Реферат: Развитие жизни на Земле в протейскую эру. Реферат развитие жизни на земле

Доклад - Развитие жизни на Земле

Геологическаяэра Земли от ее образования до зарождения жизни называется катархей.

Катархей(от греч. «ниже древнейшего») — эра, когда была безжизненная Земля,окутанная ядовитой для живых существ атмосферой, лишенной кислорода; гремеливулканические извержения, сверкали молнии, жесткое ультрафиолетовое излучениепронизывало атмосферу и верхние слои воды. Под влиянием этих явлений изокутавшей Землю смеси паров сероводорода, аммиака, угарного газа начинаютсинтезироваться первые органические соединения, возникают свойства, характерныедля жизни.

Такаякартина эры катархея (около 5 — 3,5 млрд. лет назад) предстает из современныхисследований. Но выдвигаются и другие гипотезы. Вернадский, например, считал,что биосфера геологически вечна, т.е. что жизнь на Земле существует столько жевремени, сколько и сама Земля как планета.

Архей- древнейшая геологическая эра Земли (3,5 — 2,6 млрд. лет назад).

Ковремени архея относится возникновение первых прокариот (бактерий исине-зеленых) — организмов, которые в отличие от эукариот не обладаютоформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом (наследственнаяинформация реализуется и передается через ДНК).

Вотложениях архея найдены также остатки нитчатых водорослей. В этот периодпоявляются гетеротрофные организмы не только в море, но и на суше. Образуетсяпочва. В атмосфере снижается содержание метана, аммиака, водорода, начинаетсянакопление углекислого газа и кислорода.

Протерозой(с греч. «первичная жизнь) — огромный по продолжительности этаписторического развития Земли (2,6 млрд.-570 млн. лет назад).

(Учеб.Биол.,с.186-187)

Возникновениемногоклеточности — важный ароморфоз в эволюции жизни.

Конецпротерозоя иногда называют „веком медуз“ — очень распространенных вэто время представителей кишечнополостных.

Палеозой(от греч. „древняя жизнь“) — геологическая эра (570-230 млн. лет) соследующими периодами:

кембрий (570-500 млн.лет)

ордовик (500-440 млн. лет)

силур (440-410 млн. лет)

девон (410-350 млн. лет)

карбон (350-285 млн. лет)

пермь (285-230 млн. лет).

Дляразвития жизни в раннем палеозое (кембрий, ордовик, силур) характерноинтенсивное развитие наземных растений и выход на сушу животных.

Фаунараннего палеозоя (кембрий, ордовик, силур):

1-колонияархеоцит

2-скелетсилурийского коралла

3-обитательмелководных заливов силурийских морей-гигантский ракоскорпион

4-головоногиймоллюск

5-морскиелилии

6,7, 8-древнейшие позвоночные бесчелюстные панцирные „рыбы“

9-одиночныекораллы

10,11-трилобиты-примитивнейшие ракообразные

12-раковинасилурийского головоногого моллюска.

Наступившийв конце силура горообразовательный период изменил климат и условиясуществования организмов. В результате поднятия суши и сокращения морей климатдевона был более континентальный, чем в силуре. В девоне появились пустынные иполупустынные области; на суше появляются первые леса из гигантскихпапоротников, хвощей и плаунов. Новые группы животных начинают завоевыватьсушу, но их отрыв от водной среды не был еще окончательным. К концу карбонаотносится появление первых пресмыкающихся — полностью наземных представителейпозвоночных. Они достигли значительного разнообразия в перми из-за засушливогоклимата и похолодания.

Такв палеозое произошло завоевание суши многоклеточными растениями и животными.

Мезозой(с греч. „средняя жизнь“) — это геологическая эра (230-67 млн.лет) соследующими периодами:

триас (230-195 млн.лет)

юра (195-137 млн.лет)

мел (137-67 млн.лет).

Мезозойсправедливо называют эрой пресмыкающихся. Их расцвет, широчайшая дивергенция ивымирание происходят именно в эту эру.

Вмезозое усиливается засушливость климата. Вымирает множество сухопутныхорганизмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой: большинствоземноводных, папоротники, хвощи и плауны. Вместо них начинают преобладатьназемные формы, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. Втриасе среди растений сильного развития достигают голосеменные, среди животных- пресмыкающиеся. В триасе появляются растительноядные и хищные динозавры.Весьма разнообразны в эту эру морские пресмыкающиеся. Помимо ихтиозавров, вморях юры появляются плезиозавры.

Вюре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную среду. Летающие ящерыпросуществовали до конца мела.

Мезозойскиепресмыкающиеся:

1-водянойящер

2-полуводныйящер

3-рогатыйдинозавр

4-летающийхвостатый ящер

5-летающийбесхвостый ящер

6-растительноядныйдинозавр-бронтозавр

7-растительноядныйдинозавр-стегозавр

Вюре от пресмыкающихся возникли и птицы. На суше в юре встречаются гигантскиерастительноядные динозавры.

Вовторой половине мела возникли сумчатые и плацентарные млекопитающие.Приобретение живорождения, теплокровности были теми ароморфозами, которыеобеспечили прогресс млекопитающих.

Геологическаяэра, в которую мы живем, называется кайнозой.

Кайнозой(от греч. „новая жизнь“) — это эра (67 млн. лет — наше время)расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих.

Кайнозойделится на два неравных периода: третичный (67-3 млн.лет) и четвертичный (3млн.лет — наше время).

Впервой половине третичного периода широко распространены леса тропического исубтропического типа. В течение третичного периода от насекомоядныхмлекопитающих обособляется отряд приматов. К середине этого периода широкоераспространение получают и общие предковые формы человекообразных обезьян илюдей.

Кконцу третичного периода встречаются представители всех современных семействживотных и растений и подавляющее большинство родов.

Третичныемлекопитающие:

1-фенакодус

2-эогиппус

3-гиппарион

4-палеотранус

5-саблезубыйтигр

6-оленеобразныйжираф

7-гигантскийносорог

8-меритерий

9-миоценовыйслон

Вэто время начинается великий процесс остепнения суши, который привел квымиранию одних древесных и лесных форм и к выходу других на открытоепространство. В результате сокращения лесных площадей одни из форм антропоидныхобезьян отступали вглубь лесов, другие спустились с деревьев на землю и стализавоевывать открытые пространства. Потомками последних являются люди, возникшиев конце третичного периода.

Втечение четвертичного периода вымирают мамонты, саблезубые тигры, гигантскиеленивцы, большерогие торфяные олени и другие животные. Большую роль в вымираниикрупных млекопитающих сыграли древние охотники.

Млекопитающиечетвертичного периода:

1-широконосыйносорог

2-носорог-эласмотерий

3-гигантскийброненосец

4-гигантскийленивец

6-мамонт

7-древнийслон

8-древнийзубр

9-гигантскийторфяной олень

10-современныйиндийский слон

Около10 тысяч лет назад в умеренно теплых областях Земли наступила»неолитическая революция", связанная с переходом человека отсобирательства и охоты к земледелию и скотоводству. Это определило видовойсостав органического мира, который существует в настоящее время.

Список литературы

Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта nrc.edu.ru/

www.ronl.ru

Реферат - Этапы развития жизни на Земле

Абсолютный возраст, млн.лет назад	Эра	Период (система)	Уровни развития жизни
0 – 1 1 – 25 25 — 70	Кайнозойская	Антропоген Неоген Палеоген	Человек Австралопитек Обезьяны
			Полуобезьяны
70 — 140		Мел	Вымирание динозавров,
			выход на передний план
	Мезозойская		млекопитающих
140 — 185		Юра	Первые птицы
185 — 225		Триас	Господство
			пресмыкающихся
225 – 270		Пермь	Наземные позвоночные
270 — 320		Карбон	животные

			Папоротники, хвощи,
320 — 400		Девон	предки современных
			форм рыб

400 — 420		Силур	Массовый выход растений
	Палеозойская		и животных на сушу

			Панцирные рыбы —
420 — 480		Ордовик	первые позвоночные
			животные

480 — 570		Кембрий	Членистоногие,
			иглокожие, медузы
570 — 1200		Синий	Многоклеточные животные
			(губки, черви, медузы))

1200 — 1500	Протеро-	Енисей	Многоклеточные
	зойская		водоросли

1500 — 1900		Саян	Начало бурного развития
			жизни
		Не	Одноклеточные
1900 — 2700	Архейская	расчленена	водоросли, бактерии

			Бактериоподобные
		Не	одноклеточные организмы
2700 — 3500	Катархейская	расчленена
			Простейшие доклеточные
			формы жизни

Тема 5.6. Генетика и эволюция

OОсновные понятия

Генетика. Ген. Аллель. Рецессивные и доминантные гены. Гомозиготы, гетерозиготы.

Хромосомы. Геном. Генотип. Фенотип.

Свойства генетического материала: дискретность, непрерывность, линейность, относительная стабильность. Изменчивость наследуемая (генотипическая, мутационная) и ненаследуемая (фенотипическая, модификационная). Свойства мутаций.

& Краткое содержание

С точки зрения микродинамического подхода, интерпретация природы любых биологических явлений должна проводиться на основе генных механизмов, осуществляемых посредством нуклеиновых кислот, ДНК и РНК.

Центральным понятием генетики является ген. Участок молекулы ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка и называется геном. Это элементарная единица наследственности, которая характеризуется рядом признаков:

— по своему уровню ген — внутриклеточная молекулярная структура;

— по химическому составу — нуклеиновые кислоты, в которых основную роль играют элементы азот и фосфор;

— гены располагаются, как правило, в ядрах клеток.

— они есть в каждой клетке, поэтому их общее количество может достигать многих миллиардов;

— по своей роли в организме гены представляют своего рода «мозговой центр» клетки.

Таким образом, в ДНК заключена вся информация о структуре и деятельности клеток, обо всех признаках каждой клетки и организма в целом.

Основные генетические механизмы:

· транскрипция – биосинтез РНК на матрице ДНК;

· биосинтез белка;

· репарация – ликвидация повреждения генетических структур – ДНК, хромосом; процесс, направленный против мутаций. Свойственна всем живым организмам.

· репликация (редупликация) – самоудвоение молекулы ДНК;

· рекомбинация ДНК – появление новых сочетаний генов, ведущее к новым комбинациям признаков у потомства. Универсальный механизм, свойственный всему живому.

Концепция генетического кода Г.А. Гамова (1954 г):

Было известно:

1) жизнедеятельность клетки определяется набором в ней белков, которые состоят всего из 20 аминокислот.

С этим фактом Гамов сопоставил

2) состав молекулы ДНК, вариабельный аспект которой определяют четыре нуклеотида (А, Т, Г и Ц).

Гамов выдвинул идею: генетический код должен переводить четырехбуквенный текст ДНК в двадцатибуквенный текст белков.

