Началото на биологичната еволюция се свързва с появата на земята. Началните етапи на биологичната еволюция. Началните етапи на биологичната еволюция

G.B. Михненко

Диференцирани задачи за самостоятелна работа в часовете по биология по темата "Еволюционно учение"

Напоследък училищната практика включва по-ефективни методи и средства на обучение, които допринасят за активизиране на познавателната дейност на учениците.
Заслужават внимание тези, които подпомагат развитието на умения за систематизиране на придобитите знания; да ги закупите самостоятелно; използване на практика. Те включват различни видове дидактически материали.
Задачите са проектирани по такъв начин, че да могат да бъдат предложени за изпълнение от отделен ученик, група ученици или целия клас, което ви позволява да приложите диференциран подход към преподаването и, като използвате задачата, да идентифицирате обучението на задължително и по-високо ниво.
По-долу са представени само част от разнообразните варианти на тестове, самостоятелни задачи по темата „Еволюционно обучение“, които дават възможност за текущ и финален контрол на знанията на учениците.

Тест „Еволюционно учение. Развитие на органичния свят»

1. Еволюцията е:
А - идеята за промяна и трансформация на формите на организмите;
B - обяснение на историческите промени във формите на живите организми от глобални катастрофи;
Б - необратимо и до известна степен насочено историческо развитие на живата природа;
G - раздел от биологията, който дава описание на всички съществуващи и изчезнали организми.

2. Движещата и насочващата сила на еволюцията е:
А - разминаване на знаците;
B - разнообразие от условия на околната среда;
B - адаптивност към условията на околната среда;
D - естествен подбор на наследствени промени.

3. Единицата на еволюционния процес е:
А - физическо лице;
B - население;
B - мутация;
G - изглед

4. Материалът за еволюционните процеси е:
А - генетична хетерогенност на популацията;
B - придобити черти;

5. Началото на биологичната еволюция се свързва с появата на Земята:
А - предклетъчни форми на живот - вируси;
B - биополимери;
Г - фазово разделени системи.

6. При стабилизираща селекция характеристиките на организмите не се променят, тъй като:
А - гените, които определят тези черти, не се променят; B - условията на околната среда не се променят;
Б - селекцията запазва полезните и елиминира признаците, които са вредни при дадени условия;
D - запазени са "живи вкаменелости".

7. Всяка годност на организмите е относителна, защото:
А - животът завършва със смъртта;
Б - има борба за съществуване;
D - адаптациите може да не доведат до образуването на нов вид.

8. Пример за ароморфоза е:
A - защитно оцветяване;
B - сплескване на тялото на дънни риби;
G - адаптиране на цветята към опрашване.

9. Биологичният прогрес предполага:
А - повишаване на общата организация;
Б - увеличаване на числеността на вида;
G - високо ниво на метаболизъм.

Отговори на въпросите

Въпросът трябва да събуди мисълта на ученика, да изключи реда в отговора, да го принуди да даде основния съществен материал и, ако е необходимо, да използва различни знания, придобити в житейския опит. Въпросите, използвани в анкетата върху тестовете, не могат да бъдат същите като в анкетата на урока. Те трябва да бъдат формулирани по такъв начин, че учениците да могат да използват материала от темите на тестовия раздел, основните понятия, да покажат техните взаимоотношения, развитие и да направят по-широко практически и мирогледни изводи в своя отговор.

Дефинирайте понятието "биологична система". Може ли "вид", "популация", "индивид" да се счита за биологична система?

Много животински видове имат строг ритуал на поведение при кръстосване. Обяснете защо подобни ритуали са свързани с една от важните характеристики на вида – неговата репродуктивна изолация.

Опишете накратко основните положения на теорията на Ч. Дарвин. Име:
а) материал за еволюция;
б) движещата сила на еволюцията;
в) резултат от еволюцията.

Защо прекомерният брой потомство на диви видове растения и животни се свързва с естествения подбор и борбата за съществуване? Каква форма на борба за съществуване е най-важна за еволюцията?

Определете коя форма на еволюция е довела до появата на прилики във формите на планиране на животните:
а) торбести катерици; б) вълнесто крило; в) летящи катерици. Обяснете причината за това явление.

Разкрийте принципите на филогенетичните промени в органите и техните функции върху следните обекти: а) стъбло на кактус;
б) крайниците на яванската летяща жаба;
в) плавници на пингвин;
г) промени в сърцето на гръбначните животни в процеса на еволюцията.

Разберете произхода на тръните при следните видове растения:
а) берберис;
б) акации;
в) глог;
г) къпини. Как се наричат ​​тези органи?

Сравнете пипалата на амбра, октопод и хидра. Обяснете произхода им. Как се наричат ​​тези органи?

"С писма"

Задачите за идентифициране на последователността от събития, случващи се в дивата природа, ви позволяват да проверите способността на учениците да установяват връзки между явления, процеси, обекти. Изпълнението на тези задачи изисква сложни умствени операции: намиране на необходимите елементи, определяне на тяхната последователност, конструиране на отговора като цяло. На учениците се дават 5 верни елемента от отговора на въпроса и те трябва да конструират един отговор от тях. Ето няколко примера за такива задачи.

С букви запишете отговора от предложените елементи, за да обосновете извода, че популацията е единица на еволюцията.

А. В популацията се води борба за съществуване и естествен подбор.
Б. При индивидите от една популация непрекъснато настъпват наследствени промени.
Б. Наследствените промени се разпространяват в популацията в резултат на кръстосването и тя става разнородна.
Г. В една популация оцеляват и оставят потомство само индивиди с наследствени промени, които са полезни при дадени условия.
Д. Постепенно под въздействието на движещите сили на еволюцията популацията се променя, става предшественик на нов вид.

От предложените елементи, използвайки букви, съставете отговора на въпроса: как се формира адаптацията към околната среда?
А. Поради разнородността на индивидите в популацията се води борба за съществуване.
Б. Поради наследствената изменчивост и възпроизводство популацията е разнородна.
Б. Естественият подбор действа в разнородна популация.
Г. Без наследствена изменчивост селекцията не може да продължи.
Д. В една популация индивиди с наследствени промени, които са полезни при специфични условия, оцеляват и оставят потомство.

От предложените елементи, използвайки букви, съставете отговора на въпроса: как се образуват нови видове в природата?
А. В резултат на борбата за съществуване и естествения подбор се запазват индивиди с наследствени изменения, полезни при дадени условия на средата.
Б. Наследствените промени се натрупват в популациите.
В. След много поколения популациите се променят, техните индивиди не се кръстосват с индивиди от други популации.
D. Популациите могат да бъдат географски или екологично изолирани.
D. Появява се нов вид.

Терминологична диктовка

За учениците е трудно да запомнят термините, използвани за характеризиране на посоките на еволюцията, така че е препоръчително да се провеждат диктовки по тази тема. Дават се например малки диктовки за запаметяване на термини и овладяване на концепциите за ароморфоза, идиоадаптация, дегенерация, биологичен прогрес, биологична регресия.

Еволюционните промени, които причиняват общо повишаване на организацията, увеличаване на интензивността на живота, дават значителни предимства в борбата за съществуване, правят възможно преместването в нова среда, се наричат ​​………
Намаляване на размера на популацията, стесняване на нейния ареал, намаляване на броя на видовете е характерно за ………….
Древните папрати, древните влечуги са измрели преди много милиони години, тръгвайки по пътя на …………..

Малките еволюционни промени, които водят до появата на адаптации в популациите към определени условия на живот, се наричат ​​………….
За разлика от ароморфозата, идиоадаптацията не е придружена от промяна в основните характеристики на организацията, общо повишаване на нейното ниво, но се характеризира с особени ...............

Увеличаването на броя на индивидите в една популация, разширяването на нейния ареал, образуването на нови популации, ускоряването на образуването на нови видове е характерно за ...............

Елиминирайте излишъка

Вариант номер 2
Примери за идиоадаптация при растенията: а) възникване на фотосинтеза, б) адаптиране на цвете към кръстосано опрашване, в) адаптиране на плодове и семена към разпространение, г) листна мозайка.

Вариант номер 3
Примери за ароморфози: а) появата на топлокръвност при птиците, б) образуването на защитно оцветяване при насекомите, в) появата на фотосинтеза, г) появата на белодробно дишане.

Вариант номер 5
Примери за идиоадаптации: а) оцветяване на тялото в съответствие с цвета на земята при дънни риби, б) различни видове човки при птици поради различни начини за получаване на храна, в) поява на топлокръвност при бозайници.

Тъй като степента на трудност на задачите е различна, те могат да се използват за индивидуална работа с учениците в съответствие с тяхната подготовка.
Задачи, които изискват допълнителна литература или голямо количество време, е препоръчително да се използват за самостоятелна работа у дома.

В практиката на обучението по биология в гимназията въвеждам кредитна система, в съответствие с която провеждам няколко тематични теста през учебната година. По този начин е възможно да се извърши тематичен контрол на знанията на учениците по отделни теми или по-големи блокове от знания по редица теми, да се провери нивото на усвояване от учениците на цялата система от знания, да се преодолее основен недостатък - поставяне на оценка за познаване на ограничен кръг въпроси.
За такова оценяване е отделен цял урок. За да се предотвратят измамни отговори, са подготвени няколко варианта на задачи, като те трябва да са така съставени, че да могат да прилагат диференциран подход при проверка на знанията. За целта се съставят задачи с различна степен на сложност: едната група задачи е на ниво, което е задължително за усвояване от всички ученици, а другата е на ниво за напреднали.
Системата от разнообразни въпроси, диаграми, обобщаващи таблици, ситуационни задачи, рисунки, тестове с различни нива на сложност, творчески отчети правят техниките и методите на работа разнообразни и интересни.

Предложените задачи могат да се използват както в традиционни уроци (учене на нов материал, повторение и др.), така и в нестандартни уроци, провеждани под формата на дискусии, конференции, бизнес игри. Някои от предложените задачи са подходящи и за извънкласни дейности – викторини, вечери, олимпиади.

G.B. Михненко
учител по биология, СОУ № 54 със задълбочено изучаване на предмети от социално-хуманитарния цикъл



2. Начални етапи на биологичната еволюция

Появата на примитивната клетка означава край на предбиологичната еволюция на живите и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, възникнали на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече споменахме, това бяха едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в безкислородна среда, и хетеротрофи, защото се хранеха с готови органични съединения на „органичния бульон“, тоест вещества, синтезирани по време на химическата еволюция. Енергийният метаболизъм при повечето прокариоти се извършва според вида на ферментацията. Но постепенно "органичният бульон" в резултат на активната консумация затихна. Тъй като беше изчерпана, някои организми започнаха да развиват начини да образуват макромолекули биохимично, вътре в самите клетки с помощта на ензими. При такива условия клетките, които успяха да получат по-голямата част от необходимата енергия директно от слънчевата радиация, се оказаха конкурентни. По този път протича процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофно хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започнала да се „изпълва“ с кислород, който бил отрова за анаеробите. Следователно много едноклетъчни анаероби загинаха, други се укриха в аноксична среда - блата и, хранейки се, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен обменен механизъм беше кислородното дишане, което позволи да се увеличи производството на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е приключил преди около 1,8 милиарда години. С навлизането на фотосинтезата в органичната материя на Земята се натрупва все повече и повече енергия от слънчева светлина, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

Еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро, образувани в кислородна среда. Това вече са били по-съвършени организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е била концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследствената субстанция е била разпределена в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така еукариотната дъщерна клетка е почти точно копие на майчината клетка и има същия шанс за оцеляване като майчината клетка.

