей среды, что стало особенно важным к концу мелового периода, когда наступило похолодание и климат сделался резко континентальным. В морях вымерли ихтиозавры. На суше стало гораздо меньше влаголюбивой растительности. В результате сначала исчезли растительноядные, а затем и хищные динозавры.
Существует, правда, гипотеза, что динозавры вымерли не постепенно — из-за нехватки пищи, а сразу в результате столкновения Земли с гигантским метеоритом. Сторонники этой гипотезы ищут следы падения метеорита и одновременно собирают доказательства, которые могут ее подтвердить.
Ученые установили, что в период, когда на Земле исчезли динозавры (и многие другие представители животного мира, в том числе обитавшие в морях и океанах), прозрачность земной атмосферы значительно уменьшилась, а в отложениях на поверхности Земли, относящихся к тому времени, был обнаружен тонкий слой пород, толщиной всего несколько сантиметров, сильно обогащенных иридием (это химический элемент, очень характерный для вещества метеоритов)
К концу мелового периода лишь в экваториальных областях сохранились крупные формы пресмыкающихся: крокодилы, черепахи, гаттерии. Большинство выживших пресмыкающихся были небольших размеров – змеи, ящерицы. Птицы того периода сохранили зубы, но в целом мало отличались от современных.
Кайнозойская эра, или эра новой жизни, наступившая около 70 млн. лет назад, продолжается и поныне. Она делится на два неравных периода — третичный (более 65 млн. лет) и четвертичный, иначе называемый антропогеном – период становления человека, начавшийся 1,5-2 млн. лет назад.
В первой половине третичного периода возникли все существующие в настоящее время отряды млекопитающих. К середине этого периода широко распространились общие предки человекообразных обезьян и людей. Во второй половине третичного периода начались бурные процессы горообразования. На месте теплых морей взметнулись горные хребты Кавказа, Крыма, Альп, Карпат, Апеннин, Пиренеев, Гималаев. Наступило резкое похолодание, стали замерзать реки. Вечнозеленые леса сменились листопадными, на бескрайних пространствах Евразии и Северной Америки раскинулись травянистые степи. Вечнозеленая растительность была оттеснена в тропики и субтропики. К концу третичного периода на Земле уже встречались представители всех современных семейств животных и растений. Более того, последние ископаемые находки, сделанные в восточной Африке, позволяют считать, что именно тогда появились предки человека.
Антропоген, в котором мы живем, начался с продолжительного ледникового периода, когда территории Евразии и Северной Америки четырежды подвергались гигантским оледенениям. Современные ледники Антарктиды, Гренландии, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа, Памира – все это остатки оледенений четвертичного периода. В то время огромные запасы льда накапливались на суше, в моря возвращалось меньше воды, чем испарялось, и уровень мирового океана понизился на 60-90 м. Возникли сухопутные мосты между Европой и Британскими островами, Азией и Северной Америкой, полуостровом Индокитай и островами Зондского архипелага. Эти мосты играли двоякую роль в расселении живых организмов по поверхности Земли: с одной стороны, они служили путями продвижения животных и растений, а с другой — препятствовали обмену флорой и фауной в сообщавшихся ранее морях. Так, например, примитивные сумчатые млекопитающие сохранились только в Австралии, которая со времен мелового периода оставалась островом, а на всех других континентах они были вытеснены плацентарными млекопитающими.
На протяжении четвертичного периода вымирали мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие олени и многие другие животные.
В антропогене исчезновение одних видов животных и растений и распространение других зависело не только от природных условий, но и от деятельности человека – прямоходящего, способного передвигаться в вертикальном положении, который появился в этот период и занял господствующее место в Природе. Древние охотники истребили мамонтов и шерстистых носорогов в Евразии, мастодонтов, лошадей, гигантских ленивцев и морских коров в Америке. Многие крупные хищники (такие, как пещерный лев и пещерный медведь) исчезли после того, как люди уничтожили крупных копытных, служивших для них пищей.
Великие миграции человека в сторону Азии, начались примерно 1,5 млн. лет назад. Заселение Европы человеком связано с первыми успехами в овладении огнем около 500 тыс. лет назад. Около 40 тыс. лет назад, перед последним оледенением, древние охотники из Азии перешли по имевшемуся тогда в районе Берингова пролива сухопутному мосту в Северную Америку, заселили ее, Южную Америку и Океанию. Гораздо позднее, примерно 9 тыс. лет назад, появились первые поселения на Среднем Востоке. Вторичное освоение человеком территорий, освобождавшихся от ледников по мере их таяния, началось около10 тыс. лет назад. В этот период люди перешли от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству, началось одомашнивание животных, культивирование растений.
Органический мир в том виде, в котором он существует в настоящее время, окончательно сложился в четвертичный период. И происходило это – особенно в населенных областях.