Гамов предположил, что, реализуя генетический код, природа действует в экономнейшей манере, а именно: с белками сопоставляются триплеты нуклеотидов – кодоны.

Гипотеза Гамова была подтверждена экспериментально через 7 лет после ее выдвижения.

Генетический код обладает следующими характерными особенностями:

· код триплетен – последовательность трех нуклеотидов определяет одну аминокислоту. Эта последовательность называется кодоном. Из четырех нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждой, т.е. 64 кодона.

· код однозначен – каждый триплет определяет одну и ту же аминокислоту;

· между генами имеются «знаки препинания». Ими являются три кодона, которые не используются для кодирования аминокислот. Они несут информацию о конце одного кодона и начале следующего в том случае, если и-РНК несет информацию о нескольких генах.

· для 18 из 20 аминокислот код вырожден. Это означает, что каждая аминокислота кодируется более чем одним кодоном (от двух до шести кодонов на одну аминокислоту). На кодирование всех 20 аминокислот используется 61 кодон из 64-х.

· код универсален, он у всех организмов один и тот же.

Признаки и свойства организма, передающиеся по наследству, фиксируются в генах. Совокупность всех признаков организма – фенотип. Совокупность всех генов одного организма – генотип. Фенотип – результат взаимодействия генотипа и окружающей среды.

В основу генетики были положены законы наследственности, обнаруженные австрийским ученым Грегором Менделем при проведении им опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Скрещивание двух организмов называется гибридизацией, потомство от скрещивания двух особей с разной наследственность – гибридным, а отдельная особь — гибридом. В результате этих исследований Менделем были открыты количественные закономерности наследования признаков.

Следующим важным этапом в развитии генетики стало открытие в 30-х годах XX века роли ДНК в передаче наследственной информации. В ходе исследований было установлено, что основная функция генов заключается в кодировании синтеза белков.

В последнее время в изучении механизмов работы системы воспроизведения достигнуты крупные успехи. Но ещё остаётся вопрос: как могли в ходе химической эволюции сложиться из неживого вещества такие высокоупорядоченные, тонко подогнанные системы, какими являются системы обмена веществ и воспроизведения.

Действительно, история появления и развития живого не менее удивительна, чем история возникновения и развития Вселенной. В рамках современного научного мировоззрения – жизнь на Земле есть системное общепланетное явление, корни которого уходят в историю Вселенной.

Если рассматривать жизнь как самоорганизацию вещества, то переход к ней мог произойти в условиях, когда открытая система, предшествующая живой материи, находилась в крайне неравновесном, критическом состоянии.

В развитии биологической науки установление структуры ДНК и механизма передачи наследственной информации сыграло огромную роль. Теперь можно констатировать, что открытие структуры ДНК сыграло в развитии биологии такую же роль, как в физике – открытие атомного ядра. Выяснение строения атома привело к рождению новой, квантовой физики, а открытие строения ДНК привело к рождению новой, молекулярной биологии. Но на этом параллель не заканчивается. Чисто теоретические, фундаментальные исследования атома позволили человеку овладеть практически неисчерпаемым источником энергии. Развитие молекулярной биологии открыло в последние годы возможность неслыханным образом вмешиваться в свойства живой клетки, направленно изменять наследственность. Это, безусловно, окажет в будущем не менее радикальное воздействие на жизнь людей, чем овладение энергией атомного ядра.

www.ronl.ru

Реферат - Развитие жизни на Земле в протейскую эру

Рис. 3. Эвриптериды:

а— Eurypterus. б — Mixoptcrus. Обе формы изображены со спинной (слева) и брюшной (справа) стороны.

Рис. 4. Примитивные бесчерепные:

1—хорда; 2—нервная трубка; 3—ротовое отверстие; 4—глотка, 5—эндостиль; б—наджаберная борозда; 7— жаберные щели; 8—печеночный выпоет; 9—кишечник; 10 — анальное отверстие; 11 — миомеры; 12 — брюшная аорта; 13 — спинная аорта; 14 — жаберные артерии.

Рис. 5. Панцирные рыбы (плакодермы): а—панцирь Dinichthya; б—Pterichthya.

Рис. 6. Акантодия Climatius.

Рис. 7. Палеодиктиоптера (Palaeodiolyoptera).

Рис. 8. Типичный представитель котилозавров

Рис. 9. Парейазавр

Рис. 10. Основные типы черепа амниот:

а—анапсидный; в—синапсидный; в—диапспдный; г—черепахи; д—ящерицы; е— птицы; 1—височные окна; 2—височные вырезки; 3—заднеглазничная кость; 4— чешуйчатая кость; 5 — скуловая кость; 6 — квадратноскуловая кость: 7 — квадратная кость. Стрелками указаны направления филогенетических преобразований.

Рис. 11. Эдафозавр

Рис. 12. Иностранцевия

Рис. 13.

Цинодонт

Рис. 14.

Ряд последовательных преобразований нижней челюсти

Рис.15

Эритротерий

Рис. 16

Псевдозухии

Рис. 17.

Плезиозавр

Рис. 18. Рамфоринх

Рис. 19. Госперорнис

Рис. 20. Уинтатерий

Рис. 21, Бронтотерий.

Рис. 22. Индрикотерий.

Рис. 23. Диатрима

Рис. 24. Гиппарион.

Рис. 25. Большерогий олень.

План:

Введение.

А.Предисловие

Б.Масштабы Геологического Времени

В.Основные Подразделения Геологической Истории Земли
Развитие жизни в криптозое.

А.Предисловие

Б.Отложения Криптозоя

В.Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны
Заключение.

Введение.

Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук, рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания. Ископаемые остатки животных и растений существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую и следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с исследованием эволюции органического мира. Изучая остатки древних форм и сопоставляя их с ныне живущими организмами, палеонтологи реконструируют облик, образ жизни и родственные связи вымерших животных и растений, определяют время их существования и на этой основе воссоздают филогенез — историческую преемственность разных групп организмов, их эволюционную историю. Однако в решении этих сложных проблем палеонтология должна опираться на данные и выводы многих других наук, относящихся к кругу биологических, геологических и географических дисциплин (сама палеонтология, изучая ископаемые остатки организмов, находится как бы на стыке биологии и геологии). Для понимания условий жизни древних организмов, определения времени их существования и закономерностей перехода их остатков в ископаемое состояние палеонтология использует данные таких наук, как историческая геология, стратиграфия, палеогеография, палеоклиматология и др. С другой стороны, для анализа строения, физиологии, образа жизни и эволюции вымерших форм необходимо опираться на детальное знание соответствующих сторон организации и биологии ныне существующих организмов. Такое знание дают прежде всего работы в области сравнительной анатомии. Одной из основных задач сравнительной анатомии является установление гомологии органов и структур у разных видов. Под гомологией понимается сходство, основанное на родстве; наличие гомологичных органов доказывает прямые родственные связи обладающих ими организмов (как предков и потомков или как потомков общих предков). Гомологичные органы состоят из сходных элементов, развиваются из сходных эмбриональных зачатков и занимают сходное положение в организме. Развивающаяся ныне функциональная анатомия, а также сравнительная физиология дают возможность подойти к пониманию функционированля органов у вымерших животных. В анализе строения, жизнедеятельности и условий существования вымерших организмов ученые опираются на принцип актуализма, выдвинутый геологом Д. Геттоном и глубоко разработанный одним из крупнейших геологов XIX в. — Ч. Лайелем. Согласно принципу актуализма, закономерности и взаимосвязи, наблюдаемые в явлениях и объектах неорганического и органического мира в дате время, действовали и в прошлом (а отсюда “настоящее есть ключ к познанию прошлого”). Конечно, этот принцип является допущением, но, вероятно, он верен в большинстве случаев (хотя всегда нужно принимать во внимание возможность какого-то своеобразия в протекании тех или иных процессов в прошлом по сравнению с современностью). Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные, обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов. Для воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции многочисленных “недостающих звеньев” па родословном древе (графическом изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным немецким ученым Э. Геккелем и основанный на сопоставлении палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных. Геккель исходил из сформулированного им “основного биогенетического закона”, гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и не сохранившихся в палеонтологической летописи. Позднее А. Н. Северцов в своей теории филэмбриогенезов показал, что соотношение онтогенеза и филогенеза гораздо сложнее, чем считал Э. Геккель. В действительности не филогенез творит индивидуальное развитие (новые эволюционные приобретения удлиняют онтогенез, прибавляя новые стадии), как полагал Геккель, а, наоборот, наследственные изменения хода онтогенеза приводят к эволюционным перестройкам (“филогенез есть эволюция онтогенеза”). Лишь в некоторых частных случаях, когда эволюционная перестрой ка какого-либо органа происходит посредством изменения поздних стадий его индивидуального развития, т. е. новые признаки формируются в конце онтогенеза (такой способ эволюционной перестройки онтогенеза Северцов назвал анаболией), действительно наблюдается такое соотношение между онтогенезом и филогенезом, которое описывается биогенетическим законом Геккеля. Только в этих случаях можно привлекать эмбриологические данные для анализа филогенеза. Сам А. Н. Северцов дал интересные примеры реконструкции гипо тетических “недостающих звеньев” в филогенетическом древе. Изучение онтогенезов современных организмов имеет еще и другое, не менее важное для анализа хода филогенеза значение: оно позволяет выяснить, какие изменения онтогенеза, “творящие эволюцию”, возможны, а какие — нет, что дает ключ к пониманию конкретных эволюционных перестроек.

Для понимания сущности эволюционного процесса, для причинного анализа хода филогенеза самое первостепенное значение имеют выводы эволюционистики — науки, называемой также теорией эволюции или дарвинизмом, по имени великого создателя теории естественного отбора Ч. Дарвина. Эволюционистика, изучающая сущность, механизмы, общие закономерности и направления эволюционного процесса, является теоретической базой всей современной биологии. По сути дела, эволюция организмов представляет собой форму существования живой материи во времени, и все современные проявления жизни, на любом уровне организации живой материи, могут быть поняты лишь с учетом эволюционной предыстории. Тем в большей мере важны основные положения теории эволюции для изучения филогенеза организмов.

Перечисленные науки отнюдь не исчерпывают перечень научных дисциплин, причастных к изучению и анализу развития жизни на Земле в прошедшие геологические эпохи. Для понимания видовой принадлежности ископаемых остатков и преобразований видов организмов во времени чрезвычайно важны выводы систематики; для анализа смены фаун и флор в геологическом прошлом — данные биогеографии.

Особое место занимают вопросы происхождения человека и эволюции его ближайших предков, имеющей некоторые специфические особенности по сравнению с эволюцией других высших животных, благодаря развитию трудовой деятельности и социальности.

