Этапы развития жизни на Земле
Наша планета образовалась около 4,5 млрд. лет назад. Поверхность Земли была в то время очень горячей, и никакой жизни на ней не существовало.
Самым древним остаткам живых организмов, которые чем-то походили на современных бактерий, предположительно 3,5 млрд. лет.
Заглянуть в прошлое Земли, проследить этапы развития жизни помогает палеонтология — наука о вымерших растениях и животных, чьи окаменевшие остатки сохранились в толщах осадочных пород.
Геологические эры
Первые миллионы лет жизнью Земли управляли извержения вулканов и землетрясения
Палеонтология развивалась рука об руку с геохронологией, изучающей геологическую историю Земли.
Изучая строение, условия возникновения и напластования осадочных пород и научившись определять их абсолютный возраст, ученые создали геохронологическую шкалу, разделив геологическую историю Земли на ряд периодов.
Продолжительность этих периодов измеряется миллионами лет, все они разделены на 5 эр: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Архей — самая древняя эра, а в кайнозое мы живем.
Зарождение жизни
На заре своего существования Земля представляла собой раскаленный безжизненный шар, и только 3,5 млрд. лет назад она остыла настолько, что на ее поверхности образовалась твердая земная кора.
Пары воды, содержавшиеся в первичной атмосфере, сконденсировались и стали выпадать в виде дождей, образовав древний океан, над которым возвышался единственный материк, впоследствии расколовшийся на части. В земной коре происходили постоянные изменения, сопровождавшиеся грандиозными климатическими колебаниями.
Именно в океане появились первые живые организмы, напоминавшие бактерий, а потом и одноклеточные водоросли.
Одними из самых древних живых организмов были бактерии, покрывавшие прибрежные камни
В древнейшей атмосфере Земли не было кислорода, однако водоросли были способны использовать энергию солнечного света для производства питательных веществ. При этом они выделяли кислород, который стал накапливаться в воздухе, создав условия для возникновения более сложно устроенных организмов.
Появление кислорода оказалось губительным для организмов, привыкших к бескислородной среде, так произошло первое на Земле вымирание. Прошло немало времени, прежде чем в океане появились первые многоклеточные организмы. Это были губки, медузы и организмы, напоминающие червей. Их остатки обнаружены в породах, возраст которых насчитывает около 600 млн. лет.
Развитие жизни на Земле было тесно связано с передвижением материков, которое влекло за собой изменения климата и уровня Мирового океана.
Французский ученый Жорж Кювье (1769—1832) — основоположник сравнительно-анатомического метода в биологии. Он применил его и к ископаемым остаткам, заложив основы палеонтологии.
Согласно принципу последовательного напластования осадочных и вулканических пород, каждый нижележащий пласт старше вышележащего (если их последовательность не была нарушена).
Сравнивая окаменелости из различных пластов осадочных пород, Кювье первым попытался выявить в геологической истории Земли ряд этапов с характерным для каждого из них составом животных и растений.
Палеозой
Примерно 580-570 млн. лет назад начался кембрийский период, продолжавшийся 70 млн. лет. Наступила очень важная эпоха развития органической жизни, ознаменовавшаяся возникновением и развитием новых форм животных, имеющих скелет из соединений кальция и кремнезема. За сравнительно короткий период времени (около 100 млн.
лет) появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке (одноклеточные радиолярии и фораминиферы, брюхоногие моллюски, плеченогие, иглокожие и др.). Широко распространились трилобиты, которые стали предками всех нынешних членистоногих.
Животные освоили
морское дно и толщу воды, прибойную полосу океана.
Окаменевшие остатки аммонитов находят в породах, возраст которых 180 млн. лет
Это был настоящий эволюционный взрыв, причины которого до сих пор непонятны. Многие возникшие виды буквально тут же вымерли, не сумев приспособиться к условиям обитания. В ордовикском и силурийском периодах жизнь становилась все более разнообразной.
Широко распространились морские лилии, появились примитивные хордовые — предки позвоночных животных, а затем и первые рыбы, у которых жаберные дуги преобразовались в усаженную зубами пасть, а тело было покрыто мощным панцирем.
К концу силура жизнь шагнула и на сушу — примитивные растения стали осваивать прибрежную полосу.
Девонский период был временем величайших катаклизмов и активного движения материков. В этот период толщу морей уже бороздили акулы и скаты, кистеперые и лучеперые рыбы.
Настоящими хозяевами морей стали головоногие моллюски аммониты, тело которых было спрятано в спирально закрученную раковину, разделенную множеством перегородок.
На суше распространились папоротники и плауновые, появились первые голосеменные растения, ее начали осваивать первые клещи, пауки, примитивные насекомые, а вслед за ними на сушу потянулись и первые земноводные.
В девонский период в морях обитало множество бесчелюстных позвоночных и рыб
В каменноугольном периоде (карбоне) поймы рек и заболоченные пространства покрывали настоящие леса, состоящие из гигантских плаунов, хвощей, древовидных папоротников и голосеменных растений.
Очень разнообразны были насекомые, среди них появилось множество летающих форм. Карбон стал эпохой расцвета земноводных, среди которых были и мелкие насекомоядные животные, и хищники размером с крокодила.
В пермском периоде хвойные растения заселили внутриматериковые области.
Пресмыкающиеся активно осваивали сушу, среди них были и мелкие виды, и огромные травоядные формы самого причудливого облика. А в лесах уже появились предки современных млекопитающих.
Конец пермского периода ознаменовался грандиозными геологическими катаклизмами: сталкивались материки, появлялись горные хребты.
Не все животные смогли приспособиться к быстро изменяющимся условиям, и около половины их семейств вымерло.
Мезозой
В триасовом периоде основной группой животных на Земле становятся динозавры, освоившие разнообразнейшие места обитания. Появились лягушки, черепахи, крокодилы, первые млекопитающие.
