10 Otroliga första i utvecklingen av livet på jorden

För att uppnå den otroligt inspirerande mångfalden av liv på denna planet, måste naturen övervinna många hinder över miljarder år av evolution. Nya miljöer måste erövras Nya former hade skapats för att utnyttja nya tillgängliga resurser. Sedan mannen började se tillbaka genom naturhistoriens långa historia via paleontologi och geologi, har vi upptäckt några av vändpunkterna i utvecklingen av livet på jorden.

10 De tidigaste människorna
Omo kvarstår

Naturligtvis kan du spåra mänsklighetens släktträd långt tillbaka. Men vem var de tidigaste moderna människorna, som du och de människor du känner till? Jo, Omo I och II kanske bara håller svaren. De två partiella skallen, som upptäcktes i Etiopien runt 1967, bekräftades nyligen för att vara en förvånande 195 000 år, vilket gör dem till de tidigast kända anatomiskt moderna människorna. (Det finns faktiskt en del debatt om Omo II, men Omo Jag är överens om att vara en helt modern människa.) Faktum är att forskare nu tror att Homo sapiens utvecklades bara för 200.000 år sedan, vilket gjorde det troligt att Omo-paret var bland de första sanna människorna som någonsin skulle gå jorden.

Så vad är konsekvenserna av de två skallen? Tja, förutom att bekräfta mänsklighetens framväxt i Afrika, har de fördjupat en av de mänskliga evolutionens stora mysterier. Bevis på kulturella drag - som musikinstrument, nålar och prydnadsändamål - går tillbaka till omkring 50 000 år sedan. Komplexa verktyg som harpuner framträder också efter det datumet, även om råsten implementerar datum tillbaka mycket längre. Så, om helt moderna människor roaming landet för 200.000 år sedan, varför tog det 150.000 år att utveckla något som liknar kultur?

9 Den tidigaste fågeln
protoavis

Foto via Wikimedia

Vi vet nu att fåglar utvecklats från dinosaurier, och att många dinosaurier faktiskt var täckta i fjädrar. Som ett resultat kan frågan "som var den tidigaste fågeln" tyckas mer som "När slutar vi att överväga en varelse en dinosaur och börja kalla det en fågel?" Under lång tid ritade paleontologer linjen på varelser som Archaeopteryx (bild) och Confuciusornis, små djur täckta i fjädrar och kapabla att flyga, liksom klättra träd och springa. Vi vet också det Confuciusornis hade en äkta näbb, vilket ger den en fördel framför sina rivaler för positionen av tidigaste äkta fågel.

Det finns dock en ännu äldre kandidat för titeln på första fågeln. protoavis bodde cirka 220 miljoner år sedan, minst 80 miljoner år före sin närmaste rival. Fossilen hittades i Texas av paleontologen Sankar Chatterjee, som hävdar att det är ännu närmare moderna fåglar än Archaeopteryx. Om detta är sant, och protoavis är den äldsta kända fågeln, skulle det eventuellt kunna skriva om hela vår förståelse av den eviga evolutionen. För närvarande är konsensusen att fåglar utvecklats från coelurosauriska dinosaurier. Men protoavis är lätt lika gammal som de första coelurosaurierna, vilket gör ett sådant scenario omöjligt. Om protoavis är en fågel, då fåglar måste ha kommit från någon annanstans.

Skriv inte om handböckerna ännu, dock, för att identifiera protoavis som en fågel har visat sig vara mycket kontroversiell. Fossilet var inte i gott skick när Chatterjee hittade det, vilket ledde till att många paleontologer föreslår att det verkligen är en blandning av benfragment från två eller flera arter, som en övertalare Chatterjee pieced samman i ett trovärdigt skelett. Andra påpekar helt enkelt att det inte finns anledning att tro protoavis är förfader till dagens fåglar. Istället kan konvergerande evolution helt enkelt ha resulterat i två orelaterade arter som delar en liknande design.

