загрузка...
загрузка...
На головну

Ускладнення живих організмів в процесі еволюції

  1. II. 8.4. Розвиток мови в процесі навчання
  2. III. Інноваційні технології, використовувані в навчальному процесі
  3. III. Принципи, які стверджують реалізацію в процесі навчання закономірностей пізнавальної діяльності учнів
  4. Агресивні метаболіти мікроорганізмів
  5. Активність особистості в процесі засвоєння і перетворення речових вимог
  6. Аналіз історичного досвіду еволюції праці і соціальних відносин
  7. Аналіз еволюції праці і соціальних відносин

Історію органічного світу на Землі вивчають за збереженими залишками, відбитків і іншим слідах життєдіяльності живих організмів. Вона є предметом науки палеонтології. Виходячи з того, що залишки різних організмів розташовані в різних пластах гірських порід, була створена геохронологическая шкала, згідно з якою історію Землі розділили на певні проміжки часу: зони, ери, періоди і століття (табл. 6.1).

Еоном називають великий проміжок часу в геологічній історії, який об'єднує кілька ер. В даний час виділяють тільки два зона: криптозой (прихована життя) і фанеро- зой (явна життя). Ера - Це проміжок часу в геологічній історії, який є підрозділом еону, який об'єднує, в свою чергу, періоди. У криптозое виділяють дві ери (архей і протерозой), тоді як в фанерозое - три (палеозой, мезозой і кайнозой).

Важливу роль у створенні геохронологічної шкали зіграли керівні копалини - залишки організмів, які були численні в певні проміжки часу і добре збереглися.

Розвиток життя в криптозое. Архей і протерозой складають більшу частину історії життя (період 4,6 млрд років - 0,6 млрд років тому), однак відомостей про життя в той період недостатньо. Перші залишки органічних речовин біогенного походження мають вік близько 3,8 млрд років, а прокаріотів існували вже 3,5 млрд років тому. Перші прокаріоти входили до складу специфічних екосистем - ціанобактеріальних матів, завдяки діяльності яких утворилися специфічні осадові породи строматоліти ( «кам'яні килими»).

Зрозуміти життя давніх прокариотических екосистем допомогло відкриття їх сучасних аналогів - строматолитов в затоці Шарк-Бей в Австралії і специфічних плівок на поверхні грунту в затоці Сиваш в Україні. На поверхні ціанобактеріальних матів розташовані фото- синтезують ціанобактерії, а під їх шаром - надзвичайно різноманітні бактерії інших груп і архей. Мінеральні речовини, які осідають на поверхню мата і утворюються за рахунок його життєдіяльності, відкладаються пластами (приблизно 0,3 мм на рік). Такі примітивні екосистеми можуть існувати лише в непридатних для життя інших організмів місцях, і дійсно, обидва вищезгадані місцеперебування характеризуються надзвичайно високою солоністю.

Численні дані свідчать про те, що спочатку Земля мала атмосферу поновлюваного характеру, до складу якої входили: вуглекислий газ, водяна пара, оксид сірки, а також чадний газ, водень, сірководень, аміак, метан і т. П. Перші організми Землі були анаеробами , проте завдяки фотосинтезу ціанобактерій в середу виділявся вільний кисень, який спочатку швидко зв'язувався з відновниками, що знаходяться в середовищі, і лише після зв'язування всіх відновників середовище почало набувати окислювальні властивості. Про такому переході свідчать відкладення окислених форм заліза - гематиту і магнетиту.

Близько 2 млрд років тому в результаті геофізичних процесів практично всі несвязанное в осадових породах залізо перемістилося до ядра планети, а кисень почав накопичуватися в атмосфері через відсутність цього елементу - сталася «киснева революція». Вона стала переломним етапом в історії Землі, який спричинив за собою не тільки зміну складу атмосфери і освіту озонового екрану в атмосфері - головної передумови для заселення суші, але і складу порід, що формуються на поверхні Землі.