В морях возросла доля моллюсков — двустворчатых, брюхоногих, головоногих.
Господство динозавров продолжалось и в юрский период, среди отложений этого времени найдены остатки первого пернатого животного — археоптерикса.
Тропический климат каменноугольного периода способствовал бурному развитию жизни
В меловом периоде пейзажи уже напоминали современные, в лесах уже росли сосны и кедры, дубы и березы, с цветка на цветок перелетали бабочки, щебетали птицы, шныряли ящерицы и насекомоядные млекопитающие. К концу мелового периода заметно похолодало, что привело к вымиранию многих групп морских животных. В это же время исчезли динозавры.
Кайнозой
В кайнозойскую эру сформировался современный растительный и животный мир
65 млн. лет назад началась кайнозойская эра, которая делится на третичный и четвертичный периоды (в котором мы живем).
На суше господствующее положение заняли млекопитающие, в морях — костные рыбы, в растительном мире преобладали покрытосеменные растения. На Земле прошла череда оледенений.
Несколько миллионов лет назад из животного царства выделились прямоходячие приматы (гоминиды), эволюция которых в итоге привела к возникновению Homo sapiens (человека разумного).
Поделиться ссылкой
Источник: http://SiteKid.ru/biologiya/etapy_razvitiya_zhizni_na_zemle.html
9 класс. Биология. Этапы развития жизни на Земле – Этапы развития жизни на Земле
Скелеты динозавров находили на протяжении всей истории человечества, но наши предки принимали их за кости драконов, грифонов и других мифических существ.
Когда ученые впервые столкнулись с останками динозавров в 1677 году, директор одного из британских музеев, Роберт Плот, определил кусочки костей как фрагмент бедренной кости человека-гиганта.
Мифы о допотопных великанах развивались еще несколько сотен лет, пока ученые не научились точно восстанавливать ископаемые останки и определять их возраст.
Наука об ископаемых животных совершенствуется и сегодня, применяя новейшие методы исследований. Благодаря ним ученые могут точно восстановить облик удивительных существ, ходивших по земле миллионы лет назад.
Исключительно богатый материал для развития эволюционных представлений дала наука палеонтология, изучающая историю жизни по останкам организмов, которые сохранились в горных породах и отложениях (см. Рис. 1). Палеонтология воссоздала основную хронологию событий, произошедших, главным образом, за последние 700 млн лет, когда эволюция жизни на нашей планете шла особенно интенсивно.
Эту часть истории развитии Земли обычно делят на большие промежутки, которые называются эры. Эры в свою очередь делятся на более мелкие промежутки – периоды. Периоды – на эпохи и века.
Названия эр имеют греческое происхождение. Например, мезозой – «средняя жизнь», кайнозой – «новая жизнь».
Для каждой эры, а иногда даже для периода, характерны свои особенности в развитии животного и растительного мира (Источник).
Первые 1,5 млрд лет после образования нашей планеты живых организмов на ней не существовало. Этот период носит название катархей (греч. «ниже древнейшего»).
В катархее происходило образование земной поверхности, шли активные вулканические и горообразовательные процессы. Жизнь возникла на границе катархея и архейской эры.
Об этом свидетельствуют находки следов жизнедеятельности микроорганизмов в горных породах возрастом 3,5-3,8 млрд лет.
Архейская эра длилась 900 млн лет и почти не оставила следов органической жизни.
Наличие пород органического происхождения: известняка, мрамора, углекислых веществ указывает на существование в архейскую эру бактерий и цианобактерий, то есть прокариотических организмов (см. Рис. 2).
Они обитали в морях, но, возможно, выходили и на сушу. В архей вода насыщается кислородом, а на суше происходят почвообразовательные процессы.
Рис. 1
Рис. 2
Именно в архейскую эру произошло три крупных изменения в развитии живых организмов: возникновение полового процесса, возникновение фотосинтеза и появление многоклеточности (Источник).
Половой процесс возник в результате слияния двух одинаковых клеток у жгутиковых, которые считаются наиболее древними одноклеточными.
С появлением фотосинтеза единый ствол жизни разделился на два – растения и животные.
А могоклеточность привела к дальнейшему осложнению жизни: дифференциации тканей, возникновении органов и систем органов (см. Рис. 3).
Рис. 3
В протерозойскую эру длительностью 2 млрд лет развиваются водоросли – зеленые, бурые, красные (см. Рис. 4), а также возникают грибы.
Рис. 4
Предками многоклеточных организмов, возможно, были колониальные организмы наподобие современных колониальных жгутиковых (см. Рис. 5). А первые многоклеточные организмы походили на современных губок и кораллов (см. Рис. 6).
Рис. 5
Рис. 6
Животный мир того периода был представлен всеми типами беспозвоночных животных (см. Рис. 7).
Рис. 7
Полагают, что в конце протерозойской эры появились первичные хордовые, подтип бесчерепных, единственным представителем которых в современной фауне является ланцетник (см. Рис. 8).
Рис. 8
Появляются двусторонние симметричные животные, развиваются органы чувств, нервные узлы, усложняется поведение животных (см. Рис. 9).
Рис. 9
Палеозойская эра началась 570 млн лет назад и характеризовалась важнейшими эволюционными событиями в истории развития органической жизни на Земле (Источник).
В начале этой эры произошло формирование значительной части суши Земли, закончилось образование озонового экрана, что дало возможность около 400 млн лет назад выйти на землю первым растениям – риниофитам (см. Рис. 10, 11).
Они, в отличие от водорослей, обладали уже проводящими, покровными и механическими тканями; позволяющими существовать в условиях наземно-воздушной среды.
От риниофитов затем произошли основные группы высших споровых растений: плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные, из которых формировались первичные леса (Источник) (см. Рис. 12).
В каменноугольный период произошел крупный эволюционный подъем в развитии наземной растительности.