8 De första arterna att gå på land
Tiktaalik Och Pneumodesmus

Del fisk, del groda och del alligator, Tiktaalik var devyponianens platypus, stänkte i grunden för 375 miljoner år sedan. Upptäckt i Kanada 2004, anses arten vara en viktig övergångsförbindelse mellan vattenlevande ryggradsdjur och de allra första landdjuren. Bland andra anpassningar, Tiktaalik skrynkliga revben som kan stödja sin kropp, lungor, rörlig nacke och ögon på toppen av huvudet som en krokodil. Det skryts också proto-ben, halvvägs utvecklats från fenor, som skulle ha tillåtit det att driva sig längs flodbäddar. Dock, Tiktaaliks "ben" hade förmodligen inte den rörelse som krävdes för att verkligen gå på land. I bästa fall kan det ha varit möjligt att korta runt på lera lägenheter. Annars stannade det förmodligen i grundarna.

Men medan ryggradsdjur gillar Tiktaalik kämpade för att göra överföringen till land, de hade faktiskt blivit slagna till stansen av en art av tusenfisk som kallas Pneumodesmus, som bodde ungefär 428 miljoner år sedan. På bara 1 centimeter i längden var den lilla myriapoden inte mycket att se på, men Pneumodesmus var den första varelsen vi känner till att faktiskt leva på land. Det gör det också till den äldsta luftväxande varelsen vi känner till, med små andningsöppningar som kallas spiracles på utsidan av kroppen. Som sådan, Pneumodesmus måste betraktas som en av naturens mest framgångsrika experiment, som banar vägen för alla de landsdjur som kommer.

7 Den tidigaste sanna reptilen
Hylonomus Lyelli

Reptiler var de första vertebraterna som blev helt kapabla att leva på land, även reproducera utanför vattnet. Det gör dem ganska fantastiska, och den lilla critter som kallas Hylonomus lyelli kan bara vara den mest fantastiska av dem alla.Den ödemarkliknande varelsen, som uppmättes bara 20 cm, är för närvarande den äldsta, obestridda arten av reptil, som går tillbaka åtminstone 310 miljoner år. Förmodligen en insectivore, Hylonomus lyelli upptäcktes 1860, bevarad inuti en trädstam i Nova Scotia.

Naturligtvis var 1860 för länge sedan och två utmanare till den första reptiltiteln har dykt upp sedan dess. Westlothiana och Casineria är båda lite äldre än Hylonomus lyelli (338 miljoner år för Westlothiana och 335 miljoner år för Casineria). Men det vetenskapliga samfundet diskuterar fortfarande huruvida det verkligen var en helt utvecklad reptil, eftersom de delar vissa amfibieegenskaper, vilket innebär att de förmodligen var beroende av en stabil vattenkälla för att leva och reproducera. För närvarande, Hylonomus lyelli kan behålla sin titel.

6 Den äldsta skapelsen som är kapabel att flyga
Rhyniognatha Hirsti

Flyget kräver en komplex design (låg kroppsvikt, men en stabil ram) och mycket ansträngning med kraftfulla vingmuskler. Den första varelsen som kunde flyga var faktiskt den äldsta kända insekten, Rhyniognatha hirsti. Den lilla insekten bodde ungefär 400 miljoner år sedan, vilket innebär att flygningen inte på något sätt är en ny utveckling från ett evolutionärt perspektiv.

Rhyniognatha hirsti upptäcktes 1928, i stenar som går tillbaka till Devonian. Fossilen ignorerades omedelbart i nästan 75 år, tills biologen Michael Engel av misstag återupptäckte den i en lådan i Londons naturhistoriska museum. Engel höjde högt på att upptäcka det otroliga provet - och det var innan han visste hur gammal det var.

Sedan dess har experter studerat resterna grundligt och bekräftat att den lilla insekten hade vingar och var mycket sannolikt att kunna använda dem för att flyga. Men de är fortfarande inte helt bestämda vilken familj av insekter den tillhörde. Trots det är fossilen en fascinerande upptäckt och ytterligare studie borde avslöja mer om den tidigast kända pionjären i flygningen.