У протерозої сталося і інша важлива подія - виникнення еукаріот. В останні роки вдалося зібрати переконливі докази теорії ендосімбіогенетіческого походження еукаріотичної клітини - шляхом симбіозу декількох прокаріотів клітин. Ймовірно, «головним» предком еукаріот стали архей, які перейшли до поглинання харчових частинок шляхом фагоцитозу. Спадковий апарат перемістився вглиб клітини, зберігши, проте, зв'язок з мембраною завдяки переходу зовнішньої мембрани виникла ядерної оболонки в мембрани ендоплазматичної мережі.

Заклопотані кліткою бактерії могли не перетравлюватися, а залишатися живими і продовжувати своє функціонування. Вважають, що мітохондрії ведуть своє походження від пурпурних бактерій, які втратили здатність до фотосинтезу і перейшли до окислення органічних речовин. Симбіоз з іншими фотосинтезирующими клітинами призвів до виникнення пластид у рослинних клітин. Ймовірно, джгутики еукаріотів виникли внаслідок симбіозу з бактеріями, які, подібно до сучасних спирохетам, були здатні до извивающимся рухам. Спочатку спадковий апарат еукаріотів був влаштований приблизно так само, як у прокаріотів, і лише пізніше, внаслідок необхідності управління великої і складної кліткою, утворилися хромосоми. Геноми внутрішньоклітинних симбіонтів (мітохондрій, пластид і джгутиків) в цілому зберегли прокариотический організацію, але більша частина їх функцій перейшла до ядерного геному.

Еукаріотичні клітини виникали неодноразово і незалежно один від одного. Наприклад, червоні водорості виникли в результаті симбиогенеза з ціанобактеріями, а зелені водорості - з бактеріями-прохлорофітамі.

Решта одномембранних органели і ядро ??еукаріотичної клітини, згідно ендомем- лайливої ??теорії, виникли з впячіваній мембрани клітини прокаріотів.

Точний час появи еукаріот невідомо, оскільки вже у відкладеннях віком близько 3 млрд років присутні відбитки клітин, що мають схожі розміри. Точно еукаріоти зафіксовані в породах віком близько 1,5-2 млрд років, але тільки після кисневої революції (близько 1 млрд років тому) склалися умови, сприятливі для них.

В кінці протерозойської ери (не менше 1,5 млрд років тому) вже існували і багатоклітинні еукаріотичні організми. Многоклеточность, як і еукаріотична клітина, неодноразово виникала у різних груп організмів.

Існують різні погляди на походження багатоклітинних тварин. За одними даними їх родоначальниками були багатоядерні, подібні інфузоріям, клітини, які потім розпалися на окремі одноядерні клітини.

Інші гіпотези пов'язують походження багатоклітинних тварин з диференціюванням клітин колоніальних одноклітинних. Розбіжності між ними стосуються виникнення шарів клітин у первісного багатоклітинного тварини. Згідно гіпотези гастрєї Е. Геккеля, то відбувається шляхом впячивания однієї зі стінок одношарового багатоклітинного організму, як у кишковопорожнинних. На противагу їй І. І. Мечников сформулював гіпотезу фагоцітел- ли, вважаючи предками багатоклітинних одношарові кулясті колонії на зразок вольвокса, які поглинали харчові частки шляхом фагоцитозу. Клітка, що захопила частку, втрачала джгутик і переходила вглиб організму, де і здійснювала травлення, а по закінченні процесу поверталася на поверхню. Згодом відбувся поділ клітин на два шари з певними функціями - зовнішній забезпечував рух, а внутрішній - фагоцитоз. Такий організм І. І. Мечников назвав фагоцителли.

Протягом тривалого часу багатоклітинні еукаріоти програвали у конкурентній боротьбі прокаріотів організмам, однак в кінці протерозою (800-600 млн років тому) внаслідок різкої зміни умов на Землі - зниження рівня морів, зростання концентрації кисню, зменшення концентрації карбонатів в морській воді, регулярних циклів похолодання - багатоклітинні еукаріоти отримали переваги над прокариотами. Якщо до цього часу зустрічалися тільки окремі багатоклітинні рослини і, можливо, гриби, то з цього моменту в історії Землі відомі і тварини. З виникли в кінці протерозою фаун краще за інших вивчені едіакарскіе і вендская. Тварин вендського періоду прийнято включати до складу особливої ??групи організмів або відносити до таких типів, як кишковопорожнинні, плоскі черви, членистоногі та ін. Однак ні в однієї з цих груп немає скелетів, що може свідчити про відсутність хижаків.