Възпитание на растения и животни.

Последвалата еволюция на еукариотите е свързана с разделянето на растителни и животински клетки. Такова разделение е настъпило през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите са се развили дуално, т.е. те са имали паралелни групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което е осигурило целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са се развили в посока на намаляване на способността за движение поради развитието на твърда целулозна обвивка, но в посока на използване на фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността за движение, както и да подобрят начина, по който усвояват и отделят преработените храни.

Следващият етап от развитието на живите същества е сексуалното размножаване. Възникнал е преди около 900 милиона години.

Следващата стъпка в еволюцията на живите същества се извършва преди около 700-800 милиона години, когато се появяват многоклетъчни организми с диференцирано тяло, тъкани и органи, които изпълняват определени функции. Това са гъби, коелентерати, членестоноги и др., принадлежащи към многоклетъчни животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно моретата и океаните. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие много видове животни вече са съществували в моретата на камбрия. В бъдеще те се специализираха и усъвършенстваха. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели, трилобити.

В края на ордовикския период започват да се появяват големи хищници, както и гръбначни животни.

По-нататъшната еволюция на гръбначните животни върви в посока на челюстните риби. През девона започват да се появяват белодробнодишащи риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система се развива постепенно в резултат на усъвършенстване на формите на отражение.

Особено важен етап в еволюцията на живите форми беше появата на растителни и животински организми от водата на сушата и по-нататъшното увеличаване на броя на видовете земни растения и животни. В бъдеще именно от тях произхождат високо организирани форми на живот. Появата на растенията на сушата започва в края на силура, а активното завладяване на земята от гръбначните животни започва през карбона.

Преходът към живот във въздуха изискваше много промени от живите организми и включваше развитието на подходящи адаптации. Той драстично увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът е станал върхът на еволюцията на живите. Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата, количеството на кислород в него е по-високо. Всичко това трябваше да се коригира. Първите гръбначни животни, които се адаптираха към условията на живот на сушата, бяха влечугите. Техните яйца бяха снабдени с храна и кислород за ембриона, покрити с твърда черупка и не се страхуваха от изсъхване.

Преди приблизително 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвността на бозайниците, те бързо заемат господстващо положение на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляването.

Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилност на функционирането на вътрешните органи на бозайниците. Живораждането на бозайниците и храненето на малките с мляко е мощен фактор в тяхната еволюция, позволявайки им да се възпроизвеждат в различни условия на околната среда. Развитата нервна система допринесе за различни форми на адаптация и защита на организмите. Имаше разделение на хищници и копитни животни на копитни и хищници, а първите насекомоядни бозайници поставиха основата за еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на отряд примати. В кайнозоя, преди около 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и антропоидни маймуни, които са най-древните предци на съвременния човек. Предпоставките за възникването на съвременния човек в процеса на еволюцията се формират постепенно.

Отначало имаше стаден начин на живот. Той позволи да се формира основата на бъдещата социална комуникация. Освен това, ако при насекомите (пчели, мравки, термити) биосоциалността е довела до загуба на индивидуалност, то при древните предци на човека, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощна движеща сила зад развитието на отбора.

Рядов) Н. И. Вавилова доведе до формулирането на хипотези за еволюцията, основани на закономерности, а не на случайна променливост (номогенезата на Л. С. Берг, батмогенезата на Е. Д. Коп и др.). През 1920-1940 г. интересът към селекционистките теории в еволюционната биология се възражда поради синтеза на класическата генетика и теорията за естествения подбор. Получената синтетична теория на еволюцията...

Класификационни системи на К. Линей, развъждане на растения и животни, сравнителна анатомия, сравнителна ембриология, сравнителна биохимия с хипотези, които заедно представляват доста добре обоснована теория. 3. Еволюционната доктрина за свободното падане Самата концепция за номогенезата и аргументите в полза на факта, че противно на Дарвин, еволюцията в никакъв случай не е случаен, а закономерен процес в детайли ...

Появата на примитивната клетка означава край на предбиологичната еволюция на живите и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, възникнали на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече споменахме, това бяха едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в безкислородна среда, и хетеротрофи, защото се хранеха с готови органични съединения на „органичния бульон“, тоест вещества, синтезирани по време на химическата еволюция. Енергийният метаболизъм при повечето прокариоти се извършва според вида на ферментацията. Но постепенно "органичният бульон" в резултат на активната консумация затихна. Тъй като беше изчерпана, някои организми започнаха да развиват начини да образуват макромолекули биохимично, вътре в самите клетки с помощта на ензими. При такива условия клетките, които успяха да получат по-голямата част от необходимата енергия директно от слънчевата радиация, се оказаха конкурентни. По този път протича процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофно хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започнала да се „изпълва“ с кислород, който бил отрова за анаеробите. Следователно много едноклетъчни анаероби загинаха, други се укриха в аноксична среда - блата и, хранейки се, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен обменен механизъм беше кислородното дишане, което позволи да се увеличи производството на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е приключил преди около 1,8 милиарда години. С навлизането на фотосинтезата в органичната материя на Земята се натрупва все повече и повече енергия от слънчева светлина, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

Еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро, образувани в кислородна среда. Това вече са били по-съвършени организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е била концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследствената субстанция е била разпределена в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така еукариотната дъщерна клетка е почти точно копие на майчината клетка и има същия шанс за оцеляване като майчината клетка.

Възпитание на растения и животни

Последвалата еволюция на еукариотите е свързана с разделянето на растителни и животински клетки. Такова разделение е настъпило през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите са се развили дуално, т.е. те са имали паралелни групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което е осигурило целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са се развили в посока на намаляване на способността за движение поради развитието на твърда целулозна обвивка, но в посока на използване на фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността за движение, както и да подобрят начина, по който усвояват и отделят преработените храни.

Следващият етап от развитието на живите същества е сексуалното размножаване. Възникнал е преди около 900 милиона години.

Следващата стъпка в еволюцията на живите същества се извършва преди около 700-800 милиона години, когато се появяват многоклетъчни организми с диференцирано тяло, тъкани и органи, които изпълняват определени функции. Това са гъби, коелентерати, членестоноги и др., принадлежащи към многоклетъчни животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно моретата и океаните. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие много видове животни вече са съществували в моретата на камбрия. В бъдеще те се специализираха и усъвършенстваха. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели, трилобити.

В края на ордовикския период започват да се появяват големи хищници, както и гръбначни животни.

По-нататъшната еволюция на гръбначните животни върви в посока на челюстните риби. През девона започват да се появяват белодробнодишащи риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система се развива постепенно в резултат на усъвършенстване на формите на отражение.

Особено важен етап в еволюцията на живите форми беше появата на растителни и животински организми от водата на сушата и по-нататъшното увеличаване на броя на видовете земни растения и животни. В бъдеще именно от тях произхождат високо организирани форми на живот. Появата на растенията на сушата започва в края на силура, а активното завладяване на земята от гръбначните животни започва през карбона.

Преходът към живот във въздуха изискваше много промени от живите организми и включваше развитието на подходящи адаптации. Той драстично увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът е станал върхът на еволюцията на живите. Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата, количеството на кислород в него е по-високо. Всичко това трябваше да се коригира. Първите гръбначни животни, които се адаптираха към условията на живот на сушата, бяха влечугите. Техните яйца бяха снабдени с храна и кислород за ембриона, покрити с твърда черупка и не се страхуваха от изсъхване.

Преди приблизително 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвността на бозайниците, те бързо заемат господстващо положение на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляването.

Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилност на функционирането на вътрешните органи на бозайниците. Живораждането на бозайниците и храненето на малките с мляко е мощен фактор в тяхната еволюция, позволявайки им да се възпроизвеждат в различни условия на околната среда. Развитата нервна система допринесе за различни форми на адаптация и защита на организмите. Имаше разделение на хищници и копитни животни на копитни и хищници, а първите насекомоядни бозайници поставиха основата за еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на отряд примати. В кайнозоя, преди около 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и антропоидни маймуни, които са най-древните предци на съвременния човек. Предпоставките за възникването на съвременния човек в процеса на еволюцията се формират постепенно.

Отначало имаше стаден начин на живот. Той позволи да се формира основата на бъдещата социална комуникация. Освен това, ако при насекомите (пчели, мравки, термити) биосоциалността е довела до загуба на индивидуалност, то при древните предци на човека, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощна движеща сила зад развитието на отбора.

Епохи и периоди

Според съвременни оценки възрастта на Земята е около 4,5-5 милиарда години. Появата на планетата на първите резервоари, с които се свързва произхода на живота, е 3,8-4 милиарда години от сегашното време. Историята на Земята обикновено се разделя на големи периоди от време - епохи и периоди.Границите между тях са големи геоложки събития, свързани с историята на развитието на планетата като космическо тяло. Такива събития включват процеси на изграждане на планини, повишена вулканична активност, издигане и падане на сушата, промени в очертанията на континенти и океани.

Геохронологичната история на Земята се състои от 5 ери.

^ Таблица 1. Хронология на основните събития в еволюцията на многоклетъчните организми

ера	месечен цикъл	Начало, преди милиони години	Кратка геоложка обстановка	Основни еволюционни събития
кайнозойски	кватернер	2,4	Проектиране на съвременни очертания на континенти и релеф. Повтаряща се промяна на климата. Четири големи заледявания на Северното полукълбо	Изчезването на много видове растения, упадъкът на дървесните форми, разцветът на тревните. Човешката еволюция. Изчезване на големи видове бозайници.
неоген		Широко разпространено издигане на планини. По своите характеристики климатът е близък до съвременния.	Преобладаването на покритосеменни и иглолистни дървета, увеличаването на площта на степите. Възходът на плацентните бозайници. Външен вид на човекоподобните маймуни.
палеоген		Климатът е топъл	Цъфтежът на покритосеменни растения, бозайници, птици.
Мезозой	Тебешир		Захлаждане на климата в много райони.	Развитие на бозайници, птици, цъфтящи растения. Изчезване на много влечуги.
Юра		Климатът е влажен, топъл, сух до края на периода.	Доминиране на влечугите на сушата, във водата и въздуха. Появата на покритосеменни растения и птици.
триас			Появата на бозайниците. Възходът на влечугите, разпространението на голосеменните.
палеозойска	пермски		Отдръпването на моретата, засилването на вулканичната дейност, климатът стана рязко континентален, по-сух и по-студен.	Голямо изчезване на морски организми. Появата на голосеменни, разпространението на влечугите.
Въглерод		Понижаване нивото на континентите. Климатът първоначално е топъл и влажен, след това хладен.	Появата на влечуги.
девонски			Появата на древни земноводни, насекоми. доминиране на рибата. Появата на гори от папрати и клубни мъхове.
Силур		Образуване на единен евро-американски континент. Издигането на континентите, установяването на низините. Климатът е топъл, влажен, преминаващ към сух.	Излизане на растения и безгръбначни на сушата.
Ордовик		Климатът е топъл и влажен.	Изобилие от морски водорасли. Появата на първите гръбначни (безчелюстни).
Камбрий		Потъването на континентите и широкото им наводняване от моретата. Климатът е умерен, сух, преминаващ във влажен.	Животът е съсредоточен в моретата. Развитието на безгръбначните. Появата на висши растения.
протерозой	Късен протерозой	1650		Развитие на еукариоти, многоклетъчни растения и животни
Ранен протерозой	2600		Развитие на низши растения
Археозойски		4000		Произходът на живота, появата на прокариотите. Доминирането на бактерии и синьо-зелени, появата на зелени водорасли.

