تاریخ جدید زندگی با پروفسور استوارت ساترلند

داستان دنیای ما و موجودات زنده مختلفی که در آن سکونت داشته‌اند، حماسه‌ای شگفت‌انگیز با میلیون‌ها گونه، محیط‌های عجیب، فجایع سیاره‌ای و پیچش‌های داستانی غافلگیرکننده است. این 36 درس، داستان جامع حیات بر روی زمین - خاستگاه‌ها، انقراض‌ها و تکامل‌های آن - را به گونه‌ای روایت می‌کند که هیچ پیش‌زمینه‌ای در علوم لازم ندارد. با نیم ساعت برای هر درس، شما کل تاریخ 4.54 میلیارد ساله زمین را در 18 ساعت پوشش خواهید داد، که به طور متوسط معادل 70,000 سال در هر ثانیه است!

پروفسور ساترلند اشاره می‌کند که اگر داستان زمین را با ارتفاع بنای یادبود واشنگتن مقایسه کنیم، آنگاه کل تاریخ بشر به ضخامت یک ورق کاغذ است که در بالای آن قرار گرفته است. او بیشتر این درس‌ها را به اتفاقات باورنکردنی زیر آن ورق کاغذ اختصاص می‌دهد، از جمله قسمت‌های هیجان‌انگیزی مانند فاز «زمین گوی برفی» که طبق برخی نظریه‌ها باید دائمی می‌بود؛ «انفجار کامبرین» که پس از آن پیچیدگی حیات در انفجاری از تنوع ژنتیکی به اوج خود رسید؛ و عصر حشرات غول‌پیکر که در آن سنجاقک‌ها بال‌هایی به پهنای 30 اینچ (76 سانتی‌متر) داشتند و طول سوسک‌ها به 20 اینچ (50 سانتی‌متر) می‌رسید.

زمانی که در درس 35 به خاستگاه انسان‌ها می‌رسید، گونه ما را در وسیع‌ترین زمینه ممکن درک خواهید کرد. چرا زمین قاره دارد؟ چه چیزی باعث انقراض‌های بزرگ دوره‌ای می‌شود؟ حیوانات چگونه از آب به خشکی راه یافتند؟ قدیمی‌ترین فسیل‌ها کدام هستند؟ هیجان دانشمندانی را که به دنبال پاسخ به چنین سوالاتی هستند، تجربه کنید.

فهرست درس‌ها

01: زمین به‌هم‌پیوسته

داستان حیات بر روی زمین را با مروری بر ایده یکپارچه‌ای که راهنمای بررسی شما خواهد بود، آغاز کنید. این رویکرد که «علوم سیستم زمین» نامیده می‌شود، زمین را به عنوان یک شبکه یکپارچه شامل سنگ‌کره، آب‌کره، جو و زیست‌کره می‌بیند. نمونه‌هایی از تعاملات پیچیده بین این قلمروها را بررسی کنید.

02: اعماق وسیع زمان زمین

قدمت عظیم زمین چگونه کشف شد؟ مشاهداتی را که به مفهوم «زمان عمیق» منجر شد و در این فرآیند، ابزارهایی را برای خواندن داستان نهفته در سنگ‌ها توسعه داد، بررسی کنید. درس با یک تشبیه قابل توجه به پایان می‌رسد که زمان انسان را در چشم‌انداز درستی قرار می‌دهد.

03: ساعت‌های فسیلی

به بررسی «بیواستراتیگرافی»، یعنی مطالعه توالی فسیل‌ها در لایه‌های سنگی، بپردازید. این کشف که لایه‌های مختلف سنگی با فسیل‌های متمایزی مشخص می‌شوند، مشکل تطبیق لایه‌های رسوبی مناطق مختلف را حل کرد. این امر به ایجاد «مقیاس زمانی زمین‌شناسی» و انقلابی در علوم زمین منجر شد.