Розвиток життя в палеозойської ері. Палеозойська ера, яка тривала понад 300 млн років, ділиться на шість періодів: кембрійський, ордовикский, силурийский, девонський, кам'яновугільний (карбон) і пермський.

В кембрійського періоду суша складалася з декількох материків, розташованих переважно в Південній півкулі. Найчисленнішими фотосинтезирующими організмами в цей період були ціанобактерії та червоні водорості. У товщі води жили форамініфери і радіолярії. У кембрії з'являється величезна кількість скелетних тварин організмів, про що свідчать численні викопні рештки. Ці організми ставилися приблизно до 100 типів багатоклітинних тварин, як сучасним (губки, кишковопорожнинні, черви, членистоногі, молюски), так і зниклим, наприклад: величезний хижак аномалока- рис і колоніальні граптоліти, які плавали в товщі води або були прикріплені до дна. Суша протягом кембрію залишалася майже незаселеною, однак процес грунтоутворення вже почали бактерії, гриби і, можливо, лишайники, а в кінці періоду на сушу вийшли мало- щетінковие черви і багатоніжки.

В ордовикском періоді рівень вод Світового океану піднявся, що призвело до затоплення материкових низовин. Основними продуцентами в цей період були зелені, бурі і червоні водорості. На відміну від кембрію, в якому рифи будували губки, в ордовике їх змінюють коралові поліпи. Розквіт переживали черевоногі і головоногі молюски, а також трилобіти (нині вимерлі родичі павукоподібних). В цьому періоді вперше зафіксовані і хордові, зокрема безщелепні. В кінці ордовика відбулася грандіозна вимирання, яке знищило близько 35% родин і понад 50% пологів морських тварин.

силурийский період характеризується посиленням горотворення, яке призвело до осушенню материкових платформ. Провідну роль у фауні безхребетних силуру грали головоногі молюски, голкошкірі і гігантські ракоскорпіони, тоді як серед хребетних зберігається велика різноманітність біґосів і з'являються риби. В кінці періоду на сушу вийшли перші судинні рослини - риніофіти і плауновидні, які почали колонізацію мілководдя і приливно-відливної зони узбереж. На сушу вийшли і перші представники класу павукоподібних.

В девонського періоду внаслідок підняття суші утворилися великі мілководдя, які пересихали і навіть промерзали, оскільки клімат ставав ще більш континентальним, ніж в силурі. У морях переважають корали і голкошкірі, тоді як головоногі молюски представлені спірально закрученими амонітами. Серед хребетних девону розквіту досягли риби, причому на зміну панцирних прийшли і хрящові, і кісткові, а також Дводишні і кісте- перие. В кінці періоду з'являються перші амфібії, які спочатку жили в воді.

У середньому девоні на суші з'явилися перші ліси з папоротей, плаунів і хвощів, які були заселені хробаками і численними членистоногими (багатоніжками, павуками, скорпіонами, безкрилими комахами). В кінці девону з'явилися перші голонасінні. Освоєння суші рослинами призвело до зменшення вивітрювання і посилення грунтоутворення. Закріплення грунтів призвело до виникнення русел річок.

В кам'яновугільному періоді суша була представлена ??двома материками, розділеними океаном, а клімат став помітно більше теплим і вологим. До кінця періоду відбулося невелике підняття суші, а клімат змінився більш континентальним. У морях панували форамініфери, корали, голкошкірі, хрящові і кісткові риби, а прісні водойми населяли двостулкові молюски, ракоподібні і різноманітні земноводні. В середині карбону виникли дрібні комахоїдні рептилії, а серед комах з'явилися крилаті (таргани, бабки).