Историята на развитието на Земята за удобство на изучаването е разделена на четири ери и единадесет периода. Двата най-нови периода на свой ред са разделени на седем системи или епохи.

Земната кора е стратифицирана, т.е. различните скали, които го изграждат, лежат една върху друга на слоеве. По правило възрастта на скалите намалява към горните слоеве. Изключение правят зоните с нарушени поради движенията на земната кора, появата на пластове. Уилям Смит през 18 век забелязали, че през геоложките периоди от време някои организми са напреднали значително в своята структура.

Според съвременните оценки възрастта на планетата Земя е приблизително 4,6 - 4,9 10 години. Тези оценки се основават главно на изследване на скали чрез радиометрични методи за датиране.

АРХЕЙ

Не се знае много за живота в архейския период. Единствените животински организми са клетъчни прокариоти - бактерии и синьо-зелени водорасли. Продукти от жизнената дейност на тези примитивни микроорганизми са и най-древните седиментни скали (строматолити) - варовикови образувания под формата на стълбове, открити в Канада, Австралия, Африка, Урал и Сибир.

Седиментните скали от желязо, никел, манган имат бактериална основа. Много микроорганизми са активни участници в образуването на колосални, все още малко проучени минерални ресурси на дъното на Световния океан. Ролята на микроорганизмите също е голяма при образуването на нефтени шисти, нефт и газ. Синьо-зелени, бактериите бързо се разпространяват в археите и стават господари на планетата. Тези организми не са имали отделно ядро, а развита метаболитна система, способност за възпроизвеждане. Освен това синьо-зеленото притежаваше апарата за фотосинтеза. Появата на последния е най-голямата ароморфоза в еволюцията на живата природа и открива един от пътищата (вероятно конкретно сухоземен) за образуване на свободен кислород. В края на архея (преди 2,8-3 милиарда години) се появяват първите колониални водорасли, чиито вкаменени останки са открити в Австралия, Африка и др. Най-важният етап от развитието на живота на Земята е тясно свързан с промяната на концентрацията на кислород в атмосферата, образуването на озонов екран. Благодарение на жизнената активност на синьо-зелените, съдържанието на свободен кислород в атмосферата се е увеличило значително. Натрупването на кислород доведе до появата на първичен озонов екран в горните слоеве на биосферата, което отвори хоризонти за разцвет.

ПРОТЕРОЗОИ

Протерозоят е огромен етап от историческото развитие на Земята. По време на него бактериите и водораслите достигат изключителен разцвет, с тяхно участие интензивно протичат процесите на утаяване. В резултат на жизнената дейност на железните бактерии в протерозоя се образуват най-големите находища на желязна руда. На границата на ранния и средния рифей доминирането на прокариотите се заменя с разцвета на еукариотите - зелени и златни водорасли. От едноклетъчни еукариоти за кратко време се развиват многоклетъчни със сложна организация и специализация. Най-старите представители на многоклетъчните животни са известни от късния Рифей (преди 700-600 милиона години). Сега можем да кажем, че преди 650 милиона години земните морета са били обитавани от различни многоклетъчни организми: единични и колониални полипи, медузи, плоски червеи и дори предците на съвременните пръстеновидни, членестоноги, мекотели и бодлокожи. Сред растителните организми по това време преобладават едноклетъчните организми, но се появяват и многоклетъчни водорасли (зелени, кафяви, червени), гъби.

ПАЛЕОЗОЙ

До началото на палеозойската ера животът е преминал може би най-важната и трудна част от своя път. Образуваха се четири царства на живата природа: прокариоти, или пелети, гъби, зелени растения, животни. Предците на царството на зелените растения са били едноклетъчни зелени водорасли, често срещани в моретата на протерозоя. Наред с плаващите форми сред дъната се появиха и закрепени за дъното. Фиксираният начин на живот изискваше разчленяването на тялото на части. Но придобиването на многоклетъчност, разделянето на многоклетъчно тяло на части, които изпълняват различни функции, се оказа по-обещаващо. От решаващо значение за по-нататъшната еволюция беше появата на такава важна ароморфоза като половия процес.

Как и кога е възникнало разделението на живия свят на растения и животни? Имат ли един и същи корен? Споровете на учените по този въпрос не стихват и днес. Може би първите животни са се развили от общ ствол на всички еукариоти или от едноклетъчна зелена вода. пораствам.

КАМБРИЙСКИ

Възходът на скелетните безгръбначни. През този период е имало друг период на изграждане на планини, преразпределение на земя и морска площ. Климатът на камбрия е бил умерен, континентите са непроменени. На сушата все още живееха само бактерии и синьозелени. Моретата бяха доминирани от зелени и кафяви водорасли, прикрепени към дъното; във водния стълб плуваха диатомеи, златни водорасли и водорасли еуглена. В резултат на увеличаването на отмиването на соли от сушата, морските животни са успели да абсорбират минерални соли в големи количества. А това от своя страна им отвори широки пътища за изграждане на твърд скелет. Най-разпространени бяха най-древните членестоноги - трилобити, външно подобни на съвременните ракообразни - дървесни въшки. Много характерен за камбрия е един особен тип многоклетъчни животни - археоциатите, които измират до края на периода. По това време са живели и различни гъби, корали, брахиоподи и мекотели. По-късно се появиха морски таралежи .

ОРДОВИКА

В моретата на Ордовик бяха представени разнообразно зелени, кафяви и червени водорасли, множество трилобити. В ордовика се появяват първите главоноги, роднини на съвременните октоподи и калмари, брахиоподи, коремоноги се разпространяват. Имаше интензивен процес на образуване на рифове от четирилъчеви корали и табулати. Широко разпространени са граптолитите - полухордови, съчетаващи чертите на безгръбначни и гръбначни, наподобяващи съвременните ланцетници. През ордовика се появяват спорови растения - псилофити, растящи по бреговете на сладки водни тела.

SILUR

Топлите плитки морета на Ордовика бяха заменени от големи площи земя, което доведе до изсушаване на климата.

В силурийските морета граптолитите изживяха живота си, трилобитите изпаднаха в упадък, но главоногите достигнаха изключителен просперитет. Коралите постепенно заменят археоциата. През силура се развиват своеобразни членестоноги - гигантски ракообразни, достигащи до 2 m дължина. В края на палеозоя цялата група ракообразни почти измира. Те приличаха на съвременен рак-подкова. Особено забележително събитие от този период е появата и разпространението на първите представители на гръбначните животни - бронирани "риби". Тези „риби“ само приличаха на истинска риба по форма, но принадлежаха към друг клас гръбначни животни - безчелюстни или кръглостоми. Те не можеха да плуват дълго време и предимно лежаха на дъното на заливи и лагуни. Поради заседналия начин на живот те не са способни на по-нататъшно развитие. От съвременните представители на циклостомите са известни миноги и риби. Характерна особеност на силурския период е интензивното развитие на сухоземните растения. Едни от първите сухоземни или по-скоро земноводни растения са били псилофитите, водещи своя произход от зелените водорасли. В резервоари водораслите адсорбират вода и разтворени в нея вещества по цялата повърхност на тялото, поради което нямат корени, а израстъците на тялото, наподобяващи корени, служат само като органи за прикрепване. Във връзка с необходимостта от провеждане на вода от корените към листата възниква съдова система. Появата на растенията на сушата е един от най-великите моменти на еволюцията. Тя е подготвена от предишната еволюция на органичния и неорганичния свят.

ДЕВОНСКИ

Девън - периодът на рибите. Климатът на Девон беше по-рязко континентален, в планинските райони на Южна Африка имаше заледяване. В по-топлите райони климатът се променя към по-голямо изсушаване, появяват се пустинни и полупустинни райони.

В моретата на Девон рибата достигна голям просперитет. Сред тях имаше хрущялни риби, появиха се риби с костен скелет. Според устройството на перките костните риби се делят на лъчеперки и лобопери. Доскоро се смяташе, че кръстоносците са изчезнали в края на палеозоя. Но през 1938 г. риболовен траулер достави такава риба в музея на Източен Лондон и тя беше наречена целакант. В края на палеозоя най-значимият етап в развитието на живота е завладяването на земята от растения и животни. Това беше улеснено от намаляването на морските басейни, издигането на сушата.

От псилофитите са се появили типични спорови растения: клубни мъхове, хвощ, папрати. На земната повърхност се появиха първите гори.

До началото на карбона имаше забележимо затопляне и овлажняване. В обширните долини и тропическите гори, в условията на непрекъснато лято, всичко растеше бързо нагоре. Еволюцията откри нов начин - размножаване чрез семена. Следователно голосеменните растения поеха еволюционната щафета, а споровите растения останаха страничен клон на еволюцията и отстъпиха на заден план. Появата на гръбначните животни на сушата се случва още през късния девонски период, след завоевателите на земята - псилофитите. По това време въздухът вече беше овладян от насекоми и потомците на рибите с перки започнаха да се разпространяват по земята. Новият начин на транспорт им позволи да се отдалечат от водата за известно време. Това доведе до появата на същества с нов начин на живот - земноводни. Техните най-древни представители - ихтиосхеги - са открити в Гренландия в девонските седиментни скали. Разцветът на древните земноводни е датиран от карбона. Именно през този период стегоцефалите са широко развити. Те живееха само в крайбрежната част на сушата и не можеха да завладеят вътрешните масиви, разположени далеч от водоеми.

Благодарение на тези структурни особености земноводните направиха първата решителна стъпка на сушата, но техните потомци, влечугите, станаха пълни господари на земята. Развитието на сух климат през пермския период доведе до изчезването на стегоцифалите и развитието на влечуги, в жизнения цикъл на които няма етапи, свързани с водата. Във връзка със сухоземния начин на живот влечугите са развили няколко големи ароморфози.

МЕЗОЗОЙСКИ

Мезозойът правилно се нарича ерата на влечугите и голосеменните. В края на мезозоя, постепенно, в продължение на няколко милиона години, има масово измиране на динозаврите. Доминирането на динозаврите през цяла геоложка ера и почти изчезването им в края на епохата са голяма загадка за палеонтолозите. През триаса възникват първите представители на топлокръвните животни - дребни примитивни бозайници. В юрския период влечугите са втората група животни, които се опитват да овладеят въздушната среда. Летящите гущери са от два вида: рамфоринхи и ширококрили. От удивителното разнообразие на миналия клас влечуги днес са оцелели 6000 вида. Това са представители на пет еволюционни клона: туатара, гущери, змии, костенурки, крокодили. Птиците се появяват през юрския период. Те са страничен клон на влечугите, пригодени за полет. Първата птица от юрския период, археоптериксът, имаше особено голяма прилика с влечугите. Периодът Креда е наречен така във връзка с изобилието от тебешир в морските седименти от онова време. Образуван е от останки от черупки на най-простите животни - фораминифери. В началото на периода Креда се извършва следващата голяма промяна в еволюцията на растенията - появяват се цъфтежите (покритосеменните). Тези ароморфни промени осигуряват биологичния прогрес на цъфтящите растения в следващата кайнозойска ера. Те са широко населили Земята и се характеризират с голямо разнообразие. Някои от техните форми са оцелели и до днес: тополи, върби, дъбове, евкалипти, палми.