Рис. 10
Рис. 11
Рис. 12
Этот период отличался теплым, влажным климатом. На Земле образовывались огромные наземные леса, состоящие из гигантских папоротников, древовидных хвощей и плаунов высотой от 15 до 20 м.
https://www.youtube.com/watch?v=rXk2crKrQaY
Они имели хорошую проводящую систему, корни, листья, но их размножение было еще связано с водой. В этот период произрастали семенные папоротники, у которых вместо спор развивались семена (см. Рис. 13).
Появление семенных растений было крупнейшим ароморфозом в истории развития Земли, поскольку размножение семенных растений уже не зависело от воды.
Зародыш находится в семени и обеспечен запасом питательных веществ.
Рис. 13
С конца каменноугольного периода в связи с активным горообразовательным процессом влажный климат повсеместно становится сухим.
Древовидные папоротники вымирают, остаются только их мелкие формы во влажных местах. Вымирают также и семенные папоротники.
Леса каменноугольного периода привели к образованию залежей каменного угля.
На смену папоротникам пришли голосеменные растения, которые благодаря распространению семян освоили и засушливые места обитания.
Рис. 14
В развитии животного мира в палеозой (см. Рис. 14) тоже происходили важнейшие эволюционные события. В начале эры появились первые позвоночные животные – панцирные рыбы.
Они обладали внутренним скелетом, давшим им преимущество в движении по сравнению с беспозвоночными животными. От панцирных рыб затем произошли хрящевые и костные рыбы (см. Рис. 15).
Среди костных рыб выделились кистеперые, от которых около 300 млн. лет назад произошли первые наземные позвоночные животные.
Рис. 15
Самыми примитивными наземными позвоночными считаются древние земноводные – стегоцефалы, которые обитали в болотистых местах (см. Рис. 16, 17). Стегоцефалы соединили в себе признаки рыб и земноводных (Источник).
Рис. 16
Рис. 17
Животные этого периода, как и растения, обитали во влажных местах, поэтому не могли распространяться вглубь суши и занимать места, удаленные от водоемов. При наступлении засушливых условий в конце каменноугольного периода крупные земноводные исчезают, сохраняются лишь мелкие формы в сырых местах.
На смену земноводным пришли пресмыкающиеся (см. Рис. 18). Более защищенные и приспособленные к существованиям в условиях сухого климата на суше, все пресмыкающиеся, в отличие от земноводных, имеют кожу, защищенную от высыхания с роговыми чешуями. Их размножение теперь не связано с водой, а яйца защищены плотными оболочками.
Рис. 18
Мезозойская эра началась около 230 млн лет назад. Климатические условия были благоприятны для дальнейшего развития жизни на нашей Земле. На суше в этот момент господствовали голосеменные растения, но около 140 млн лет назад уже возникли первые покрытосеменные, или цветковые растения (Источник).
В морях преобладали головоногие моллюски и костные рыбы (см. Рис. 19). На суше обитали гигантские ящеры – динозавры, а также живородящие ихтиозавры, крокодилы, летающие ящеры (см. Рис. 20, 21).
Рис. 19
Рис. 20
Рис. 21
Но гигантские пресмыкающиеся относительно быстро вымерли. В начале мезозоя около 200 млн. лет назад от группы птицетазовых пресмыкающихся произошли первые птицы (см. Рис. 22), а от группы звероподобных рептилий – первые млекопитающие (см. Рис. 23).
Рис. 22
Рис. 23
Высокий уровень обмена веществ, теплокровность, развитый головной мозг позволили птицам и млекопитающим занять господствующее положение на нашей планете.
Кайнозойская эра началась 67 млн лет назад и продолжается до наших дней. После плеогена и неогена начался третий период эры – антропоген, в котором сейчас и живем мы с вами.
В течение этой эры моря и континенты сформировались в их современном виде.
В плеогене покрытосеменные растения распространились по всей суше и в пресноводных водоемах, произошли активные горообразовательные процессы, в результате чего климат стал более холодным.
Это привело к смене вечнозеленых лесов лиственными лесами. В антропогене окончательно сформировалась современная флора и фауна, возник человек (Источник).
Палеонтология
Палеонтология – это наука изучающая историю развития жизни на Земле по сохранившимся в осадочных породах останкам, отпечаткам и следам жизнедеятельности древних живых организмов. Научная палеонтология возникла в конце XVIII века. Ее основоположником считают Жоржа Леопольда Кювье.
Более чем за 200 лет своего существования палеонтология накопила огромный материал о древних растениях и животных, многие из которых совершенно не похожи на современные формы жизни.
Палеонтологи исследуют не только останки древних растений и животных, но и окаменелости, то есть тела или фрагменты тел древних живых организмов, в которых органические вещества с течением времени заменились минеральными солями. В палеонтологии также используют методы палеоэкологии и палеоклиматологии для того, чтобы воссоздать условия жизни, в которых существовали древние организмы. В последнее время палеонтология получила новое развитие благодаря тому, что ей стали доступны методы компьютерной томографии, цифровой микроскопии, молекулярной биологии. С помощью этих открытий удалось доказать, что жизнь на нашей планете намного древнее, чем это казалось ранее.
Геохронология
Для удобства изучения и описания вся история Земли разделена на определенные промежутки времени. Эти промежутки различаются длительностью, горообразовательными процессами, климатом, флорой и фауной.
В геохронологической летописи эти периоды характеризуются различными слоями осадочных пород с сохранившимися в них ископаемыми останками. Чем глубже залегает осадочный слой, тем древнее ископаемое в нем.
Самые крупные подразделения геологической летописи – это эоны. Выделяют два эона: криптозой, что в переводе с греческого означает «тайная жизнь», и фанерозой – «явная жизнь». Эоны делятся на эры. В криптозое выделяют две эры: архей и протерозой.