Для тропіків були характерні заболочені ліси, в яких домінували гігантські хвощі, плавуни і папороті, відмерлі залишки яких утворили згодом поклади кам'яного вугілля. В середині періоду в помірній зоні, завдяки їх незалежності від води в процесі запліднення і наявності насіння, почалося поширення голонасінних.

Пермський період відрізнявся злиттям всіх материків в єдиний суперконтинент Пангею, відступом морів і посиленням континентальності клімату до такої міри, що у внутрішніх районах Пангеї утворилися пустелі. До кінця періоду на суші майже зникли деревовидні папороті, хвощі і плавуни, а панівне становище зайняли посухостійкі голонасінні.

Незважаючи на те, що великі амфібії ще продовжували існувати, виникли різні групи рептилій, в тому числі великих рослиноїдних і хижих. В кінці пермі відбулося найбільше вимирання в історії життя, так як зникли багато груп коралів, трилобітів, більшість головоногих, риб (в першу чергу хрящових і кистеперих), а також амфібій. Морська фауна втратила при цьому 40-50% родин і близько 70% пологів.

Розвиток життя в мезозої. Мезозойська ера тривала близько 165 млн років і характеризувалася підняттям суші, інтенсивним горотворенням і зниженням вологості клімату. Вона ділиться на три періоди: тріасовий, юрський і крейдяний.

На початку тріасового періоду клімат був посушливим, проте пізніше внаслідок підняття рівня морів він став більш вологим. Серед рослин переважали голонасінні, папороті і хвощі, проте деревні форми спорових практично повністю вимерли. Високого розвитку досягли деякі корали, амоніти, нові групи форамініфер, двостулкових молюсків і голкошкірих, тоді як різноманітність хрящових риб зменшилась, змінилися і групи кісткових риб. Панували на суші рептилії почали освоювати і водне середовище, як іхтіозаври і плезіозаври. З плазунів тріасу до нашого часу дожили крокодили, гатте- рії і черепахи. В кінці тріасу з'явилися динозаври, ссавці і птиці.

В юрському періоді суперконтинент Пангея розколовся на кілька менших. Велика частина юри була дуже вологою, а до його кінця клімат став більш посушливим. Домінуючою групою рослин були голонасінні, з яких від того часу збереглися секвої. У морях процвітали молюски (амоніти і белемніти, двостулкові і черевоногі), губки, морські їжаки, хрящові і кісткові риби. Великі амфібії практично повністю вимерли в юрському періоді, однак з'явилися сучасні групи земноводних (хвостаті і безхвості) і лускатих (ящірок і змій), зросла різноманітність ссавців. До кінця періоду виникли і можливі предки перших птахів - археоптерикса. Однак у всіх екосистемах домінували плазуни - іхтіозаври і плезіозаври, динозаври і літаючі ящери - птерозаври.

крейдяний період отримав назву в зв'язку з утворенням крейди в осадових породах того часу. На всій Землі, крім приполярних областей, був стійкий теплий і вологий клімат. В цьому періоді виникли і набули широкого поширення покритонасінні, що витісняли голонасінних, що спричинило за собою різке збільшення різноманітності комах. У морях, крім молюсків, костистих риб, плезіозаврів, знову з'явилася величезна кількість форами-ніфер, раковинки яких і утворили поклади крейди, а на суші переважали динозаври. Краще пристосовані до повітряного середовища птиці почали поступово витісняти літаючих ящерів.

В кінці періоду відбулося глобальне вимирання, в результаті якого зникли амоніти, белемніти, динозаври, птерозаври і морські ящери, стародавні групи птахів, а також деякі голонасінні. З лиця Землі в цілому зникло близько 16% родин і 50% пологів тварин. Криза в кінці крейди пов'язують з падінням великого метеорита в Мексиканську затоку, однак він, швидше за все, не був єдиною причиною глобальних змін. В ході подальшого похолодання вижили тільки невеликі рептилії і теплокровні ссавці.