Масштабы Геологического Времени

Изучая эволюцию организмов, необходимо иметь представление о ее ходе во времени, о продолжительности тех или иных ее этапов. Историческая последовательность образования осадочных пород, т. е. их относительный возраст, в данном районе устанавливается сравнительно просто: породы, возникшие позднее, отлагались поверх более ранних пластов.

Соответствие относительного возраста пластов осадочных пород в разных регионах можно определить, сопоставляя сохранившиеся в них ископаемые организмы (палеонтологический метод, основы которого были заложены в конце XVIII — начале XIX в. работами английского геолога У. Смита). Обычно среди ископаемых организмов, характерных для каждой эпохи, удается выделить несколько наиболее обычных, многочисленных и широко распространенных видов — такие виды получили название руководящих ископаемых.

Как правило, абсолютный возраст осадочных пород, т. е. промежуток времени, прошедший со времени их образования, непосредственно установить нельзя. Информация для определения абсолютного возраста содержится в изверженных (вулканических) породах, которые возникают из остывающей магмы.

Абсолютный возраст изверженных пород можно определить по содержанию в них радиоактивных элементов и продуктов их распада. Радиоактивный распад начинается в изверженных породах с момента их кристаллизации из расплавов магмы и продолжается с постоянной скоростью до тех пор, пока все запасы радиоактивных элементов не будут исчерпаны.

Поэтому, определив содержание в горной породе того или иного радиоактивного элемента и продуктов его распада и, зная скорость распада, можно достаточно точно (с возможностью ошибки около 5%) вычислить абсолютный возраст данной породы. Для осадочных пород приходится принимать приблизительный возраст по отношению к абсолютному возрасту слоев вулканических пород. Длительное и кропотливое изучение относительного и абсолютного возраста горных пород в разных регионах земного шара, потре-бовавшее напряженной работы нескольких поколений геологов и палеонтологов, позволило наметить основные вехи геологической истории Земли. Границы между этими подразделениями соответствуют разного рода изменениям геологического и биологического (палеонтологического) характера. Это могут быть изменения режима осадконакопления в водоемах, приводящие к формированию иных типов осадочных пород, усиление вулканизма и горообразовательные процессы, вторжение моря (морская трансгрессия) благодаря опусканию значительных участков континентальной коры или повышению уровня океана, существенные изменения фауны и флоры. Поскольку подобные события происходили в истории Земли нерегулярно, продолжительность различных эпох, периодов и эр различна. Обращает на себя внимание огромная длительность древнейших геологических эр (археозойской и протерозойской), которые к тому же не разделены на меньшие временные промежутки (во всяком случае, нет еще общепринятого подразделения). Это обусловлено в первую очередь самим фактором времени — древностью отложений археозоя и протерозоя, подвергшихся за свою длительную историю значительному метаморфизму и разрушению, стершим существовавшие когда-то вехи развития Земли и жизни. Отложения архейской и протерозойской эр содержат чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов; по этому признаку археозой и протерозой объединяют под названием “криптозой” (этап скрытой жизни) противопоставляя объединению трех последующих эр — “фанерозой” (этап явной, наблюдаемой жизни). Возраст Земли определяется различными учеными по-разному, но можно указать на приближенную цифру 5 млрд. лет.

Развитие жизни в криптозое.

Эры, относящиеся к криптозою, — археозойская и протерозойская — вместе продолжались более 3,4 млрд. лет; т. о. криптозой составляет не менее 7/8 всей геологической истории. Однако в отложениях криптозоя сохранилось чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов, поэтому представления ученых о первых этапах развития жизни в течение этих огромных промежутков времени в значительной степени гипотетичны.

Отложения Криптозоя

Древнейшие остатки организмов были найдены в осадочных толщах Родезии, имеющих возраст 2,9—3,2 млрд. лет. Там обнаружены следы жизнедеятельности водорослей (вероятно, сине-зеленых), что убедительно свидетельствует, что около 3 млрд. лет назад на Земле уже существовали фотосинтезирующие организмы — водоросли. Очевидно, появление жизни на Земле должно было произойти значительно раньше,— может быть, 3,5— 4 млрд. лет назад. Наиболее известна среднепротерозойская флора (нитчатые формы длиной до нескольких сотен микрометров и толщиной 0,6—16 мкм, имеющие различное строение, одноклеточные микроорганизмы (Рис.1), диаметром 1—16 мкм, также различного строения), остатки которой были обнаружены в Канаде —в кремнистых сланцах на северном берегу озера Верхнего. Возраст этих отложений составляет около 1,9 млрд. лет.

Рис. 1

Пример найденных ископаемых останков простейших

В осадочных породах, образовавшихся в промежутке времени между 2 и 1 млрд. лет назад, часто встречаются строматолиты, что говорит о широком распространении и активной фотосинтезирующей и рифостроительной деятельности сине-зеленых водорослей в этот период.

Следующий важнейший рубеж в эволюции жизни документируется рядом находок ископаемых остатков в отложениях, имеющих возраст 0,9—1,3 млрд. лет, среди которых найдены прекрасной сохранности остатки одноклеточных организмов размером 8—12 мкм, в которых удалось различить внутриклеточную структуру, похожую на ядро; обнаружены также стадии деления одного из видов этих одноклеточных организмов, напоминающие стадии митоза — способа деления эукариотических (т. е. имеющих ядро) клеток.

Если интерпретация описанных ископаемых остатков правильна, это означает, что около 1,6—1,35 млрд. лет назад эволюция организмов прошла важнейший рубеж — был достигнут уровень организации эукариот.

Первые следы жизнедеятельности червеобразных многоклеточных животных известны из позднерифейских отложений. В вендское время (650—570 млн. лет назад) существовали уже разнообразные животные, вероятно, принадлежавшие к различным типам. Немногочисленные отпечатки мягкотелых вендских животных известны из разных районов земного шара. Ряд интересных находок был сделан в позднепротерозойских отложениях на территории бывшего СССР.

Наиболее известна богатая позднепротерозойская ископаемая фауна, обнаруженная Р. Сприггом в 1947 г. в Центральной Австралии. Исследовавший эту уникальную фауну М. Глесснер считает, что она включает примерно три десятка видов очень разнообразных многоклеточных животных, относящихся к разным типам (Рис. 2).

Рис. 2. Реконструкция фауны Эдиакары:

1—10—кишечно-полостные; 11—14—плоские и кольчатые черви; 15—16—членистоногие; 17—иглокожие; 18 — шарообразные студенистые организмы.

Большинство форм принадлежит, вероятно, к кишечно-полостным. Это медузоподобные организмы, вероятно “парившие” в толще воды, и прикрепленные к морскому дну полипоидные формы, одиночные или колониальные, напоминающие современных альционарий, или морские перья. Замечательно, что все они, как идругие животные эдиакарской фауны, лишены твердого скелета.

Поскольку вендская фауна столь разнообразна и включает довольно высокоорганизованных животных, очевидно, что до ее возникновения эволюция продолжалась уже достаточно долго. Вероятно, многоклеточные животные появились значительно раньше — где-то в промежутке 700—900 млн. лет назад.

Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны

Граница между протерозойской и палеозойской эрами (т. е. между криптозоем и фанерозоем) отмечается поразительным изменением в составе и богатстве ископаемой фауны. Внезапно (другого слова здесь, пожалуй, и не подберешь) после толщ верхнего протерозоя, почти лишенных следов жизни, в осадочных породах кембрия (первого периода палеозойской эры), начиная с самых нижних горизонтов, появляется огромное разнообразие и обилие остатков ископаемых организмов. Среди них остатки губок, плеченогих, моллюсков, представителей вымершего типа археоциат, членистоногих и других групп. К концу кембрия появляются почти все известные типы многоклеточных животных. Этот внезапный “взрыв формообразования” на границе протерозоя и палеозоя — одно из самых загадочных, до сих пор полностью не разгаданных, событий в истории жизни на Земле. Благодаря этому начало кембрийского периода является столь заметной вехой, что нередко все предшествующее время в геологической истории (т. е. весь криптозой) именуют «докембрием.

Вероятно, обособление всех основных типов животных произошло в верхнем протерозое, в промежутке времени 600—800 млн. лет назад. Примитивные представители всех групп многоклеточных животных были небольшими лишенными скелета организмами. Продолжавшееся накопление кислорода в атмосфере и увеличение мощности озонового экрана к концу протерозоя позволили животным, как указано выше, увеличить размеры тела и приобрести скелет. Организмы получили возможность широко расселиться на малых глубинах различных водоемов, что повело к значительному повышению разнообразия форм жизни.

Список литературы.

Бернал Д. Возникновение жизни, М„ 1969.
Борисяк А. А. Из истории палеонтологии (идея эволюции). М.—Л., 1966.
Брукс М. Климаты прошлого. М„ 1952.
Варсанофьева В. А. Развитие жизни на Земле. М„ 1988.
Голенкин М. И. Победители в борьбе за существование, М., 1959.
Ливанов Н. А. Пути эволюции животного мира. М„ 1955.
М. Иорданский Н. Н. Развитие жизни на Земле. М. 1989.

www.ronl.ru

Реферат - Развитие жизни на Земле в протейскую эру

Развитие жизни на Земле в протейскую эру

План:

1. Введение

А. Предисловие

Б. Масштабы Геологического Времени

В. Основные Подразделения Геологической Истории Земли

2. Развитие жизни в криптозое

А. Предисловие

Б. Отложения Криптозоя

В. Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны

3. Заключение

Введение

Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук, рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания. Ископаемые остатки животных и растений, существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую и следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с исследованием эволюции органического мира. Изучая остатки древних форм и сопоставляя их с ныне живущими организмами, палеонтологи реконструируют облик, образ жизни и родственные связи вымерших животных и растений, определяют время их существования и на этой основе воссоздают филогенез — историческую преемственность разных групп организмов, их эволюционную историю. Однако в решении этих сложных проблем палеонтология должна опираться на данные и выводы многих других наук, относящихся к кругу биологических, геологических и географических дисциплин (сама палеонтология, изучая ископаемые остатки организмов, находится как бы на стыке биологии и геологии) . Для понимания условий жизни древних организмов, определения времени их существования и закономерностей перехода их остатков в ископаемое состояние палеонтология использует данные таких наук, как историческая геология, стратиграфия, палеогеография, палеоклиматология и др. С другой стороны, для анализа строения, физиологии, образа жизни и эволюции вымерших форм необходимо опираться на детальное знание соответствующих сторон организации и биологии ныне существующих организмов. Такое знание дают прежде всего работы в области сравнительной анатомии. Одной из основных задач сравнительной анатомии является установление гомологии органов и структур у разных видов. Под гомологией понимается сходство, основанное на родстве; наличие гомологичных органов доказывает прямые родственные связи обладающих ими организмов (как предков и потомков или как потомков общих предков) . Гомологичные органы состоят из сходных элементов, развиваются из сходных эмбриональных зачатков и занимают сходное положение в организме. Развивающаяся ныне функциональная анатомия, а также сравнительная физиология дают возможность подойти к пониманию функционирования органов у вымерших животных. В анализе строения, жизнедеятельности и условий существования вымерших организмов ученые опираются на принцип актуализма, выдвинутый геологом Д. Геттоном и глубоко разработанный одним из крупнейших геологов XIX в. — Ч. Лайелем. Согласно принципу актуализма, закономерности и взаимосвязи, наблюдаемые в явлениях и объектах неорганического и органического мира в дате время, действовали и в прошлом (а отсюда “настоящее есть ключ к познанию прошлого” ) . Конечно, этот принцип является допущением, но, вероятно, он верен в большинстве случаев (хотя всегда нужно принимать во внимание возможность какого-то своеобразия в протекании тех или иных процессов в прошлом по сравнению с современностью) . Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные, обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов. Для воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции многочисленных “недостающих звеньев” па родословном древе (графическом изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным немецким ученым Э. Геккелем и основанный на сопоставлении палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных. Геккель исходил из сформулированного им “основного биогенетического закона” , гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и не сохранившихся в палеонтологической летописи. Позднее А. Н. Северцов в своей теории филэмбриогенезов показал, что соотношение онтогенеза и филогенеза гораздо сложнее, чем считал Э. Геккель. В действительности не филогенез творит индивидуальное развитие (новые эволюционные приобретения удлиняют онтогенез, прибавляя новые стадии) , как полагал Геккель, а, наоборот, наследственные изменения хода онтогенеза приводят к эволюционным перестройкам (“филогенез есть эволюция онтогенеза” ) . Лишь в некоторых частных случаях, когда эволюционная перестрой какого-либо органа происходит посредством изменения поздних стадий его индивидуального развития, т.е. новые признаки формируются в конце онтогенеза (такой способ эволюционной перестройки онтогенеза Северцов назвал анаболией) , действительно наблюдается такое соотношение между онтогенезом и филогенезом, которое описывается биогенетическим законом Геккеля. Только в этих случаях можно привлекать эмбриологические данные для анализа филогенеза. Сам А. Н. Северцов дал интересные примеры реконструкции гипотетических “недостающих звеньев” в филогенетическом древе. Изучение онтогенезов современных организмов имеет еще и другое, не менее важное для анализа хода филогенеза значение: оно позволяет выяснить, какие изменения онтогенеза, “творящие эволюцию” , возможны, а какие — нет, что дает ключ к пониманию конкретных эволюционных перестроек.

Масштабы Геологического Времени

Изучая эволюцию организмов, необходимо иметь представление о ее ходе во времени, о продолжительности тех или иных ее этапов. Историческая последовательность образования осадочных пород, т.е. их относительный возраст, в данном районе устанавливается сравнительно просто: породы, возникшие позднее, отлагались поверх более ранних пластов.

Соответствие относительного возраста пластов осадочных пород в разных регионах можно определить, сопоставляя сохранившиеся в них ископаемые организмы (палеонтологический метод, основы которого были заложены в конце XVIII — начале XIX в. работами английского геолога У. Смита) . Обычно среди ископаемых организмов, характерных для каждой эпохи, удается выделить несколько наиболее обычных, многочисленных и широко распространенных видов - такие виды получили название руководящих ископаемых.

Как правило, абсолютный возраст осадочных пород, т.е. промежуток времени, прошедший со времени их образования, непосредственно установить нельзя. Информация для определения абсолютного возраста содержится в изверженных (вулканических) породах, которые возникают из остывающей магмы.

Поэтому, определив содержание в горной породе того или иного радиоактивного элемента и продуктов его распада и, зная скорость распада, можно достаточно точно (с возможностью ошибки около 5%) вычислить абсолютный возраст данной породы. Для осадочных пород приходится принимать приблизительный возраст по отношению к абсолютному возрасту слоев вулканических пород. Длительное и кропотливое изучение относительного и абсолютного возраста горных пород в разных регионах земного шара, потребовавшее напряженной работы нескольких поколений геологов и палеонтологов, позволило наметить основные вехи геологической истории Земли. Границы между этими подразделениями соответствуют разного рода изменениям геологического и биологического (палеонтологического) характера. Это могут быть изменения режима осадконакопления в водоемах, приводящие к формированию иных типов осадочных пород, усиление вулканизма и горообразовательные процессы, вторжение моря (морская трансгрессия) благодаря опусканию значительных участков континентальной коры или повышению уровня океана, существенные изменения фауны и флоры. Поскольку подобные события происходили в истории Земли нерегулярно, продолжительность различных эпох, периодов и эр различна. Обращает на себя внимание огромная длительность древнейших геологических эр (археозойской и протерозойской) , которые к тому же не разделены на меньшие временные промежутки (во всяком случае, нет еще общепринятого подразделения) . Это обусловлено в первую очередь самим фактором времени — древностью отложений археозоя и протерозоя, подвергшихся за свою длительную историю значительному метаморфизму и разрушению, стершим существовавшие когда-то вехи развития Земли и жизни. Отложения архейской и протерозойской эр содержат чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов; по этому признаку археозой и протерозой объединяют под названием “криптозой” (этап скрытой жизни) противопоставляя объединению трех последующих эр — “фанерозой” (этап явной, наблюдаемой жизни) . Возраст Земли определяется различными учеными по-разному, но можно указать на приближенную цифру 5 млрд. лет.

Развитие жизни в криптозое

Отложения Криптозоя

Древнейшие остатки организмов были найдены в осадочных толщах Родезии, имеющих возраст 2,9—3,2 млрд. лет. Там обнаружены следы жизнедеятельности водорослей (вероятно, сине-зеленых) , что убедительно свидетельствует, что около 3 млрд. лет назад на Земле уже существовали фотосинтезирующие организмы — водоросли. Очевидно, появление жизни на Земле должно было произойти значительно раньше, — может быть, 3,5— 4 млрд. лет назад. Наиболее известна среднепротерозойская флора (нитчатые формы длиной до нескольких сотен микрометров и толщиной 0,6—16 мкм, имеющие различное строение, одноклеточные микроорганизмы (Рис. 1) , диаметром 1—16 мкм, также различного строения) , остатки которой были обнаружены в Канаде —в кремнистых сланцах на северном берегу озера Верхнего. Возраст этих отложений составляет около 1,9 млрд. лет.

Большинство форм принадлежит, вероятно, к кишечно-полостным. Это медузоподобные организмы, вероятно “парившие” в толще воды, и прикрепленные к морскому дну полипоидные формы, одиночные или колониальные, напоминающие современных альционарий, или морские перья. Замечательно, что все они, как и другие животные эдиакарской фауны, лишены твердого скелета.

Кроме кишечно-полостных, в кварцитах Паунд, вмещающих эдиакарскую фауну, найдены останки червеобразных животных, причисляемых к плоским и кольчатым червям. Некоторые виды организмов интерпретируются как возможные предки членистоногих. Наконец, имеется целый ряд ископаемых остатков неизвестной таксономической принадлежности. Это указывает на огромное распространение фауны многоклеточных мягкотелых животных в вендское время, Поскольку вендская фауна столь разнообразна и включает довольно высокоорганизованных животных, очевидно, что до ее возникновения эволюция продолжалась уже достаточно долго. Вероятно, многоклеточные животные появились значительно раньше — где-то в промежутке 700—900 млн. лет назад.

Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны

Граница между протерозойской и палеозойской эрами (т.е. между криптозоем и фанерозоем) отмечается поразительным изменением в составе и богатстве ископаемой фауны. Внезапно (другого слова здесь, пожалуй, и не подберешь) после толщ верхнего протерозоя, почти лишенных следов жизни, в осадочных породах кембрия (первого периода палеозойской эры) , начиная с самых нижних горизонтов, появляется огромное разнообразие и обилие остатков ископаемых организмов. Среди них остатки губок, плеченогих, моллюсков, представителей вымершего типа археоциат, членистоногих и других групп. К концу кембрия появляются почти все известные типы многоклеточных животных. Этот внезапный “взрыв формообразования” на границе протерозоя и палеозоя — одно из самых загадочных, до сих пор полностью не разгаданных, событий в истории жизни на Земле. Благодаря этому начало кембрийского периода является столь заметной вехой, что нередко все предшествующее время в геологической истории (т.е. весь криптозой) именуют "докембрием.

Заключение

Список литературы.

1. Бернал Д. Возникновение жизни, М„1969.

2. Борисяк А. А. Из истории палеонтологии (идея эволюции) . М. —Л., 1966.

3. Брукс М. Климаты прошлого. М„1952.

4. Варсанофьева В. А. Развитие жизни на Земле. М„1988.

5. Голенкин М. И. Победители в борьбе за существование, М., 1959.

6. Ливанов Н. А. Пути эволюции животного мира. М„1955.

7. М. Иорданский Н. Н. Развитие жизни на Земле. М. 1989.

www.ronl.ru

Реферат - по биологии на тему: развитие жизни на земле

РЕФЕРАТ

ПО БИОЛОГИИ

НА ТЕМУ:

РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.

РЕЧИЦКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА

УЧЕНИК 11 КЛАССА

УЧИТЕЛЬ: РЕВИНА.О.М

2011

Г.

План:

1. Введение.

А.Предисловие

Б. Масштабы Геологического Времени

В.Основные Подразделения Геологической Истории Земли

2. Развитие жизни в криптозое.

А. Предисловие

Б. Отложения Криптозоя

В. Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны

3. Заключение.

Введение.

Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук,

рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания. Ископаемые остатки животных и растений существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую и следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с

исследованием эволюции органического мира. Изучая остатки древних форм и

сопоставляя их с ныне живущими организмами, палеонтологи реконструируют облик, образ жизни и родственные связи вымерших животных и растений, определяют время их существования и на этой основе воссоздают филогенез —

историческую преемственность разных групп организмов, их эволюционную историю. Однако в решении этих сложных проблем палеонтология должна опираться на данные и выводы многих других наук, относящихся к кругу

биологических, геологических и географических дисциплин (сама

палеонтология, изучая ископаемые остатки организмов, находится как бы на стыке биологии и геологии). Для понимания условий жизни древних организмов, определения времени их существования и закономерностей перехода их остатков в ископаемое состояние палеонтология использует данные таких наук, как

историческая геология, стратиграфия, палеогеография, палеоклиматология и др. С другой стороны, для анализа строения, физиологии, образа жизни и

эволюции вымерших форм необходимо опираться на детальное знание

соответствующих сторон организации и биологии ныне существующих организмов.

Такое знание дают прежде всего работы в области сравнительной анатомии.

