Геохронологическая история Земли. Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятие и опускание суши, изменение очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры, происходившие в разные геологические периоды, сопровождались усиленной вулканической деятельностью, в результате чего в атмосферу выбрасывалось огромное количество газов, пепла, что снижало прозрачность атмосферы и способствовало уменьшению количества поступающей на Землю солнечной радиации. Это было одной из причин развития оледенений, которые вызвали изменение климата, что оказало сильное влияние на развитие органического мира. В процессе эволюции постоянно возникали новые формы организмов, а прежние формы, оказавшиеся неприспособленными к новым условиям существования, вымирали.
В течение многих миллионов лет на планете накапливались остатки некогда живших организмов. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы (табл. 4.2). Применение радио-изотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.
На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.
^ Основные этапы эволюции растений. В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли растения, грибы и животные. Большинство растений этого периода свободно плавало в воде, часть из них прикреплялась ко дну.
Табл. 4.2. Геохронологическая шкала Земли.
Эра
Период
Начало (млн. лет назад)
Эволюционные события
1
2
3
4
Кайнозойская (новой жизни)
Четвертичный
2,4
Вымирание многих видов растений, упадок древесных форм, расцвет травянистых; растительный мир приобретает современный облик. Развитие многих групп морских н пресноводных моллюсков, кораллов, иглокожих и др. Формирование ныне существующих сообществ, возникновение и эволюция человека.
Неогеновый (неоген)
2,5
Преобладание покрытосеменных и хвойных, отступание лесов, увеличение площади степей. Видовой состав беспозвоночных приближается к современному. Расцвет плацентарных млекопитающих, сходных с современными. Появление человекообразных обезьян.
Палеогеновый (палеоген)
66
Расцвет диатомовых водорослей и основных групп покрытосеменных. Господство двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Вымирание древнейших млекопитающих. Развитие сумчатых и примитивных плацентарных: насекомоядных, древних копытных, древних хищников. Начало развития антропоидов.
Мезозойская (средней жизни)
Меловой (мел)
136
В начале периода господство голосеменных и появление покрытосеменных, которые преобладают во второй половине периода. Развитие двустворчатых и брюхоногих моллюсков, других беспозвоночных. Развитие крупных рептилий в первой половине периода и их вымирание во второй половине периода. Развитие млекопитающих и птиц.
Юрский (юра)
195
Появление диатомовых водорослей. Господство папоротников и голосеменных. Расцвет головоногих и двустворчатых моллюсков. Расцвет пресмыкающихся: наземных, водоплавающих, летающих. Появление древних птиц, развитие древних млекопитающих.
Триасовый (триас)
240
Вымирание семенных папоротников. Развитие голосеменных. Вымирание многих животных, процветающих в палеозойскую эру. Вымирание стегоцефалов, развитие пресмыкающихся, появление древних млекопитающих.
Палеозойская (древней жизни)
Пермский
(пермь)
285
Распространение первых групп голосеменных. Уменьшение количества видов
хрящевых, кистеперых и двоякодышащих рыб. Развитие стегоцефалов, пресмыкающихся, часть которых были предковыми по отношению к млекопитающим и птицам.
Каменноугольный (карбон)
345
Расцвет плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных, семенных папоротников; появление хвойных. Расцвет древних морских беспозвоночных. Появление первичнобескрылых и древнекрылых насекомых. Распространение акул, стегоцефалов. Появление и расцвет амфибий. Появление древних пресмыкающихся.
Девонский(девон)
410
Расцвет риниофитов, к началу позднего девона их вымирание. Появление современных типов сосудистых растении. Расцвет древних беспозвоночных, появление паукообразных. Расцвет панцирных, кистеперых и двоякодышащих рыб. В конце периода появление первых четвероногих — стегоцефалов (древних земноводных).
Силурийский (силур)
435
Возникновение современных групп водорослей и грибов. В конце периода достоверное появление первых наземных растений. Появление наземных членистоногих —- скорпионов. Появление древних панцирных и хрящевых рыб.
Ордовикский (ордовик)
500
Обилие морских водорослей. Предположительное появление первых наземных растений — риниофитов. Появление первых позвоночных— бесчелюстных.
Кембрийский (кембрий)
570
Жизнь сосредоточена в морях. Эволюция водорослей; развитие многоклеточных форм. Расцвет морских беспозвоночных с хитиново-фосфатной раковиной.
Протерозойская (ранней жизни)
Поздний протерозой
1650
Развитие водорослей, различных многоклеточных примитивных организмов, не имеющих скелетных образований.
Ранний протерозой
2600
Развитие одноклеточных прокариоти-ческих и эукариотических фотосинте-зирующих организмов. Возникновение полового процесса.
Архей
Не под-разд.
3500— 3800
Возникновение жизни на Земле, появление первых клеток — начало биологической эволюции. Появление анаэробных автотрофных организмов, бактерий, цианобактерий.
Катархей
Не подразд.
3900
Химическая эволюция, приведшая к возникновению биополимеров.
Многоклеточные зеленые водоросли явились исходной ветвью для наземных листостебельных растений. В конце силурийского периода палеозойской эры в связи с интенсивными горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть водорослей, оказавшись в новых условиях среды (в мелких водоемах и на суше), погибла. Другая часть в результате разнонаправленной изменчивости и адаптации к наземной среде приобрела признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Такими признаками у первых наземных растений — риниофитов — являются образование тканей и их дифференцировка на покровные, механические и проводящие. Выход растений на сушу был подготовлен деятельностью бактерий и цианобактерий, которые при взаимодействии с минеральными веществами образовали на поверхности суши почвенный субстрат.
В девонский период на смену риниофитам пришли плауны, хвощи и папоротники, также размножающиеся спорами и предпочитающие влажную среду. Их появление сопровождалось возникновением вегетативных органов, что повышало эффективность функционирования отдельных частей растений и обеспечивало их деятельность как целостной системы.
В каменноугольный период (карбон) появляются первые голосеменные, возникшие от древних семенных папоротников. Возникновение семенных растений имело большое значение для дальнейшего развития растительного мира, так как половой процесс стал независимым от наличия капельно-жидкой среды. Возникшие семенные растения могли обитать в более сухом климате. В пермский период климат во многих районах Земли стал более сухим и холодным, древовидные споровые растения, достигшие своего расцвета в карбоне, вымирают. В этот же период начался расцвет голосеменных, господствовавших в мезозойскую эру. Эволюция высших наземных растений пошла по пути все большей редукции гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладания диплоидного поколения (спорофита).
В меловой период произошел следующий крупный шаг в эволюции растений — появились покрытосеменные растения, которые вследствие разнообразных особенностей заняли господствующее положение на суше (см. гл. 8).
Основные этапы и направления эволюции животного мира. История эволюции животных изучена наиболее полно в связи с тем, что многие из них обладают скелетом и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках.
Многоклеточные животные происходят от одноклеточных организмов через колониальные формы. Первыми животными были губки и кишечнополостные. Древние кишечнополостные дали начало плоским червям, которые являются трехслойными животными с двусторонней симметрией тела.
От древних ресничных червей произошли первые вторично-полостные животные — кольчатые черви. Древние морские мно-гощетинковые, вероятно, послужили основой для возникновения типов членистоногих, моллюсков и хордовых.
В позднем кембрии возникают бесчелюстные панцирные рыбы, а в девоне — челюстные. Для большинства этих животных характерны наличие двусторонней симметрии, третьего зародышевого листка (мезодермы), полости тела, наружного (членистоногие) или внутреннего (хордовые) твердого скелета, прогрессирующая способность к активному передвижению, обособление переднего конца тела с ротовым отверстием и органами чувств, постепенное совершенствование центральной нервной системы.
От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из которых позже развились конечности наземных позвоночных. Наиболее важные ароморфозы в этой линии эволюции —развитие из жаберных дуг подвижных челюстей (обеспечивали активный захват добычи), развитие из кожных складок плавников, а затем формирование поясов парных грудных и брюшных конечностей (увеличивали маневренность движений в воде). Двоякодышащие и кистеперые рыбы посредством плавательных пузырей, имеющих связь с пищеводом и снабженных системой кровеносных сосудов, могли дышать атмосферным кислородом.