04: دیرینه‌شناسان در نقش کارآگاه

بیاموزید که دیرینه‌شناسان چگونه فسیل‌ها را برای بازسازی ویژگی‌ها و محیط‌های شکل های حیات منقرض‌شده تفسیر می‌کنند. برخی از دام‌های این رشته، از جمله سوگیری‌های فرهنگی که می‌تواند به نتایج مشکوک منجر شود، مانند اینکه تیرانوسوروس رکس به همان اندازه که در فیلم‌ها به تصویر کشیده شده وحشتناک بوده، را بررسی کنید.

05: سطح متغیر سیاره زمین

تاریخ علم با ایده‌هایی مشخص می‌شود که از زمان خود جلوتر بودند. یکی از مهم‌ترین آن‌ها مفهوم «رانش قاره‌ای» آلفرد وگنر بود که در نظریه «تکتونیک صفحه‌ای» احیا شد. نقش فسیل‌ها را در این نظریه بزرگ و یکپارچه زمین‌شناسی بررسی کنید.

06: اولین خاستگاه‌ها-شکل‌گیری سیاره

ساعت را به اولین دوران زمین بازگردانید و بر این سوالات تمرکز کنید: منظومه شمسی چگونه شکل گرفت و چرا ما روی سیاره‌ای لایه‌لایه و تفکیک‌شده زندگی می‌کنیم؟ این رویدادها و شکل‌گیری ماه چه ارتباطی با تکامل و توسعه حیات بر روی زمین دارند؟

07: خاستگاه خشکی، اقیانوس و هوا

منشأ اقیانوس زمین را بررسی کنید. سپس قدیمی‌ترین سنگ‌های سیاره را که نوری بر اولین قاره‌ها می‌تابانند، ردیابی کنید. همچنین ماهیت جو اولیه زمین و اینکه چرا علی‌رغم انفجارهای دوره‌ای ذرات باردار خورشید، توسط لایه‌ای ضخیم از هوا احاطه شده‌ایم را بررسی کنید.

08: تکامل شیمیایی اولیه حیات

سناریوهای احتمالی برای منشأ حیات را بررسی کنید، از «برکه کوچک گرم» پر از ترکیبات آلی که چارلز داروین تصور می‌کرد، تا محیط‌های اعماق اقیانوس که توسط منافذ آتشفشانی انرژی می‌گرفتند. با تعریف ویژگی‌هایی که اولین حیات باید می‌داشته، جستجو را دقیق‌تر کنید.

09: سرنخ‌هایی از اولین شکل های حیات

آیا شهاب‌سنگ‌های مریخی زمین جوان را با شکل های ساده حیات بذرپاشی کردند؟ این فرضیه جذاب را بررسی کنید. سپس در جستجوی قدیمی‌ترین فسیل‌های زمین، ارتباط آن‌ها با موجوداتی که هنوز هم روی سیاره یافت می‌شوند، که برخی از آن‌ها در اعماق پوسته زمین پنهان شده‌اند، را بررسی کنید.

10: چگونه حیات زمین اولیه را دگرگون کرد؟

خطرات حیات در زمین اولیه را دنبال کنید. موجودات باکتری‌مانند پس از جان به در بردن از دوره‌ای پر از آتشفشان و بمباران شدید سیارک‌ها، شکوفا شدند و شروع به دگرگونی سیاره کردند. بیاموزید که چگونه موفقیتشان تقریباً به نابودی‌شان منجر شد.

11: زمین گوی برفی-بحرانی دیگر

سرنخ‌هایی را دنبال کنید که نشان می‌دهد زمین حدود 635 میلیون سال پیش یک فاز گوی برفی را تجربه کرده و تقریباً داستان حیات را به پایان رسانده است. چگونه این اتفاق افتاد؟ چگونه معکوس شد؟ و مهم‌تر از همه، حیات فتوسنتزکننده چگونه زنده ماند اگر برای میلیون‌ها سال زیر یخ به دام افتاده بود؟

12: متازوآها-حیات رشد می‌کند.