Одной из основных задач сравнительной анатомии является установление

гомологии органов и структур у разных видов. Под гомологией понимается сходство, основанное на родстве; наличие гомологичных органов доказывает прямые родственные связи обладающих ими организмов (как предков и потомков

или как потомков общих предков). Гомологичные органы состоят из сходных элементов, развиваются из сходных эмбриональных зачатков и занимают сходное положение в организме. Развивающаяся ныне функциональная анатомия, а также сравнительная физиология дают возможность подойти к пониманию

функционированля органов у вымерших животных. В анализе строения,

жизнедеятельности и условий существования вымерших организмов ученые

опираются на принцип актуализма, выдвинутый геологом Д. Геттоном и глубоко

разработанный одним из крупнейших геологов XIX в. — Ч. Лайелем. Согласно

принципу актуализма, закономерности и взаимосвязи, наблюдаемые в явлениях и

объектах неорганического и органического мира в дате время, действовали и в

прошлом (а отсюда “настоящее есть ключ к познанию прошлого”). Конечно, этот

принцип является допущением, но, вероятно, он верен в большинстве случаев

(хотя всегда нужно принимать во внимание возможность какого-то своеобразия

в протекании тех или иных процессов в прошлом по сравнению с

современностью). Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми

остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные,

обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и

крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов. Для

воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции

многочисленных “недостающих звеньев” па родословном древе (графическом

изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы

оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так

называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным

немецким ученым Э. Геккелем и основанный на сопоставлении

палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных.

Геккель исходил из сформулированного им “основного биогенетического

закона”, гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть

сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение

индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере

судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и

не сохранившихся в палеонтологической летописи. Позднее А. Н. Северцов в

своей теории филэмбриогенезов показал, что соотношение онтогенеза и

филогенеза гораздо сложнее, чем считал Э. Геккель. В действительности не

филогенез творит индивидуальное развитие (новые эволюционные приобретения

удлиняют онтогенез, прибавляя новые стадии), как полагал Геккель, а,

наоборот, наследственные изменения хода онтогенеза приводят к эволюционным

перестройкам (“филогенез есть эволюция онтогенеза”). Лишь в некоторых

частных случаях, когда эволюционная перестрой ка какого-либо органа

происходит посредством изменения поздних стадий его индивидуального

развития, т. е. новые признаки формируются в конце онтогенеза (такой способ

эволюционной перестройки онтогенеза Северцов назвал анаболией),

действительно наблюдается такое соотношение между онтогенезом и

филогенезом, которое описывается биогенетическим законом Геккеля. Только в

этих случаях можно привлекать эмбриологические данные для анализа

филогенеза. Сам А. Н. Северцов дал интересные примеры реконструкции гипо

тетических “недостающих звеньев” в филогенетическом древе. Изучение

онтогенезов современных организмов имеет еще и другое, не менее важное для

анализа хода филогенеза значение: оно позволяет выяснить, какие изменения

онтогенеза, “творящие эволюцию”, возможны, а какие — нет, что дает ключ к

пониманию конкретных эволюционных перестроек.

Для понимания сущности эволюционного процесса, для причинного анализа

хода филогенеза самое первостепенное значение имеют выводы эволюционистики

— науки, называемой также теорией эволюции или дарвинизмом, по имени

великого создателя теории естественного отбора Ч. Дарвина. Эволюционистика,

изучающая сущность, механизмы, общие закономерности и направления

эволюционного процесса, является теоретической базой всей современной

биологии. По сути дела, эволюция организмов представляет собой форму

существования живой материи во времени, и все современные проявления жизни,

на любом уровне организации живой материи, могут быть поняты лишь с учетом

эволюционной предыстории. Тем в большей мере важны основные положения

теории эволюции для изучения филогенеза организмов.

Перечисленные науки отнюдь не исчерпывают перечень научных дисциплин,

причастных к изучению и анализу развития жизни на Земле в прошедшие

геологические эпохи. Для понимания видовой принадлежности ископаемых

остатков и преобразований видов организмов во времени чрезвычайно важны

выводы систематики; для анализа смены фаун и флор в геологическом прошлом —

данные биогеографии.

Особое место занимают вопросы происхождения человека и эволюции его

ближайших предков, имеющей некоторые специфические особенности по сравнению

с эволюцией других высших животных, благодаря развитию трудовой

деятельности и социальности.

Масштабы Геологического Времени

Изучая эволюцию организмов, необходимо иметь представление о ее ходе

во времени, о продолжительности тех или иных ее этапов. Историческая

последовательность образования осадочных пород, т. е. их относительный

возраст, в данном районе устанавливается сравнительно просто: породы,

возникшие позднее, отлагались поверх более ранних пластов.

Соответствие относительного возраста пластов осадочных пород в разных

регионах можно определить, сопоставляя сохранившиеся в них ископаемые

организмы (палеонтологический метод, основы которого были заложены в конце

XVIII — начале XIX в. работами английского геолога У. Смита). Обычно среди

ископаемых организмов, характерных для каждой эпохи, удается выделить

несколько наиболее обычных, многочисленных и широко распространенных видов

— такие виды получили название руководящих ископаемых.

Как правило, абсолютный возраст осадочных пород, т. е. промежуток

времени, прошедший со времени их образования, непосредственно установить

нельзя. Информация для определения абсолютного возраста содержится в

изверженных (вулканических) породах, которые возникают из остывающей магмы.

Абсолютный возраст изверженных пород можно определить по содержанию в

них радиоактивных элементов и продуктов их распада. Радиоактивный распад

начинается в изверженных породах с момента их кристаллизации из расплавов

магмы и продолжается с постоянной скоростью до тех пор, пока все запасы

радиоактивных элементов не будут исчерпаны.

Поэтому, определив содержание в горной породе того или иного

радиоактивного элемента и продуктов его распада и, зная скорость распада,

можно достаточно точно (с возможностью ошибки около 5%) вычислить

абсолютный возраст данной породы. Для осадочных пород приходится принимать

приблизительный возраст по отношению к абсолютному возрасту слоев вулканических пород. Длительное и кропотливое изучение относительного и абсолютного возраста горных пород в разных регионах земного шара, потре-

бовавшее напряженной работы нескольких поколений геологов и палеонтологов, позволило наметить основные вехи геологической истории Земли. Границы между этими подразделениями соответствуют разного рода изменениям геологического и биологического (палеонтологического) характера. Это могут быть изменения режима осадконакопления в водоемах, приводящие к формированию иных типов

осадочных пород, усиление вулканизма и горообразовательные процессы,

вторжение моря (морская трансгрессия) благодаря опусканию значительных

участков континентальной коры или повышению уровня океана, существенные

изменения фауны и флоры. Поскольку подобные события происходили в истории

Земли нерегулярно, продолжительность различных эпох, периодов и эр

различна. Обращает на себя внимание огромная длительность древнейших

геологических эр (археозойской и протерозойской), которые к тому же не

разделены на меньшие временные промежутки (во всяком случае, нет еще общепринятого подразделения). Это обусловлено в первую очередь самим фактором времени — древностью отложений археозоя и протерозоя, подвергшихся

за свою длительную историю значительному метаморфизму и разрушению, стершим

существовавшие когда-то вехи развития Земли и жизни. Отложения архейской и протерозойской эр содержат чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов; по этому признаку археозой и протерозой объединяют под названием

“криптозой” (этап скрытой жизни) противопоставляя объединению трех

последующих эр — “фанерозой” (этап явной, наблюдаемой жизни). Возраст Земли

определяется различными учеными по-разному, но можно указать на приближенную цифру 5 млрд. лет.

Развитие жизни в криптозое.

Эры, относящиеся к криптозою, — археозойская и протерозойская — вместе

продолжались более 3,4 млрд. лет; т. о. криптозой составляет не менее 7/8

всей геологической истории. Однако в отложениях криптозоя сохранилось

чрезвычайно мало ископаемых остатков организмов, поэтому представления

ученых о первых этапах развития жизни в течение этих огромных промежутков

времени в значительной степени гипотетичны.

Отложения Криптозоя

организмы — водоросли. Очевидно, появление жизни на Земле должно было произойти значительно раньше,— может быть, 3,5— 4 млрд. лет назад. Наиболее известна среднепротерозойская флора (нитчатые формы длиной до нескольких сотен микрометров и толщиной 0,6—16 мкм, имеющие различное строение, одноклеточные микроорганизмы (Рис.1), диаметром 1—16 мкм, также различного

строения), остатки которой были обнаружены в Канаде —в кремнистых сланцах

на северном берегу озера Верхнего. Возраст этих отложений составляет около

1,9 млрд. лет.

Пример найденных ископаемых останков простейших

Следующий важнейший рубеж в эволюции жизни документируется рядом

находок ископаемых остатков в отложениях, имеющих возраст 0,9—1,3 млрд.

лет, среди которых найдены прекрасной сохранности остатки одноклеточных

организмов размером 8—12 мкм, в которых удалось различить внутриклеточную

структуру, похожую на ядро; обнаружены также стадии деления одного из видов

этих одноклеточных организмов, напоминающие стадии митоза — способа деления

эукариотических (т. е. имеющих ядро) клеток.

Если интерпретация описанных ископаемых остатков правильна, это

означает, что около 1,6—1,35 млрд. лет назад эволюция организмов прошла

важнейший рубеж — был достигнут уровень организации эукариот.

Первые следы жизнедеятельности червеобразных многоклеточных животных

известны из позднерифейских отложений. В вендское время (650—570 млн. лет

назад) существовали уже разнообразные животные, вероятно, принадлежавшие к

различным типам. Немногочисленные отпечатки мягкотелых вендских животных

известны из разных районов земного шара. Ряд интересных находок был сделан

в позднепротерозойских отложениях на территории бывшего СССР.

Наиболее известна богатая позднепротерозойская ископаемая фауна,

обнаруженная Р. Сприггом в 1947 г. в Центральной Австралии. Исследовавший

эту уникальную фауну М. Глесснер считает, что она включает примерно три

десятка видов очень разнообразных многоклеточных животных, относящихся к

разным типам

Реконструкция фауны Эдиакары:

1—10—кишечно-полостные; 11—14—плоские и кольчатые черви;

15—16—членистоногие; 17—иглокожие; 18 — шарообразные студенистые организмы.

Большинство форм принадлежит, вероятно, к кишечно-полостным. Это

медузоподобные организмы, вероятно “парившие” в толще воды, и прикрепленные

к морскому дну полипоидные формы, одиночные или колониальные, напоминающие

современных альционарий, или морские перья. Замечательно, что все они, как

и другие животные эдиакарской фауны, лишены твердого скелета.