От кистеперых рыб берут начало первые наземные животные — стегоцефалы. Последние разделились на несколько групп амфибий, которые достигли расцвета в карбоне. Выход на сушу первых позвоночных животных был обеспечен преобразованием плавников в конечности наземного типа, воздушных пузырей — в легкие.
От амфибий берут свое начало истинно наземные животные— рептилии, завоевавшие сушу к концу пермского периода. Освоение суши пресмыкающимися обеспечили сухие ороговевшие покровы, внутреннее осеменение, богатые желтком яйцеклетки, защитные оболочки яиц, предохраняющие эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий выделилась группа динозавров, давшая начало млекопитающим. Первые млекопитающие появились в триасовый период мезозойской эры. Позднее, также от одной из ветвей пресмыкающихся, произошли зубатые птицы (археоптерикс), а затем — современные птицы. Для птиц и млекопитающих характерны такие черты, как теплокровность, четырехкамерное сердце, одна дуга аорты (создает полное разделение большого и малого кругов кровообращения), интенсивный обмен веществ. Данные черты обеспечили расцвет этих групп организмов.
В конце мезозоя появляются плацентарные млекопитающие, для которых прогрессивными основными особенностями стали появление плаценты и внутриутробного развития плода, вскармливание детенышей молоком, развитая кора головного мозга. В начале кайнозойской эры от насекомоядных обособился отряд приматов, эволюция одной из ветвей которого привела к возникновению человека.
Параллельно эволюции позвоночных шло развитие беспозвоночных животных. Переход от водной среды обитания к наземной осуществился у паукообразных и насекомых на основе совершенного твердого наружного скелета, членистых конечностей, органов выделения, нервной системы, органов чувств и поведенческих реакций, появления трахейного и легочного дыхания. Среди моллюсков выход на сушу наблюдался значительно реже и не приводил к такому разнообразию видов, какое было характерно для насекомых.
Основные особенности эволюции животного мира следующие:
прогрессивное развитие многоклеточности и, как следствие, специализация тканей и всех систем органов;
свободный образ жизни, который определил выработку различных механизмов поведения, а также относительную независимость онтогенеза от колебаний факторов окружающей среды;
возникновение твердого скелета: наружного у некоторых беспозвоночных (членистоногие) и внутреннего у хордовых;
прогрессивное развитие нервной системы, которое стало основой для возникновения условно-рефлекторной деятельности.
www.ronl.ru
Этапы развития растительного мира
Всё имеет свою историю. Историю Земли учёные разбивают на определённые промежутки времени – эры, а эры, в свою очередь, подразделяют на периоды. Предполагают, что Земля возникла 4,5 млрд. лет назад. Но когда появились на ней первые живые организмы и что они собой представляли? Какими были первые растения? Менялись ли они, а если да, то в каком направлении и почему? На эти вопросы отвечает наука палеонтология и её раздел – палеоботаника.
Появление первых организмов на Земле. В осадочных породах древностью в 3,5 млрд. лет обнаружены сложноустроенные органические молекулы. Очевидно, они и служили пищей первым организмам, состоящим из одной клетки, которые появились около 3 млрд. лет назад. Эти одноклеточные организмы ещё не имели оформленного ядра и пластид. Некоторые из них уже были способны синтезировать органическое вещество самостоятельно, то есть это были бактерии. В это же время на Земле существовали и первые нитчатые водоросли, чьи остатки найдены в отложениях этого периода.
Важно, что доядерные организмы и водоросли выделяли большое количество кислорода. Таким образом, были созданы условия возникновения на Земле животных.
Около 2,5 млрд. лет назад на Земле интенсивно образовывались горы. Многие группы организмов вымерли и появились другие. Расцвета достигли бактерии и водоросли.
Доказательством расцвета бактерий на Земле в этот период служат залежи железных руд. Например, доказано, что железорудные месторождения под Курском и Кривым Рогом – продукт деятельности железобактерий.
1,5 млрд. лет назад возникли первые ядерные одноклеточные организмы.
1 млрд. лет назад, наряду с плавающими в толще воды водорослями, появляются прикреплённые нитчатые и даже многоклеточные водоросли.
Наиболее древней группой водорослей предположительно были бурые. Около 1350 млн. лет назад появились и первые низшие грибы.
Первые растения, водоросли, а также фотосинтезирующие бактерии продолжают насыщать атмосферу кислородом.
Предполагают, что доядерные организмы (бактерии и цианобактерии) жили не только в море, но осваивали сушу. Возможно, в этом процессе участвовали и лишайники. Органические вещества отмирающих организмов потреблялись и перерабатывались другими организмами в минеральные. Так образовалась почва.
Важно, что фотосинтезирующие организмы, образующие органическое вещество служили пищей другим организмам – гетеротрофам. Сначала бактерии, а потом, в основном, растения стали первым звеном пищевых цепей.
Первые сухопутные растения. Первые наземные растения появились около 450-420 млн. лет назад. Это были мхи и риниофиты (риния, куксония, псилофитон, астероксилон). Произошли они от многоклеточных зелёных водорослей. Риниофиты были небольшими зелёными травянистыми растениями, которые не имели ни корней, ни побегов. Их клетки уже начали объединяться в ткани.
Эти растения были похожи на тонкие ветвящиеся цилиндры. В почве они укреплялись с помощью ризоидов. Предполагают, что росли риниофиты по берегам водоёмов и на мелководье.
Риниофиты – предки первых папоротникообразных, от которых произошли современные плауны, хвощи и папоротники.
Расцвет папоротникообразных. Настоящими наземными растениями стали древние плауны, хвощи, папоротники и голосеменные растения, произошедшие от примитивных папоротникообразных. Выход на сушу им обеспечило новообразование, которого не было у водорослей – сосуды древесины, пусть ещё слабо развитые, но способные переносить воду на большую высоту.
360 млн. лет назад наступил каменноугольный период – расцвет папоротникообразных.
Названия периодов часто происходят от того географического района, где впервые были изучены отложения данного времени: девон – от графства Девон в Англии. Пермь – от города Пермь в России. Юра – от гор Юра во Франции. В названиях могут быть отражены и преобладающие в ту эпоху отложения: в карбон (каменноугольный период) образовался каменный уголь, а в мел образовались слои мела, которым мы теперь пишем на доске.
Климат на Земле в каменноугольном периоде был тёплым и очень влажным. Солнечные лучи с трудом пробивались сквозь туманы и низкие облака. Суша была покрыта небольшими водоёмами и болотами. Условия были идеальными для развития споровых растений, для оплодотворения яйцеклеток которых необходима вода.
Несмотря на то, что уже существовали голосеменные растения, расцвета достигли папоротникообразные. Они образовывали леса с гигантскими деревьями, лианами, пышными низкорослыми растениями. Древние папоротники внешне напоминали современные пальмы. Но, как и полагается папоротникам, их листья росли верхушкой, а молодые отрастающие листья закручивались наподобие улитки.
Гигантские плауны – лепидодендроны – были громадными деревьями до 40 м высотой.
Если у лепидодендронов ствол венчался развесистой кроной, то их ближайшие родственники – сигиллярии – наверху почти не ветвились. Стволы всех древних плаунов были покрыты правильно расположенными рубцами от листьев. У этих растений была мощная кора и слабо развитая древесина.
Древние хвощи – каламиты – имели членистые древовидные стволы высотой до 20 м. Древесина каламитов была развита несколько лучше.
В каменноугольных лесах, вместе с папоротниками, хвощами и плаунами росли и голосеменные растения. Среди них – кордаиты. Это были деревья, а возможно и кустарники. Найдены остатки их ланцетных или линейных листьев. Считается, что кордаиты были предками современных хвойных растений.
«Травяной покров» в каменноугольных лесах состоял из низкорослых папоротников и мхов. Однако основной растительной формой в этот период были деревья. Их отмершие стволы падали в воду, где при недостатке кислорода не перегнивали полностью и превращались в каменный уголь.
В конце каменноугольного периода началось поднятие суши. Климат стал более сухим и прохладным. Влажные и пышные леса сместились к экватору. Папоротникообразные начали вымирать.