5Första blommande växter
Potomacapnos Och Amborella

Foto via Wikimdia

Människor tenderar att knyta växter med blommor, men blommor är faktiskt en mycket ny utveckling, åtminstone på den evolutionära tidsplanen. Innan de visade sig, reproducerades växter via sporer i hundratals miljoner år. Faktum är att forskare inte ens är säkra på varför blommor utvecklats i första hand, eftersom de är känsliga och kräver stora mängder energi, vilket många växter kan använda för att bättre använda växande frön eller öka i höjd. Dessutom har icke-blommande växter inget som verkligen motsvarar blommor, vilket gör det till ett pussel där de kom från i första hand. Dessa lösa ändar ledde Darwin att berömt beskriva blommans uppkomst som "ett avskyvärt mysterium".

De äldsta kända blommande växtfossilerna går till Kretaceousen, mellan 115 och 125 miljoner år sedan. Bland de äldsta är Potomacapnos, en överraskande komplex växt som liknar en modern vallmo. Sådan komplexitet i tidiga fossiler indikerar att blommor antagligen utvecklats mycket snabbt till något som närmar sig sin moderna form, snarare än att utvecklas långsamt över en lång period. Men det är svårt att dra några slutsatser, eftersom blommor är bräckliga och överlever sällan för att bli fossila.

Vissa svar kan dock ligga med en sällsynt busk som bara finns på Stilla havs Nya Kaledonien. Amborella trichopoda (bild) är den enda överlevande medlemmen i Amborellales. I början av kriget splittrade Amborellales från de icke-blommande växterna som dominerar landskapet, och blir den äldsta blommande växternas ordning för att överleva i nutiden. Senare kom två andra överlevande ordningar fram: Nymphaeales, som blev moderna vattenliljor och Austrobaileyales, från vilka alla andra blommande växter utvecklades. Sedan Amborellales uppstod först, Amborella trichopoda är närmast de ursprungliga blommande växterna. Genom att jämföra det med Austrobaileyales kan vi få en uppfattning om vilka egenskaper blommande växter ursprungligen skryter och som helt enkelt utvecklats längre ner i linjen.

4 Den tidigaste däggdjuret
Hadrocodium Wui

Det äldsta kända däggdjuret liknade en liten mus eller nutidskruv. Hadrocodium wui, som identifierades i Kina 2001, var ungefär 3,5 centimeter lång, vägde 2 gram och hade förmodligen en livsstil och diet som liknar moderna skruvar eftersom tänderna bestod av specialpinnar för att hugga insekter.

Så hur vet vi det Hadrocodium var ett däggdjur och inte en terapid (en typ av däggdjursliknande reptil som blomstrade i Mesozoic)? Tja, liksom en väldigt stor hjärna för sin storlek, hade Hadrocodium skrynkliga mellanöronben från sin käke, vilket anses vara en anmärkningsvärd punkt av evolutionär divergens mellan däggdjur och reptiler. Faktum är att Hadrocodium kunde betraktas som ganska modernt i sin design, särskilt när det gäller luktsinne.

Men vad gör Hadrocodium wui verkligen imponerande är dess ålder. Vid 195 miljoner år bodde Hadrocodium långt före några av de mest kända dinosaurerna, inklusive stegosaurus, diplodokus och tyrannosaurus. I själva verket levde den mäktiga tyrannosaurus närmare oss i tiden än den gjorde Hadrocodium wui.

3Första träd
Wattieza

Foto via Wikimedia

Träd spelade (och spelar fortfarande) en avgörande roll i jordens atmosfär. Utan sin makt att omvandla koldioxid till syre skulle planeten snabbt bli oskadlig för livet, åtminstone som vi vet det.Faktum är att de första skogarna drastiskt förändrade vårt ekosystem, vilket medför att planeten svalnar och direkt skapar de villkor som vi tar för givet idag. Som sådant kan trädets utseende betraktas som ett av de viktigaste evolutionära genombrotten av all tid.