А в фанерозое – три эры: палеозой, мезозой и кайнозой. Эры в свою очередь делятся на периоды, которые могут иметь более мелкие подразделения.
Значение фотосинтеза в развитии жизни на Земле
Появление автотрофных организмов на Земле привело к гигантским изменениям в её развитии. Во-первых, появление и жизнедеятельность растений привели к образованию в атмосфере нашей Земли свободного кислорода.
Наличие свободного кислорода изменило биохимические процессы, что привело к гибели многих живых организмов, для которых свободный кислород был губительно токсичным.
Но, с другой стороны, наличие свободного кислорода в атмосфере позволило живым организмам освоить процесс дыхания, в результате которого в виде молекулы АТФ аккумулируется намного больше энергии. Такой энергетически более выгодный способ дыхания позволил живым организмам впоследствии освоить сушу.
Кроме того, под действием ультрафиолета кислород превращался в озон. Благодаря этому процессу образовался защитный озоновый экран, не пропускающий жесткий ультрафиолет на Землю. Это стало еще одной причиной, по которой живые организмы смогли выйти на сушу.
Кроме того, сами автотрофы стали более высокоэнергетической пищей для гетеротрофов. Взаимодействие автотрофов и гетеротрофов, их рождение и гибель привели к важнейшему процессу возникновению биологического круговорота веществ. Благодаря этому некогда безжизненная оболочка превратилась в населенную живыми организмами биосферу.
источник конспекта – http://interneturok.ru/ru/school/biology/9-klass/proishozhdenie-zhizni-i-razvitie-organicheskogo-mira/etapy-razvitiya-zhizni-na-zemle
источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=rKdHb1hb4cQ
источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=FCTy6hHfgPk
источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=VzI1uTr8jOo
истчоник видео – http://www.youtube.com/watch?v=puQMWqkQM-0
исчтоник презентации – http://prezentacii.com/biologiya/5602-etapy-razvitiya-zhizni-na-zemle.html
Источник: https://www.kursoteka.ru/course/3367/lesson/11400/unit/28427
Этапы эволюции жизни на земле
Возникновение жизни
С позиций современного научного мировоззрения жизнь возникла из неживого вещества, т. е. произошла в результате эволюции материи, есть результат естественных процессов, происходивших во Вселенной. Жизнь – это свойство материи, которое ранее не существовало и появилось в особый момент истории нашей планеты Земля.
Возникновение жизни явилось результатом последовательных процессов, протекавших сначала миллиарды лет во Вселенной, а затем на Земле многие миллионы лет. От неорганических соединений к органическим, от органических – к биологическим – таковы последовательные стадии, по которым осуществлялся процесс зарождения жизни.
Возраст Земли исчисляется примерно в 5 млрд. лет. Жизнь существует на Земле, видимо, более 3,5 млрд. лет. Признаки деятельности живых организмов обнаружены многократно в докембрийских породах, рассеянных по всему земному шару.
Начальные этапы эволюции жизни
В позднем архее (более 3,5 млрд. лет назад) на дне небольших водоемов или мелководных, теплых и богатых питательными веществами морей возникла жизнь в виде мельчайших примитивных существ – протобионтов, которые питались готовыми органическими веществами, синтезированными в ходе химической эволюции, т. е. были гетеротрофами.
Первый период развития органического мира на Земле характеризуется тем, что первичные живые организмы были анаэробными (жили без кислорода), питались и воспроизводились за счет «органического бульона». Но это не могло длиться долго, ведь такой резерв органического вещества быстро убывал.
Первый великий качественный переход в эволюции живой материи был связан с “энергетическим кризисом”: “органический бульон” был исчерпан и необходимо было выработать способы формирования крупных молекул биохимическим путем, внутри клеток, с помощью ферментов.
В этой ситуации получили преимущество те клетки, которые могли получать большую часть необходимой им энергии непосредственно из солнечного излучения.
Такой переход вполне возможен, так как некоторые простые соединения обладают способностью поглощать свет, если они включают в свой состав атом магния (как в хлорофилле). На этом пути и шел процесс образования хлорофилла и фотосинтеза.
Фотосинтез обеспечивает организму получение необходимой энергии от Солнца и вместе с тем независимость от внешних питательных веществ. Такие организмы называются автотрофными. Это значит, что их питание осуществляется внутренним путем благодаря световой энергии.
Первыми фотосинтетиками на нашей планете были, видимо, цианеи, а затем зеленые водоросли. В протерозое в морях обитало много разных представителей зеленых и золотистых водорослей.
В результате фотосинтеза кислород в значительных количествах стал выделяться в атмосферу. Первичная атмосфера Земли не содержала свободного кислорода и для анаэробных организмов он был ядом.
И потому многие одноклеточные анаэробные организмы погибли в “кислородной катастрофе”; другие укрылись от кислорода в болотах, где не было свободного кислорода, выделяя не кислород, а метан.
Третьи приспособились к кислороду, получив огромное преимущество в способности запасать энергию.
Переход к фотосинтезу потребовал много времени. Он завершился примерно 1,8 млрд. лет назад. И привел к важным преобразованиям на Земле: атмосфера земли стала кислородной; возник озоновый слой; изменился состав морской воды, он стал менее кислотным. Таким образом, современные условия на Земле в значительной мере были созданы жизнедеятельностью организмов.
С “кислородной революцией” связан и переход от прокариотов к эукариотам. Первые организмы были прокариотами. Это были такие клетки, у которых не было ядра, деление клетки не включало в себя точной дупликации генетического материала, через оболочку клетки поступали только отдельные молекулы.
Но новая кислородная среда потребовала организмы, которые лучше приспособлены к новым условиям. Нужна была не генетическая гибкость, а генетическая стабильность. Ответом на эту потребность и было формирование эукариотов примерно 1,8 млрд. лет назад. У эукариотов ДНК уже собрана в хромосомы, а хромосомы сосредоточены в ядре клетки.