Кроме кишечно-полостных, в кварцитах Паунд, вмещающих эдиакарскую

фауну, найдены останки червеобразных животных, причисляемых к плоским и

кольчатым червям. Некоторые виды организмов интерпретируются как возможные

предки членистоногих. Наконец, имеется целый ряд ископаемых остатков

неизвестной таксономической принадлежности. Это указывает на огромное

распространение фауны многоклеточных мягкотелых животных в вендское время,

Поскольку вендская фауна столь разнообразна и включает довольно

высокоорганизованных животных, очевидно, что до ее возникновения эволюция

продолжалась уже достаточно долго. Вероятно, многоклеточные животные

появились значительно раньше — где-то в промежутке 700—900 млн. лет назад.

Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны

Граница между протерозойской и палеозойской эрами (т. е. между

криптозоем и фанерозоем) отмечается поразительным изменением в составе и

богатстве ископаемой фауны. Внезапно (другого слова здесь, пожалуй, и не

подберешь) после толщ верхнего протерозоя, почти лишенных следов жизни, в

осадочных породах кембрия (первого периода палеозойской эры), начиная с

самых нижних горизонтов, появляется огромное разнообразие и обилие остатков

ископаемых организмов. Среди них остатки губок, плеченогих, моллюсков,

представителей вымершего типа археоциат, членистоногих и других групп. К

концу кембрия появляются почти все известные типы многоклеточных животных.

Этот внезапный “взрыв формообразования” на границе протерозоя и палеозоя —

одно из самых загадочных, до сих пор полностью не разгаданных, событий в

истории жизни на Земле. Благодаря этому начало кембрийского периода

является столь заметной вехой, что нередко все предшествующее время в

геологической истории (т. е. весь криптозой) именуют «докембрием.

Вероятно, обособление всех основных типов животных произошло в верхнем

протерозое, в промежутке времени 600—800 млн. лет назад. Примитивные

представители всех групп многоклеточных животных были небольшими лишенными

скелета организмами. Продолжавшееся накопление кислорода в атмосфере и увеличение мощности озонового экрана к концу протерозоя позволили животным, как указано выше, увеличить размеры тела и приобрести скелет. Организмы

получили возможность широко расселиться на малых глубинах различных

водоемов, что повело к значительному повышению разнообразия форм жизни.

Список литературы.

1. Бернал Д. Возникновение жизни, М„ 2005.

2. Борисяк А. А. Из истории палеонтологии (идея эволюции). М.—Л., 2003.

3. Брукс М. Климаты прошлого. М„ 2000.

4. Варсанофьева В. А. Развитие жизни на Земле. М„ 1988.

5. Голенкин М. И. Победители в борьбе за существование, М., 1999.

6. Ливанов Н. А. Пути эволюции животного мира. М„ 1990.

7. М. Иорданский Н. Н. Развитие жизни на Земле. М. 1990.

www.ronl.ru

Доклад - Возникновение и развитие жизни на Земле 2

Возникновение и развитие жизни на Земле

Возраст Земли, определенный различными методами, насчитывает 6-7 млрд лет, однако ни один из методов не является точным. Должно было пройти около 3 млрд лет, прежде чем на Земле возникла жизнь. Высказывалось много гипотез о происхождении Земли, согласно которым Солнце и планеты Солнечной системы образовались внутри космического облака. Масса Земли была первоначально очень мала, но в силу гравитации все больше частиц притягивалось и масса увеличивалась и уплотнялась. Из-за увеличения плотности частиц начала повышаться температура Земли, а затем наступило охлаждение, продолжавшееся в течение миллионов лет и сопровождавшееся образованием химических веществ. Более тяжелые вещества оседали к центру, образуя ядро Земли, а более легкие образовали оболочку Земли. По мере охлаждения поверхность Земли затвердевала, исключая места вулканической деятельности. Благодаря большим размерам Земля имела силу притяжения, достаточную, чтобы удержать окружавшие ее газы. Это были совсем другие газы, нежели те, которые содержатся в современной атмосфере. В древней атмосфере Земли содержались вода (преимущественно в виде пара, поскольку температура Земли была высокой, чему способствовали распад радиоактивных соединений и поток ультрафиолетового излучения Солнца), пар, водород, аммиак и метан. Высоко над Землей водяной пар конденсировался, образуя тучи, и выпадал в виде дождя на горячие скалы. Свободного кислорода не было, он соединялся с железом, алюминием, кремнием и другими элементами, образуя минералы в земной коре, а также входил в состав воды и таких газов, как оксид углерода (СО) и окись углерода (СО2). Свободный кислород появился в атмосфере Земли много позже, когда возникла жизнь и развился процесс фотосинтеза. По-видимому, не было в атмосфере тогда и молекулярного азота (N2), он

образовался позже в результате окисления аммиака кислородом. Содержание углерода в первичной атмосфере можно объяснить его образованием при взаимодействии карбидов (соединений углерода с металлами) с водой, в результате чего возникает метан (СН4) и другие углеводороды.

Когда интенсивность радиоактивных, радиохимических и химических процессов стала снижаться, началось охлаждение планеты, но поверхность долгое время оставалась горячей, продолжалась активная вулканическая деятельность — образовывались горы и глубокие впадины. При температуре ниже 100 oC стали изливаться дожди, образовывались моря и океаны. В горячей дождевой воде растворялись Nh4, CO2, Ch5, HCN из атмосферы, а также соли и другие вещества, вымываемые из поверхностных слоев Земли. Между веществами, растворенными в первобытном океане, неизбежно должны были происходить химические реакции, в результате которых могли образоваться органические

соединения.

Как же возникла жизнь на Земле? В античные и средневековые времена было широко распространено учение о зарождении живых существ из неживого материала. Спор между мистическими учениями и развивающимся материализмом состоял лишь в трактовке этого вопроса: является ли самозарождение проявлением “духовного начала” или же это процесс естественного образования живых организмов. Итальянский врач Франческо Реди в 1668 г. опубликовал результаты своих экспериментов и легко и просто доказал, что черви в мясе появляются в результате откладывания яиц мухами, а не из самого мяса. Тем самым он нанес неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении жизни. Молодым украинским ученым М.М.Тереховским (1775 г.) была также доказана невозможность самозарождения жизни: он показал, что если прокипятить мясной бульон и сосуд запаять, то в нем никаких микробов не появится. Знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер получил премию Парижской академии наук в 1862 г. за то, что проведя блестящий эксперимент, доказал невозможность самозарождения микробов. Пастер поместил бульон в склянку с S-образным узким горлышком, в которую свободно проходил

воздух, а микробы, находившиеся в воздухе, оседали в S-образном колене горлышка. В таком состоянии сосуды были оставлены в спокойном месте и даже через несколько месяцев бульон был чистым. Если же сосуд поворачивали так, чтобы бульон обмыл S-образный изгиб и снова стек в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Как только споры попадали в бульон из изогнутого горлышка, начиналось размножение микробов. После работ Реди, Тереховского, Пастера было единодушно признано, что любой организм рождается от своих родителей — живых организмов т.е. происходит биогенез. И снова встал вопрос: каким образом возникла жизнь на Земле, на которой не было ничего живого?

В настоящее время высказано несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Каждая из них,

имея вполне убедительные доказательства, тем не менее требует точных научных доказательств,

которыми человечество владеет еще недостаточно.

Согласно космогонической теории (гипотеза о вечности жизни или “панспермии”), зародыши

жизни (споры растений и микроорганизмов) рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету, а на Землю попадают с метеоритами и пылью. Горячим сторонником этой гипотезы был выдающийся ученый конца XIX в. физикохимик С.Аррениус. Эту же точку зрения разделял виднейший биогеохимик академик В.И.Вернадский. Даже если жизнь существует на других планетах, трудно себе представить, что живые организмы переносятся на Землю без повреждений, поскольку они могут быть убиты из-за воздействия ультрафиолетовых лучей, интенсивность которых в космосе очень велика, и низкой температурой космического пространства, и, наконец, сгореть в верхних слоях атмосферы. Проверить эту гипотезу очень трудно.

Автотрофная гипотеза происхождения жизни на Земле полагает, что организм такого типа мог бы

быть исходной формой жизни. Первые автотрофы должны были бы быть с самого начала очень

сложными организмами, а согласно теории эволюции, сложные организмы развиваются в течение длительного времени из менее сложных, постепенно усложняясь. Более вероятно, что развитие началось с менее сложных организмов, которые не могли синтезировать пищу. К настоящему времени доказательств в пользу этой гипотезы почти нет, хотя теоретически автотрофный путь развития жизни вполне возможен.

В настоящее время наибольшее количество доказательств получено в пользу гетеротрофной гипотезы происхождения жизни. Впервые современная гипотеза о происхождении жизни была опубликована советским биохимиком А.И.Опариным в 1924 г. Несколько позже, в 1929 г., к тем же представлениям пришел английский ученый Джон Холдейн. Эта гипотеза была подтверждена последующими научными

исследованиями в разных областях биологии и химии. Согласно этой гипотезе, первым этапом на

пути возникновения жизни на Земле стал абиогенный (небиологический) синтез органических молекул из неорганических. В 1953 г. американские ученые Миллер и Юри в сконструированном ими аппарате из смеси газов (Ch5, Nh4 и h3) при пропускании высокого электрического разряда получили в кипящей

жидкости различные органические соединения. Они имитировали условия, существовавшие на

Земле 4 000 млн лет тому назад. В жидкости были обнаружены мочевина, мочевая кислота, несколько разных аминокислот. Сходные результаты были получены советскими учеными А.Г.Пасынским и Т.Е.Павловской. Они исследовали влияние ультрафиолетовых лучей в подобных экспериментах. В течение миллионов лет возникали и разрушались бесчисленные варианты новых соединений — от простых до самых сложных и высокомолекулярных: могли быть углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты. Органические вещества были вначале в виде разбавленного раствора, а затем сгущались. Американский ученый Сидней В.Фокс в 1957 г. высказал предположение о том, что аминокислоты могут соединяться, образуя пептидные связи в отсутствии воды (дегидратационный синтез).