кайнозойски

Кайнозой - ерата на новия живот - разцветът на цъфтящи растения, насекоми, птици, бозайници.

По време на съществуването на динозаврите е известна група бозайници - малки по размер, с вълнена покривка от животни, произлезли от терапиди или животноподобни. Живораждането, топлокръвността, по-развитият мозък и по-голямата активност, свързана с него, осигуряват прогреса на бозайниците, тяхното навлизане в челните редици на еволюцията. В третичния период бозайниците заемат господстващо положение, приспособявайки се към различни условия на сушата, във въздуха и водата, и като че ли заменят мезозойските влечуги. През палеоцена и еоцена първите хищници произлизат от насекомоядните, а съвременните групи хищници се разклоняват от тях през олигоцена. Те започнаха да завладяват моретата. А също и първите копитни произхождат от древните палеоценски хищници.

Поради сухотата на някои райони се появиха житни растения.

Още през първата половина на третичния период всички съвременни разреди бозайници имаха време да възникнат и до средата на периода общите предшественици на антропоидните маймуни и хората бяха широко разпространени. През кватернера мастодонтите, мамутите, саблезъбите тигри, гигантските ленивци и едророгите торфени елени измират.

Човекът се е заселил в Стария свят преди най-малко 500 хиляди години. Преди заледяването ловците се заселват чак до Огнена земя. С топенето на ледниците хората отново населиха освободените изпод ледниците райони.

Преди около 10 000 години в умерено топлите райони на Земята започва опитомяването на животните и въвеждането на растенията в културата. Започва „неолитната революция“, свързана с прехода на човека от събирачество и лов към земеделие и скотовъдство.

Лекция 6:Формиране на биологичното разнообразие в различни периоди от развитието на биосферата

Цел на лекцията:описание на основните промени, настъпили с континентите на Земята, с нейната флора и фауна през историята на нашата планета от нейната поява до съвременните времена.

Разглеждани въпроси:

1. Архейска ера и протерозой

2. Запознаване с палеозоя на примера на карбоновия период

3. Мащабът и същността на разликите между карбона и карбона.

4. Мащабът и същността на разликите между карбона и съвременната епоха.

5. Теорията за дрейфа на континентите от А. Вагенер и теорията за тектониката на плочите.

6. Ролята на живите организми в създаването на условия за възникване на живота на сушата.

7. Идеята за мезозоя по примера на периода Креда.

8. Революция в състава на флората поради експанзията на покритосеменните растения.

9. Топлолюбива морска фауна на главоногите и фауна на динозаврите.

10. Появата на плацентарни бозайници и птици от съвременен тип организация.

11. Кайнозойска ера и антропоген. Появата на човек. Развитието на заледяванията и тяхното въздействие върху човечеството. Основните тенденции в еволюцията на биосферата.

1. Тази лекция описва основните промени, настъпили с континентите на Земята, с нейната флора и фауна през историята на нашата планета от нейната поява до съвремието. Посочени са основните пътища на развитие, по които е преминал животът, и са идентифицирани неговите основни представители, живели в различни природни условия и в различни геоложки епохи. Общата схема на еволюцията на животинското царство за повече от един милиард години е показана на фиг. 1. Целият животински свят се е развил от общи предци - древни примитивни едноклетъчни (1). От тях са произлезли както различни едноклетъчни (2, 3, 4), така и многоклетъчни животни. С развитието на животинския свят се появяват все повече високоорганизирани животни. Примитивният двуслоен (13) даде началото на развитието на два различни еволюционни клона. В същото време единият клон доведе до развитието на висши безгръбначни: мекотели, ракообразни, насекоми, а другият - до развитието на гръбначни. Така тези две групи животни се развиват независимо една от друга. Цифрите означават различни групи животни, както съществуващи в момента, така и някои изчезнали, които са обозначени с кръгове с черен контур.

Ориз. 1. Схема на развитие на животните. 1 - първичен едноклетъчен; 2 - амеба; 3 - реснички; 4 - камшичета; 5 - първите колониални флагелати; 6 - гъби; 7 - долен двуслоен многоклетъчен; 8,9, 10 - чревни: коралови полипи, хидри, медузи; 11 - плоски червеи; 12 - кръгли червеи; 13 - древни ктенофори; 14 - кенофори; 15 - примитивни пръстени; 16,17,18 - мекотели: коремоноги (охлюв, двучерупчеста черупка), главоноги (калмари); 19 - ракообразни; 20 - паякообразни; 21 - стоножки; 22 - ненасекоми; 23 - анелиди (земни червеи); 24 - морски пръстени; 25 - морски лилии; 26 - бодлокожи; 27 - морска звезда; 28 - долни хордови; 29 - ланцет (без череп); 30 - древна риба; 31 - съвременна риба; 32 - риба с перки; 33 - земноводни; 34 - древни влечуги (динозаври); 35 - влечуги; 36 - птици; 37 - бозайници.

^ Архейска и протерозойска ера (от произхода на планетата до преди 540 милиона години).Тези епохи са продължили от образуването на Земята до появата на първите многоклетъчни организми преди около 540 милиона години. Възрастта на най-старите познати ни скали е само 3,9 милиарда години, така че много малко се знае за младостта на нашата планета. Нещо повече, дори тези скали са претърпели толкова големи трансформации в продължение на милиарди години, че могат да ни кажат малко за нищо. Преди около 2-3 милиарда години започнаха да се формират ядрата на континентите, разделени от водни пространства. В края на протерозоя те се обединяват в първия суперконтинент Пангея, който включва Африка в центъра, Америка, Европейската и Сибирската (руската) плочи на север и Антарктида, Австралия, Индия и Арабия на юг.

^ Архейска ера.Първите останки и признаци на дейност на живи организми датират от 3,5 милиарда години (находища в Южна Африка). Животът може да се появи само когато има благоприятни условия за тази, на първо място, благоприятна температура. Живата материя, наред с други вещества, е изградена от протеини. Следователно до момента на възникване на живота температурата на земната повърхност трябва да е спаднала достатъчно, за да не се унищожат протеините. Много изследователи, изучаващи проблема за произхода на живота на Земята, смятат, че животът се е зародил в плитки морски води в резултат на сложни физикохимични процеси, присъщи на неорганичната материя. Някои химични съединения се образуват при определени условия, като вероятността от образуване на сложни органични съединения е особено висока за въглеродните атоми поради техните специфични характеристики. Ето защо въглеродът се е превърнал в строителния материал, от който, според законите на физиката и химията, са възникнали относително най-сложните органични съединения. Молекулите в никакъв случай не достигат веднага необходимата степен на сложност, така че можем да говорим за химическа еволюция, чийто процес е доста бавен.

Първите живи организми можеха да се хранят изключително с органична материя, тоест те бяха хетеротрофни. Но след като са изчерпали запасите от органична материя в непосредствената им среда, в хода на еволюцията някои организми (растения) са придобили способността да абсорбират енергията на слънчевата светлина и с нейна помощ да разделят водата на съставни елементи. Използвайки водород, те успяха да превърнат въглеродния диоксид във въглехидрати и да изградят други органични вещества от него в тялото си (процесът на фотосинтеза). С появата на автотрофните организми започва натрупването на свободен кислород в атмосферата и общото количество органична материя на Земята започва рязко да нараства. Веднага след формирането на нашата планета атмосферата съдържаше много водород и хелий, но те постепенно се изпариха в космоса и постепенно бяха заменени от метан, азот и въглероден диоксид, които бяха освободени от скалите. И само в резултат на появата и дейността на живите организми в атмосферата започна натрупването на кислород, което стана необходимо за по-нататъшното развитие на живота.

Живите организми от онова време могат да съществуват изключително във въвеждаща среда, тъй като водният стълб намалява вредното въздействие на ултравиолетовото лъчение от космоса, както и редица вредни вещества, чийто токсичен ефект намалява при разтваряне. В допълнение, значителните температурни колебания във водата бяха изгладени повече. В края на архейската ера е имало разделяне на живите същества на прокариоти и еукариоти. Предполага се, че откритият графит в находищата от онова време е с органичен произход и количеството му съответства на количеството жива материя от онова време. Първите материални доказателства за произхода на живота са стромалолитите - слоести структури, образувани от цианобактерии.

2. Протерозойска ера.По това време продължава по-нататъшното развитие на живите същества: има ясно разделение на трите царства на еукариотите на растения, гъби и животни. Едноклетъчните водорасли са особено широко разпространени, появяват се първите многоклетъчни зелени водорасли и нисши гъби (преди 1,4 милиарда години). Животните са представени от протозои, а по-късно се откриват първите многоклетъчни организми - представители на видовете гъба и кишечнополостни. Тези примитивни същества все още не са имали варовиков скелет, но понякога намират отпечатъци от телата им. Съществуването на по-големи живи същества (червеи) се вижда от ясни зигзагообразни отпечатъци - следи от пълзене, както и останки от "норки", открити в седиментите на морското дъно. През 1947 г. австралийският учен Р.К. Спригс открива изключително интересна фауна в Едиакарските хълмове (Южна Австралия). Оказа се, че повечето животински видове от едиакарската фауна, съществували преди 600 милиона години, принадлежат към неизвестни досега групи нескелетни организми. Някои от тях принадлежат към предците на медузите гъби, членестоноги, други приличат на червеи - анелиди. Повечето от животните от онова време водят дънен начин на живот (мекотели), което се обяснява с концентрацията на растения и органични вещества на дъното, които им служат като храна.
На фиг. 2 показва някои организми от едиакарската фауна.

Ориз. 2. Късен протерозой: 1-водорасли, 2-гъби, 3,6-чревни (3-медузи, 6-осмоъгълни корали), 4,8-анелиди, 5-бодлокожи, 7-членестоноги, 9-строматолити (образувани от цианобактерии ).

3. Палеозойска ера: камбрийски период (от 540 до 488 милиона години)

Този период започва с удивителен еволюционен взрив, по време на който за първи път на Земята се появяват представители на повечето от основните групи животни, известни на съвременната наука. Границата между докамбрия и камбрия минава през скалите, които внезапно разкриват удивително разнообразие от животински вкаменелости с минерални скелети – резултат от „камбрийската експлозия“ на формите на живот.

В камбрийския период големи площи от сушата са били заети от вода, а първият суперконтинент Пангея е бил разделен на два континента – северен (Лавразия) и южен (Гондвана). Наблюдава се значителна ерозия на земята, вулканичната дейност беше много интензивна, континентите или падаха, или се издигаха, което води до образуването на плитчини и плитки морета, които понякога пресъхват за няколко милиона години и след това отново се пълнят с вода. По това време най-старите планини се появяват в Западна Европа (Скандинавия) и в Централна Азия (Саян).