Такая клетка уже воспроизводится без каких-либо существенных изменений.
Образование царства растений и царства животных
Дальнейшая эволюция эукариотов была связана с разделением на растительные и животные клетки. Это разделение произошло еще в протерозое, когда мир был заселен одноклеточными организмами.
Растительные клетки покрыты жесткой целлюлозной оболочной, которая их защищает. Но одновременно такая оболочка не дает им возможности свободно перемещаться и получать пищу в процессе передвижения. Вместо этого растительные клетки совершенствуются в направлении использования фотосинтеза для накопления питательных веществ.
Животные клетки имеют эластичные оболочки и потому не теряют способности к передвижению; это дает им возможность самим искать пищу – растительные клетки или другие животные клетки.
Животные клетки эволюционировали в направлении совершенствования, во-первых, способов передвижения, и, во-вторых, способов поглощать и выделять крупные частицы через оболочку – сначала крупные органические фрагменты, затем куски мертвой ткани и разлагающиеся остатки живого, и наконец – поедание и переваривание целых клеток.
Следующим важным этапом развития жизни и усложнения ее форм было возникновение примерно 900 млн. лет назад полового размножения. Половое размножение состоит в механизме слияния ДНК двух индивидов и последующего перераспределения генетического материала, при котором потомство похоже, но не идентично родителям.
Значительным шагом в дальнейшем усложнении организации живых существ было появление примерно 700-800 млн. лет назад многоклеточных организмов с развитыми тканями, органами, которые выполняли определенные функции.
Первые многоклеточные животные представлены несколькими типами: губки, кишечнополостные, членистоногие. Многоклеточные происходят от колониальных форм одноклеточных жгутиковых.
Эволюция способов передвижения, лучшей координации деятельности клеток, образования вторичной полости, совершенствования способов дыхания и др.
Первые позвоночные – мелкие (около 10 см длиной) существа, бесчелюстные рыбообразные, покрытые чешуей, которая помогала защищаться от крупных хищников. Дальнейшая эволюция позвоночных шла в направлении образования челюстных рыбообразных.
Некоторые пресноводные двоякодышащие рыбы девонского периода, очевидно, и дали жизнь сначала первичным земноводным, а затем и сухопутным позвоночным. В девоне возникает и другая чрезвычайно прогрессивная группа животных – насекомые.
У насекомых чрезвычайно сложная нервная система, с относительно самостоятельными нервными центрами, преобладание врожденных реакций над приобретенными. У позвоночных – развитие огромного головного мозга.
Различие этих двух разных способов решения важнейших эволюционных задач в полной мере проявилось после перехода к жизни на суше.
Завоевание суши
Важнейшим событием в эволюции форм живого являлся выход растений и живых существ из воды и последующее образование большого многообразия наземных растений и животных. Из них в дальнейшем и происходят высокоорганизованные формы жизни.
Переход к жизни в воздушной среде требовал многих изменений. Во-первых, вес тел здесь больше, чем в воде. Во-вторых, в воздухе не содержится питательных веществ.
В-третьих, воздух сухой, он иначе, чем вода, пропускает через себя свет и звук. Кроме того, содержание кислорода в воздухе выше, чем в воде.
Выход на сушу предполагал решение всех этих вопросов; выработку соответствующих приспособлений.
По-видимому, еще в протерозое на поверхности суши в результате взаимодействия минералов и бактерий возникает почва. Почвообразовательные процессы в протерозое подготовили условия для выхода на сушу растений, а затем и животных.
Выход растений на сушу начался, очевидно, в конце силура. Главное преимущество растений на суше – то, что солнечной энергии здесь больше, чем в воде, а значит и фотосинтез становится более совершенным.
Перестройка системы питания из почвы требовала развития корневой системы и системы транспортировки питательных веществ и воды по организму. По мере роста размеров растений формировалась и поддерживающая ткань – древесина.
Жизнь на суше требовала и изменения репродуктивной системы.
Вслед за растениями из воды на сушу и воздух последовали различные виды членистоногих – предки насекомых и предки пауков и скорпионов. Активное завоевание суши позвоночными началось в карбоне.
Первые позвоночные, которые полностью приспособились к жизни на суше, были рептилии. Яйца рептилий были покрыты твердой скорлупой, не боялись высыхания, снабжены и пищей и кислородом для эмбриона.
Также появляются летающие насекомые.
Происхождение человека
Долгое время отсутствовали эмпирические данные о предках человека. Дарвин знал только дриопитеков (найденных в 1856 г. во Франции) и писал о них как о далеких предках человека.
В XX веке раскопки позволили обнаружить останки ископаемых обезьян, живших примерно от 20 до 12 млн. лет назад. К ним относятся проконсулы (обнаруженные в Восточной Африке), рамапитек (30‑е годы XX века в Индии), сивапитеки и др.
, которые уже по многим признакам обнаруживают сходство с человеком.
В настоящее время большинство специалистов считает, что ближайшим предшественником человека являются австралопитеки – прямоходящие млекопитающие. Их костные остатки, возраст которых составляет от 5 до 2,5 млн.
лет, впервые были обнаружены в 1924 г. в Южной Африке. К настоящему времени обнаружены костные остатки около 400 особей австралопитековых. Австралопитеки были связующим звеном между животным миром и первыми людьми.
В современной антропологии наиболее распространенной является точка зрения, по которой «эволюция человеческой линии заняла не свыше 10 млн.
лет, а обезьяний предок гоминид имел черты сходства с шимпанзе, был по существу “шимпанзеподобен“.
В качестве “модельного предка“ человеческой и шимпанзоидной линии некоторые антропологи рассматривают карликового шимпанзе – бонобо – из джунглей Экваториальной Африки».