Дальнейший этап эволюции должен был состоять в соединении молекул с образованием того, что

А.И.Опарин и Д.Холдейн называли “питательным бульоном”. А.И.Опарин считал наиболее вероятным самопроизвольное концентрирование высокомолекулярных органических веществ с образованием капелек, называемых коацерватами — скоплениями белков или белковоподобных веществ. Поэтому вторым этапом на пути возникновения жизни на Земле был процесс концентрирования органических

веществ. Между капельками коацерватов происходит некоторая взаимосвязь: каждая коацерватная капля может увеличиваться в размерах (сходно с процессом роста клеток), возможно выделять какие-то продукты химических реакций, происходящих внутри, в окружающую ее среду, и даже между коацерватами может происходить нечто, напоминающее борьбу за существование. Но они еще не являются живыми объектами, они не обладают способностью к самовоспроизведению. Третий, последний этап — возникновение самовоспроизводства молекул. Образовавшиеся полипептиды не обладают способностью к самовоспроизводству и тем самым закреплять приобретенную в результате

химическую структуру, которая может выполнять определенную функцию. Нуклеиновые кислоты в

отличие от белков способны к репликации, т.е. созданию новых копий, неотличимых от материнских молекул. В 1982 г. американский биохимик Т.Чек открыл каталитическую активность РНК, что позволяет предположить, что молекулы РНК были первыми биополимерами на Земле. Наличие кодирующих белков молекул РНК и ДНК и белков-ферментов, катализирующих процессы репликации нуклеиновых кислот, позволяет образовываться системам с обратной связью. Такие системы уже обладают некоторыми признаками жизни, но поскольку они не имеют мембраны, не могут быть названы живыми организмами. Биомембраны могли образоваться на поверхности водной пленки, но этот процесс во многом еще не ясен. Образование биомембраны и формирование ее структуры продолжалось много миллионов лет. Эволюционно закреплялись лишь такие системы, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизведению. Полагают, что это и были первые живые организмы -пробионты. На основании имеющихся на сегодняшний день знаний о составе древней атмосферы Земли можно сделать вывод о том, что первые организмы были анаэробными гетеротрофами, затем мог появиться, скорее всего у анаэробных бактерий, способных к азотфиксации, бактериальный фотосинтез. Но это был бескислородный фотосинтез, поскольку первые фотосинтезирующие бактерии могли получать водород путем расщепления органики или сероводорода. И лишь цианобактерии (цианобактерии, или сине-зеленые) первыми перешли к фоторасщеплению воды. При таком фотосинтезе стал выделяться кислород как побочный продукт. Этот кислород не только насытил воду, но стал выделяться и в атмосферу. Такой поворот событий вызвал коренное изменение хода эволюции, лик Земли стал изменяться. Появление озонового экрана защитило первичные организмы от

ультрафиолетового облучения и положило конец абиогенному синтезу органических веществ. До

этого момента вода защищала первые живые организмы от интенсивного солнечного излучения,

а с появлением озонового слоя жизнь “вышла” из воды и распространилась по всей поверхности Земли.

В настоящее время многие исследователи придерживаются точки зрения, заключающейся в

том, что вскоре после возникновения жизни сформировалось три надцарства: архебактерии, эубактерии (включая сине-зеленые) и эукариоты (грибы, растения, простейшие, животные). Вероятно, архебактерии сохранили значительное сходство с пробионтами. Они обитают в бескислородных слоях, концентрированных солевых растворах, горячих вулканических источниках. Эубактерии чрезвычайно широко представлены в биосфере. Крупным ароморфозом было возникновение фотосинтеза, в результате которого аэробные прокариоты (предъядерные) за короткое время освоили разнообразные условия среды. Из этой группы примерно 1,5-2 млрд лет тому назад выделились эукариоты (ядерные).

Появление ядерных организмов — новый этап в эволюции жизни. Одноклеточные эукариоты господствовали на протяжении примерно 700-800 млн лет. У них сформировался митоз — один из

важных ароморфозов. Последующее усложнение эукариотических клеток привело к возникновению

полового процесса. Непрерывно шел процесс дивергенции, формы жизни — становились все более разнообразными. Выделилась группа простейших эукариот, из которых позднее сформировались растения, появились предковые формы животных, грибов, затем мейоз, имевший исключительное значение для последующих эволюционных проявлений.

Первая геологическая эра — архейская, продолжительностью 900 млн лет, почти не оставила следов органической жизни. Наличие пород органического происхождения — известняка, мрамора, углистых веществ — указывает на существование в архейскую эру бактерий и сине-зеленых водорослей (цианобактерий) — клеточных предъядерных организмов. Они обитают в морях, но выходят и на сушу. Вода насыщается кислородом, а на суше происходят почвообразовательные процессы. Бактерии не дали начала образованию новых группировок и остались до нашего времени обособленными. Именно в архейскую эру произошло три крупных изменения в развитии живых организмов: половой процесс, фотосинтез и многоклеточность. Половой процесс возник в форме слияния двух одинаковых клеток у жгутиковых, считающихся наиболее древними одноклеточными. Позднее половой процесс происходил уже при помощи специальных половых клеток — мужской и женской, которые при слиянии образуют зиготу. Из нее развивается организм, содержащий генотип отца и матери, что дает комбинации различных признаков в потомстве, расширяя возможности действия естественного отбора. С появлением фотосинтеза единый ствол жизни разделился на два – растения и животные — за счет дивергенции. Многоклеточность вызвала дальнейшее усложнение организации живых организмов: дифференциацию тканей, органов, систем и их функций.

В протерозойскую эру (продолжительность 2 000 млн лет) развиваются зеленые водоросли, в том

числе и многоклеточные. Остатки животного мира редки и малочисленны. Предками многоклеточных

организмов, вероятно, были организмы, подобные колониальным формам одноклеточных

жгутиковых, а первые многоклеточные организмы близки губкам и кишечнополостным. Известны

остатки всех типов беспозвоночных животных, в том числе иглокожих и членистоногих. Полагают,

что в конце протерозойской эры появились первичные хордовые — подтип бесчерепных, единственным представителем которых в современной фауне является ланцетник, появляются двустороннесимметричные животные, развиваются органы чувств, нервные узлы, усложняется поведение животных, возрастает подвижность и энергия в процессах жизнедеятельности в целом.

В палеозойскую эру, продолжительностью 330 млн лет (древняя жизнь), подразделяемую на

несколько периодов, происходили дальнейшие эволюционные преобразования органического мира. В кембрийском периоде, кроме бактерий и одноклеточных водорослей, были распространены

крупные многоклеточные водоросли. Для кембрия и ордовика характерно наличие остатков

ископаемых простейших, кишечнополостных, губок, червей (три типа), иглокожих, моллюсков, членистоногих, хордовых. Силур богат остатками ископаемых трилобитов и особенно плеченогих (в

настоящее время их осталось около 200 видов). Обнаружены остатки бесчелюстных позвоночных —

щитковых (предки миног). Дальнейшее развитие эволюции продолжалось по пути дивергенции типов животного мира с заменой низкоорганизованных примитивных форм более высокоорганизованными. В конце силурийского периода часть зеленых многоклеточных водорослей приспособилась к жизни на суше. Возможно, это были псилофиты. Они уже имели ткани. Появились грибы. С середины девона постепенно убывают псилофиты, исчезая к концу этого периода. А на смену им появляются плауновые, хвощевые и папоротниковые — споровые растения. В период девона появляются челюстноротые панцирные рыбы (их потомки — современные хрящевые рыбы, например, акулы и скаты), двоякодышащие. Однако выход на сушу осуществила другая группа рыб — кистеперые. Самыми примитивными наземными позвоночными считаются древние земноводные, берущие начало

от одной из групп кистеперых. На основе наследственной изменчивости в процессе естественного отбора плавники превратились в конечности для передвижения по суше. Для дыхания на суше развились легкие. Древнейшие земноводные — стегоцефалы (панцирноголовые) обитали в болотистых местах. Животные девона, как и растения, обитали во влажных местах, поэтому не могли распространяться в глубь суши и занимать места, удаленные от водоемов. Стегоцефалы соединили в себе признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся.

В каменноугольный период произошел крупный эволюционный подъем в развитии наземной растительности. Этот период отличался теплым влажным климатом. На Земле образовались огромные леса, состоящие из гигантских папоротников, древовидных хвощевых и плауновых

— высотой 15-30 м. Они имели хорошую проводящую систему, корни, листья, но их размножение еще

было связано с водой. Леса каменноугольного периода образовали месторождения каменного угля. В этот период произрастали и семенные папоротники, у которых вместо спор развивались семена. Семенные папоротники (древнейшие голосеменные) ясно указывают на происхождение семенных растений от споровых. Появление семенных растений было крупным ароморфозом, определившим дальнейшую эволюцию растений. У семенных растений оплодотворение происходит уже без участия воды, а зародыш находится в семени, имеющем запас питательных веществ. С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием влажный климат почти повсеместно сменился сухим. Древовидные папоротники стали вымирать, лишь в отдельных сырых местах сохранились мелкие формы. Вымерли и семенные папоротники. Им на смену пришли более жизнестойкие голосеменные растения, которые благодаря распространению семян освоили засушливые места обитания.

Распространение и пышное развитие голосеменных продолжалось почти до конца

мезозойской эры. В каменноугольный период интенсивно размножались насекомые, пауки,

скорпионы, имеющие воздушное дыхание и откладывающие яйца с защитной оболочкой,

защищающей от высыхания. Вместе с тем начали исчезать трилобиты. Существавало много

плеченогих, моллюсков, рыб (особенно акул), иглокожих, развивались кораллы. Ранее

существовавшие типы и классы дивергировали, приспосабливались к различным местам

обитания. При наступлении засушливых условий в конце каменноугольного периода крупные

земноводные исчезают, сохраняются лишь мелкие формы в сырых местах. На смену земноводным

пришли пресмыкающиеся, более защищенные и приспособленные к существованию в условиях

более сухого климата на суше. Появление древнейших пресмыкающихся — новый ароморфоз в развитии животного мира. В основном это были травоядные животные, но некоторые перешли к хищному образу жизни. Появились зверозубые рептилии, от потомков которых, полагают, произошли первые млекопитающие. Зверозубые ящеры — переходная форма.

Таким образом, в палеозойскую эру, а именно в пермском периоде, растения и животные уже

вышли на сушу: это сосудистые, споровые и голосеменные растения, кистеперые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, членистоногие (пауки, как предполагают, появились в силуре). Сухой и теплый климат пермского периода способствовал их становлению. Архейская, протерозойская и палеозойская эры дали большой фактический материал, на основании которого можно судить об основных направлениях эволюции органического мира.

В триасовом периоде мезозойской эры (продолжительность 173 млн лет) в условиях континентального климата усилилось развитие голосеменных, у которых оплодотворение происходило уже без участия воды, что является крупнейшим ароморфозом. Для мезозойской эры характерно необыкновенно богатое развитие голосеменных растений, продолжавшееся до середины мелового периода. В связи с увеличивающейся засухой и яркостью Солнца с середине мелового периода на первый план

выходит недавно возникшая группа растений — покрытосеменные. Двудольные и однодольные

растения появились уже в конце мезозоя, а в меловом периоде они начинают процветать. Для

покрытосеменных растений характерен крупный ароморфоз — появление цветка, приспособленного

к опылению. Идиоадаптационные изменения цветка способствовали к многочисленным

частным приспособлениям к опылению. В дальнейшем происходила идиоадаптация цветка, в

результате которой выработались приспособления к распространению плодов и семян, а также к

уменьшению испарения воды листьями. Пышное развитие покрытосеменных растений одновременно было связано с развитием высших форм членистоногих насекомых-опылителей: бабочек, шмелей, пчел, мух и др.