گذار به حیات پرسلولی را انجام دهید، که با افزایش سطح اکسیژن در جو و حمایت از موجوداتی با متابولیسم‌های پیچیده‌تر، در پیچیدگی رشد کرد. این بخش از سوابق فسیلی برای مدت‌ها از دید دیرینه‌شناسان پنهان مانده بود، تا حدی به این دلیل که کمتر کسی انتظار داشت نشانه‌هایی از حیات را در سنگ‌های باستانی پرکامبرین بیابد.

13: تنوع شگفت‌انگیز-انفجار کامبرین

دوره کامبرین به دلیل تنوع عظیم حیوانات با ساختارهای بدنی بسیار متفاوت، قابل توجه است. در یک انفجار تنوع، صدف‌ها، دندان‌ها، چشم‌ها و نوآوری‌های دیگر پدیدار شدند، در حالی که موجودات در یک «مسابقه تسلیحاتی تکاملی» با هم رقابت می‌کردند. عوامل کلیدی این دگرگونی را بررسی کنید.

14: پنجره‌ای به دنیای گمشده-شیل بِرجِس

در سال 1909، دیرینه‌شناس چارلز والکات به یکی از قابل‌توجه‌ترین یافته‌های فسیلی تاریخ برخورد کرد: شیل بِرجِس در کوه‌های راکی کانادا. برخی از نمونه‌های شگفت‌انگیز این معدن را که دنیای انفجار کامبرین را به وضوح زنده کرد، ببینید.

15: فسیل‌های فراموش‌شده در داستان زمین

فسیل‌هایی را که اغلب در روایت‌های عمومی از تاریخ حیات نادیده گرفته می‌شوند، بررسی کنید. با مرجان‌ها و صخره‌هایی که می‌سازند، که صدها میلیون سال پیش مملو از بی‌مهرگان بودند، شروع کنید. سپس به «ریز-دیرینه‌شناسی» بپردازید که یکی از حوزه‌های تحقیقاتی پروفسور ساترلند است.

16: مقدمه‌ای بر انقراض‌های بزرگ دسته‌جمعی

سوابق فسیلی زمین با دوره‌هایی مشخص می‌شود که بخش بزرگی از همه گونه‌ها به طور ناگهانی ناپدید شدند. تمایز بین «انقراض پس‌زمینه» و «انقراض دسته‌جمعی» را بررسی کنید. سپس به دنبال عواملی بگردید که منجر به این فجایع دوره‌ای می‌شوند و برای یافتن توضیحی احتمالی، فراتر از زمین را جستجو کنید.

17: فروپاشی اولین بهشت زمین

در 500 میلیون سال گذشته، پنج انقراض بزرگ دسته‌جمعی رخ داده است. بر روی اولین آن‌ها تمرکز کنید که بهشت استوایی شکوفا شده در دوره اردویسین را از بین برد. آیا تکتونیک صفحه‌ای این دگرگونی ریشه‌ای را آغاز کرد؟ یا علت آن می‌توانست فرازمینی باشد؟

18: گذار به خشکی

سازگاری‌های لازم برای گذار از قلمرو شناور و مغذی آب به خشکی خشک و خطرناک، با دماهای شدید و کشش بی‌امان گرانش را در نظر بگیرید. گیاهان و حیوانات هر کدام سازگاری‌های منحصربه‌فردی را برای این جهش جسورانه تکامل دادند.

19: صاحب ستون مهره شدن - داستان مهره‌داران

به دنبال اولین مهره‌داران بگردید که از «طنابداران» - حیواناتی با یک نوتوکورد میله‌ای شکل - به وجود آمدند. همچنین راز یک طنابدار منقرض‌شده به نام «کونودونت» را که در اکتشاف نفت ارزشمند است، بررسی کنید. در نهایت، کشف کنید که چرا ما اسکلت‌های کلسیم فسفاتی داریم.

20: تکامل آرواره‌ها

اولین مهره‌داران اهداف آسانی برای بندپایان قاتل و دیگر شکارچیان دریایی بودند. چه چیزی در نهایت به آن‌ها برتری داد؟ تکامل پرپیچ‌وخم آرواره‌ها و توسعه سریع ماهی‌ها را که به دنبال آن آمد، دنبال کنید. اسکلت داخلی نیز که مزایای شگفت‌انگیزی دارد، بسیار حیاتی بود.