В 1891 г. голландский исследователь Эжен Дюбуа на о. Ява впервые нашел окаменелости древнейшего человека – первого питекантропа, или человека прямоходящего. Уже в нашем веке на Яве найдены еще несколько питекантропов, в Китае – близкие к ним синантропы и т.д.
Все они представляют собой различные географические варианты человека прямоходящего, существовавшего приблизительно 0,5 – 2 млн. лет назад. Наряду с добыванием растительной пищи у питекантропов большую роль играла охота.
Они умели пользоваться огнем, сохраняли его от поколения к поколению.
В 60–70‑е годы нашего века в Африке были обнаружены останки древнейших людей и самые примитивные орудия труда из гальки. Этот древнейший предок человека получил название человека умелого.
Человек умелый, судя по найденным останкам, датирующимся 2,6 – 3,5 млн. лет назад, существовал более полумиллиона лет, медленно эволюционировал, пока не приобрел значительное сходство с человеком прямоходящим.
Древнейших людей – питекантропов – сменили древние люди, которых называют неандертальцами (Германия). Их скелетные останки открыты в Европе, Азии и Африке. Время существования – 200–35 тысяч лет назад.
Они могли не только поддерживать, но и добывать огонь. Шло развитие речи. С помощью изготовленных орудий древние люди охотились на животных, сдирали с них шкуры, разделывали туши, строили жилища.
У неандертальцев впервые встречаются захоронения.
В гроте Кроманьон во Франции было обнаружено сразу несколько ископаемых людей современного типа. По месту находки их называют кроманьонцами. Самые ранние их костные остатки датируются в 40 тысяч лет.
Разнообразие типов орудий из камня и кости говорит о сложной трудовой деятельности. Человек уже умел сшивать шкуры животных и изготавливать из них одежду, жилье.
На стенах пещер обнаружены мастерские рисунки.
Источник: http://biofile.ru/bio/3886.html
4. Эволюция форм биологической жизни на Земле
Как же возникло то разнообразие, которое мы наблюдаем в живой природе? Ведь когда – то 2 – 3 млрд. лет тому назад жизнь была представлена довольно однообразными существами.
Идея эволюции живой природы возникла в Новое время как противопоставление креацианизму (от лат. «создание») – учению о сотворении мира богом из ничего и неизменности созданного творцом мира.
Согласно креацианизму, возникновение жизни относится к определённому событию в прошлом, которое можно вычислить.
В 1650 году архиепископ Ашер из Ирландии вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 года до н. э., а в 9 часов утра октября и человека. Это число он получил из возрастов и родственных связей всех упомянутых в Библии лиц.
Фундаментальную роль в мировоззрении того времени играли также телеологии – учения, по которому всё в природе устроено целесообразно и всякое развитие является осуществлением заранее предопределённых целей.
Теология приписывает процессам и явлениям природы цели, которые устанавливаются богом (Х. Вольф), или являются внутренними причинами природы (Аристотель, Лейбниц).
В преодолении идей креацианизма и телеологии важную роль сыграла концепция ограниченной изменчивости видов в пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка под влиянием среды – трансформизм.
Трансформизм в основе своей имеет представления об изменении и превращении органических форм происхождении одних организмов от других. Среди естествоиспытателей и философов – трансформистов ХVII – XVIII вв. известны Ж. Бюффон, Р. Гук, Д. Дидро, Э. Дарвин, И. Гёте и д.р.
Все трансформисты признавали изменчивость видов организмов под действием изменений окружающей среды.
В становлении идеи эволюции органического мира существенную роль сыграла систематика. К. Линней впервые применил бинарную номенклатуру и построил искусственную классификацию растений и животных. Заслуга Линнея в том, что через создание искусственной системы он подвёл биологию к необходимости рассмотрения колоссального эмпирического материала с позиций общих теоретических принципов.
Большую роль в становлении и развитии идеи эволюции живой природы сыграла эмбриология, для которой в Новое время было характерно противостояние преформизма и эпигенеза.
Таким образом, в XII – XIII вв. возникла идея исторических изменений наследственных признаков организмов, необратимого исторического развития живой природы – идея эволюции органического мира.
Эволюция от лат «развёртывание» – историческое развитие природы. В ходе эволюции:
· возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов;
· организмы адаптируются, т.е. приспосабливаются к изменениям условий внешней среды;
· В результате эволюции, постепенно повышается общий уровень организации живых существ: они усложняются и совершенствуются. Переход от представления о трансформации видов к идее эволюции исторического развития видов предполагал:
· Рассмотрение процесса образования видов в его истории, учёт конструктивной роли фактора времени в историческом развитии организмов;
· Развитие идей о возникновении качественно нового в таком историческом процессе.
Первые эволюционные теории были созданы двумя великими учёными XIX века – Ж. Ламарком и Ч. Дарвином.
В 1809 году вышла книга Ламарка «Философия зоологии», в которой была изложена первая целостная теория эволюции органического мира.
Ламарк полагал, что историческое развитие организмов имеет не случайный, а закономерный характер и происходит в направлении постепенного и неуклонного совершенствования.
Ламарк включил в своё учение качественно новое понимание роли среды в развитии органических форм, трактуя внешнюю среду как важный фактор, условия эволюции.
По – своему идея эволюции органического мира развивалась в теории катастроф.
Французский биолог Ж. Кювье писал: «Жизнь не раз потрясала на нашей земле страшными событиями. Бесчисленные живые существа становились жертвой катастроф: одни обитатели суши, были поглощены потопами, другие, населявшие недра вод, оказались на суше вместе с внезапно приподнятым дном моря, сами их расы навеки исчезли, оставив на свете лишь немногие остатки, едва различимые для натуралистов».
Против учения катастрофизма выступили сторонники другой концепции эволюции, которые исходили из представлений о тождественности современных и древних геологических процессов – концепции униформизма.