Развитие голосеменных растений. В условиях засушливого климата, который начался 280–250 млн. лет назад, вымирают организмы, отдельные этапы жизни которых были связаны с водой. Поэтому почти полностью исчезают древовидные лепидодендроны, сигиллярии и каламиты. Вместо них начинают преобладать наземные формы, которые не зависят в такой степени от воды. Среди растений это были голосеменные. Очень важное приобретение голосеменных – семена. Семена содержат сформированный зародыш, который долгое время может находиться в состоянии покоя, пока не наступят подходящие для прорастания условия.
Голосеменные господствовали на Земле 150–250 млн. лет назад. Наиболее распространёнными голосеменными в это время были саговники.
Это вечнозелёные двудомные древовидные растения с колоновидными или бочонковидными стволами. Остатки черешков листьев образуют на стволе шершавый панцирь, на котором могут поселиться эпифиты. Саговники – первые растения, у которых появился главный корень. Около 130 видов саговников живёт и сейчас.
В это же время появились и древние хвойные растения: гинкговые (включая род Гинкго с одним современным видом гинкго двулопастный), араукариевые, тиссовые, пихтовые, кипарисовые. Появляются первые гигантские секвойи.
Папоротниковидные отошли на второй план. Они остались лишь в сырых местах, но уже не достигали прежних размеров.
Растительный мир морей менялся гораздо медленнее. Вслед за бурыми водорослями появились зелёные, а последними, около 130 млн. лет назад, красные – наиболее высоко организованная группа водорослей.
Появление и развитие покрытосеменных растений. 130 млн. лет назад от древних голосеменных произошли покрытосеменные растения. Они сразу стали чрезвычайно быстро распространяться и постепенно заняли господствующее положение. Покрытосеменные, с хорошо развитыми органами и тканями, в первую очередь проводящей, могли приспособиться к самым разным условиям обитания и образовали многочисленные формы.
У покрытосеменных возник цветок – орган размножения, привлекающий цветом, запахом и нектаром насекомых (которые в это время широко распространились). Насекомые, питаясь нектаром, стали переносчиками пыльцы. Это гораздо более экономный способ перенесения гамет, чем перенос пыльцы ветром. Развитие цветковых и в дальнейшем осталось тесно связанным с развитием насекомых.
60–70 млн. лет назад поверхность Земли представляла собой горы и долины, обширные сухие пространства и болота. В лесах росли рядом гинкго и тополя, дубы, ивы, клёны и секвойи. Хорошо развитый подлесок состоял из кустарников и травы.
Открытые пространства захватили однодольные растения – злаки, которые постепенно вытеснили древесную растительность.
На формирование современного облика растительного мира оказали влияние изменения климата, бурное развитие насекомых-опылителей и деятельность человека.
Итерактивный урок-тренажёр по теме "Развитие растительного мира на Земле"
(Пройдите все страницы урока и выполните все задания)
Развитие растительного мира от низших к высшим, от бактерий к низшим растениям – водорослям, от нитчатых водорослей ко мхам, затем папоротникообразным, от них к голосеменным и к цветковым шло по пути приспособления к воздушной среде. Высшие растения, как правило, – сухопутные формы, а водный образ жизни – вторичное явление. Выход на сушу растений был связан и с формированием почвы. Приспособлением к наземному существованию стало разделение тела на органы, формирование специализированных тканей, совершенствование и независимость размножения от условий внешней среды. У наземных растений развитие часто шло от древесных форм к травянистым.На формирование современного облика растительного мира оказали влияние изменение климата, бурное развитие насекомых-опылителей и деятельность человека.Важно, что развитие растительного мира в значительной степени определяло и развитие животного мира: растения были и остаются источником кислорода на Земле. Они же создают органическую массу, которой питаются животные.
< Предыдущая страница "Развитие растительного мира"
Следующая страница "Влияние деятельности человека на растительный мир. Охрана растений" >
biolicey2vrn.ru
План
Введение
1. Эволюция жизни на Земле
1.1 Эволюция одноклеточных организмов
1.2 Эволюция многоклеточных организмов
1.3 Эволюция растительного мира
1.4 Эволюция животного мира
1.5 Эволюция биосферы
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Часто кажется, что организмы находятся всецело во власти среды: среда ставит им пределы, и в этих пределах они должны либо преуспеть, либо погибнуть. Но организмы и сами воздействуют на среду. Они изменяют ее непосредственно за недолгое свое существование и за долгие периоды эволюционного времени. Как известно, гетеротрофы поглощали питательные вещества из первичного «бульона» и что автотрофы способствовали появлению окислительной атмосферы, подготовив, таким образом, условия для возникновения и эволюции процесса дыхания.
Появление в атмосфере кислорода обусловило возникновение озонового слоя («озонового щита Земли»). Озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца и действует как фильтр, который задерживает ультрафиолетовое излучение, губительное для белков и нуклеиновых кислот, и не дает ему дойти до поверхности Земли.
Первые организмы жили в воде, и вода экранировала их, поглощая энергию ультрафиолетового излучения. До появления защитного озонового слоя ультрафиолетовое излучение было, вероятно, одним из главных факторов, препятствовавших выходу первых живых организмов из воды на сушу.
Первые поселенцы суши нашли здесь в изобилии и солнечный свет, и минеральные вещества, так что вначале они были практически избавлены от конкуренции. Деревья и травы, покрывшие вскоре растительную часть земной поверхности, пополняли запас кислорода в атмосфере; кроме того, они изменяли характер водного стока па Земле и ускоряли процесс образования почв из горных пород. Так организмы и среда на протяжении всей истории жизни на нашей планете взаимно формировали друг друга.
Гигантский шаг на пути эволюции жизни был связан с возникновением основных биохимических процессов обмена — фотосинтеза и дыхания, а также с образованием эукариотической клеточной организации, содержащей ядерный аппарат.
1. Эволюция жизни на Земле
1.1 Эволюция одноклеточных организмов
Различие между прокариотами и эукариотами заключается в том, что прокариоты могут жить как в бескислородной среде, так и в среде с разным содержанием кислорода, в то время как для эукариотов, за немногим исключением, обязателен кислород.
Сравнение прокариот и эукариот по потребности в кислороде приводит к заключению, что прокариоты возникли в период, когда содержание кислорода в среде изменялось. Ко времени же появления эукариот концентрация кислорода была высокой и относительно постоянной.
Первые фотосинтезирующие организмы появились около 3 млрд. лет назад. Это были анаэробные бактерии, предшественники современных фотосинтезирующих бактерий. Именно они образовали самые древние среди известных строматолитов. Обеднение среды азотистыми органическими соединениями вызывало появление живых существ, способных использовать атмосферный азот. Такими организмами являются фотосинтезирующие азотфиксирующие сине-зеленые водоросли, осуществляющие анаэробный фотосинтез. Они устойчивы к продуцируемому ими кислороду и могут использовать его для собственного метаболизма. Поскольку сине-зеленые водоросли возникли в период, когда концентрация кислорода в атмосфере изменялась, вполне очевидно, что они — промежуточные формы между анаэробами и аэробами.
Считается, что хемосинтез, в котором источником атомов водорода для восстановления углекислого газа является сероводород (такой хемосинтез осуществляют современные зеленые и пурпурные серные бактерии), предшествовал более сложному двустадийному; фотосинтезу, при котором источником атомов водорода являются молекулы воды. Второй тип фотосинтеза характерен для зеленых растений.
Фотосинтезирующая деятельность первичных одноклеточных имела два последствия, оказавшие решающее влияние на всю дальнейшую эволюцию живого.
Во-первых, фотосинтез освободил организмы от конкуренции за природные запасы абиогенных органических соединений, количество которых в среде значительно сократилось. Развившиеся посредством фотосинтеза автотрофное питание и запасание питательных готовых веществ в растительных тканях создали затем условия для появления громадного разнообразия автотрофных и гетеротрофных организмов.
Во-вторых, фотосинтез обеспечивал насыщение атмосферы достаточным количеством кислорода для возникновения и развития организмов, энергетический обмен которых основан на процессах дыхания.
