지구의 75% 이상이 퇴적암으로 되어 있다. 이런 퇴적층에는 신비로운 지구생태계의 역사를 증명해 줄 수 있는 많은 화석들이 발견되고 있다. 화석은 돌로 변한 것이어서 동식물들이 급격한 환경변화에도 썩지 않고 원형그대로 땅속에 묻혀있다. 그래서 오래전에 살았던 생물들의 삶의 변화를 숨김없이 우리들에게 가르쳐주고 있는 것이다.

알프스나 히말라야산맥 등지에서 조개류, 해초류, 물고기 등 바다생물의 화석이 발견되고 있다. 또한 온대지방에 사는 식물과 동물의 화석이 극지방에서 무수히 발견되었으며, 시베리아의 벌판에서 얼어 죽은 매머드의 위속에서는 온대지방 식물들이 발견되었다. 그리고 남극지방에도 풍부한 석탄이 발견되고 있어 과거 한때 남극지방도 식물이 자랄 수 있는 따뜻한 환경이었다는 것을 알 수 있다.

공룡 같은 거대한 동물들이 중생대에 살았는데, 신생대에는 나타나지 않았다. 중생대 마지막에 있었던 백악기에는 지구상 생물종의 95%가 멸종되었던 대멸종시대가 있었다.

수많은 생물들이 멸종하였으나 신생대에는 포유류와 조류 등이 살아남았고, 현대의 형태가 될 때까지 진화가 이루어졌다. 이와 같이 지구환경은 장기간 큰 변화를 겪으면서 지구생태계에게 큰 변이를 일으키고 있는 것이다.

공룡은 살아가던 시대의 기후와 환경에 완벽히 적응했으나 결국 지구환경이 변화하면서 이에 적응하지 못하고 멸종했다. 이는 운석 충돌설, 바이러스 감염설 등 멸종에 대한 여러 가지 가설들이 있으나 확실한 증거자료는 찾지 못하고 있다. 결국 지구환경이 변했을 때 이에 적응하지 못하면 생물체는 멸종될 수밖에 없다는 적자생존의 원칙이 적용된다는 사실을 알 수 있다. 이와 같이 지구생태계는 강육약식(强育弱食)이 지배하는 것이 아니라 환경에 적응하는 자가 생존하는 적자생존의 원리가 적용된다고 할 수 있다.

호주의 토끼 생태계를 살펴보면 약자에 속하는 토끼가 1900년도 초 처음 호주 대륙에 뿌리내렸다. 그때 당시는 십여 마리에 불과하였으나 몇 년 뒤 3억 마리로 증식되었다. 이는 호주에 토끼의 상위 포식자가 없어 끝도 없이 증식할 수 있었던 결과이다. 결론적으로 힘이 센 자가 살아남는 것이 아니라 환경에 적응하는 자가 살아남는다는 진화론의 진리를 우리들에게 가르쳐 주고 있다.

 지구환경은 지구자체의 판운동에 의해서 지각변동이 지속적으로 이뤄지고 있다. 즉 지구가 판운동에 의한 지각변동으로 큰 변화가 이뤄진 흔적은 여기저기에 발견되고 있다.

더운 적도지방인 인도나 마다가스카르에서는 고대의 빙하 흔적이 발견되었고, 추운 남극대륙에서도 열대림 화석이 발견되었다. 빙하지역이 열대로, 열대지역이 빙하로 바뀌었다는 사실은 우리들이 상상할 수 없는 일이지만 지각변동이 수천 번 이뤄졌다는 사실을 알 수 있다.

지구는 6개의 큰 지각판과 6개의 작은 지각판들로 되어 있다. 이들은 끊임없이 판운동으로 지하의 약한 바위들을 지표면으로 떠오르게도 하고 대륙을 갈라놓아 바다를 넓히기도 한다. 결국 대륙이 만들어 지고 산도 만들어지며 바다도 만든다.

지구에서 가장 높은 히말라야 산맥은 ‘인도- 오세아니아 지각판’과 ‘유라시아 지각판’이 서로 충돌해 솟아올라 생긴 것이라고 한다. 각 지각판들의 충돌이나 움직임의 방향이 서로 상이하여 지진이 일어나기도 하며 무서운 화산폭발이 생기기도 하는 것이다.

지구생태계는 고생대, 중생대, 신생대로 구분한다. 고생대는 5억 4,200만 년부터 2억 5,100만 년까지, 중생대는 2억 5,100만 년부터 6,600만 년까지, 신생대는 6,600만 년 이후부터 오늘날까지로 구분한다.

1) 고생대의 생태계

고생대는 캄브리아기, 오르도비스기, 실루리아기, 데본기, 석탄기, 페름기로 구분한다. 캄브리아기에는 척추동물을 제외하고, 오늘날 살고 있는 대다수 동식물들의 선조가 나타났다. 그러나 육지에서 사는 동식물은 등장하지 않았고 바다에서 사는 삼엽충, 완족류, 산호 등이 화석으로 발견되고 있다.

오르도비스기에는 바다 식물인 석회조류가 널리 퍼졌으며 삼엽충, 모뿔조개, 필석류, 산호, 바다술 등 바다에서 사는 무척추 동물들이 번성했다. 그리고 실루리아기에는 최초로 척추동물인 어류가 등장했으며, 육지에서 식물이 자라기 시작했는데, 이는 최초의 육상 식물인 양치식물이었다.