Всички животни и растения живееха в морето, но приливната зона вече беше обитавана от микроскопични водорасли, които образуваха земни кори от водорасли. Смята се, че по това време започват да се появяват първите лишеи и земни гъби. Фауната от онова време, открита за първи път през 1909 г. в планините на Канада от C. Walcott, е представена главно от бентосни организми, като археоциати (аналози на корали), гъби, различни бодлокожи (морски звезди, морски таралежи, морски краставици и др. ..), червеи, членестоноги (различни трилобити, подковови раци). Последните са най-често срещаната форма на живи същества от онова време (приблизително 60% от всички животински видове са трилобити, които се състоят от три части - глава, тяло и опашка). Всички те са изчезнали до края на пермския период, от подкови раци, само представители на едно семейство са оцелели до днес. Приблизително 30% от камбрийските видове са представени от брахиоподи - морски животни с двучерупчеста черупка, подобна на мекотелите. От трилобитите, които преминаха към хищничество, се появиха ракообразни с дължина до 2 м. В края на камбрийския период се появиха главоноги, включително оцелелият до днес род наутилус, а от бодлокожите - примитивни хордови (ципести и нечерепни ). Появата на хордата, която придаваше на тялото твърдост, беше важно събитие в историята на развитието на живота.

^ Палеозойска ера: ордовикски и силурийски периоди (от 488 до 416 милиона години)

В началото на ордовикския период по-голямата част от южното полукълбо все още е заета от големия континент Гондвана, докато други големи земни маси са концентрирани по-близо до екватора. Европа и Северна Америка (Лаврентия) бяха отдалечени още повече от разширяващия се океан Япет. Първо, този океан достигна ширина от около 2000 км, след което отново започна да се стеснява, тъй като земните маси, които съставляват Европа, Северна Америка и Гренландия, започнаха постепенно да се сближават, докато накрая се сляха в едно цяло. По време на силурския период Сибир „отплава“ към Европа (формира се казахският хълм), Африка се сблъсква с южната част на Северна Америка и в резултат на това се ражда нов гигантски суперконтинент Лавразия.

След камбрия еволюцията се характеризира не с появата на напълно нови видове животни, а с развитието на съществуващи. През ордовика се случи най-тежкото наводнение на земята в историята на земята; в резултат на това по-голямата част от нея беше покрита с огромни блата; членестоногите и главоногите са често срещани в моретата. Появяват се първите безчелюстни гръбначни животни (например сегашните кръглостоми - миногите). Това са бентосни форми, хранещи се с органични останки. Тялото им беше покрито с щитове, които ги предпазваха от ракообразни, но все още нямаха вътрешен скелет.

Преди около 440 милиона години наведнъж се случиха две значими събития: появата на растения и безгръбначни на сушата. През силура е имало значително издигане на сушата и отдръпване на океанските води. По това време по блатистите брегове на резервоари, в приливните зони се появяват лишеи и първите сухоземни растения, наподобяващи водорасли - псилофити. Като адаптация към живота на сушата се появява епидермисът с устицата, централната проводяща система и механичната тъкан. Спорите се образуват с дебела обвивка, предпазваща от изсъхване. Впоследствие еволюцията на растенията върви в две посоки: бриофити и висши спори, както и семенни растения.

Появата на безгръбначни на сушата се дължи на търсенето на нови местообитания, липсата на конкуренти и хищници. Първите сухоземни безгръбначни са тардигради (които понасят добре изсушаване), пръстеновидни, а след това стоножки, скорпиони и паякообразни. Тези групи произхождат от трилобити, често заседнали на плитчините по време на отлив. На фиг. 3 показва основните представители на ранните палеозойски животни.

Ориз. 3. Ранен палеозой: 1-археоциати, 2,3-чревни (2-четирилъчеви корали, 3-медузи), 4-трилобити, 5,6-мекотели (5-главоноги, 6-гастроподи), 7-брахиоподи, 8, 9-бодлокожи (9-морски лилии), 10-граптолити (полухордови), 11-безчелюстни риби.

Палеозойска ера: Девонски период (от 416 до 360 милиона години)

Девонският период е времето на най-големите катаклизми на нашата планета. Европа, Северна Америка и Гренландия се сблъскаха една с друга, образувайки огромен северен суперконтинент Лавразия. В същото време огромни масиви от седиментни скали бяха изтласкани от дъното на океана, които образуваха огромни планински системи в източната част на Северна Америка (Апалачите) и в западната част на Европа. Ерозията на издигащите се планински вериги е довела до образуването на големи количества камъчета и пясък. Те образуват обширни находища от червен пясъчник. Реките носели планини от седименти в моретата. Образуваха се широки блатисти делти, които създаваха идеални условия за животните, дръзнали да направят първите толкова важни стъпки от водата към сушата.

Сред безгръбначните морски животни от това време на втората половина на палеозойската ера трябва да се отбележи появата на нови морски хищници на амонити - главоноги със спирално усукана черупка, често с богато изваяна повърхност, както и калмари и октоподи . Гръбначните животни, покрити с твърда черупка, преди около 400 милиона години са дали началото на примитивни челюстно-бронирани хрущялни риби (плакодерми). Появата на същества с мощни костни челюсти (като 6-метровия Dunkleosteus) се обяснява с необходимостта от активно улавяне на храна и прехода към активно плуване. По-късно хрущялните риби (акули, скатове и химери) се появяват от бронираните челюстни стоми, най-често срещаните лъчеперки костни риби в моретата и сладките води, чиито перки са дълги костни лъчи, редки сега белодробни риби (т.е. имащи както хрилете, така и белите дробове), както и риби с лобови перки, които в момента са представени от един реликтов род - целакант. Лобоперите и белодробните риби са запазените форми на лобоперите риби - месестите им перки имат в основата си костни израстъци, от които излизат костни лъчи.

В края на девон гръбначните животни излизат на брега. Това се дължи на изменението на климата и пресъхването на плитките водни тела. Рибите с перки, прародители на сухоземни гръбначни животни, способни да дишат атмосферен въздух и да пълзят от резервоар в резервоар с помощта на перките си, първоначално напускат водата само за кратки периоди. Те се движеха лошо по сушата, използвайки за тази цел змиевидните извивки на тялото (сякаш се носят на сушата). Едва постепенно в движението по сушата сдвоените крайници започнаха да играят все по-важна роля, която по време на това се превърна от перки в крайници поради необходимостта да се държат на земята и да се оттласкат от дъното. Първите земноводни, появили се преди 370 милиона години - акантостеги, ихтиостеги и стегоцефали (с дължина 1-2 м) - са имали много повече рибни характеристики в структурата си. Поради интензивните почвообразуващи процеси и специалните климатични условия, в края на този период се появяват равнинни гори, образувани от различни видове дървовидни хвощове, клубни мъхове, папрати, появили се в този период (преди 380 милиона години). Започва разпространението на сухоземни безгръбначни, главно членестоноги.

^ Палеозойска ера: Карбонов период (от 360 до 299 милиона години)

В началото на карбонския период (карбон) по-голямата част от земната суша е събрана в два огромни суперконтинента: Лавразия на север и Гондвана на юг. По време на късния карбон двата суперконтинента постоянно се приближават един към друг. Това движение изтласка нови планински вериги, образувани по краищата на плочите на земната кора, а краищата на континентите бяха буквално наводнени с потоци лава, изригващи от недрата на Земята. Климатът се охлади забележимо и докато Гондвана "плуваше" над Южния полюс, планетата преживя поне две епохи на заледяване.

Благодарение на топлия и влажен климат на карбонския период процъфтяват дървесни спорови растения, чиито характерни представители са ликоподи (сигилария и лепидодендрони с височина 30-50 м), гигантски хвощ (каламит) и различни папрати. По това време се появяват първите семенни растения, които се възпроизвеждат не чрез спори, състоящи се от една зародишна клетка, а чрез многоклетъчни семена - семенни папрати (птеридосперма) и голосеменни (кордаити). Възникващите семенни растения могат да се заселят на по-сухи места, тъй като особеностите на тяхното размножаване не са свързани с наличието на вода. Огромни гори от различни дървета, които след смъртта си образуваха дебели слоеве торф, станаха основа за формирането на съвременни находища на въглища.

Сред животните от това време сухоземните животни стават най-забележими. През карбона се появяват първите примитивни насекоми, които са най-разнообразните живи организми (повече от милион вида) - хлебарки, бръмбари (бръмбари), правокрили (скакалци, щурци), двукрили (мухи, комари), изчезнали водни кончета , които достигат гигантски размери (до 50 см), се развиват и други членестоноги (паяци и скорпиони). Има и голямо разнообразие от земноводни с ясно изразени крайници, на които имаше 5-8 пръста. До края на периода климатът става все по-сух и континентален. Това стимулира появата на нова група животни - влечуги (влечуги) преди около 310 милиона години, които обитавали по-сухи пространства, избягвайки конкуренцията и хищниците. Те разработиха нова еволюционна характеристика - вътрешно оплождане и развитие на ембриона в яйцето. Приблизително по същото време се появяват четири подкласа влечуги, които се различават по структурата на черепа: напълно изчезнали анапсиди (предци на костенурки), животноподобни гущери (синапсиди), които стават предци на бозайници, много разнообразни диапсиди (гущери, змии, крокодили, динозаври и техните потомци - птици), морски влечуги (ихтиозаври) - парапсиди.
^ Палеозойска ера: Пермски период (от 299 до 251 милиона години)

През целия пермски период суперконтинентът Гондвана и Лавразия постепенно се приближават един към друг. Азия се сблъска с Европа, изхвърляйки планинската верига Урал. А в Северна Америка се разраснаха Апалачите. До края на пермския период формирането на гигантския суперконтинент Пангея е напълно завършено. В Перм се състоя най-голямото морско отстъпление в историята на Земята и отново се засили вулканичната активност. Образуваха се обширни земни площи, във вътрешността на континентите климатът стана рязко континентален. Имаше значително заледяване на почти цяла съвременна Африка, Австралия, Антарктика.

По това време царуваше студен и сух климат. Обширните блатисти въглищни гори изчезнаха, тъй като почти всички гигантски клубни мъхове, хвощове и папрати, както и кордаитите измряха. На тяхно място се появяват и започват активно да се развиват различни форми на голосеменни - гинго, цикас и иглолистни.

Ориз. 4. Късен палеозой: 1-колентерни (самотни и колониални корали), 2,3-мекотели (2-коремоноги, 3-главоноги (гониатит), 4-брахиоподи, 5,6-бодлокожи (5-морски звезди, 6-морски лилии ), 7-9-риби (7-хрущялни, 8-черупкови, 9-хрущялни), 10-земноводни; 11-13-влечуги (11-пеликозавър, 12-пареиозавър, 13-чужди), 14-18-растения ( 14- псилофит, 15-сегментиран (каламити), 16-подобен на мъх (лепидодендрони и сигилария), 17-папрат, 18-кордаит).