21: آیا این اندام‌ها برای راه رفتن ساخته شده بودند؟

مهره‌داران چگونه از آب به خشکی جهش کردند؟ جستجو برای شکل های انتقالی تکاملی برای مهره‌داران خشکی‌زی را دنبال کنید و بر نظریه‌های رقیب «تدریج‌گرایی» و «تعادل منقطع» تمرکز کنید. پاسخ این معما ممکن است در یک محیط انتقالی بین آب و خشکی نهفته باشد.

22: تیکتالیک - در جستجوی یک Fishapod

به دنبال «Fishapod» بگردید - حلقه گمشده بین ماهی‌ها و مهره‌داران چهارپا یا «تتراپودها». با بررسی برخی «فسیل‌های زنده»، از جمله «سیلَکانت» مشهور، شروع کنید. سپس به هیئت اعزامی به رهبری دیرینه‌شناس نیل شوبین بپیوندید که «تیکتالیک»، یک فسیل Fishapod که در سراسر جهان خبرساز شد، کشف کرد.

23: غول‌های کربونیفر و زغال‌سنگ

بیشتر ذخایر زغال‌سنگ جهان در دوره کربونیفر، حدود 300 میلیون سال پیش، تشکیل شد. محیط جهانی را که این سازند منحصربه‌فرد را ایجاد کرد و نوآوری‌های تکاملی بسیاری، از جمله «تخم آمنیوتیک» را به وجود آورد، ببینید. همچنین، کشف کنید که چرا حشرات در آن زمان بسیار بزرگ‌تر از امروز بودند.

24: آمنیوت‌ها - شکل آینده

به دنبال منشأ «آمنیوت‌ها» بگردید، که تتراپودهای تخم‌گذاری مانند خزندگان هستند. در تاریخ سیستم‌های طبقه‌بندی حیات بررسی کنید. سیستم لینه بر اساس شباهت‌های بین موجودات است. بیاموزید که چرا سیستم جدیدتر کلادیستیک، که بر اساس ویژگی‌های مشترک است، به این معنی است که چیزی به نام خزنده وجود ندارد.

25: انقراض پرمین-بدترین فاجعه حیات

وسعت کامل فاجعه‌ای را که 251 میلیون سال پیش زمین را درنوردید، بررسی کنید. این رویداد که «انقراض پایان پرمین» نامیده می‌شود، سوابق فسیلی وحشتناکی از خود به جای گذاشت. سرنخ‌هایی را که نشان‌دهنده فروپاشی اکوسیستم‌های خشکی و اقیانوسی و نابودی 95% از تمام گونه‌های گیاهی و جانوری است، بررسی کنید.

26: یافتن قاتل - زمین گلخانه‌ای

مدرک قطعی برای انقراض پایان پرمین را ردیابی کنید. هرچه پشت آن بود، زمین را در یک اثر گلخانه‌ای شدید فرو برد، خشکی را به بیابان تبدیل کرد و اکوسیستم‌های دریایی را در یک مارپیچ مرگ قرار داد. طیف متنوعی از نظریه‌ها را قبل از رسیدن به علت احتمالی، بررسی کنید.

27: دایناسورها حاکم می‌شوند.

از جمعیت خزندگانی که با سختی از انقراض پایان پرمین جان به در بردند، در نهایت دایناسورها پدیدار شدند. چه شرایطی تکامل و سلطه نهایی آن‌ها بر زیست‌کره را ترویج داد؟ و چه موجودات زنده دیگری سیاره را با این مشاهیر دیرینه‌شناسی به اشتراک می‌گذاشتند؟

28: اجازه دهید دایناسورها سخن بگویند - دیرینه‌رفتارشناسی

تصاویر دایناسورها در رسانه‌های امروزی چقدر دقیق هستند؟ بیاموزید که سوابق فسیلی درباره ظاهر و چگونگی زندگی واقعی دایناسورها چه می‌گوید. همچنین، نظریه‌ای را که دایناسورها به جای خونسرد، خونگرم بودند، که پیامدهای مهمی برای رفتار آن‌ها دارد، بررسی کنید.