데본기는 어류가 크게 번성한 어류 시대였으며 담수어류가 폐어류로 되었다가, 양서류 단계를 거쳐 최초의 육상 동물로까지 진화했다. 그리고 석탄기에 이르자 곤충류, 거미류, 양서류 등이 나타났고, 양서류에서 파충류로 활발히 진화되어 가는 화석들이 발견되고 있다. 특히 양치식물이 무성한 숲을 이뤄 오늘날 사람들이 화석연료로 사용하는 석탄, 석유가 생겨나게 되었다. 폐름기에는 양치식물이 점차 쇠퇴하고 겉씨식물이 나타나기 시작했으며 겉씨식물로는 송백류, 은행류, 소철류 따위가 대표적이다.

2) 중생대의 생태계

중생대는 트라이아스기?쥐라기?백악기로 나뉜다.

트라이아스기는 초기에 파충류인 공룡이 번성했고, 후기에는 바다에서 어룡이 나타났다. 크기가 2m 이상이 되는 대형 공룡과 포유류가 처음으로 출현했다. 그리고 쥐라기는 파충류의 종류가 많아지면서 새들의 시조인 익룡이 나타나 하늘을 날아다니게 되었다. 양치식물은 석탄기와 비교해서 상당히 쇠퇴한 편이었지만 겉씨식물이 번성하여 대삼림을 이루었다.

백악기는 거대한 몸체를 지닌 파충류나 암모나이트 등이 출현하였으나 백악기 말에 이르러 거의 절멸해 버렸다. 그리고 백악기 중엽에는 속씨식물이 나타나 번성하기 시작했으며 신생대에 이르러 전 지구상으로 널리 퍼져 나갔다.

3) 신생대의 생태계

신생대는 제3기와 제4기로 구분된다. 제3기는 팔레오세?에오세?올리고세?마이오세?플라이오세로 나뉘고, 제4기는 홍적세와 충적세로 구분된다.

제3기에는 전 지구상에 가득했던 파충류들이 뱀 종류만을 제외하고 대부분 쇠퇴하여 사라졌다. 그리고 어류와 새의 종류는 현재와 비슷한 종으로 진화했다. 특히 포유류는 중생대에 처음 등장했으나, 신생대 제3기 초의 짧은 기간 동안 놀라운 속도로 진화해 나갔다. 그리고 제3기 초에 활엽수가 많아졌으나 제3기의 후반으로 넘어가면서는 낙엽수가 많아지기 시작했다.

제4기는 약 250만 년 전부터 현재에 이르는 기간으로 매머드, 말, 사슴, 순록, 영양 등이 화석으로 발견되었다. 특히 구석기 시대 후기에 덩치가 큰 동물의 대표로서 매머드는 사람들이 사냥하는 동물의 첫 번째 대상으로 꼽혔다. 그러나 매머드는 약 1만 년 전인 홍적세 말에 절멸했는데, 현재까지도 얼음 속에서 죽은 매머드가 가끔씩 화석으로 발견된다.

구석기 시대는 지금으로부터 최고 약 200만 년 전인 홍적세 초기에 시작된 것으로 인류가 최초로 출현하여 진화해갔던 시기이다. 신석기 시대는 약 1만 년 전인 홍적세 말에 시작되었으며 현재의 것과 매우 비슷한 속씨식물이 계속 번성하여 지구상에는 포플라나무, 단풍나무, 참나무 등이 무성했다. 제4기를 흔히 빙하 시대라고 하는데 이 무렵에 모두 다섯 번의 빙하기와 네 번의 간빙기가 있어 지구생태계의 대멸종기를 맞게 되었다.

현재 우리가 살고 있는 이 시기는 신생대 6기 '홀로세'이다. 홀로세는 시작된 지 1만 년에 지나지 않으나 그 동안 인간은 지구를 완전히 다른 차원으로 바꿔 놓는다. 즉 생물체들이 서로 서로 영향을 '주고 받았던 시대'에서 이제는 인간이 일방적으로 영향을 주고 그 영향을 모든 생물체들이 받는 관계로 발전하였다.

수많은 동식물들이 '인간의 손'에 의해 멸종하고, 지형까지도 '인간의 손'에 의해 바뀌고 있다. 직접 바꾸는 것도 있고 간접적으로 바뀌는 것도 있으나 이런 환경변화에 인간이 살아남는다는 보장은 없다는 것이다. 그래서 지구생태계를 원래 대로 되돌려 놓는 것이 매우 중요하다.

지구생태계가 자연순환체제가 지속적으로 유지될 경우 그 변화 폭이 적다. 때문에 생물체들은 그로 인한 영향을 적게 받아 보다 수월하게 적응하여 나갈 수 있다.

환경변화에 적응하는 자만이 살아남는다. 그렇지만 인간에 의해서 인위적인 환경변화에도 인간이 이를 적응하여 살아남는다는 사실은 아직 미지수이다. 그래서 지구생태계를 복원시켜 인간의 지속적인 생명력을 유지시켜 나가야 한다.