В животинския свят класът на влечугите се развива интензивно: първите - котилозаврите, станаха предшественици на всички други форми на влечуги. На първо място, животните гущери (пеликозаври, които имаха голям кожен гребен за регулиране на телесната температура). Малко по-късно терапсидите (вероятни предшественици на бозайниците) дойдоха на тяхно място, съчетавайки в структурата си характеристиките на земноводни, влечуги и бозайници, както и архозаври (древни панголини). В края на пермския период настъпи най-значимото изчезване в историята на Земята - изчезнаха около 90-95% от животинските и растителни видове: големи морски мекотели, трилобити, гигантски риби (достигащи дължина до 15 м), бронирани животни, големи насекоми и паякообразни измрели. Много земноводни също са умрели, след което никога не са били голяма група.На фиг. 4 животински и растителни свята от втората половина на палеозойската ера.

^ Мезозойска ера: триаски и юрски периоди (от преди 251 до 145 милиона години)

Триаският период в историята на Земята бележи началото на мезозойската ера или "ерата на средния живот". Преди него всички континенти са били обединени в един гигантски суперконтинент Пангея. С настъпването на триаса Пангея започва постепенно да се разделя и процесите на изграждане на планини, започнали през перм, продължават. Климатът в онези дни е бил равномерен по цялото земно кълбо. На полюсите и на екватора климатичните условия бяха много по-сходни от днешните. Към края на триаса климатът става по-сух. Езерата, реките и обширните вътрешни морета започнаха да пресъхват бързо и сега на тяхно място се намират залежи от сол и гипс. Във вътрешните райони на континентите са се образували обширни пустини.

Започва ерата на господството на голосеменните, която включва цикади, подобни на папрати и палми, иглолистни дървета (ели, кипариси, тисове), гинго и бенетиди - предшествениците на покритосеменните. Всички тези растения образуват сухи гори. В моретата широко разпространени амонити, белемнити (предци на съвременните октоподи, сепии и калмари), по-съвършени шестлъчеви корали, бодлокожи, акули и лъчеперки риби, които идват от сладки водоеми, се появяват и се умножават двучерупчести мекотели. На сушата се развиват различни насекоми, включително летящи, първите представители на съвременните земноводни "идват" на мястото на изчезналите древни земноводни - безопашати (жаби, жаби), опашати (тритони и саламандри), безкраки (червеи - същества, подобни на земни червеи 1,5 m) и вече изчезнали албанепретони. Съвременните представители на тези организми са се появили преди 50-70 милиона години.

Мезозойският период също е ерата на просперитет на влечугите. Те постепенно завладяха и трите елемента: вода, земя и въздух. По това време (започвайки от преди 220 милиона години) възниква голямо разнообразие от влечуги. Архозаврите дават няколко еволюционни линии: рано изчезнали текодонти, все още съществуващи (само три семейства) крокодили, птерозаври (летящи влечуги) и динозаври, като последните са разделени на две подгрупи - гущери (те се делят на тревопасни - зауроподи - и месоядни - тероподи - форми) и орнитишианци, които са били вегетарианци. Успоредно с тях се развиват потомците на котилозаврите - костенурки, появили се на Земята преди 210 милиона години и оцелели до днес, морски влечуги (делфиноподобни ихтиозаври и плезиозаври, напомнящи кръстоска между крокодил, тюлен и жираф ), клюноглави (само един вид, който живее в Нова Зеландия, - туатара), люспести (различни гущери и змии) и подобни на животни (терапсиди). Преди около 225 милиона години примитивните бозайници са еволюирали от малки терапсиди, които приличат на малки гризачи (земеровки и таралежи) и през целия мезозой, развивайки се, не надвишават размерите на котка. По-късно те са заменени от еднопроходни животни (първите животни), които съчетават качествата на влечуги и животни; към днешна дата в Австралия са оцелели само 3 вида такива животни - птицечовка и 2 вида ехидна.

През юрския период климатът става топъл и влажен, сравнително равномерен, образуват се обширни блата и езера. На влажни и сенчести места преобладаваха папратите. Около 80% от флората на планетата по това време са били голосеменни. И във фауната от онова време влечугите, които достигат наистина рекордни гигантски размери, са най-разпространени. Сред тях бяха бронтозаври и диплодоки, живеещи по бреговете на резервоари и достигащи 25-30 метра дължина и 20 тона тегло, хищни двуноги тиранозаври с дължина до 15 метра. Летящи панголини (птерозаври) с размах на крилете до 12 м и ихтиозаври с дължина до 20 м доминират в техните местообитания.Преди около 150 милиона години древните птици произлизат от една от формите на хищни динозаври, които се развиват в няколко посоки през Креда месечен цикъл. Най-известният и добре описан (10 скелета) представител на древните птици е археоптериксът (което означава "древно перо"), чийто първи скелет е открит през 1861 г., няколко години след появата на еволюционната теория на Дарвин.

^ Мезозойска ера: Период креда (от преди 145 до 65 милиона години)

През този период повърхността на нашата планета започва да придобива съвременен вид: Северна Америка се отделя, Гондвана продължава да се разпада и се появяват независими Южна Америка, Африка, Австралия и Антарктида. В центъра на Индийския океан беше плочата Хиндустан. Древният океан Тетис остана между южните континенти и Евразия. Името на периода е свързано с откриването на всички континенти на седиментни находища на бяла креда, която е най-характерната скала за това време. В западната част на Америка и източната част на Азия протичаха планински процеси.

В средата на периода много площи от земята бяха наводнени.

В ранната и средната креда възниква голямо разнообразие от специализирани форми на влечуги: стегозаври, птеродактили, мозазаври и др. Започва разпространението на птици, които все още имат зъби, като тези на влечугите. В средата на Креда се появяват първите цъфтящи (покритосеменни) растения, вероятно произхождащи от някакъв вид предшественици, подобни на Benettid, преди не повече от 150 милиона години. Те бързо се развиват и се адаптират към различни условия на околната среда. Преди приблизително 90 милиона години цъфтящите растения са били разделени на два класа - двусемеделни (които сега са мнозинство) и едносемеделни (общо 50 хиляди вида, включително зърнени). В края на периода се появяват нови, по-напреднали форми на бозайници - торбести и плацентарни. На границата на мезозоя и кайнозоя се случи глобална катастрофа (най-вероятно падането на голям метеорит, кратерът от който беше открит в Северна Америка на полуостров Юкатан.). По това време са измрели 75% от всички видове, обитаващи планетата - всички динозаври, птерозаври, всички древни птици (с изключение на предците на съвременните ветрилоопашати птици), морски влечуги, големи мекотели (амонити и белемнити), корали , планктонни организми, по-голямата част от голосеменните (следователно в момента тази група растения е представена само от иглолистни дървета, цикади и единственият оцелял реликтни видове гинко).

Основните представители на живите организми от мезозойската ера са показани на фиг. 5.

Ориз. 5. Живот в мезозоя: 1-шестлъчеви корали, 2-бодлокожи, 3-6-мекотели (3-двучерупчести, 4-коремоноги, 5-амонит, 6-белемнит), 7-археоптерикс, 8-11-земни динозаври (8 -стегозавър, 9-диплодок, 10-трицератопс, 11-тиранозавър), 12-13-водни динозаври (12-плезиозавър, 13-ихтиозавър), 14,15-летящи динозаври - птерозаври (14-рамфоринхус, 15- pteronodon), 16 - папрати, 17 - бененетити, 18 - цикас, 19 - гинко, 20 - голосеменни.

^ Кайнозойска ера: палеогенски период (от преди 65 до 24,6 милиона години)

Палеогенът бележи началото на кайнозойската ера. По това време континентите все още са били в движение, докато „големият южен континент“ Гондвана продължава да се разпада. Сега Южна Америка беше напълно откъсната от останалия свят и превърната в нещо като плаващ „ковчег“ с уникална фауна от ранни бозайници. Африка, Индия и Австралия са се отдалечили още повече. През целия палеоген Австралия е била разположена близо до Антарктида. Морските нива са спаднали и в много части на света са се появили нови земни масиви.

Началото на кайнозойската ера се свързва с голямото алпийско планинско изграждане (по това време са възникнали почти всички най-високи планински системи в света). През кайнозойската ера са извършени няколко континентални заледявания, обхващащи обширни територии (особено в северното полукълбо).

В началото на палеогена по-голямата част от планетата е развила тропичен и субтропичен климат. През първата половина на този период в Европа се формира тропическа т. нар. полтавска флора, която замени голосеменните и е представена от различни палми (сабал, нипа), папрати, фикуси, магнолии, лаврови дървета, канелени дървета, миртови дървета, и др. Иглолистните дървета (тисове и секвои) продължават да се развиват. ). Горите и светлите гори бяха широко разпространени. Неслучайно голяма част от животните са били горски обитатели. Торбестите и плацентарните бозайници са еволюирали паралелно. Първите обаче оцеляха само в Австралия, отделни острови в Тихия океан и малко в Южна Америка. Това се дължи на факта, че тези континенти са се отделили рано от останалите, когато там още не са се развили плацентарните. Сред последните месоядните произлизат от насекомоядни, а за хранене с различни растителни храни - копитни животни, които се превръщат в най-разнообразните бозайници; те включват еднокопитни (които са се появили преди 55 милиона години, разпространени са широко, но повечето от тях са измрели и сега са представени само от три семейства - коне, тапири и носорози), парнокопитни (в момента процъфтяващи и много разнообразни - хипопотами, камили, жирафи, елени, прасета и др.), хоботни (появили се малко по-късно и образували няколко различни форми (динотерии, мамути), но оцелели само два рода - африкански и индийски слонове), китоподобни (китове, делфини), сирени (които сега са на на ръба на изчезване) и др. Сред морските животни си струва да се отбележи разпространението на нови форми на мекотели (включително гигантски октоподи и калмари), морски таралежи, ракообразни (раци, омари), костни риби.

През втората половина на палеогена климатът става по-континентален (в Арктика и Антарктика се появяват първите ледени шапки). Полтавската флора в Европа се заменя на север от тургайската флора, представена от широколистни видове: дъбове, буки, брези, елши, тополи, кленове и иглолистни дървета. Горите отстъпиха място на саваните и храстите. Основната част от големите бозайници са живели по бреговете на реки и езера. Това бяха носорози, тапири, бронтотери, огромни индикатерии (повече от 8 м дължина), гигантски хищни прасета (ентелодони - над 3 м дължина), елени с големи рога (размах на рогата 3 м). Историята на развитието на конете е интересна, техният прародител е хиракотерия с размер на куче, през терциера те са живели главно в Северна Америка, но по-късно са измрели там и са били върнати там едва по време на заселването на Америка от европейците. В кайнозойската ера (по-късно преди 60 милиона години), след разпространението на тревопасните животни, се появяват и размножават хищници, които включват насекомоядни (къртици, прилепи), мусети (морски видри, язовци), мечки и перконоги (тюлени, морски лъвове), мангусти (ловци на змии) и хиени (чистачи). Но най-характерните от тях са котките и вълците. Те биха могли да ловуват най-големите животни поради появата на мощни зъби с дължина до 20 см (котки със саблезъби, например смилодон). Светът на съвременните птици, появили се преди 65-60 милиона години, е много разнообразен - подобни на нанду (щрауси), подобни на жерави (жерави, дропла), ансериформни (гъски, патици, лебеди и др.), подобни на сови (бухали). , сови) Това беше улеснено от съществуването на много насекоми, плодове и семена от цъфтящи растения. Поради липсата на сериозни врагове съществуват диатрими - големи бягащи хищни птици с височина до 2,5 м, сови с височина 1 м, пеликани с размах на крилата 6 м. Преди 60-55 милиона години нов етап в развитието на земноводните започнаха, развиха се змии и гущери, широко разпространени гризачи (2000 вида), които сега представляват около половината от всички бозайници. Те включват катерици (катерици и бобри), сънливи, мишки (хамстери, полевки, мишки и плъхове, като последните две форми се открояват едва в средата на неогена), дикобрази, морски свинчета и отделен, по-древен разред лагоморфи.