29: تسخیر آسمان-تکامل پرواز

به آسمان بروید تا کشف کنید موجودات چگونه توانایی پرواز را تکامل دادند. حشرات با کمک اندازه کوچکشان اولین جهش را انجام دادند. تصور می‌شود دایناسورهای پردار، نیاکان پرندگان باشند. پیوند پرندگان با گونه‌های دایناسوری مانند «آرکئوپتریکس» و «میکرورپتور» را باز کنید.

30: هیولاهای اعماق-اقیانوس‌های مزوزوئیک

در اقیانوس‌های دوره مزوزوئیک، 251 تا 65.5 میلیون سال پیش، غوطه‌ور شوید و کشف کنید که برخی موجودات آشنا به نظر می‌رسند، در حالی که برخی دیگر فوق‌العاده بیگانه هستند. گفته می‌شود نوادگان یکی از هیولاهای مزوزوئیک، «پلسیوسور»، امروز در دریاچه لاک‌نس اسکاتلند زنده هستند. شواهد موافق و مخالف این گزارش‌ها را بسنجید.

31: زمین کرتاسه-یک سیاره استوایی

شرایط در اواسط تا اواخر دوره کرتاسه به طور غیرمعمولی در سراسر جهان استوایی بود و سطح دریاها بسیار بالا بود. به عنوان یک مورد آزمایشی در مدل‌سازی آب‌وهوای باستانی، عواملی را که ممکن است این دوره قابل توجه در تاریخ زمین را توضیح دهند، مطالعه کنید. همچنین بررسی کنید که وجود حیات در یک گلخانه جهانی به چه معنا بود.

32: آسمان فرو می‌ریزد - پایان دایناسورها

معروف‌ترین انقراض بزرگ دسته‌جمعی را مطالعه کنید: ناپدید شدن بیش از نیمی از همه گونه‌ها، از جمله دایناسورها، در پایان دوره کرتاسه، 65.5 میلیون سال پیش. سرنخ‌هایی را دنبال کنید که نشان می‌دهد یک برخورد فرازمینی باعث زنجیره‌ای از فجایع شده است.

33: برخورد آمریکای شمالی و جنوبی

تا زمان انقراض دایناسورها، قاره‌ها به پیکربندی امروزی خود نزدیک می‌شدند - به جز اینکه آمریکای شمالی و جنوبی هنوز به هم نپیوسته بودند. گیاهان و جانوران متمایز آمریکای جنوبی را قبل از پایان انزوای آن با پل خشکی به شمال، ببینید.

34: ظهور پستانداران و آخرین عصر یخبندان

پستانداران همزمان با دایناسورها تکامل یافتند اما تا مدت‌ها پس از انقراض رقبای بسیار بزرگ‌ترشان، به جایگاه خود نرسیدند. ظهور پستانداران و سلطه آن‌ها را در طی یک سری از چرخه‌های یخبندان، از جمله دوره بین‌یخبندان کنونی، دنبال کنید.

35: خاستگاه فروتنانه انسان‌ها

با در نظر گرفتن اینکه انسان‌ها یک گونه انتقالی هستند، نه نقطه اوج خلقت، خاستگاه فروتنانه ما و منشأ متمایزترین ویژگی ما: یک مغز بزرگ، را ترسیم کنید. سوابق فسیلی را مطالعه کنید تا بفهمید کدام یک اول آمد: مغز بزرگ یا حالت دوپایی

36: زمین آگاه

بررسی خود در تاریخ حیات بر روی زمین را با ترسیم تکامل آگاهی به پایان برسانید. نیاکان ما چه زمانی برای اولین بار خودآگاه شدند و پیامدهای آن برای موفقیت انسان به عنوان یک گونه چه بود؟ در نهایت، چشم‌انداز ما برای گسترش زیست‌کره فراتر از خود زمین چیست؟