Геологическая эра Земли от её образования до зарождения жизни называется катархей.
Катархей (от греч. «ниже древнейшего») – эра, когда была безжизненная Земля, окутанная ядовитой для живых существ атмосферой, лишенной кислорода.
Гремели вулканические извержения, сверкали молнии, жесткое ультрафиолетовое излучение пронизывало атмосферу и верхние слои воды.
Под влиянием этих явлений из смеси паров сероводорода, аммиака, угарного газа начинают синтезироваться первые органические соединения. Возникают свойства, характерные для жизни.
Такая картина эры катархея существовала около 5 – 3,5 млрд. лет назад.
Вернадский считал, что биосфера геологически вечна, т. е. жизнь на Земле существует столько же времени, сколько и сама Земля как планета.
Архей – древнейшая геологическая эра Земли (3,5 – 2,6 млрд. лет назад). Ко времени архея относится возникновение первых прокариот (бактерий и сине – зелёных водорослей) – организмов, которые в отличие от эукариот не обладают оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом.
В отложениях архея найдены остатки нитчатых водорослей. В этот период появляются гетеротрофные организмы не только в море, но и на суше. Образуется почва.
В атмосфере снижается содержание метана, аммиака, и водорода, начинается накопление углекислого газа и кислорода.
Протерозой (от греч «первичная жизнь») – огромный по продолжительности этап исторического развития Земли (2,6 млрд. – 570 млн. лет назад).
Возникновение многоклеточности – важный ароморфоз в эволюции жизни.
Конец протерозоя назавают «веком медуз» – очень распространённых в это время представителей кишечнополостных. Палеозой (от греч. «древняя жизнь» – геологическая эра 570 – 230 млн. лет) со следующими 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).
Для развития жизни в раннем палеозое (кембрий, ордовик, силур) характерно интенсивное развитие наземных растений и выход на сушу животных. Фауна раннего палеозоя: головоногий моллюск, трилобиты – примитивные ракообразные, одиночные кораллы.
Наступивший в конце силура горообразовательный период изменил климат и условия существования организмов. В результате поднятия суши и сокращения морей климат девона был более континентальный.
В девоне появились пустынные и полупустынные области; на суше появились первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Новые группы животных начинают завоёвывать сушу, но их отрыв от водной среды не был ещё окончательным.
К концу карбона появились первые пресмыкающиеся. Они достигли значительного разнообразия из – за засушливого климата и похолодания. Так, в палеозое произошло завоевание суши многоклеточными растениями и животными.
Мезозой (с греч «средняя жизнь») – это геологическая эра (230 – 67 млн. лет) со следующими периодами: триас (230 – 195 млн. лет), юра (195 – 137 млн. лет), мел (137 – 67 млн. лет). Мезозой называют эрой пресмыкающихся.
Их расцвет, широчайшая дивергенция и вымирание происходят в эту эру. В мезозое усиливается засушливость климата.
Вымирает множество сухопутных организмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой: большинство земноводных, папоротники, хвощи и плауны.
В триасе 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, в морях юры появляются плезиозавры. В юре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную среду.
Летающие ящеры просуществовали до конца мела. В юре от пресмыкающихся возникли и птицы.
Во второй половине мела возникли сумчатые и плацентарные млекопитающие. Приобретение живорождения, теплокровности, были теми ароморфозами, которые обеспечили прогресс млекопитающих.
Геологическая эра, в которой мы живём, называется кайнозой.
Кайнозой (от греч. «новая жизнь») – это эра (67 млн. лет – наше время) расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих.
Кайнозой делится на 2 неравных периода: третичный 9 67 – 3 млн. лет) и четвертичный (3 млн. лет – наше время). В первой половине третичного периода широко распространены леса тропического и субтропического типа. В течение третичного периода от насекомоядных млекопитающих обособляется отряд приматов.
Широкое распространение получают и общие предковые формы человекообразных обезьян и людей.
К концу третичного периода встречаются представители всех современных семейств животных и растений.
В это время начинается великий процесс остепнения суши, который привёл к вымиранию одних древесных и лесных форм и к выходу других на открытое пространство.
В результате сокращения лесных площадей одни из форм антропоидных обезьян отступали вглубь лесов, другие опустились с деревьев не землю и стали завоёвывать открытые пространства.
Потомками их являются люди, возникшие в конце третичного периода.
В течении четвертичного периода вымирают мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие торфяные олени и др. животные.
Большую роль в вымирании крупных млекопитающих сыграли древние охотники.
Около 10 тыс. лет назад в умеренно тёплых областях Земли наступила «неолитическая революция», связанная с переходом человека от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству.
Это определило видовой состав органического мира, который существует и в настоящее время.
Заключение
Из того, что мы знаем о происхождении жизни на Земле ясно, что процесс возникновения живых организмов из простых органических соединений был крайне длительным.
Чтобы на Земле зародилась жизнь, понадобился длившийся много миллионов лет эволюционный процесс, в течение которого сложные молекулярные структуры, прежде всего, нуклеиновые кислоты и белки, прошли отбор на устойчивость, на способность к воспроизведению себе подобных.
Жизнь как особая форма существования материи характеризуется двумя отличительными свойствами – самовоспроизведением, и обменом веществ с окружающей средой.
На свойствах саморепродукции и обмена веществ строятся все современные гипотезы возникновения жизни.
Экспериментально удалось установить основные этапы, по которым могла возникнуть жизнь на Земле: синтез простых органических соединений, синтез полимеров, близких к нуклеиновым кислотам и белкам, образование первичных живых организмов (протобионтов).
Собственно биологическая эволюция начинается с образования клеточной организации и в дальнейшем идёт по пути совершенствования строения и функций клетки, образования многоклеточной организации, разделения живого на царства растений, животных, грибов, с последующей их дифференциацией на виды.