Кайнозойска ера: Неогенски период (от преди 24,6 до 2,6 милиона години)

През неогена континентите все още са „на поход“ и по време на техните сблъсъци се случват редица грандиозни катаклизми. Африка се "разби" в Европа и Азия, което доведе до появата на Алпите. Когато Индия и Азия се сблъскаха, Хималайските планини се издигнаха. В същото време Скалистите планини и Андите се образуваха, докато други гигантски плочи продължаваха да се местят и да се натрупват една върху друга. Въпреки това Австралия и Южна Америка все още остават изолирани от останалия свят и всеки от тези континенти продължава да развива своя собствена уникална фауна и флора.

В неогена горската, ливадната храстова растителност се заменя със степ и савана, образуват се първите полупустини и пустини. Появяват се съобщества от трева и острица; дървета и храсти се срещат под формата на острови от леска, бреза, орех, хвойна, ясен, клен, бор и др., върби, тополи и елша растат по бреговете на реки и езера. По това време животните - обитатели на открити пространства (така наречената хипарионна фауна) станаха особено широко разпространени: примитивни коне (хипариони), антилопи, жирафи, бикове, слонове (голямо разнообразие), носорози, които станаха жертва на саблезъби котки (machairodus, а по-късно - smilodon), хиени, мечки и примитивни вълци. Широко разпространени са гигантските бягащи птици, както и лешоядите, кондорите, корвидите, гусеноподобните и др. В неогена има голямо разнообразие от примати, които се появяват преди около 60 милиона години и началото на развитието на антропоидите. Сега са известни около 200 вида маймуни: полумаймуни (лемури, тарсиери), нисши маймуни (широконоси в Южна Америка и мармозетки в Стария свят), антропоиди (шимпанзета, горили, орангутани) и хоминиди, съседни на последните ( хора). Всички те имат общи черти - един чифт млечни жлези, нокти вместо нокти, противоположен палец, обърнати напред очи, силно развит мозък и поведение. Антропидите са се появили преди 20-25 милиона години. Техни древни изчезнали представители са дриопитеци (предшественици на горилите), сивапитеци (предшественици на орангутаните и гибоните), ореопитеци и уранопитеци - предшественици на шимпанзета и хоминиди. На фиг. 6 показва основните животни и растения, характерни за кайнозойската ера.

Ориз. 6. Живи организми както от палеоген, така и от неоген: 1-шестлъчеви корали, 2,3 мекотели (2-двучерупчести, 3-коремоноги), 4-ракообразни (раци), 5,6-риби (5-кости, 6-хрущялни - акула) , 7 птици (гъски), 8-13 бозайници (8 артиодактили (eohippus), 9 саблезъб тигър (smilodon), 10 нечетни копитни животни (hipparion), 11 indicatherium, 12 dinoterium, 13 lemur), 14 - палма дървета, 15-иглолистни, 16-цветни растения (дъбове).

Кайнозойска ера: антропогенен период (от преди 2,6 милиона години до наши дни)

В началото на периода повечето от континентите са заемали същото местоположение, както днес, а някои от тях трябва да прекосят половината земно кълбо, за да направят това. Тесен сухоземен "мост" свързваше Северна и Южна Америка. Австралия се намираше на противоположната страна на Земята от Великобритания. Гигантски ледени покривки пълзяха в северното полукълбо. Светът беше в плен на голямо заледяване, което приключи преди 10 000 години. Климатът се затопли, ледниците се оттеглиха (останките им сега са представени от ледени шапки в Арктика и Антарктика) и настъпи времето за разцвета на човешката раса.

Ориз. 7. Живот в антропогена: 1,2-мекотели (1-коремоноги, 2-главоноги - калмари), 3-риби, 4,5-китоподобни (4-кит, 5-делфин), 6-голям елен, 7- мамут , 8-носорог, 9-пещерна мечка, 10-разумен човек, 11-птица, 12-цъфтящи растения - бреза, 13-иглолистни растения - смърч и бор.

В Евразия, във връзка с заледяването, растителността на тундрата и тайгата е била широко разпространена (до Франция, Северна Испания, Италия и др.) За Европа се разграничават три периода на заледяване: Лихвин, Днепър и Валдай. Животинският свят беше представен от бизони, пещерни мечки, мамути, вълнисти носорози и др. (т.нар. мамутска фауна). Преди около 2 милиона години за първи път се появява умел човек (Източна Африка) и започва развитието на хоминидите, които са представени от три последователни изкопаеми форми на човек - умел, прав и интелигентен. Животинският и растителният свят придоби модерен облик. Ориз. 7 представлява животни и растения, съвременни на древния човек, а на фиг. 8 основни етапа на антропогенезата и особености на всеки от тях в биологичното и социално развитие на човека.

Ориз. 8. Основните етапи от еволюцията на човека.

Бъдещето на Земята

Учените обмислят сценарии за по-нататъшното развитие на нашата планета и живота на нея. Те зависят от конкретни явления, които могат да окажат влияние върху развитието на Земята.
1) Първо, животът на нашето Слънце не е безкраен, след около 4-5 милиарда години то ще изчерпи водородното си гориво. Тя ще се разшири до размерите на червен гигант и ще "погълне" всички най-близки планети в Слънчевата система. Това е най-вероятният процес, но няма да се случи много скоро.

2) Активната човешка дейност може да доведе до сериозни промени. Вече човек може да промени някои екологични системи и да повлияе на геоложките процеси. А използването на ядрено оръжие може да доведе до непоправими последици, когато връзката между различните географски черупки е сериозно нарушена.

3) Напълно възможно е Земята да се сблъска с космическо тяло - астероид или комета. В този случай, в зависимост от размера на обекта, падащ на Земята, може да възникне катастрофа от регионален или глобален характер. Типичен пример за такова събитие е

Според палеонтологични данни, базирани на изследването на най-древните скали на Земята, първите живи организми са се появили на Земята преди около 3,5 милиарда години.

По същество първата жива клетка, също като нейния неодушевен прототип, коацерватната капка, е била капка от първичния океан, заобиколена от водоотблъскваща обвивка, но протеините и нуклеиновите киселини в нея не са произволна колекция от органични вещества. Те вече са се научили да се „разбират“, научили са се да си взаимодействат.

Още първите живи клетки са притежавали най-важното свойство на всеки жив организъм – способността за точно самовъзпроизвеждане, самокопиране.

Те се хранели с готови органични вещества, които са се образували в ранните етапи от формирането на Земята по абиогенен път. Според повечето учени по време на появата на първите живи организми в атмосферата на древната Земя не е имало свободен кислород, така че те са имали анаеробен (безкислороден) тип дишане. По този начин първите живи организми на Земята очевидно са били хетеротрофен(хранене с подготвена органична материя) бактерии - анаероби(Фиг. 1).

Въпреки факта, че анаеробните бактерии са възникнали в древни времена, те са широко разпространени на Земята в момента. Има ги и в буркан с подквасено мляко, и в бъчва с кисели краставички или зеле. Млечнокиселите бактерии са факултативни анаероби (те могат да растат и да се развиват в присъствието на кислород, но не използват кислород по време на дишане).

Ориз. 1. Симбиотична хипотеза за произхода на еукариотите

Много почвени бактерии също са анаероби, например причинителите на тетанус, газова гангрена и ботулизъм. Всички те са облигатни анаероби. За разлика от факултативните анаероби, задължителните анаероби не понасят присъствието на кислород в околната среда, кислородът е отрова за тях. Ето защо рискът от заразяване с тетанус е много по-висок, ако раната е пробита и инфекцията се развива в нея без кислород. Откритите рани и охлузвания са много по-малко опасни. Газовата гангрена също, като правило, започва да се развива след нанасяне на гипсова превръзка върху увредения крайник, което предотвратява достъпа на кислород. Опасността от тежко хранително отравяне - ботулизъм - възниква при домашно консервиране, когато въздухът се отстранява чрез предварително варене, а херметичният капак пречи на подаването на кислород отвън. В случай на мариноване на краставици или гъби в отворен съд, причинителят на ботулизма няма да се развие, тъй като е задължителен анаероб. При домашно консервиране причинителят на ботулизма е изключително труден за унищожаване, тъй като спорите му могат да издържат 5-6 часа непрекъснато кипене. Следователно промишленото консервиране се извършва с прегрята пара под налягане при температура не 100, а 130 ° C за 1-2 часа.

Анаеробните бактерии на древната Земя се хранят с готови органични вещества, които са се образували в големи количества в ранните етапи от формирането на Земята. Абиогенният синтез на органични вещества се насърчава от високата атмосферна температура и бурната вулканична дейност. По времето, когато се появяват първите живи организми, Земята е изстинала и интензивността на абиогенния синтез на органични вещества значително е намаляла. Развитието на анаероби трябваше да изчерпи запасите от органична материя, което от своя страна щеше да доведе до смъртта на всички живи организми. Може би историята на развитието на живота на Земята щеше да приключи с това, ако само 100 милиона години по-късно (преди 3,4 милиарда години), под влиянието на ожесточена конкуренция за органични вещества, на Земята не се появи ново поколение живи организми - фотосинтезиращи бактерии(виж фиг. 1).

Уникалната характеристика на тези живи същества беше способността да извършват фотосинтеза, т.е. синтезират органични вещества от неорганични, използвайки енергията на слънчевата светлина. Първите фотосинтезиращи бактерии имаха необичаен аноксигенен тип фотосинтеза (протича без освобождаване на кислород).

Както е известно, градивните елементи, от които фотосинтезиращите организми създават органични вещества, са въглеродният диоксид и водородът. Първите фотосинтезиращи бактерии отнемат водород не от водата, както се случва в повечето съвременни фотосинтезиращи организми, а от сероводород (H 2 S), тъй като разходите за енергия за отделяне на водородни атоми от молекула на сероводород са 7 пъти по-малко, отколкото за отделянето му от водна молекула.

Фотосинтезата с освобождаване на кислород се появява по-късно в цианобактериите (синьо-зелени водорасли). Цианобактериите първи извършиха фотолизата на водата, при която, използвайки енергията на слънчевата светлина, водородът, необходим за биосинтеза на органични вещества, се отделя от водната молекула и се образува свободен кислород като страничен продукт.

Натрупването на свободен кислород в атмосферата доведе до радикална трансформация на условията за живот на Земята. По времето, когато се появяват първите живи организми, Земята се охлажда значително, броят на мълниите в атмосферата намалява и вулканичната активност изчезва. Почти единственият източник на енергия за абиогенния синтез на органични вещества е ултравиолетовото лъчение на Слънцето.

С появата на кислород в горните слоеве на атмосферата, на надморска височина от 15-30 км, се образува озонов екран, който защитава живите организми от вредното въздействие на ултравиолетовото лъчение, което служи като предпоставка за появата на живот не само във водата, но и на сушата. В същото време озоновият екран, намалявайки интензивността на ултравиолетовото лъчение, падащо върху Земята, практически спря абиогенния синтез на органични вещества, в резултат на което по-нататъшното съществуване на живот на Земята стана напълно зависимо от активността на фотосинтетичните процеси. организми.

Фотосинтезиращите бактерии, предимно цианобактериите, сега са широко разпространена и процъфтяваща група живи организми. „Цъфтежът“ на водата в края на лятото се дължи главно на бързото развитие на цианобактериите. Те са способни не само на автотрофно хранене чрез фотосинтеза, но и на хетеротрофно хранене с готови органични вещества. Следователно замърсяването на водните тела с органични вещества под въздействието на икономическата дейност на човека създава благоприятни условия за развитието на цианобактерии (синьо-зелени водорасли), които, бързо размножавайки се, изместват еукариотните водорасли, което намалява продуктивността на водните тела, което води до смъртта на планктонни организми и риби.

Както беше отбелязано по-рано, основният (целеви) продукт на фотосинтезата са богати на енергия органични вещества, които се използват от живите организми както за изграждане на хела, така и за получаване на енергията, необходима за техния живот, докато кислородът е страничен продукт на фотосинтезата. Следователно за най-древните, но по произход живи организми - анаеробните бактерии и първите фотосинтезиращи бактерии, кислородът е отрова. След фотосинтезиращите бактерии обаче на Земята се появиха живи организми, които се научиха не само да се предпазват от кислорода, но и да го използват - те се научиха да дишат кислород. Това бяха аеробни бактерии(или окислителни бактерии).

Биологичните предимства на кислородното дишане са очевидни: при кислородно окисление на органични вещества може да се извлече 19 пъти повече енергия от единица (например от 1 g) органични вещества, отколкото при безкислородно дишане. В резултат на това аеробните бактерии се оказаха в състояние да консумират органични вещества много по-икономично от анаеробите, което от своя страна им позволи да съществуват в условия на относително ниски концентрации на органични вещества.

Симбиотична хипотеза за произхода на еукариотите

В ранните етапи на биологичната еволюция на Земята последователно възникват и след това съжителстват 3 поколения прокариоти: анаеробни бактерии, фотосинтезиращи бактерии и аеробни бактерии(виж фиг. 1).

Фотосинтетичните бактерии могат да създават органични вещества от неорганични, а аеробните бактерии успяват да ги използват много икономично. Лишени от тези предимства, анаеробните бактерии бяха принудени да се възползват от полезните свойства на други живи организми. Един от методите за едностранно използване на един организъм от друг е хищничеството. На определен етап от развитието хищните амебоидни организми са се развили от анаеробни бактерии, способни да улавят и абсорбират както фотосинтезиращи бактерии, така и аеробни бактерии с помощта на псевдоподи.

Въпреки това, не всички амебоидни хищници усвояват уловените бактерии; в някои случаи бактериите могат да живеят и да се размножават в цитоплазмата на хищника. Общността от живи организми, възникнала по този начин, притежава много ценни свойства: способността за фотосинтеза поради активността на фотосинтезиращи бактерии, способността за икономично и ефективно използване на органични вещества поради кислородния тип дишане, характерен за аеробните бактерии, и, накрая, способността за активно движение и улавяне на плячка, характерна за хищна клетка-носител. С течение на времето взаимно изгодната, симбиотична връзка на тези три групи организми се установи, стана стабилна: фотосинтезиращи бактериисе превърна в хлоропласт s, a аеробни окислителни бактерии -в Силата на клетката са митохондриите.И митохондриите, и хлоропластите все още запазват собствения си наследствен апарат, размножават се независимо от клетъчното делене и се наследяват чрез цитоплазмата, но по майчина линия.

За да управляват сложна общност от живи организми и да защитят собствения си генетичен материал (в края на краищата, други организми, включени в общността, имаха своя собствена генетична програма), в клетката носител възниква специална клетъчна органела - ядро.

Живите организми, чиито клетки имат оформено ядро, се наричат ​​еукариоти.(от гръцки. ЕС -добре, напълно карион- ядро). Всички растения, животни и гъби са еукариоти.Наследствената информация в ядрата на еукариотните клетки се съхранява под формата на специални структури - хромозоми, ясно видими под светлинен микроскоп в момента на клетъчното делене. Първите еукариотни клетки са се появили на Земята преди около 2 милиарда години.

Бактериите, които са по-стари по произход, нямат добре оформено ядро.

Живите организми, чиито клетки нямат оформено ядро, се наричат ​​прокариоти (от лат. pro - пред, преди и гръцки karyon - ядро). Всички бактерии, включително фотосинтезиращите, са прокариоти. Наследствената информация в тях е представена от една кръгова ДНК молекула, която лежи директно в цитоплазмата и не се разпознава в обикновен светлинен микроскоп.

Тъй като според съвременните научни представи еукариотните клетки са симбиотични общности от два или три живи организма, горната хипотеза за произхода на еукариотите се нарича симбиотична.

Първите еукариотни клетки изглежда са били амебоидни същества, много от които са съдържали както митохондрии, така и хлоропласти.

Преди около 1,5 милиарда години те дават началото на по-съвършени еукариотни организми, способни на бързо активно движение — древните флагелати (виж фиг. 1). Общоприето е, че камшичетата, подобно на митохондриите и хлоропластите в своето време, произхождат от някои древни свободно живеещи прокариоти.

Древните флагелати, очевидно, съчетават свойствата на растенията и животните. С течение на времето тези, които са попаднали в среда с високо съдържание на органични вещества, са загубили своите хлоропласти и са се превърнали в едноклетъчни животни - протозои, а тези, които са запазили хлоропласти, са дали началото на растенията. Естествено, най-древните растения по произход са едноклетъчни, подвижни и имат флагели.

По-нататъшният еволюционен прогрес на животните е свързан с увеличаване на ролята на активното движение, което се дължи на необходимостта от търсене на храна и улавяне на плячка. Системата за контрол на трафика също се подобрява, което в крайна сметка води до появата на високо организирана нервна система и накрая до интелигентност.

В същото време растенията, които се осигуряват с храна чрез фотосинтеза, губят способността си да се движат в процеса на еволюция и придобиват много адаптации, които повишават ефективността на фотосинтезата.

Така преди около 1,5 млрд. години т.нар. от един-единствен прародител - древния флагелат, възникват две най-важни царства на живите организми - царството на растенията и царството на животните.

Появата на примитивната клетка означава край на предбиологичната еволюция на живите и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, възникнали на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече споменахме, това бяха едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в безкислородна среда, и хетеротрофи, защото се хранеха с готови органични съединения на „органичния бульон“, тоест вещества, синтезирани по време на химическата еволюция. Енергийният метаболизъм при повечето прокариоти се извършва според вида на ферментацията. Но постепенно "органичният бульон" в резултат на активната консумация затихна. Тъй като беше изчерпана, някои организми започнаха да развиват начини да образуват макромолекули биохимично, вътре в самите клетки с помощта на ензими. При такива условия клетките, които успяха да получат по-голямата част от необходимата енергия директно от слънчевата радиация, се оказаха конкурентни. По този път протича процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофно хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започнала да се „изпълва“ с кислород, който бил отрова за анаеробите. Следователно много едноклетъчни анаероби загинаха, други се укриха в аноксична среда - блата и, хранейки се, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен обменен механизъм беше кислородното дишане, което позволи да се увеличи производството на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е приключил преди около 1,8 милиарда години. С навлизането на фотосинтезата в органичната материя на Земята се натрупва все повече и повече енергия от слънчева светлина, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

Еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро, образувани в кислородна среда. Това вече са били по-съвършени организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е била концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследствената субстанция е била разпределена в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така еукариотната дъщерна клетка е почти точно копие на майчината клетка и има същия шанс за оцеляване като майчината клетка.

Възпитание на растения и животни

Последвалата еволюция на еукариотите е свързана с разделянето на растителни и животински клетки. Такова разделение е настъпило през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите са се развили дуално, т.е. те са имали паралелни групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което е осигурило целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са се развили в посока на намаляване на способността за движение поради развитието на твърда целулозна обвивка, но в посока на използване на фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността за движение, както и да подобрят начина, по който усвояват и отделят преработените храни.

Следващият етап от развитието на живите същества е сексуалното размножаване. Възникнал е преди около 900 милиона години.

Следващата стъпка в еволюцията на живите същества се извършва преди около 700-800 милиона години, когато се появяват многоклетъчни организми с диференцирано тяло, тъкани и органи, които изпълняват определени функции. Това са гъби, коелентерати, членестоноги и др., принадлежащи към многоклетъчни животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно моретата и океаните. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие много видове животни вече са съществували в моретата на камбрия. В бъдеще те се специализираха и усъвършенстваха. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели, трилобити.

В края на ордовикския период започват да се появяват големи хищници, както и гръбначни животни.

По-нататъшната еволюция на гръбначните животни върви в посока на челюстните риби. През девона започват да се появяват белодробнодишащи риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система се развива постепенно в резултат на усъвършенстване на формите на отражение.

Особено важен етап в еволюцията на живите форми беше появата на растителни и животински организми от водата на сушата и по-нататъшното увеличаване на броя на видовете земни растения и животни. В бъдеще именно от тях произхождат високо организирани форми на живот. Появата на растенията на сушата започва в края на силура, а активното завладяване на земята от гръбначните животни започва през карбона.

Преходът към живот във въздуха изискваше много промени от живите организми и включваше развитието на подходящи адаптации. Той драстично увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът е станал върхът на еволюцията на живите. Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата, количеството на кислород в него е по-високо. Всичко това трябваше да се коригира. Първите гръбначни животни, които се адаптираха към условията на живот на сушата, бяха влечугите. Техните яйца бяха снабдени с храна и кислород за ембриона, покрити с твърда черупка и не се страхуваха от изсъхване.

Преди приблизително 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвността на бозайниците, те бързо заемат господстващо положение на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляването.

Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилност на функционирането на вътрешните органи на бозайниците. Живораждането на бозайниците и храненето на малките с мляко е мощен фактор в тяхната еволюция, позволявайки им да се възпроизвеждат в различни условия на околната среда. Развитата нервна система допринесе за различни форми на адаптация и защита на организмите. Имаше разделение на хищници и копитни животни на копитни и хищници, а първите насекомоядни бозайници поставиха основата за еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на отряд примати. В кайнозоя, преди около 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и антропоидни маймуни, които са най-древните предци на съвременния човек. Предпоставките за възникването на съвременния човек в процеса на еволюцията се формират постепенно.

Отначало имаше стаден начин на живот. Той позволи да се формира основата на бъдещата социална комуникация. Освен това, ако при насекомите (пчели, мравки, термити) биосоциалността е довела до загуба на индивидуалност, то при древните предци на човека, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощна движеща сила зад развитието на отбора.