Когда же появились эукариотические клетки? Значительное количество данных об ископаемых эукариотах позволяет сказать, что их возраст составляет около 1,5 млрд. лет. В эволюции одноклеточной организации выделяются ступени, связанные с усложнением строения организма, совершенствованием генетического аппарата и способов размножения.
Прогрессивным явлением в филогенезе простейших было возникновение у них полового размножения. Постепенно в ходе прогрессивной эволюции произошел переход к разделению генеративных клеток на женские и мужские.
1.2 Эволюция многоклеточных организмов
Следующая после возникновения одноклеточных ступень эволюции заключалась в образовании и прогрессивном развитии многоклеточных организмов. Эта ступень отличается большой усложненностью переходных стадий (форм), из которых выделяются колониальная одноклеточная, первично-дифференцированная, централизованно-дифференцированная.
Колониальная одноклеточная стадия.
Колониальная одноклеточная стадия считается переходной от одноклеточного организма к многоклеточному и является наиболее простой из всех стадий в эволюции многоклеточной организации.
Первично-дифференцированная стадия.
Первично-дифференцированная стадия в эволюции многоклеточных организмов характеризуется началом специализации по «принципу разделения труда» у членов колонии. На первично-дифференцированной стадии происходит специализация функций на тканевом, органном и системно-органном уровнях. Так, у кишечнополостных сформировалась простая нервная система, которая, распространяя импульсы, координирует деятельность двигательных, железистых, стрекательных, репродуктивных клеток. Нервного центра как такового еще нет, но центр координации имеется.
Централизованно-дифференцированная стадия.
С кишечнополостных начинается развитие централизованно-дифференцированной стадии в эволюции многоклеточной организации. На этой стадии усложнение морфофизиологической структуры идет через усиление тканевой специализации, начиная с возникновения зародышевых листков, детерминирующих морфогенез пищевой, выделительной, генеративной и других систем органов. Возникает хорошо выраженная централизованная нервная система. Одновременно совершенствуются способы полового размножения — от наружного оплодотворения к внутреннему, от свободной инкубации яиц вне материнского организма к живорождению.
Заключительным этапом в эволюции централизованно-дифференцированной стадии стало возникновение человека.
1.3 Эволюция растительного мира
В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) эволюционный ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли многоклеточные растения (зеленые, бурые и красные водоросли), а также грибы. Большинство из первичных растений свободно плавало в морской воде, часть прикреплялась ко дну.
Существенным условием дальнейшей эволюции растений был образование субстрата на поверхности суши в результате воздействия бактерий на минеральные вещества и под влиянием климатических факторов. В конце силурийского периода почвообразовательные процессы подготовили возможность выхода растений на сушу (41 млн. лет назад).
Первыми растениями, освоившими сушу, были псилофиты. Затем возникли другие группы наземных сосудистых растений: плауны, хвощи, папоротники, размножающиеся спорами и предпочитающие водную среду. Примитивные сообщества этих растений широко распространились в девоне. В этот же период появились и первые голосеменные, возникшие от древних папоротников и унаследовавшие от них внешний древовидный облик.
Переход к размножению семенами имел большое значение, так как освободил процесс полового размножения от связи со средой.
Значительного разнообразия достигла наземная флора в каменноугольный период. Среди древовидных широко распространились плаунообразные, достигавшие в высоту 30 м и более, из первичных голосеменных господствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволами хвойные и имевшие длинные лентовидные листья. Начавшийся в пермский период расцвет голосеменных, в частности хвойных, привел к их господству в мезозойскую эру. К середине пермского периода климат стал засушливее, что во многом отразилось на изменениях в составе флоры. Сошли с арены гигантские папоротники, древовидные плауны, каламиты и исчез столь яркий для той эпохи колорит тропических растений.
Опыление насекомыми и внутреннее оплодотворение создали значительные преимущества цветковых над голосеменными, что обеспечило их расцвет в кайнозое.
Итак, можно отметить следующие основные особенности эволюции растительного мира:
1) постепенный переход к преобладанию диплоидного поколения над гаплоидным;
2) половое «размножение, не зависимое от капельно-воздушной среды; переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двойного оплодотворения.
3) в связи с прикрепленным образом жизни на суше растение расчленяется на корень, стебель и лист, развиваются сосудистая проводящая система и защитные ткани;
4) совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в сопряженной эволюции с насекомыми – развитие зародышевого мешка для защиты растительного эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды; возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов физическими и биологическими способами.
1.4 Эволюция животного мира
История животных изучена наиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных обнаруживаются в конце докембрия (700 млн. лет назад). Предполагается, что первые животные произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из групп древнейших водорослей. Наиболее близки к предкам простейших животных одноклеточные зеленые водоросли. Не случайно, например, эвглену и вольвокс, способных и к фотосинтезу, и к гетеротрофному питанию, ботаники относят к типу зеленых водорослей, а зоологи — к типу простейших животных.
Разнообразие и количество палеонтологических документов истории животных резко возрастают в породах, датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет довольно быстро появляются почти все типы животных с прочным скелетом. Возникновение Типа Хордовых относится ко времени менее 500 млн. лет.
Начало палеозоя отмечено образованием многих типов животных, из которых примерно треть существует и в настоящее время. В позднее кембрийское время появляются первые рыбы. В девоне возникают челюстные рыбы в результате таких крупных эволюционных преобразований, как превращение передней пары жаберных дуг в челюсти и формирование парных плавников. Первых челюстноротых представляли две группы: лучеперые и лопастеперые рыбы. Почти все живущие рыбы — потомки лучеперых. Лопастеперые имели в плавниках костные опорные элементы, из которых развились конечности первых обитателей суши. Следовательно, все четвероногие позвоночные имеют свою далеким предком эту исчезнувшую группу рыб.
Наиболее древние представители амфибий — ихтиостеги — обнаружены в верхнедевонских отложениях (Гренландия). Они обладали пятипалыми конечностями, с помощью которых переползали по суше. Конкуренция с кистеперыми заставляла первых земноводных занимать местообитания, промежуточные между водой и сушей.
От примитивных амфибий ведут свое начало рептилии, широко расселившиеся на суше к концу пермского периода благодаря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, защищающих от высыхания. Первые рептилии уступили место гигантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполне вероятно, что последние были теплокровными животными. В связи с теплокровностью динозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длительное господство и сосуществование с млекопитающими.
Уже в период господства динозавров существовала группа млекопитающих — небольших по размеру животных с шерстным покровом, возникших от одной из линий хищных рептилий — терапсид. Млекопитающие вышли на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным особенностям, как более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность, вскармливание потомства молоком.
Значительного разнообразия млекопитающие достигли в кайнозое, тогда же появились приматы. Третичный период был временем расцвета млекопитающих. Прогрессивная эволюция приматов оказалась уникальным явлением в истории развития жизни на Земле, в итоге она привела к возникновению человека.
Особенности эволюции животного мира:
1) прогрессивное развитие многоклеточных организмов и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов. Свободный образ жизни и способность к перемещению в значительной мере определили совершенствование форм поведения, а также относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторов внешней среды на основе развития внутренних регуляторных систем;
2) возникновение твердого скелета: наружного — у членистоногих, внутреннего — у позвоночных. Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружный скелет членистоногих препятствовал увеличению размеров тела, именно поэтому все насекомые представлены мелкими формами. Внутренний скелет позвоночных не ограничивал увеличение размеров тела, которые постигли максимальной величины у мезозойских рептилий — динозавров и ихтиозавров;
3) возникновение органо-полостных и совершенствование их на централизованно-дифференцированной стадии до млекопитающих. На этой стадии произошло разделение насекомых и позвоночных. Развитие центральной нервной системы у насекомых характеризуется| совершенствованием форм поведения по типу наследственного укрепления инстинктов. У позвоночных развился головной мозг и система условных рефлексов. Наблюдается ярко выраженная тенденция к повышению средней выживаемости отдельных особей.
Данный путь эволюции позвоночных привел к развитию форм группового адаптивного поведения, заключительным событием которогo стало возникновение биосоциального существа — человека.
1.5 Эволюция биосферы
Эволюция биосферы обусловлена тремя группами факторов:
1) развитием Земли как космического тела и протекающими и ее недрах химическими преобразованиями;
2) биологической эволюцией живых организмов;
3) развитием человеческого общества.
С момента возникновения жизнь оформилась в виде примитивной биосферы, и с этого времени ее эволюция тесно сопряжена с возникновением разнообразных видов микроорганизмов, грибов, растений, животных. Число вымерших видов, некогда обитавших на земном шаре, определяется от одного до нескольких миллиардов. Многообразие видов, существовавших в прошлом и населяющих планету сейчас, есть результат исторического развития биосферы в целом.
Создателем современного учения о биосфере стал В.И. Вернадский.
Согласно выдвинутому В.И. Вернадским закону, названному им «вторым биогеохимическим принципом», эволюция видов и возникновение устойчивых форм жизни шли в направлении усиления биогенной миграции атомов в биосфере. Взаимосвязь эволюции органического мира с основными биогеохимическими процессами в биосфере В.И. Вернадский усматривал, прежде всего, в биогенных миграциях химических элементов, т.е. в «прохождении» их через организмы.
Основная структурная единица биосферы — биогеоценоз. Свойства биосферы в значительной мере определяются свойствами структурных единиц. Входя в состав биосферы, биогеоценозы, естественно, связаны между собой. Совокупность геологических и космических факторов существенно изменяла условия жизни на Земле. Поэтому уже с момента зарождения живое приспосабливалось к этим изменениям, что сопровождалось увеличением многообразия органических форм. Постепенно захват новых, ранее непригодных зон жизни, привел к почти полному заселению всех возможных для существования живого мест обитания. Таким образом, эволюционные преобразования биосферы, обусловленные совместным действием биотических и абиотических факторов, — необходимые условия для существования жизни на Земле.
Заключение
Каждый из видов, населяющих нашу планету, есть результат многомиллионнолетней эволюции, носитель неповторимых генетических особенностей. Мы обязаны сохранить и передать потомкам то биологическое разнообразие, которое существует на Земле и является следствием неповторимости эволюционных путей, приведших к формированию каждого вида. То принципиально новое, что внес XX в. в понимание проблемы органического многообразия, сводится к следующему: сохранение биологического разнообразия — непременное условие существования человека на Земле.
В связи с проблемой устойчивости экосистем возникла необходимость разработки концепции устойчивого развития. По своему замыслу принятие этой концепции должно стимулировать разработку общей стратегии развития человеческого общества на базе экологически целесообразного природопользования, сохранения благоприятного для людей состояния окружающей среды, обеспечивающем приемлемое качество жизни для нынешнего и последующих поколений людей.
Существующая в настоящее время идеология «общества потребления» губительна для биосферы, для составляющих ее экосистем, для сохранения видового и экосистемного биоразнообразия, для вида Homo sapiens, выживание которого зависит в первую очередь от устойчивости биосферы, а, в конечном счете — от ее биологического разнообразия.
Список использованной литературы
1. Биологический энциклопедический словарь. — М., 1989.
2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. — М.: Наука, 1989.
3. Концепции современного естествознания: Учебник / Под ред. В.Н. Лавриненко. — М.: ЮНИТИ, 2004.
4. Кузнецов В.Н, Идлис Г.М., Гущина В.Н. Естествознание. — М.: Агар, 1996.
5. Мамонтов Г.С., Захаров В.Б. Общая биология: Учебник. — М.: Высшая школа, 2003.
6. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — М.: Гардарики, 2005.
7. Энциклопедия «Современное естествознание»: В 10 т. — Т. 2 — 2001.
www.ronl.ru
Происхождение и эволюцию царства растений нужно рассматривать в связи с историей развития Земли, которую принято изображать в виде следовавших одна за другой шести геологических эр. Это катархеозойская, археозойская, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры. Их, в свою очередь, делят на геологические периоды. Каждая из эр имеет определенные осадочные породы, в которых находят окаменелые остатки и отпечатки растений. Изучение последних позволило установить общую картину эволюции органического мира, а иногда и воспроизвести (реставрировать) особенности строения вымерших растений.В катархеозойскую эру (более 4,5 млрд. лет назад) в Мировом океане развивались физико-химические процессы, создавшие условия (субстрат и материал) для возникновения жизни.Считают, что жизнь на нашей планете возникла в Мировом океане в археозойскую эру (2,7—4,5 млрд. лет назад). Более точно установить, когда появились первые растительные организмы, пока не удалось. Остатки древнейших растений из-за простоты их студенистого плазматического тела не дошли до нас в окаменелом состоянии, они бесследно исчезли. Но продукты их жизнедеятельности в виде разнообразных пород бактериального и водорослевого происхождения, а также остатки аминокислот, которые входили в состав белковых тел первичных организмов, сохранились. Это были примитивные формы жизни — предклеточные, одноклеточные предъядерные, одноклеточные ядерные и колониальные .Развитие жизни на Земле шло очень медленно, особенно в археозойскую и протерозойскую эры, составляющие более половины всего геологического летоисчисления. Так, по данным палеонтологов, только в протерозойскую эру (570—2700 млн. лет назад) определились две основные линии эволюции живой природы, различающиеся по способу питания: автотрофные (царство растений) и гетеротрофные (царство животных) организмы. В эту же эру наряду с широким развитием одноклеточных и колониальных сине-зеленых водорослей появляются красные и зеленые водоросли , новые группы бактерий, например железобактерии.Важнейшие события в истории развития царства растений произошли в силурийском и девонском периодах палеозойской эры (230—570 млн. лет назад). В силурийском периоде (405—440 млн. лет назад) появились риниовидные — первые сухопутные растения . Это были еще небольшие (15—20 см в высоту) растения. Они нередко покрывали сушу сплошным ковром. Возможно, что в это время уже существовали грибы, мхи, лишайники. В девонском периоде (360—405 млн. лет назад) произошло массовое расселение высших споровых. Они достигли больших размеров. Чередование фаз в жизненном цикле (гаметофит и спорофит), установившееся тогда у многих-растений, оказалось очень полезным для них, так как позволило часть жизни проводить в воде (гаметофит), а другую часть — на суше (спорофит). Сухопутный образ жизни у спорофита способствовал развитию надземной части, образовались проводящие пучки. Важнейшим стимулом эволюции растений на суше послужила возможность естественной гибридизации. В карбоновом периоде (285—360 млн. лет назад) сформировались семенные папоротники и представители хвощевидных — каламиты, появились близкие к хвойным кордаиты, достигавшие 30 м высоты. Всюду, где была илистая, пропитанная водой почва, эти деревья формировали леса. Немало их было по берегам лагун. Подмытые водой, особенно во время разливов, деревья падали, покрывались наносами. Огромные скопления их подвергались разложению без доступа воздуха и превращались в залежи каменного угля. В карбоновом периоде риниовидные исчезли. В это отдаленное время суша Земли в световом и тепловом отношении была однотипной, так как относительно небольшая поверхность ее омывалась безбрежной теплой акваторией и многократно пересекалась широкими полноводными реками и заболоченными пространствами. На поверхность суши эффективно действовало также внутреннее тепло Земли. Кроме того, атмосфера была до предела насыщена влагой, тучи непроницаемым слоем окутывали Землю. Все это способствовало выравниванию климата в приполярных участках континентов. В пермском периоде (230—285 млн. лет назад) большинство семенных папоротников, древовидных плауновидных и кордаитов вымерло, плауновидные и хвощевидные начали исчезать, зато началось развитие новых видов голосеменных, в том числе саговниковых, предков современных араукариевых и других хвойных и гинкговых. В конце пермского периода господствовали голосеменные.В триасовый (195—230 млн. лет назад) и в основном в юрский (137—195 млн. лет назад) периоды мезозойской эры (67—230 млн. лет назад) флора голосеменных значительно обогатилась. Леса юрского периода состояли из саговниковых, гинкговых, араукариевых. В изобилии развивались мхи, появились кэйтониевые, которые имели гомологи настоящих плодолистиков и ягодовидные плоды. В меловом периоде (67—137 млн. лет назад) началось развитие покрытосеменных. Появление их было важным поворотным этапом в истории растительного и животного царств. Древесные покрытосеменные — магнолия, лавр, платан, эвкалипт, фикус, тополь, ива, бук, виноград и другие — завоевывали большие пространства на Земле. Тогда же распространились и древовидные однодольные — пальмы. Из травянистых растений в результате приспособления к новым условиям выделились водяные формы.В кайнозойскую эру (0—67 млн. лет назад) покрытосеменные достигли мощного развития. Два первых периода этой эры — палеогеновый (67—25 млн. лет назад) и неогеновый (25—0,7 млн. лет назад) отличались теплым климатом. Уже тогда ландшафт поверхности Земли напоминал современный. Появились лиственные леса. Среди древесных пород распространились хлебное дерево, инжир, мирт, дуб, клен, ясень, грецкий орех и др. Хвойные имели важнейшее значение в образовании чистых и смешанных лесов (с примесью лиственных пород). Сформировалась богатая травянистая флора. В следующий — четвертичный (современный) период, насчитывающий около 0,7 млн. лет, произошло резкое изменение климата Земли в сторону понижения температуры и увеличения количества осадков. Это привело к колоссальному накоплению льдов в высоких широтах, в частности в Северном полушарии. Эта громада льдов двигалась к югу. Началась ледниковая эпоха. Во время наибольшего оледенения ледники доходили до центральной части Европы. На территории, занимаемой теперь Украиной, они по Днепру спускались к нынешним Днепропетровской и Житомирской областям. Появились холодостойкие растения. Конец неогенового периода связан с появлением и развитием человека, который стал новым фактором, способствовавшим изменению состава растительности: введение в культуру полезных растений положило начало вытеснению дикой растительности.Таким образом, в истории развития растительного мира можно выделить три периода: водорослевый (протерозойская эра — первая половина палеозойской), высших споровых (вторая половина палеозойской эры), семенных — голосеменных (первая половина мезозойской эры) и покрытосеменных (от второй половины мезозойской эры до наших дней).
Источник: http://sovrbotanika.ru/282/
ru-mo.ucoz.ru
Основные этапы эволюции растительного и животного мира
Геохронологическая история Земли. Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятие и опускание суши, изменение очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры, происходившие в разные геологические периоды, сопровождались усиленной вулканической деятельностью, в результате чего в атмосферу выбрасывалось огромное количество газов, пепла, что снижало прозрачность атмосферы и способствовало уменьшению количества поступающей на Землю солнечной радиации. Это было одной из причин развития оледенений, которые вызвали изменение климата, что оказало сильное влияние на развитие органического мира. В процессе эволюции постоянно возникали новые формы организмов, а прежние формы, оказавшиеся неприспособленными к новым условиям существования, вымирали.
В течение многих миллионов лет на планете накапливались остатки некогда живших организмов. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы (табл. 4.2). Применение радио-изотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.
На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.
Основные этапы эволюции растений. В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли растения, грибы и животные. Большинство растений этого периода свободно плавало в воде, часть из них прикреплялась ко дну.
Табл. 4.2. Геохронологическая шкала Земли.
| Эра | Период | Начало (млн. лет назад) | Эволюционные события |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Кайнозойская (новой жизни) | Четвертичный | 2,4 | Растения: Вымирание многих видов растений, упадок древесных форм, расцвет травянистых; растительный мир приобретает современный облик. Животные: Развитие многих групп морских и пресноводных моллюсков, кораллов, иглокожих и др. Формирование ныне существующих сообществ, возникновение и эволюция человека. |
| Неогеновый (неоген) | 2,5 | Растения: Преобладание покрытосеменных и хвойных, отступавшие лесов, увеличение площади степей. Животные: Видовой состав беспозвоночных приближается к современному. Расцвет плацентарных млекопитающих, сходных с современными. Появление человекообразных обезьян. | |
| Палеогеновый (палеоген) | 66 | Растения: Расцвет диатомовых водорослей и основных групп покрытосеменных. Господство двустворчатых и брюхоногих моллюсков. Животные: Вымирание древнейших млекопитающих. Развитие сумчатых и примитивных плацентарных: насекомоядных, древних копытных, древних хищников. Начало развития антропоидов. | |
| Мезозойская (средней жизни) | Меловой (мел) | 136 | Растения: В начале периода господство голосеменных и появление покрытосеменных, которые преобладают во второй половине периода. Животные: Развитие двустворчатых и брюхоногих моллюсков, других беспозвоночных. Развитие крупных рептилий в первой половине периода и их вымирание во второй половине периода. Развитие млекопитающих и птиц. |
| Юрский (юра) | 195 | Растения: Появление диатомовых водорослей. Господство папоротников и голосеменных. Расцвет головоногих и двустворчатых моллюсков. Расцвет пресмыкающихся: наземных, водоплавающих, летающих. Появление древних птиц, развитие древних млекопитающих. | |
| Триасовый (триас) | 240 | Растения: Вымирание семенных папоротников. Развитие голосеменных. Животные: Вымирание многих животных, процветающих в палеозойскую эру. Вымирание стегоцефалов, развитие пресмыкающихся, появление древних млекопитающих. | |
| Палеозойская (древней жизни) | Пермский (пермь) | 285 | Растения: Распространение первых групп голосеменных. Животные: Уменьшение количества видов хрящевых, кистеперых и двоякодышащих рыб. Развитие стегоцефалов, пресмыкающихся, часть которых были предковыми по отношению к млекопитающим и птицам. |
| Каменноугольный (карбон) | 345 | Растения: Расцвет плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных, семенных папоротников; появление хвойных. Животные: Расцвет древних морских беспозвоночных. Появление первичнобескрылых и древнекрылых насекомых. Распространение акул, стегоцефалов. Появление и расцвет амфибий. Появление древних пресмыкающихся. | |
| Девонский(девон) | 410 | Растения: Расцвет риниофитов, к началу позднего девона их вымирание. Появление современных типов сосудистых растении. Животные: Расцвет древних беспозвоночных, появление паукообразных. Расцвет панцирных, кистеперых и двоякодышащих рыб. В конце периода появление первых четвероногих — стегоцефалов (древних земноводных). | |
| Силурийский (силур) | 435 | Растения: Возникновение современных групп водорослей и грибов. В конце периода достоверное появление первых наземных растений. Появление наземных членистоногих —- скорпионов. Появление древних панцирных и хрящевых рыб. | |
| Ордовикский (ордовик) | 500 | Растения: Обилие морских водорослей. Предположительное появление первых наземных растений — риниофитов. Появление первых позвоночных— бесчелюстных. | |
| Кембрийский (кембрий) | 570 | Растения: Жизнь сосредоточена в морях. Эволюция водорослей. Животные: Развитие многоклеточных форм. Расцвет морских беспозвоночных с хитиново-фосфатной раковиной. | |
| Протерозойская (ранней жизни) | Поздний протерозой | 1650 | Растения: Развитие водорослей, Животные: Различных многоклеточных примитивных организмов, не имеющих скелетных образований. |
| Ранний протерозой | 2600 | Растения и животные: Развитие одноклеточных прокариотических и эукариотических фотосинтезирующих организмов. Возникновение полового процесса. | |
| Архей | Нет под разд. | 3500— 3800 | : Возникновение жизни на Земле, появление первых клеток — начало биологической эволюции. Появление анаэробных автотрофных организмов, бактерий, цианобактерий. |
| Катархей | Нет под разд. | 3900 | Химическая эволюция, приведшая к возникновению биополимеров. |
1. Архейская эра - древнейший этап в истории Земли, когда в водах первичных морей возникла жизнь, которая была представлена первоначально доклеточными ее формами и первыми клеточными организмами. Aнализ осадочных пород этого возраста показывает, что в водной среде обитали бактерии и синезеленые.
2. Протерозойская эра. На грани архейской и протерозойской эры произошло усложнение строения и функции организмов: возникли многоклеточность, половой процесс, который усилил генетическую неоднородность организмов и дал обширный материал для отбора, более разнообразными стали фотосинтезирующие растения. Многоклеточность организмов сопровождалась повышением специализации клеток, их объединением в ткани и функциональные системы.
Проследить в деталях эволюцию животных и растений в протерозойскую эру довольно трудно из-за перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В отложениях этой эры обнаружены лишь отпечатки бактерий, водорослей, низших типов беспозвоночных и низших хордовых. Крупным шагом в эволюции было появление организмов с двусторонней симметрией тела, дифференцированного на передний и задний отделы, левую и правую стороны, выделение спинной и брюшной поверхности. Спинная поверхность у животных служила защитой, а на брюшной располагались рот и органы захвата пищи.
3. Палеозойская эра. Животный и растительный мир достиг большого разнообразия, стала развиваться наземная жизнь.
В палеозое различают шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский. В кембрийском периоде жизнь была сосредоточена в воде (она покрывала значительную часть нашей планеты) и представлена более совершенными многоклеточными водорослями, имевшими расчлененное слоевище, благодаря которому они активнее синтезировали органические вещества и явились исходной ветвью для наземных листостебельных растений. Широкое распространение в морях получили беспозвоночные, в том числе плеченогие моллюски, а из членистоногих - трилобиты. Самостоятельным типом двухслойных животных того периода были археоциаты, формировавшие рифы в древних морях. Они вымерли, не оставив потомков. На суше обитали лишь бактерии и грибы.В ордовикском периоде климат был теплым даже в Арктике. В пресных и солоноватых водах этого периода пышного развития достигли планктонные водоросли, разнообразные кораллы из типа кишечнополостных, существовали представители почти всех типов беспозвоночных в том числе трилобиты, моллюски, иглокожие. Широко представлены были бактерии. Появляются первые представители бесчелюстных позвоночных - щитковые.В конце силурийского периода в связи с горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть водорослей оказалась в новых условиях среды - в мелких водоемах и на суше. Многие из них погибли. Однако в результате разнонаправленной изменчивости и отбора отдельные представители приобрели признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Появились первые наземные споровые растения - псилофиты. Они имели цилиндрический стебель около 25 см высоты, вместо листьев - чешуйки. Важнейшие приспособления у них - возникновение покровной и механической тканей, корнеподобных выростов - ризоидов, а также элементарной проводящей системы.
В девоне численность псилофитов резко сократилась, на смену им пришли их преобразованные потомки, высшие растения - плауновидные, моховидные и папоротниковидные, у которых развиваются настоящие вегетативные органы (корень, стебель, лист). Возникновение вегетативных органов повысило эффективность функции отдельных частей растений и их жизненность как гармонически целостной системы. Выход на сушу растений предшествовал выходу животных. На Земле растения накапливали биомассу, а в атмосфере - запас кислорода. Первыми обитателями суши из беспозвоночных были пауки, скорпионы, многоножки. В девонских морях было много рыб, среди них - челюстные панцирные, имевшие внутренний хрящевой скелет и внешний прочный панцирь, подвижные челюсти, парные плавники. Пресные водоемы населяли кистеперые рыбы, у которых было жаберное и примитивное легочное дыхание. С помощью мясистых плавников они перемещались по дну водоема, а при пересыхании переползали в другие водоемы. Группа кистеперых рыб явилась предками древних земноводных - стегоцефалов. Стегоцефалы обитали в болотистой местности, выходили на сушу, но размножались только в воде.
В каменноугольном периоде распространились гигантские папоротникообразные, которые в условиях теплого влажного климата расселились повсеместно. В этот период достигли расцвета древние земноводные.В пермский период климат стал более сухим и холодным, что привело к вымиранию многих земноводных. К концу периода число видов земноводных стало резко сокращаться, и до наших дней сохранились лишь мелкие земноводные (тритоны, лягушки, жабы). На смену древовидным споровым папоротникообразным пришли семенные папоротники, давшие начало голосеменным растениям. Последние имели развитую стержневую корневую систему и семена, оплодотворение у них проходило в отсутствие воды. Вымерших земноводных сменила более прогрессивная группа животных, произошедшая от стегоцефалов,- пресмыкающиеся. У них были сухая кожа, более плотные ячеистые легкие, внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, защитные яйцевые оболочки.
4. Мезозойская эра включает три периода: триасовый, юрский, меловой.
В триасе широко распространились голосеменные растения, особенно хвойные, занявшие господствующее положение. Одновременно широко расселились пресмыкающиеся: в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры в воздухе - летающие ящеры, разнообразно были пpeдставлены пресмыкающиеся и на земле. Гигантские пресмыкающиеся (бронтозавры, диплодоки и др.) вскоре вымерли. В самом начале триаса от пресмыкающихся отделилась группа мелких животных с более совершенным строением скелета и зубов. Эти животные npиобрели способность к живорождению, постоянную температуру тела, у них было четырехкамерное сердце и целый ряд других прогрессивных черт организации. Это были первые примитивные млекопитающие.В отложениях юрского периода мезозоя o6наружены также останки первоптицы - археоптерикса. Он сочетал в своем строении признаки птиц и пресмыкающихся.
В меловом периоде мезозоя от голосеменных отделилась ветвь растений, имевших орган семенного размножения - цветок. После оплодотворения завязи цветка превращается в плод, поэтому развивающиеся семена внутри плода защищены мякотью и оболочками от неблагоприятных условий среды. Многообразие цветков различных приспособлений для опыления и распространения плодов и семян позволило покрытосеменным (цветковым) растениям широко распространиться в природе и занять господствующее положение. Параллельно с ними развивалась группа членистоногих - насекомых которые, будучи опылителями цветковых растений в большой мере способствовали их прогрессивной эволюции. В этом же периоде появились настоящие птицы и плацентарные млекопитающие. Признаки высокой степени организации у них - постоянная температура тела| полное разделение артериального и венозного тока крови, повышенный обмен веществ, совершенная терморегуляция, а у млекопитающих, кроме того, живорождение, вскармливание детенышей молоком, развитие коры головного мозга - позволили этим группам также занять господствующее положение на Земле.
5. Кайнозойская эра подразделяется на три периода: палеоген, неоген и четвертичный.
В палеогене, неогене и начале четвертичного периода цветковые растения благодаря приобретению многочисленных частных приспособлений заняли большую часть суши и представляли субтропическую и тропическую флору. В связи с похолоданием, вызванным наступлением ледника, субтропическая флора отступила к югу. В составе наземной растительности умеренных широт стали преобладать листопадные деревья, приспособленные к сезонному ритму температур, а также кустарники и травянистые растения. Расцвет травянистых приходится на четвертичный период. Большое распространение получили теплокровные животные:птицы и млекопитающие. В ледниковое время обитали пещерные медведи, львы, мамонты, шерстистые носороги, которые после отступления ледников и потепления климата постепенно вымирали, а животный мир приобрел современный облик.
Главное событие этой эры - формирование человека. К концу неогена в лесах обитали небольшие хвостатые млекопитающие - лемуры и долгопяты. От них произошли древние формы обезьян - парапитеки, ведшие древесный образ жизни и питавшиеся растениями и насекомыми. Их далекие потомки - ныне живущие гиббоны, орангутанги и вымершие мелкие древесные обезьяны - дриопитеки. Дриопитеки дали начало трем линиям развития, которые привели к шимпанзе, горилле, а также вымершему австралопитеку. От австралопитеков в конце неогена произошел человек разумный.
Основные особенности эволюции животного мира следующие:
sites.google.com
В результате доисторических событий, таких как пермское и мел-палеогеновое массовые вымирания, многие семейства растений и некоторые предки существующих видов вымерли до начала записанной истории.
Общая тенденция диверсификации флоры Земли включает в себя четыре основные группы растений, которые господствуют на планете, начиная со среднего силурийского периода и до настоящего времени:
Модель зостерофиллума
Папоротники
Основная статья: Характеристика палеозойской эры и ее периодов.
Плауновидные
Протерозойский и архейский эоны предшествуют появлению наземной флоры. Бессемянные, сосудистые, наземные растения появились в середине силурийского периода (437-407 миллионов лет) и были представлены риниофитами и, возможно, плауновидными (включая ликоподиумы). Из примитивных риниофитов и плауновых наземная растительность быстро эволюционировала в течение девонского периода (407-360 миллионов лет назад).
Предки настоящих папоротников, возможно развивались в середине девона. Во время позднего девонского периода появились хвощёвые и голосеменные. К концу периода уже существовали все основные отделы сосудистых растений, кроме покрытосеменных.