Теория эволюции даёт возможность понять стратегию взаимоотношения человека и окружающей живой природы, позволяет ставить вопрос о разработке принципов управляемой эволюции.
Отдельные элементы такой управляемой эволюции просматриваются уже сегодня, например, в попытках непростого промыслового использования, а хозяйственного управления эволюцией отдельных видов животных и растений.
Изучение процессов эволюции важно для охраны окружающей среды. Человек, вторгаясь в природу, ещё не научился предвидеть и предупреждать нежелательные последствия своего вмешательства.
Ещё В. И. Вернадский верил в силу человеческого разума, в то, что всё активнее вторгаясь в природные эволюционные процессы, он сумеет направить эволюцию живого таким образом, чтобы сделать планету ещё прекраснее и богаче.
Сегодня, эволюционная теория позволяет интегрировать достижения всех биологических дисциплин (определяя направления каждой из них), завтра – станет основой оптимальной стратегии взаимоотношения развивающегося человечества и Земли.
Литература
1. А. В. Яблоков, Юсуфов А. Г. Эволюционное учение (Дарвинизм). М, «Высшая школа», 1989 г.
2. А. Б. Георгиевский . Дарвинизм. М., «Просвещение», 1985г.
3. Е. А. Веселов. Дарвинизм. Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения; М, 1965 г.
4. О. В. Агапова, В. И. Агапов Лекции по концепциям современного естествознания. Вузовский курс. Рязань, 2000 г.
5. А. А. Горелов Концепции современного естествознания М., Мысль, 1997 г.
6. Концепции современного естествознания. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н Д, 1997 г.
7. Н. Н. Иорданский Эволюция органического мира. М., Владос, 2002 г.
8. В. И. Вернадский Начало и вечность жизни. М., Республика, 1989 г.
9. А. И. Опарин Жизнь, её природа, происхождение и развитие. М., «Просвещение», 1962 г.
10. Советский Энциклопедический Словарь. М., Советская энциклопедия, 1982 г.
11. С. Х. Карпенков Концепция современного естествознания М., «Высшая школа», 2000г.
12. Т. Я. Дубнищева Концепция современного естествознания, М., «Высшая школа», 2000г.
Источник: http://bio.bobrodobro.ru/11658
Презентация “Этапы развития жизни на Земле”
Проблема происхождения жизни на Земле и появления многообразия её форм на нашей планете всегда интересовала людей и не является в полной мере решенной до настоящего времени.
Существует множество версий о том, как произошла и развивалась жизнь на нашей планете.
Мы с вами сегодня рассмотрим научную версию развития жизни, имеющую большое количество сторонников в научном мире, основанную на эволюционном учении, которое имеет доказательства.
Тема урока:
«Этапы развития жизни на Земле».
Какая наука изучает историю живых организмов по сохранившимся останкам?
Палеонтология.
Развитие жизни на Земле.
Эоны
Криптозой
Фанерозой
явная жизнь
скрытая жизнь
Палеозой
Архей
Протерозой
Мезозой
Кайнозой
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Архей
Основные события
Протерозой
Палеозой
Мезозой
Кайнозой
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Архейская эра
Эра прокариот: бактерий и цианобактерий. Появляется фотосинтез, и как следствие этого в атмосфере начинает накапливаться кислород.
от 3,5 до 2,5
млрд. лет назад
Строматолиты
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Протерозой-ская эра
Формирование озонового слоя. Появляются первые эукариоты – одноклеточные водоросли и простейшие. Начался процесс почвообразования. Появился половой процесс и многоклеточность.
Конец эры – разнообразие эукариот (простейшие, медузы, водоросли, губки, кораллы, кольчатые черви.
от 2,5 млрд. до 534 млн. лет назад
Протерозой
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Палеозойская эра
На Земле появились трилобиты , а также организмы, обладающие минеральными скелетами (фораминиферы, моллюски).
от 534 до 248 млн. лет назад
фораминиферы
моллюск
трилобиты
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Палеозойская эра
Появляются ракоскорпионы , иглокожие , первые настоящие позвоночные . Важнейшее событие – выход растений, грибов и животных на сушу.
от 534 до 248 млн. лет назад
иглокожие
ракоскорпион
панцирные рыбы
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Палеозойская эра
В середине эры господствуют хрящевые рыбы (акулы, скаты), появляются первые костные рыбы , двоякодышащие , давшие начало земноводным .
от 534 до 248 млн. лет назад
Стегоцефал
Латимерия
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Палеозойская эра
Появились мхи, хвощи, плауны, папоротники (в конце палеозоя они вымерли, образовав залежи каменного угля). В конце эры появляются рептилии, насекомые и голосеменные растения.
от 534 до 248 млн. лет назад
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Мезозойская эра
Мезозой – эра рептилий и голосеменных растений.
Появляются крокодилы и черепахи , первые млекопитающие (яйцекладущие, сумчатые).
от 248 до 65 млн. лет назад
Ехидна
Утконос
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Мезозойская эра
Появляются археоптериксы (предки птиц). В конце эры появляются высшие млекопитающие , настоящие птицы , покрытосеменные растения. Рептилии почти все в конце мезозоя вымирают.
от 248 до 65 млн. лет назад
Геттерия
Горгонопсид
Цинодонт
Археоптерикс
13
Развитие жизни на Земле.
Эры
Продолжительность
Основные события
Кайнозойская эра
Господствуют млекопитающие , птицы , насекомые и покрытосеменные растения .
Появляются первые человекообразные обезьяны , формируются виды растений и животных, близкие к современным.
Конец эры – появление человека .
от 65 млн. лет и до настоящего времени
Домашнее задание:
§35
Источник: https://kopilkaurokov.ru/biologiya/presentacii/priezientatsiia-etapy-razvitiia-zhizni-na-ziemlie
Загрузка...