För närvarande är det äldsta kända trädet en 397 miljoner år gammal art som kallas Wattieza, som liknade en modern palm och förmodligen nått en höjd av cirka 10 meter. Wattieza föregick dinosaurierna med cirka 140 miljoner år och spred sig över planeten långt innan de första vertebraterna tog till landet. Det reproduceras med sporer, liknande de som används av ormbunkar och svampar idag. Arten är för närvarande utdöd, men en fossil på 180 kilo (bild ovan) upptäcktes i New York 2004 och löste många oanvända frågor om hur skogar kom för att dominera landet.

2 Den tidigaste sanna dinosauren
Nyasasaurus Parringtoni

Regionerna av dinosaurierna började efter den fruktansvärda permiska utrotningen, som ägde rum för omkring 250 miljoner år sedan och utplånade omkring 90 procent av alla arter på jorden, inklusive 95 procent av marint liv och de flesta av planetens träd. Därefter dykade dinosaurerna fram.

Den äldsta sanna dinosauren är för närvarande känd Nyasasaurus parringtoni, som upptäcktes i Tanzania på 1930-talet, men endast slutgiltigt daterat 2011. Bara några få ben från arten har identifierats hittills har forskare fortfarande ingen aning om det var en köttätare eller en växtätare, och de är inte helt säkra på om det gick på två ben eller inte.

Ändå kan vi säga det Nyasasaurus parringtoni var mindre än imponerande, stående bara 1 meter lång och väger 18-60 kg (40-135 lb). Det är faktiskt knappast en dinosaur efter de flesta standarder, men analysen av dess ben har visat att det var ett snabbt växande djur, vilket indikerar att det var varmblodigt, en viktig egenskap hos dinosaurier. För närvarande hoppas det vetenskapliga samhället upptäcka fler fossiler, eftersom vi inte ens har kunnat identifiera dinosaurs familj det tillhör ännu.

1 Den äldsta livsformen

Vad är den äldsta livsformen känd för vetenskapen? Tja, det är en förvånansvärt knepig fråga att svara, eftersom tidiga livsformer var så grundläggande är det ofta svårt att identifiera dem exakt. Till exempel trodde stenar som upptäcktes nära Pilbara i Australien ursprungligen spår av ett lila mikrobiellt samhälle i havet som var nästan 3,5 miljarder år gammal. Detta skulle ha varit det äldsta beviset på livet på jorden och alla blev väldigt glada - till och med tidigare i år, när ny testning visst visade att "mikrofossilerna" egentligen bara var konstigt formade mineralfyndigheter som skapades av hydrotermiska händelser. Med andra ord lever de aldrig alls.

Samma sak hände i Sydafrika, där små rör som hittades i bergarter togs som bevis på 3,4 miljarder år gamla bakterier, endast för en efterföljande studie för att identifiera dem som naturliga formationer skapade av vulkanaktivitet. Lyckligtvis har dessa uppenbarelser inte satt tillbaka jakten på den äldsta fossilen för långt, eftersom Australiens Strelley Poolformation innehåller kolrika rika "påsformade kroppar" som anses vara övertygande bevis på det gamla mikrobiella livet. Vid 3,43 miljarder år är Strelley Pool insättningar endast cirka 20 miljoner år yngre än Pilbara "mikrofossiler" troddes vara.

Intrångligt finns det några bevis för att Strelley Pool-organismerna var fotosyntetiska, överlevande genom att omvandla ljus till energi. Trots att det inte hittats några fossila uppgifter, är det överens om att de tidigaste bakterierna var stenätare som kallas kemolitotrofer, med fotosyntetiska bakterier som kommer senare. Så vi kan vara ganska säkra på att de tidigaste bakterierna föregår även Strelley Pool-insättningar på lång, lång tid.