Развитие особенностей сосудистых растений, во время девона, позволили увеличить географическое разнообразие флоры. Одной из них было возникновение сплющенных листьев, что повысило эффективность фотосинтеза. Другая — появление вторичной древесины, позволяющая растениям значительно увеличиваться по форме и размерам, что привело к появлению деревьяев и, вероятно, к лесов. Постепенным процессом было репродуктивное развитие семени; самое раннее обнаружено в верхнедевонских отложениях.
Предки хвойных и саговниковидных появились в каменноугольном периоде (360-287 миллионов лет назад). Во время раннего карбона в высоких и средних широтах растительность демонстрирует доминирование ликоподиумов и Progymnospermophyta.
Progymnospermophyta
В более низких широтах Северной Америки и Европы обнаруживается большое разнообразие ликоподиумов и Progymnospermophyta, а также другой растительности. Встречаются семенные папоротники (включая calamopityales), наряду с настоящими папоротниками и хвощами (Archaeocalamites).
Поздняя карбоновая растительность в высоких широтах сильно пострадала от начала пермско-карбонового ледникового периода. В северных средних широтах летопись окаменелостей показывает доминирование хвощей и примитивных семенных папоротников (птеридоспермов) над немногими другими растениями.
В северных низких широтах наземные массивы Северной Америки, Европы и Китая были охвачены неглубокими морями или болотами и, поскольку они близки к экватору, то испытывали тропические и субтропические климатические условия.
В это время появились первые тропические леса, известные как каменноугольные леса. Огромное количество торфа было заложено в результате благоприятных условий круглогодичного роста и адаптации гигантских ликоподиумов к тропическим средам водно-болотных угодий.
В более сухих районах, окружающих низменности, в большом изобилии существовали леса хвощей, семенные папоротники, кордаиты и другие папоротники.
Пермский период (287-250 миллионов лет назад) указывает на значительный переход хвойных, саговниковидных, глоссоптерис, гигантоптерид и пельтасперм из бедных окаменелостей в карбоне в значительную обильную растительность. Другие растения, такие как древесные папоротники и гигантские ликоподиумы, присутствовали в перми, но не в изобилии.
В результате массового пермского вымирания исчезли тропические болотные леса, а вместе с ними и ликоподиумы; кордаиты и глоссоптерисы вымерли на более высоких широтах. Около 96 % всех видов растений и животных исчезли с лица нашей планеты в это время.
Основная статья: Краткая характеристика мезозойской эры и ее периодов.
В начале триасового периода (248-208 миллионов лет назад) скудная летопись окаменелостей указывает на сокращения флоры Земли. С середины до позднего триаса современные семейства папоротников, хвойных деревьев и ныне вымершей группы растений, беннеттитовых, обитали в большинстве наземных экосистем. После массового вымирания беннеттиты переместились в свободные экологические ниши.
Поздняя триасовая флора в экваториальных широтах представлена широким диапазоном папоротников, хвощей, саговников, беннеттитов, гинкго и хвойных деревьев. Комбинации растений в небольших широтах сходные, но не богатые видами. Это отсутствие вариаций растений в низких и средних широтах отражает глобальный безморозный климат.
В юрский период (208-144 миллионов лет назад) появилась наземная растительность, похожая на современную флору, и потомками папоротников этого геологического отрезка времени можно считать современные семейства, такие как Dipteridaceae, Matoniaceae, Gleicheniaceae, и Cyatheaceae.
К хвойным этого возраста также могут относится современные семейства: подокарповых, араукариевых, сосновых и тисовых. Эти хвойные породы, во время мезозоя, создали значительные залежи такого полезного ископаемого, как уголь.
Во время раннего и среднего юрского периода, в экваториальных широтах западной части Северной Америки, Европы, Средней Азии и Дальнего Востока, произрастала разнообразная растительность. Она включала: хвощи, саговники, беннеттиты, гинкго, папоротники и хвойные деревья.
Гинкго
Теплые, влажные условия также существовали в северных средних широтах (Сибирь и северо-запад Канады), поддерживая гинкговые леса. Пустыни встречались в центральной и восточной частях Северной Америки и Северной Африки, а наличие беннеттитов, саговников, хейролепидиевых и хвойных деревьев свидетельствовали о приспособленности растений к засушливым условиям.
Южные широты имели сходную растительность с экваториальными, но из-за более сухих условий хвойные породы были обильными, а гинкговые — дефицитными. Южная флора распространилась на очень высокие широты, включая Антарктиду, из-за отсутствия полярного льда.
Хейролипидиевые
В меловом периоде (144-66,4 миллионов лет назад) в Южной Америке, Центральной и Северной Африке, и Центральной Азии существовали сухие, полупустынные природные условия. Таким образом, в наземной растительности преобладали хвойные породы хейролипидиевых и матониевые папоротники.
Северные средние широты Европы и Северной Америки имели более разнообразную растительность, состоящую из беннеттитовых, саговниковых, папоротников и хвойных деревьев, а в южных средних широтах преобладали беннеттиты.
В позднем меловом периоде произошли значительные изменения в растительности Земли, с появлением и распространением цветущих семенных растений, покрытосеменных. Присутствие покрытосеменных означало конец типичной мезозойской флоры с преобладанием голосеменных растений и определенное снижение беннеттитовых, гинкговых и саговниковых.
Нотофагус или южный бук
Во время позднего мела в Южной Америке, Центральной Африке и Индии преобладали засушливые условия, в результате чего среди тропической растительности доминировали пальмы. На средние южные широты также влияли пустыни, а растения, окаймлявшие эти районы, включали: хвощи, папоротники, хвойные и покрытосеменные, в частности, нотофагус (южный бук).
Секвойя Гиперион
Высокоширотные районы были лишены полярного льда; из-за более теплых условий климата, покрытосеменные смогли процветать. Самая разнообразная флора была обнаружена в Северной Америке, где присутствовали вечнозеленые растения, покрытосеменные и хвойные деревья, особенно красное дерево, секвойя.
Мел-палеогеновое массовое вымирание (К-Т вымирание) произошло около 66,4 миллионов лет назад. Это событие, которое внезапно вызвало глобальные климатические изменения и исчезновение многих видов животных, особенно динозавров.
Наибольший «шок» для наземной растительности произошел в средних широтах Северной Америки. Показатели пыльцы и спор чуть выше границы К-Т в летописи окаменелостей показывают преобладание папоротников и вечнозеленых растений. Последующая колонизация растений в Северной Америке демонстрирует преобладание лиственных растений.
Основная статья: Описание периодов и эпох кайнозоя.
Увеличение осадков в начале палеогена-неогена (66,4-1,8 миллионов лет назад) способствовало широкомасштабному развитию дождевых лесов в южных районах.
Примечательным в этот период была полярная лесная флора Аркто, обнаруженная на северо-западе Канады. Мягкое, влажное лето чередовалось с непрерывной зимней тьмой с температурой от 0 до 25° C.
Берёзовая роща
Эти климатические условия поддерживали лиственную растительность, которая включала платановых ореховых, берёзовых, луносемянниковых, вязовых, буковых, магнолиевых; и голосеменные растения, такие как таксодиевые, кипарисовые, сосновые и гинкговые. Эта флора распространилась по Северной Америке и Европе.
Прерии
Примерно одиннадцать миллионов лет назад, во время миоценовой эпохи, произошли заметные изменения в растительности с появлением трав и их последующим распространением на травянистые равнины и прерии. Появление этой широко распространенной флоры способствовало развитию и эволюции растительноядных млекопитающих.
Четвертичный период (1,8 миллиона лет назад и к настоящему времени) начался с континентального оледенения в северо-западной Европе, Сибири и Северной Америке. Это оледенение затронуло наземную растительность, при этом представители флоры мигрировали на север и юг в ответ на ледниковые и межледниковые колебания. В межледниковые периоды были распространены клёновые, берёзовые и маслиновые.
Окончательные миграции видов растений в конце последнего ледникового периода (около одиннадцати тысяч лет назад) сформировали современное географическое распределение наземной флоры. Некоторые районы, такие как горные склоны или острова, имеют необычное видовое распределение в результате их изоляции от глобальной миграции растений.
natworld.info