Мезозойская эра характеризуется поразительным развитием и последующим очень быстрым

вымиранием гигантских пресмыкающихся. На суше обитали гигантские ящеры — динозавры, живородящие ихтиозавры, крокодилы, летающие ящеры. Гигантские пресмыкающиеся быстро

вымерли. Первые мелкие млекопитающие появились в триасе, их размножение осуществлялось уже путем живорождения, детенышей они выкармливали молоком. Они имели постоянную температуру и

дифференцированные зубы. Предками млекопитающих были зверозубые ящеры. Первые птицы возникли в юрском периоде мезозойской эры — это были зубастые птицы. А в конце мезозоя появились уже первые настоящие птицы. Древние хрящевые рыбы в триасе были вытеснены настоящими костистыми. В результате дивергенции непрестанно увеличивалось видовое разнообразие в пределах каждой систематической группы.

Кайнозойская эра (новая жизнь) длится 60-70 млн лет. Первый ее период — палеоген, второй — неоген

и третий — антропоген, который продолжается по настоящее время. В течение этой эры сформировались континенты и моря в их современном виде. В палеогене покрытосеменные растения распространились по всем материкам и пресноводным водоемам. Во второй половине этого периода начались бурные

горнообразовательные процессы. Наступило похолодание, вечнозеленые леса сменились листопадными. Происходила быстрая идиоадаптация форм в различных местных условиях.

В конце неогена — начале антропогена с севера наступали ледники, на пути сползания ледников погибло все живое, остались только те формы, которые смогли уцелеть и приспособиться к изменившимся условиям среды. Развилась арктическая флора. В антропогене происходит окончательное формирование современного растительного мира. В кайнозое распространились брюхоногие и двустворчатые моллюски, среди членистоногих процветают насекомые. Крупные ароморфозы насекомых — развитие трахейной системы дыхания, ротового аппарата, твердого хитинового покрова, членистых конечностей и нервной системы, а ароморфизы птиц и млекопитающих — повышение интерсивности функций центральной нервной системы, особенно функций головного мозга, усложнение строения кровеносной системы и сердца (разделение артериальной и венозной крови), появление постоянной температуры тела, повышение уровня обменных процессов и др. Быстрая идиоадаптация к изменяющимся условиям среды обеспечила их процветание.

По данным о распределении современных видов животных и растений и остатков ископаемых на поверхности планеты получены дополнительные сведения о развитии жизни на Земле. А.Уоллесу

удалось привести все сведения, накопленные наукой, в систему и выделить шесть зоогеографических областей:

Палеарктическую, Неоарктическую, Индо-Малайскую, Эфиопскую, Неотропическую, Австралийскую.

Две первые области часто объединяют в общую Голарктическую область. Сравнение животного и

растительного миров разных зон дает богатейший научный материал для доказательства эволюционного процесса. Так, флора и фауна Палеоарктической и Неоарктической (Северная Америка) областей имеют много общего, поскольку между ними в прошлом существовал сухопутный мост — Берингов перешеек. А

Неоарктическая и Неотропическая области занимают два материка, соединенные Панамским перешейком, однако, имеют большие отличия, что указывает на то, что связь Южной, Центральной и

Северной Америки возникла недавно. Южная Америка, как и Австралия, обособилась от других

материков очень давно. Длительная изоляция Южной Америки наложила большой отпечаток на формирование живого мира этого континента, весьма специфического. Лишь после образования

Панамского перешейка начался широкий обмен между фаунами Северной и Южной Америки. Своеобразие южноамериканской фауны тем не менее сохранилось, поскольку древние и оригинальные формы там представлены широко (тапиры, страусы нанду, колибри, ламы, сумчатые крысы и др.).

Австралийская фауна еще более оригинальна и примитивна, за исключением летучих мышей и собак динго. Там не было плацентарных млекопитающих в момент открытия континента европейцами, зато много сумчатых млекопитающих, существующих и в настоящее время. Обитают там и два рода яйцекладущих — ехидна и утконос. После отделения в древние времена Австралии от Южной Азии, когда плацентарные еще не появились, эволюционный процесс вызвал на других континентах появление плацентарных животных, а австралийская фауна оказалась как бы застывшей. Для каждой из

областей характерно развитие флоры, свойственной историческому ходу эволюции. Наиболее своеобразной является флора Австралийской области: эвкалипты; акации с черешками, расширенными наподобие листа; саговники, похожие на пальмы; древовидные папоротники и др. Чем раньше произошло геологическое разделение областей, тем более своеобразны их флора и фауна. Если обособление областей произошло недавно, то сходство флор и фаун больше. Таким образом, современное географическое распределение животных и растений можно понять и объяснить с точки зрения эволюционного развития Земли и ее органического мира.

Полагают, что от первых мелких млекопитающих — насекомоядных в мезозое обособилась группа

животных, давшая начало тем ветвям, которые повели к обезьянам, полуобезьянам и человеку. Древнейшими высшими обезьянами, от которых ведут начало предки человека, считаются парапитеки — узконосые человекообразные обезьяны 30 млн лет тому назад. В результате дивергенции парапитеки дали две ветви: одна привела к современным гиббонам и орангутанам, другая — к дриопитекам (древесные обезьяны) — вымершим обезьянам. Одна ветвь дриопитеков повела к современным шимпанзе и горилле, а другая – к человеку. Человекообразные обезьяны и человек — разные ветви родословного ствола. Пройдя древесную стадию, наши далекие предки в течение длительного времени совершенствовались как наземные двуногие существа.

Ученые предполагают, что прародина человека располагалась на территории, включающей

северо-восточную часть Африки, Южную и Центральную Азию, юго-восток Европы. До настоящего времени еще не найдены исходные формы, от которых взяли начало древнейшие люди. Но к ним близок австралопитек (южный человек), остатки которого были найдены в Южной Африке в 30-х гг. нашего века. Остатки австралопитеков были найдены еще и в других местах. Однако ученые полагают, что предками древнейших людей был близкий к африканским австралопитекам вид двуногих человекообразных обезьян, у которых на основе наследственной изменчивости выработалась способность часто и разнообразно использовать палки, камни в качестве орудий. В процессе становления человека различают три стадии, или фазы:

древнейшие люди; древние люди; первые современные люди.

Австралопитековые жили более 5 млн лет тому назад (по данным некоторых ученых время

появления дриопитеков определяют примерно около 10 млн лет назад).Сто лет тому назад голландский врач и анатом Э.Дюбуа обнаружил на острове Ява окаменевшие кости: черепную крышку, три зуба и бедренную кость. Он нашел “недостающее звено” между обезьяной и человеком, существование которого предсказал Э.Геккель. Это существо Э.Дюбуа назвал обезьяночеловеком-питекантропом. В

настоящее время питекантропов называют архантропами (человеком выпрямленным, т.е.

прямоходящим). Позже были обнаружены в разных местах еще остатки древнейших людей — гейдельбергского человека, синантропа.

К древним людям относят остатки, найденные в разных местах (Европе, Азии, Африки), объединяемые в группу неандертальцев: неандерталец (по имени места находки в 1856 г. в долине реки Неандр), родезийский человек и др. Неандертальцы жили около 150 тыс лет тому назад. Правильнее древних людей следует называть палеоантропами. На этой стадии развития человека происходит формирование

физического склада человека, связанного с совершенствованием вертикальной походки, развитием мозга. Палеоантропы позднее были вытеснены людьми современного типа — неоантропами. Они выделились около 38-40 тыс лет тому назад — человек разумный — Homo sapiens. Остатки были найдены в 1868 г. в местечке Кро-Маньон (Франция), отсюда и название этой группы — кроманьонцы. В древности человечество было не менее разнообразно, чем сейчас. Наряду с кроманьонцами, порой рядом с ними, в Европе и Азии обитали представители иных форм. По-видимому, с этим фактом сопряжены трудности

установления строгой последовательности хронологической иерархии происхождения человека разумного.

В результате жесткого отбора самых умелых мастеров и искусных охотников у древнего человека сформировались: крупный и сложно устроенный головной мозг, кисть руки, пригодная для самых тонких операций, появились двуногая походка и членораздельная речь. Человек с древности был общественным животным — жил стаями. Самое главное — ни одна общность, кроме человека, не сделала основным орудием защиты и нападения сначала подобранные в природе, а затем сделанные им самим орудия, с помощью которых человек мог добывать себе пищу (палки, камни и тому подобное). Поэтому основным фактором антропогенеза считают естественный отбор на лучшую орудийную деятельность. Как писал Ф. Энгельс, человека создал труд, общественная деятельность, сознание и речь. Ч.Дарвин в книге “Происхождение человека” (1871 г.) убедительно доказал, что человек представляет

последнее, высокоорганизованное звено в цепи развития живых существ и имеет далеких предков,

общих с человекообразными обезьянами, отметив и значение социальных факторов в эволюции

человека. Кроманьонцы перешли от преимущественно биологической эволюции предшественников к эволюции социальной. Наши предки в результате сложного и длительного процесса становления человека превратились в людей современного вида. Ведущими и определяющими стали общественно-трудовые взаимоотношения как основа организованного общества. Законы общественной жизни играют

направляющую роль в социальном прогрессе человечества. В этом качественное своеобразие эволюции человека по сравнению с эволюцией животных.

Центром происхождения современного человека является, по-видимому, Азия, примерно в районе

Каспийского моря. Белые расы распространились к западу по обоим берегам Средиземного моря до

Европы, Юго-Западной Азии и Северной Африки, вытесняя кроманьонцев. Негроидные расы распространились по обеим сторонам Индийского океана в Африку и Меланезию. Они, вероятно,

вытеснили бушменов и более примитивные расы на самую оконечность Южной Африки, а австралоидов — в Австралию и Тасманию. Монголоиды распространились к востоку и северу

континента и заселили Сибирь и Китай. Примерно 40 000 лет тому назад они пересекли Берингов пролив и поселились в Северной и Южной Америке.

Становление человека разумного прослеживается по находкам предметов материальной культуры, различным орудиям, оружию, кухонной утварь…

www.ronl.ru

Реферат: Развитие жизни на Земле в протейскую эру. Реферат развитие жизни на земле

Доклад - Развитие жизни на Земле

Реферат - Этапы развития жизни на Земле

Реферат - Развитие жизни на Земле в протейскую эру

Реферат - Развитие жизни на Земле в протейскую эру

Реферат - по биологии на тему: развитие жизни на земле

РЕФЕРАТ

ПО БИОЛОГИИ

НА ТЕМУ:

РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.

РЕЧИЦКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА

УЧЕНИК 11 КЛАССА

УЧИТЕЛЬ: РЕВИНА.О.М

2011

Г.

Доклад - Возникновение и развитие жизни на Земле 2

Смотрите также