Розвиток життя в кайнозої. Кайнозойської ера почалася близько 66 млн років тому і триває до теперішнього часу. Вона характеризується пануванням комах, птахів, ссавців і покритонасінних рослин. Кайнозой ділять на три періоди - палеоген, неоген і антропо- ген - останній з яких є найкоротшим в історії Землі.

У ранньому і середньому палеогене клімат залишався теплим і вологим, до кінця періоду стало прохолодніше і суші. Домінуючою групою рослин стали покритонасінні, однак, якщо на початку періоду переважали вічнозелені ліси, то в кінці з'явилося багато листопадних, а в посушливих зонах утворилися степи.

Серед риб панівне становище зайняли костисті риби, а кількість видів хрящових, не дивлячись на їх помітну роль в солоних водоймах, незначно. На суші з рептилій збереглися тільки лускаті, крокодили і черепахи, тоді як ссавці зайняли більшу частину їх екологічних ніш. В середині періоду з'явилися основні загони ссавців, в тому числі комахоїдні, хижі, ластоногі, китоподібні, копитні і примати. Ізоляція материків зробила фауну і флору географічно більш різноманітними: Південна Америка і Австралія стали центрами розвитку сумчастих, а інші материки - плацентарних ссавців.

Неогеновий період. Земна поверхня в неогені набула сучасного вигляду. Клімат став більш прохолодним і сухим. У неогені вже сформувалися всі загони сучасних ссавців, а в африканських саванах виникло сімейство Гомінід і рід Людина. До кінця періоду в приполярних областях континентів поширилися хвойні ліси, з'явилися тундри, а степи помірного пояса зайняли злаки.

Четвертинний період (антропоген) характеризується періодичними змінами оледенений і потеплінь. Під час зледенінь високі широти покривалися льодовиками, різко знижувався рівень океану, звужувалися тропічний і субтропічний пояси. На прилеглих до льодовиках територіях встановлювався холодний і сухий клімат, який сприяв формуванню холодостійких груп тварин - мамонтів, гігантських оленів, печерних левів і ін. Супроводжувала процесу заледеніння зниження рівня Світового океану призвело до утворення сухопутних мостів між Азією та Північною Америкою, Європою і Британськими островами і т. д. Міграції тварин, з одного боку, привели до взаємозбагаченню флор і фаун, а з іншого, до витіснення реліктів прибульцями, наприклад, сумчастих і копитних у Південній Америці. Ці процеси, однак, не торкнулися Австралію, що залишилася ізольованою.

В цілому, періодичні зміни клімату призвели до формування надзвичайно рясного видового різноманіття, характерного для нинішнього етапу еволюції біосфери, а також вплинули на еволюцію людини. Протягом антропогену кілька видів роду Людина розселилися з Африки в Євразію. Близько 200 тисяч років тому в Африці виник вид Людина розумна, який після тривалого періоду існування в Африці близько 70 тисяч років тому вийшов в Євразію і близько 35-40 тис. Років тому - в Америку. Після періоду співіснування з близько родинними видами він витіснив їх і розселився по всій території земної кулі.

Близько 10 тис. Років тому господарська діяльність людини в помірно теплих областях земної кулі початку впливати як на вигляд планети (розорювання земель, випалювання лісів, перевипас пасовищ, опустелювання і т. Д.), Так і на тваринний і рослинний світ внаслідок скорочення ареалів їх проживання та винищення, і вступив в дію антропогенний фактор.

Походження людини. Людина як вид, його місце в системі органічного світу. Гіпотези походження людини. Рушійні сили і етапи еволюції людини. Людські раси, їх генетичну спорідненість. Біосоціальних природа людини. Соціальна та природне середовище, адаптації до неї людини.



Попередня   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   Наступна

Взаємозв'язок рушійних сил еволюції | Форми природного добору, види боротьби за існування | Синтетична теорія еволюції | Елементарні фактори еволюції | Творча роль природного відбору в еволюції | Дослідження С. С. Четверикова | Докази еволюції живої природи | Порівняльно-анатомічні докази. | Результати еволюції: пристосованість організмів до середовища проживання, різноманіття видів | макроеволюція |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати