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 повече ефективни методии учебни помагала, които насърчават активирането на познавателната дейност на учениците.
Тези, които спомагат за развитието на способността за систематизиране на придобитите знания, заслужават внимание; закупете ги сами; използване на практика. Те включват различни видоведидактически материал.
Задачите са разработени така, че да могат да се предлагат за изпълнение на отделен ученик, група ученици или целия клас, което дава възможност да се реализира диференциран подход в обучението и с помощта на задачата да се идентифицират обучение на задължително и по-високо ниво.
По-долу са представени само някои от разнообразните варианти на тестове и самостоятелни задачи по темата „Еволюционно обучение“, които позволяват както текущо, така и финално наблюдение на знанията на учениците.

Тест „Еволюционно учение. Развитие на органичния свят"

1. Еволюцията е:
А - идеята за промените и трансформациите 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 е раздел от биологията, който дава описание на всички съществуващи и изчезнали организми.

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

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

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

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

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

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 дънната риба;
D - адаптиране на цветята към опрашване.

9. Биологичният прогрес предполага:
А - повишаване на общата организация;
B - увеличаване на броя на видовете;
G - високо нивометаболизъм.

Отговорете на въпросите

Въпросът трябва да събуди мислите на ученика, да премахне съпоставянето в отговора, да ги принуди да предоставят основния основен материал и, ако е необходимо, да използват различни знания, придобити в житейския опит. Въпросите, използвани по време на тестовата анкета, не могат да бъдат същите като при анкетата в клас. Те трябва да бъдат формулирани по такъв начин, че учениците да могат да използват по-широко материала от темите на тестовата част, основните понятия в отговора си, да покажат техните взаимоотношения, развитие и да направят практически и идеологически изводи.

Дайте дефиниция на понятието „биологична система“. Може ли „вид“, „популация“, „индивид“ да се считат за биологична система?

Много животински видове показват строги поведенчески ритуали за кръстосване. Обяснете защо подобни ритуали са свързани с един от важни характеристикивид – неговата репродуктивна изолация.

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

Защо прекомерното потомство на дивите видове растения и животни се свързва с естествения подбор и борбата за съществуване? Коя форма на борба за съществуване е най-важна за еволюцията?

Определете каква форма на еволюция е довела до появата на прилики в плъзгащите се форми на животни:
а) торбеста катерица; б) вълнесто крило; в) летящи катерици. Обяснете причината за това явление.

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

Разберете произхода на шиповете при следните видове растения:
а) берберис;
б) акация;
в) глог;
г) къпини. Как могат да се нарекат тези органи?

Сравнете пипалата на кехлибарената риба, октопода и хидрата. Обяснете произхода им. Как се наричат ​​тези органи?

"Използване на букви"

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

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

А. В популацията има борба за съществуване и естествен подбор.
Б. Наследствени промени постоянно се случват в индивидите от популацията.
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.
Г. Постепенно под влияние движещи силиеволюция, популацията се променя, превръщайки се в предшественик на нов вид.

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

От предложените елементи, използвайки букви, съставете отговор 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 в дадени условия на средата.
Б. Наследствените промени се натрупват в популациите.
Б. След много поколения популациите се променят; техните индивиди не се кръстосват с индивиди от други популации.
D. Популациите могат да станат географски или екологично изолирани.
Г. Възниква 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 усвояване на понятията ароморфоза, идиоадаптация, дегенерация, биологичен прогрес, биологична регресия.

Еволюционните промени, които причиняват общо издигане на организацията, увеличаване на интензивността на живота, осигуряват значителни предимства в борбата за съществуване и правят възможен преходът към нова среда, се наричат ​​………
Намаляването на размера на популацията, стесняването на нейния обхват, намаляването на броя на видовете е характерно за ………….
Древните папрати и древните влечуги са изчезнали преди много милиони години, след като са поели по пътя …………..

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 или общо повишаване на нейното ниво, а се характеризира с особени......

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

Елиминирайте ненужните неща

Вариант №2
Примери за идиоадаптации в растенията: а) възникване на фотосинтеза, б) адаптации на цветя към кръстосано опрашване, в) адаптации на плодове и семена към разпространение, г) листна мозайка.

Вариант №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 №5
Примери за идиоадаптации: а) оцветяване на тялото, за да съответства на цвета на земята при дънните риби, б) различни видове клюнове при птиците поради по различни начиниполучаване на храна, в) появата на топлокръвност при бозайниците.

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

В практиката на обучението по биология в гимназията въвеждам кредитна система, по която през учебна годинаПровеждам няколко тематични теста. 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 и да се преодолеят основните недостатък - оценка за познаване на ограничен кръг въпроси.
За провеждане на такъв тест се отделя цял урок. За предотвратяване на измамни отговори се изготвят няколко варианта на задачи, като те трябва да бъдат съставени така, че да може да се прилага 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.
Система от разнообразни въпроси, диаграми, обобщаващи таблици, ситуационни задачи, рисунки, тестове с различна степен на сложност и творчески доклади 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, Общинско учебно заведение СОУ No 54 с задълбочено проучванепредмети от обществен и хуманитарен цикъл



2. Начални етапибиологична еволюция

Появата на примитивна клетка означава края на предбиологичната еволюция на живите същества и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, които се появяват на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече беше посочено, това са едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в среда без кислород, 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 типа на ферментация. Но постепенно „органичният бульон” намалява в резултат на активната консумация. 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. Процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза следва този път.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофния тип хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започна да се „пълни“ с кислород, който беше отрова за анаеробите. Поради това много едноклетъчни анаероби загинаха, други намериха убежище в безкислородна среда - блата и, докато се хранеха, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен метаболитен механизъм е кислородното дишане, което позволява да се увеличи добивът на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е завършен преди около 1,8 милиарда години. С появата на фотосинтезата все повече енергия от слънчевата светлина се натрупва в органичната материя на Земята, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

В кислородна среда се образуват еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро. Това вече са били по-напреднали организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследственото вещество е разпределено в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така дъщерната клетка на еукариотите била почти точно копие на майчината клетка и имала 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. Това разделение е станало през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите се развиват дуално, т.е. едновременно имат групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което осигурява целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са еволюирали, за да намалят способността си да се движат поради развитието на здрава целулозна мембрана, но да използват фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността си да се движат и да подобрят способността си да абсорбират и отделят хранителни продукти.

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

По-нататъшна стъпка в еволюцията на живите същества се случи преди около 700–800 милиона години, когато се появиха многоклетъчни организми с диференцирани тела, тъкани и органи, които изпълняват специфични функции. Това са гъби, кишечнополостни, членестоноги и др., Свързани с многоклетъчните животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно морета и океани. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие в камбрийските морета вече съществуват много видове животни. По-късно се специализират и усъвършенстват. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели и 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 челюстни рибоподобни животни. През девона започват да се появяват белодробни риби - земноводни, а след това и насекоми. Постепенно се развива нервна системакато следствие от усъвършенстване на формите на отразяване.

Особено важен етапв еволюцията на живите форми беше появата на растителни и животински организми от водата на сушата и по-нататъшно увеличаване на броя на видовете сухоземни растения и животни. В бъдеще именно от тях възникват 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 изисква много промени от живите организми и предполага развитието на подходящи адаптации. Той рязко увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът стана върхът на еволюцията на живите същества. Животът във въздуха е „увеличил“ телесната маса на организми, които не се съдържат във въздуха хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата, количеството кислород в него е по-високо. Беше необходимо да се адаптира към всичко това. 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 около 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвния характер на бозайниците, те бързо заемат доминираща позиция на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време се превърна в топлокръвност решаващ фактороцеляване.

Тя осигуряваше постоянно висока температуратялото и стабилността на функционирането на вътрешните органи на бозайниците. Живородието на бозайниците и храненето на малките им 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 месоядните животни на копитни и хищни, а първите насекомоядни бозайници отбелязаха началото на еволюцията на плацентните и торбестите организми.

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

Отначало имаше стаден начин на живот. Това направи възможно формирането на основата на бъдещата социална комуникация. Освен това, ако при насекомите (пчели, мравки, термити) биосоциалността доведе до загуба на индивидуалност, то при древните предци на хората, напротив, тя се разви черти на личностталица. Това беше мощен двигател за развитието на отбора.

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

Класификационните системи на К. Линей, отглеждането на растения и животни, сравнителната анатомия, сравнителната ембриология, сравнителната биохимия са хипотези, които заедно съставляват една 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 естествен процес в детайли...

Появата на примитивна клетка означава края на предбиологичната еволюция на живите същества и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, които се появяват на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече беше посочено, това са едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в среда без кислород, 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 типа на ферментация. Но постепенно „органичният бульон” намалява в резултат на активната консумация. 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. Процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза следва този път.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофния тип хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започна да се „пълни“ с кислород, който беше отрова за анаеробите. Поради това много едноклетъчни анаероби загинаха, други намериха убежище в безкислородна среда - блата и, докато се хранеха, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен метаболитен механизъм е кислородното дишане, което позволява да се увеличи добивът на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е завършен преди около 1,8 милиарда години. С появата на фотосинтезата все повече енергия от слънчевата светлина се натрупва в органичната материя на Земята, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

В кислородна среда се образуват еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро. Това вече са били по-напреднали организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследственото вещество е разпределено в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така дъщерната клетка на еукариотите била почти точно копие на майчината клетка и имала 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. Това разделение е станало през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите се развиват дуално, т.е. едновременно имат групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което осигурява целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са еволюирали, за да намалят способността си да се движат поради развитието на здрава целулозна мембрана, но да използват фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността си да се движат и да подобрят способността си да абсорбират и отделят хранителни продукти.

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

По-нататъшна стъпка в еволюцията на живите същества се случи преди около 700–800 милиона години, когато се появиха многоклетъчни организми с диференцирани тела, тъкани и органи, които изпълняват специфични функции. Това са гъби, кишечнополостни, членестоноги и др., Свързани с многоклетъчните животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно морета и океани. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие в камбрийските морета вече съществуват много видове животни. По-късно се специализират и усъвършенстват. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели и 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 челюстни рибоподобни животни. През девона започват да се появяват белодробни риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система постепенно се развива 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 сухоземни растения и животни. В бъдеще именно от тях възникват 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 изисква много промени от живите организми и предполага развитието на подходящи адаптации. Той рязко увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът стана върхът на еволюцията на живите същества. Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата и количеството кислород в него е по-високо. Беше необходимо да се адаптира към всичко това. 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 около 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвния характер на бозайниците, те бързо заемат доминираща позиция на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляване.

Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилно функциониране на вътрешните органи на бозайниците. Живородието на бозайниците и храненето на малките им 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 месоядните животни на копитни и хищни, а първите насекомоядни бозайници отбелязаха началото на еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на разред примати. В кайнозоя, преди приблизително 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и големи 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. Това направи възможно формирането на 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 хората, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощен двигател за развитието на отбора.

Епохи и периоди

Според съвременни оценки възрастта на Земята е около 4,5-5 милиарда години. Появата на планетата на първите водни басейни, с които се свързва възникването на живота, е 3,8-4 милиарда години отдалечена от настоящето. 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 земя, 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	Точка	Начало, преди милиони години	Кратка геоложка обстановка	Основни еволюционни събития
кайнозойски	кватернер	2,4	Проектиране на съвременни очертания на континенти и релеф. Повтарящи се промени в климата. Четири големи заледявания на Северното полукълбо	Изчезването на много видове растения, упадъкът на дървесните форми, разцветът на тревните форми. Човешката еволюция. Изчезване на едри видове бозайници.
неоген		Широко разпространено планинско издигане. Климатът по своите характеристики е близък до съвременния.	Преобладаването на покритосеменни и иглолистни дървета, увеличаване на площта на степите. Възходът на плацентните бозайници. Появата на човекоподобните маймуни.
палеоген		Климатът е топъл	Разцветът на покритосеменните, бозайниците, птиците.
Мезозой	Тебешир		Охлаждащ климат в много райони.	Развитие на бозайници, птици, цъфтящи растения. Изчезване на много влечуги.
Юра		Климатът е влажен, топъл и сух към края на периода.	Доминиране на влечугите на сушата, водата и въздуха. Появата на покритосеменни растения и птици.
триас			Появата на бозайниците. Разцветът на влечугите, разпространението на голосеменните.
палеозойска	пермски		Отдръпването на моретата, засилването на вулканичната дейност, климатът стана рязко континентален, по-сух и по-студен.	Великият морски пехотинец умира. 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 и насекоми. Доминиране на рибата. Появата на гори от папрати и мъхове.
Силур		Образуване на единен евро-американски континент. Издигането на континентите, създаването на низини. Климатът е топъл, влажен, редуващ се със сух.	Излизане на растения и безгръбначни на сушата.
Ордовик		Климатът е топъл и влажен.	Изобилие от морски водорасли. Поява на първите гръбначни (безчелюстни).
Камбрий		Потъване на континенти и широко разпространено наводняване от моретата. Климатът е умерен, сух, променливо влажен.	Животът е съсредоточен в моретата. Развитие на безгръбначните. Появата на висши растения.
протерозой	Късен протерозой	1650		Развитие на еукариоти, многоклетъчни растения и животни
Ранен протерозой	2600		Развитие на нисши растения
Археозойски		4000		Произходът на живота, появата на прокариотите. Доминирането на бактерии и синьо-зелени, появата на зелени водорасли.

За по-лесно изучаване историята на развитието на Земята 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 на слоеве един върху друг. Обикновено възрастта скалинамалява към горните слоеве. Изключение правят райони с нарушени слоеве поради движения на земната кора. Уилям Смит през 18 век забелязал, че през геоложки периоди от време някои организми са направили значителен напредък в структурата си.

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

АРЧАЙ

Не се знае много за живота в архея. Единствените животински организми са клетъчни прокариоти - бактерии и синьо-зелени водорасли. Продукти от жизнената дейност на тези примитивни микроорганизми са и най-старите седиментни скали (строматолити) - варовити образувания с форма на стълб, открити в Канада, Австралия, Африка, Урал и Сибир.

Седиментните скали от желязо, никел и манган имат бактериална основа. Много микроорганизми са активни участници в образуването на колосални, все още слабо разредени минерални ресурси на дъното на Световния океан. Голяма е и ролята на микроорганизмите в образуването на нефтени шисти, нефт и газ. Синьо-зелените бактерии бързо се разпространяват през археите и стават господари на планетата. Тези организми не са имали отделно ядро, а развита метаболитна система и способност за възпроизвеждане. Освен това синьо-зелените притежават фотосинтетичен апарат. 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. Към края на архея (преди 2,8-3 милиарда години) се появяват първите колониални водорасли, чиито фосилизирани останки са намерени в Австралия, Африка и др. Най-важният етап от развитието на живота на Земята е тясно свързан с промени в концентрацията на кислород в атмосферата и 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 хоризонтите за просперитет.

ПРОТЕРОЗОЙ

Протерозоят е огромен етап от историческото развитие на Земята. По време на протичането му бактериите и водораслите достигат изключителен просперитет, с тяхно участие протичат интензивни процеси на утаяване. В резултат на жизнената дейност на железните бактерии през протерозоя са се образували най-големите находища на желязна руда. На границата на ранния и средния рифей господството на прокариотите е заменено от разцвета на еукариотите - зелени и златни водорасли. От едноклетъчни еукариоти за кратко време се развиват многоклетъчни организми 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 червеии дори предците на съвременните пръстеновидни, членестоноги, мекотели и бодлокожи. Сред растителните организми по това време преобладават едноклетъчните, но се появяват и многоклетъчни водорасли (зелени, кафяви, червени) и 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 пушки, гъби, зелени растения, животни. Предците на царството на зелените растения са едноклетъчни зелени водорасли, често срещани в моретата на протерозоя. Наред с плаващите форми, сред дъното се появяват и такива, прикрепени към дъното. Фиксираният начин на живот изискваше разчленяване на тялото на части. Но придобиването на многоклетъчност, разделянето на многоклетъчно тяло на части, които изпълняват различни функции, се оказа по-обещаващо. Появата на такава важна ароморфоза като половия процес е от решаващо значение за по-нататъшната еволюция.

Как и кога е възникнало разделението на живия свят на растения и животни? Коренът им еднакъв ли е? Споровете между учените по този въпрос не стихват и днес. Може би първите животни са произлезли от общото стъбло на всички еукариоти или от едноклетъчни зелени води израстване.

КАМБРИЙСКИ

Възходът на скелетните безгръбначни. През този период протича друг период на изграждане на планини и преразпределение на земните и морските площи. Камбрийският климат е бил умерен, континентите непроменени. На сушата все още живееха само бактерии и синьозелени. Моретата бяха доминирани от зелени и кафяви водорасли, прикрепени към дъното; Диатомеи, златни водорасли и водорасли еуглена плуваха във водните стълбове. В резултат на увеличеното измиване на соли от сушата, морските животни успяха да се асимилират големи количестваминерални соли. А това от своя страна им отвори широки пътища за изграждане на твърд скелет. Най-разпространените членестоноги - трилобитите, които на външен вид са подобни на съвременните ракообразни - дървесни въшки, са достигнали най-широко разпространение. Много характерен за камбрия е един особен вид многоклетъчни животни - археоциати, изчезнали към края на периода. По това време е имало и разнообразие от гъби, корали, брахиоподи и мекотели. Морските таралежи се появиха по-късно .

ОРДОВИК

В ордовикските морета са представени разнообразно зелени, кафяви и червени водорасли и множество трилобити. През ордовика се появяват първите главоноги, роднини на съвременните октоподи и калмари, и се разпространяват брахиоподи и коремоноги. Имаше интензивен процес на рифообразуване от четирилъчеви корали и табулати. Широко разпространени са граптолитите - полухордови, съчетаващи характеристиките на безгръбначни и гръбначни, напомнящи 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 сух климат.

В силурийските морета граптолитите изживяха живота си, трилобитите изпаднаха в упадък, но главоногите достигнаха изключителен просперитет. Коралите постепенно замениха археоциатите. През силура се развиват своеобразни членестоноги - гигантски ракообразни скорпиони, достигащи до 2 m дължина. В края на палеозоя цялата група ракообразни скорпиони почти изчезва. Те приличаха на съвременния подковонос. 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 различен клас гръбначни животни - безчелюстни или кръглостоми. Те не можеха да плуват дълго и най-често лежаха на дъното на заливи и лагуни. Поради заседналия си начин на живот те не успяха да се развият по-нататък. Сред съвременните представители на циклостомите са известни миноги и риби. Характерна особеност на силурийския период е интензивното развитие на земните растения. Едни от първите сухоземни, или по-скоро земноводни, растения са били псилофитите, които проследяват своя произход от зелените водорасли. В резервоарите 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. Поради 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. Той е подготвен от предишната еволюция на органичния и неорганичния свят.

ДЕВОНСКИ

Девън е периодът на рибите. Девонският климат е по-континентален, в планинските райони на Южна Африка. В по-топлите райони климатът се промени към по-голямо изсушаване и се появиха пустинни и полупустинни райони.

В девонските морета рибата процъфтява. Сред тях имаше хрущялни риби и се появиха риби с костен скелет. Според структурата на перките костните риби се делят на лъчеперки и лобопери. Доскоро се смяташе, че животните с лобови перки са изчезнали в края на палеозоя. Но през 1938 г. риболовен траулер доставя такава риба в музея на Източен Лондон и тя е 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 и издигането на сушата.

Типичните спорови растения са еволюирали от псилофити: мъхове, хвощове и птеридофити. На земната повърхност се появиха първите гори.

До началото на карбона настъпи забележимо затопляне и овлажняване. На огромни долини и тропически горив условията на непрекъснато лято всичко растеше бързо нагоре. Еволюцията е открила нов начин- размножаване чрез семена. Затова е голо семенни растенияпоеха еволюционната щафета, а споровите растения останаха страничен клон на еволюцията и избледняха на заден план. Появата на гръбначните животни на сушата се случи 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. Нов начиндвижението им позволи да се извадят от водата за известно време. Това доведе до появата на същества с нов начин на живот - земноводни. Техните най-древни представители - ихтиошеги - са открити в Гренландия в девонските седиментни скали. Разцветът на древните земноводни датира от карбона. През този период стегоцефалите се развиха широко. Те живееха само в крайбрежната част на сушата и не можеха да завладеят вътрешни масиви, разположени далеч от водни тела.

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 стегоцефалите и развитието на влечугите, през жизнен цикълкоито нямат етапи, свързани с водата. Поради сухоземния начин на живот при влечугите са възникнали няколко основни ароморфози.

МЕЗОЗОЯ

Мезозойът правилно се нарича ерата на влечугите и голосеменните. Към края на мезозоя постепенно настъпва масово измиране на динозаврите в продължение на няколко милиона години. Доминирането на динозаврите в цялото геоложка ераи тяхното почти изчезване в края на епохата представляват голяма мистерия 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. Имаше два вида летящи гущери: рамфоринхи и ширококрили гущери. От удивителното разнообразие на някогашния клас влечуги днес са оцелели 6000 вида. Това са представители на пет еволюционни клона: туатарии, гущери, змии, костенурки, крокодили. Птиците се появяват през юрския период. Те представляват страничен клон на влечуги, които са се приспособили към летене. Първата птица от юрския период, археоптерикс, имаше особено голяма прилика с влечугите. Периодът Креда е наречен така поради изобилието от креда в морските седименти от онова време. Образуван е от останки от черупки на протозойни животни - фораминифери. В началото на периода Креда настъпва следващата голяма промяна в еволюцията на растенията - появяват се цъфтящи растения (покритосеменни). Тези ароморфни промени осигуряват на цъфтящите растения биологичен прогрес през следващата кайнозойска ера. Те са населили Земята широко 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 и бозайници.

По времето на съществуването на динозаврите е била известна група бозайници - малки по размер, с вълнена козина животни, произлезли от тераспиди или животноподобни животни. Живородието, топлокръвността, по-развитият мозък и свързаната с него по-голяма активност по този начин осигуряват прогреса на бозайниците, издигането им в челните редици на еволюцията. В третичния период бозайниците заеха господстващо положение, адаптирайки се към различни условия на сушата, във въздуха, във водата и, така да се каже, замениха мезозойските влечуги. През палеоцена и еоцена първите хищници са еволюирали от насекомоядни, а през олигоцена от тях са се разклонили съвременни групи месоядни. 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 терциерния период се появяват всички съвременни разреди бозайници, а до средата на периода общите прародителски форми на маймуните и хората са широко разпространени. През кватернерния период мастодонтите, мамутите, саблезъбите тигри, гигантските ленивци и едророгите торфени елени изчезват.

Човекът се е заселил в Стария свят преди най-малко 500 хиляди години. Преди заледяването ловците се заселват чак до Огнена земя. Тъй като ледниците се топят, териториите, освободени изпод ледниците, се заселват отново от хора.

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

Лекция 6:Формиране на биологичното разнообразие през различните 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.

Обхванати въпроси:

1.Архейска ера и протерозой

2. Въведение в палеозоя на примера на карбоновия период

3. Мащабът и същността на разликите между карбоновите и карбонските периоди.

4. Мащабът и същността на разликите между въглеродните влакна и съвременната епоха.

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

6. Ролята на живите организми в създаването на условия за достигане на живот на сушата.

7. Идея за мезозоя, използвайки примера на периода Креда.

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

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

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

11. Кайнозойска ера и антропоген. Появата на човека. Развитието на заледяванията и тяхното въздействие върху човечеството. Основни 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. Обща схемаЕволюцията на животинския свят за повече от един милиард години е показана на фиг. 1. Целият животински свят се е развил от общи предци - древни примитивни едноклетъчни организми (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. Примитивните двойни слоеве (13) доведоха до развитието на два различни еволюционни клона. Освен това 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. Числата показват различни групи животни, както съществуващи, така и някои изчезнали, които са обозначени с кръгове с черен контур.

ориз. 1. Схема на развитие на животните. 1 - първичен едноклетъчен; 2 - амеби; 3 - реснички; 4 - камшичета; 5 - първи колониални флагелати; 6 - гъби; 7 - долен двуслоен многоклетъчен; 8,9, 10 - коелентерни: коралови полипи, хидра, 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 - пръстеновидни червеи (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 формирането на Земята до появата на първите многоклетъчни организми преди приблизително 540 милиона години. Най-старите познати ни скали са само на 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 тях. Преди около 2-3 милиарда години започнаха да се формират ядрата на континентите, разделени от вода. В края на протерозоя те се обединяват в първия суперконтинент Пангея, който включва Африка в центъра, Америка, Европейската и Сибирската (руската) плоча на север и Антарктида, Австралия, Индия и Арабия на юг.

^ Архейска ера.Първите останки и признаци на активност на живи организми датират отпреди 3,5 милиарда години (находища в Южна Африка). Животът може да се появи само когато се създадат благоприятни условия за тази, на първо място, благоприятна температура. Живата материя, наред с други вещества, е изградена от протеини. Следователно, по времето, когато се е зародил животът, температурата на земната повърхност е трябвало да спадне 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 физични и химични процеси, присъщи на неорганичната материя. Определено химични съединениясе образуват при определени условия и вероятността за образуване на сложни органични съединения е особено висока за въглеродните атоми поради техните специфични характеристики. Ето защо въглеродът стана строителен материал, от които, според законите на физиката и химията, относително са възникнали най-сложните органични съединения. Молекулите не са достигнали веднага необходимата степен на сложност, така че можем да говорим за химическа еволюция, чийто процес е бил доста бавен.

Първите живи организми можеха да се хранят изключително с органични вещества, т.е. 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 поглъщат енергията на слънчевите лъчи и с нейна помощ да разделят водата на съставните й елементи. Използвайки водород, те успяха да превърнат въглеродния диоксид във въглехидрати и да го използват за изграждане на други органични вещества в телата 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. Непосредствено след образуването 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. В края на архейската ера живите същества са разделени на прокариоти и еукариоти. Предполага се, че откритият графит в тогавашните седименти 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. Особено разпространени са едноклетъчните водорасли, 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 типа гъба и кишечнополостни. Тези примитивни същества все още не са имали варовиков скелет, но понякога се откриват отпечатъци от телата им. Съществуването на по-големи живи същества (червеи) се показва от ясни зигзагообразни отпечатъци - следи от пълзене, както и останки от „норки“, открити в утайките на морското дъно. През 1947 г. австралийският учен Р.К. Спригс открива изключително интересна фауна в хълмовете Едиакара (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 медузи, гъби, членестоноги, други приличат на червеи - пръстеновидни. Повечето животни от онова време са водили дънен начин на живот (мекотели), което се обяснява с концентрацията на растения и органични вещества на дъното, които са им служили като храна.
На фиг. Фигура 2 показва някои организми от едиакарската фауна.

ориз. 2. Късен протерозой: 1-водорасли, 2-гъби, 3,6-чревни ивици (3-медузи, 6-осемлъчеви корали), 4,8-пръстенени червеи, 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 докамбрий и камбрий е белязана от скали, които внезапно разкриват удивително разнообразие от животински вкаменелости с минерални скелети - резултат от "камбрийската експлозия" на форми на живот.

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

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. Животински святот това време, открит за първи път през 1909 г. в планините на Канада от C. Walcott, е представен главно от бентосни организми, като археоциати (аналози на корали), гъби, различни бодлокожи (морски звезди, морски таралежи, морски краставици и др.) , червеи, членестоноги (различни трилобити, подкови). 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, торс и опашка). Всички те са измрели до края на пермския период, само представители на едно семейство са оцелели до днес. Приблизително 30% от камбрийските видове са брахиоподи - морски животни с двучерупчести черупки, подобни на мекотелите. От трилобитите, преминали към хищничество, се появяват ракообразни скорпиони с дължина до 2 м. В края на камбрийския период се появяват главоноги, включително родът на наутилусите, който все още е запазен, а от бодлокожите - примитивни хордови (ципести и анезкулати). Появата на акорда, която придаваше твърдост на тялото, беше важно събитиев 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. Първоначално този океан достига ширина от около 2000 км, след което отново започва да се стеснява, тъй като земните маси, които съставляват Европа, Северна Америка и Гренландия, започват постепенно да се приближават един към друг, докато накрая се слеят в едно цяло. По време на силурийския период Сибир „доплува“ към Европа (формират се малките казахски хълмове), 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 което по-голямата част от нея беше покрита с огромни блата; членестоногите и главоногите бяха често срещани в моретата. Появяват се първите безчелюстни гръбначни животни (например сегашните кръглостоми - миногите). Това са дънни форми, които се хранят с органични останки. Тялото им беше покрито с щитове, които ги предпазваха от ракообразни скорпиони, но все още нямаше вътрешен скелет.

Преди приблизително 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 оттегляне на океанските води. По това време лишеите и първите сухоземни растения, наподобяващи водорасли - псилофити - се появяват по блатистите брегове на резервоари, в приливните зони. Като адаптация към живота на сушата се появява епидермис с устица, централна проводяща система и механична тъкан. Образуват се спори с дебела обвивка, предпазваща ги от изсъхване. Впоследствие еволюцията на растенията върви в две посоки: бриофити и висши спорови растения, както и семенни растения.

Появата на безгръбначните на сушата се дължи на търсенето на нови местообитания и липсата на конкуренти и хищници. Първите сухоземни безгръбначни са представени от тардигради (които понасят добре сушенето), пръстеновидни, а след това стоножки, скорпиони и паякообразни. Тези групи произлизат от трилобити, които често се оказват на плитчините по време на отливи. На фиг. Фигура 3 представя основните представители на животните от ранния палеозой.

ориз. 3. Ранен палеозой: 1-археоциати, 2,3-кишечнополови (2-четирилъчеви корали, 3-медузи), 4-трилобит, 5,6-мекотели (5-главоноги, 6-коремоноги), 7-брахиоподи, 8, 9-бодлокожи (9-криноиди), 10-граптолит (хемахордати), 11-безчелюстни риби.

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

Девонският период е време на най-големите катаклизми на нашата планета. Европа, Северна Америка и Гренландия се сблъскаха една с друга, образувайки огромния северен суперконтинент Лавразия. В същото време огромни масиви от седиментни скали бяха изтласкани от дъното на океана, образувайки огромни планински системи в източна Северна Америка (Апалачи) и западна Европа. Ерозията на издигащите се планински вериги е довела до образуването голямо количествокамъчета и пясък. Те образуват обширни находища от червен пясъчник. Реките носеха планини от утайки в морето. Образуваха се широки блатисти делти, които създаваха идеални условия за животните, дръзнали да направят първите такива важни стъпкиот водата към сушата.

Сред безгръбначните морски животни от това време, 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 гнатостоми - 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 от бронирани гнатостоми се появяват хрущялни риби (акули, скатове и химери), най-често срещаните в моретата и сладките води са лъчеперите костни риби, чиито перки са дълги костни лъчи, сега рядко белодробни риби (т.е. както хрилете, така и белите дробове), както и рибите с лобови перки, които в момента са представени от един реликтен род - целакант. Лобоперите и белодробните риби са запазените форми на лобоперите риби - месестите им перки имат костни израстъци в основата, от които излизат костни лъчи.

В края на девон гръбначните животни излизат на сушата. Това се дължи на изменението на климата и изсушаването на плитките водни тела. Лобови перки, прародители на сухоземни гръбначни животни, способни да дишат атмосферен въздухи пълзят от езерце в езерце с помощта на перки, в началото те напускат водата само за кратки периоди. Те се движеха лошо по сушата, използвайки за тази цел змиевидни извивки на тялото си (сякаш плуваха на сушата). Само постепенно сдвоените крайници започнаха да играят все по-важна роля в движението по сушата, което по пътя 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 (1-2 м дълги) - все още са имали много рибоподобни характеристики в структурата си. Благодарение на интензивните почвообразуващи процеси и специалните климатични условия, в края на този период се появяват равнинни гори, образувани от различни дървовидни хвощове, мъхове и 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 и двата суперконтинента постоянно се приближават един към друг. Това движение тласна нагоре нови планински вериги, които се образуваха по краищата на плочите на земната кора, а краищата на континентите бяха буквално наводнени от потоци лава, изригващи от недрата на Земята. Климатът се охлади значително и докато Гондвана „преплува“ през него Южен полюс, планетата е преживяла поне два ледникови периода.

Благодарение на топлия и влажен климат на карбонския период процъфтяват дървесни спорови растения, чиито характерни представители са ликофити (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 (птеридоспермиди) и голосеменни (кордаити). Възникващите семенни растения могат да се заселят на по-сухи места, тъй като характеристиките на тяхното размножаване не са свързани с наличието на вода. Огромни гори от различни дървета, които след смъртта образуваха дебели слоеве торф, станаха основа за формирането на съвременни въглищни находища.

Сред животните от това време сухоземните животни станаха най-забележими. През карбона се появяват първите примитивни насекоми, които са най-разнообразните живи организми (повече от милион вида) - хлебарки, Coleoptera (бръмбари), Orthoptera (скакалци, щурци), Diptera (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, които имат 5-8 пръста. Към края на периода климатът става все по-сух и континентален. Това стимулира появата на нова група животни - рептили (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 (преди 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. И в Северна АмерикаАпалачия порасна. До края на пермския период формирането на гигантския суперконтинент Пангея е напълно завършено. Пермът видя най-голямото отстъпление на морето в историята на Земята и вулканичната активност отново се увеличи. Образуваха се обширни земни пространства, а във вътрешните райони на континентите климатът стана рязко континентален. Значително заледяване се случи в почти цяла съвременна Африка, Австралия и Антарктика.

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

ориз. 4. Късен палеозой: 1-колентерни (единични 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-перки, 8-панцирни, 9-хрущялни), 10-амфибии (11-пеликозавър, 12-пареиозавър, 13-чужд), 14-18-растения (; 14-псилофит, 15-членест (каламит), 16-ликофит (лепидодендрони и сигилария), 17-папрат, 18-кордит).

В животинския свят класът на влечугите се развива интензивно: първите, котилозаврите, станаха предшественици на всички други форми на влечуги. На първо място, гущерите (пеликозаври, които имаха голям кожен ръб за регулиране на телесната температура). Малко по-късно те бяха заменени от терапсиди (вероятни предшественици на бозайници), съчетаващи в структурата си характеристиките на земноводни, влечуги и бозайници, както и архозаври (древни гущери). В края на пермския период се случи най-значимото изчезване в историята на Земята - около 90-95% от животинските и растителни видове изчезнаха: големи морски мекотели, трилобити, гигантски риби (достигащи дължина до 15 м), бронираните животни, големите насекоми и паякообразните изчезнаха. Много земноводни също са умрели, след което никога повече не са били голяма група. 4 животински и растителни свята от втората половина на палеозойската ера.

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

Триаският период в историята на Земята бележи началото на мезозойската ера или „ерата среден живот„Преди това всички континенти бяха обединени в един гигантски суперконтинент Пангея. С настъпването на триаса Пангея започна постепенно да се разделя, процесите на изграждане на планини, започнали през Перм, продължиха. Климатът в онези дни беше еднакъв по цялото земно кълбо На полюсите и на екватора климатичните условиябяха 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 (ела, кипарис, тис), гинко и бенетидови - предшествениците на покритосеменните. Всички тези растения образуват сухи гори. В моретата се появиха и размножиха амонити, белемнити (предците на съвременните октоподи, сепии и калмари), по-напреднали шестлъчеви корали, бодлокожи, акули и лъчеперки риби, които мигрираха от сладки водоеми; На сушата се развиват различни насекоми, включително летящи; мястото на изчезналите древни земноводни идват от първите представители на съвременните земноводни - безопашати (жаби, жаби), опашати (тритони и саламандри), безкраки (цецилии - същества). подобни на земните червеи с дължина 1,5 m) и вече изчезналите Albanepretons. Съвременните представители на тези организми са се появили преди 50-70 милиона години.

Мезозойският период също е епоха на просперитет за влечугите. Те постепенно завладяха и трите елемента: вода, земя и въздух. По това време (започвайки преди 220 милиона години) се появява голямо разнообразие от влечуги. Архозаврите дават началото на няколко еволюционни линии: рано изчезналите текодонти, съществуващи днес (общо три семейства) крокодили, птерозаври (летящи влечуги) и динозаври, като последните се разделят на две подгрупи - гущери хипи (те се делят на тревопасни - зауроподи - и месоядни - тероподни - форми) и орнитиши, които са били вегетарианци. Успоредно с тях се развиват потомците на котилозаврите - костенурките, появили се на Земята преди 210 милиона години и оцелели до днес, морските влечуги (делфиноподобни ихтиозаври и плезиозаври, наподобяващи кръстоска между крокодил, тюлен и жираф ), клюноглави (оцелял е само един вид, живеещ в Нова Зеландия, - hatteria), люспести (различни гущери и змии) и подобни на животни (терапсиди). От малки терапсиди преди приблизително 225 милиона години са се развили примитивни бозайници, 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 монотреми (прото-звери), които съчетават качествата на влечуги и животни, до момента в Австралия са оцелели само 3 вида такива животни - птицечовка и 2 вида ехидна.

През юрския период климатът става топъл и влажен, сравнително равномерен и се образуват обширни блата и езера. В сурови и сенчести местаПреобладаваха папратите. Около 80% от флората на планетата по това време са били голосеменни. И в тогавашната фауна най-разпространени са влечугите, които достигат наистина рекордни гигантски размери. Сред тях бяха бронтозаври и диплодоки, които живееха по бреговете на резервоари и достигаха 25-30 метра дължина и 20 тона маса, както и хищни двуноги тиранозаври с дължина до 15 метра. Техните местообитания са доминирани от летящи гущери (птерозаври) с размах на крилете до 12 m и ихтиозаври с дължина до 20 m. Преди около 150 милиона години древните птици са се развили от една от формите на хищни динозаври, които са се развили в няколко посоки навсякъде. периода креда. Най-известният и добре описан (10 скелета) представител на древните птици е археоптерикс (което означава " древно перо“), чийто първи скелет е намерен през 1861 г., няколко години след появата на еволюционната теория на Дарвин.

^ Мезозойска ера: Креден период (от преди 145 до 65 милиона години)

През този период повърхността на нашата планета започва да придобива съвременен вид: Северна Америка се отделя, разпадането на Гондвана продължава и се появяват независими Южна Америка, Африка, Австралия и Антарктида. В центъра на Индийския океан беше плочата Хиндустан. Между южните континенти и Евразия е останал древният океан Тетис. Името на периода се свързва с откриването на седиментни отлагания от бяла креда на всички континенти, която е най-характерната скала за това време. В Западна Америка и Източна Азия протичат процеси на изграждане на планини.

В средата на периода много земни площи бяха наводнени.

В ранната и средната креда възниква голямо разнообразие от специализирани форми на влечуги: стегозаври, птеродактили, мозазаври и др. Започна разпространението на птици, които все още имаха зъби, като влечуги. В средата на Креда се появяват първите цъфтящи (покритосеменни) растения, произхождащи вероятно от някои бенетидоподобни предшественици преди не повече от 150 милиона години. Те бързо се развиват и адаптират към различни природни условия. Преди около 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 възникнаха глобална катастрофа(най-вероятно падането на голям метеорит, кратерът от който е открит в Северна Америка на полуостров Юкатан.). По това време са изчезнали 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-амонити, 6-белемнити), 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 - бененети, 18 - цикасови, 19 - гинго, 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 се движеха, докато „великият южен континент“ Гондвана продължаваше 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 една от друга. През целия палеоген Австралия е била близо до Антарктида. Морските нива спаднаха и в много райони на земното кълбо се появиха нови земни маси.

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 настъпили няколко континентални заледявания, обхващащи обширни територии (особено в северното полукълбо).

В началото на палеогена над по-голямата част от планетата се развива тропичен и субтропичен климат. През първата половина на този период в Европа се формира тропическата така наречена полтавска флора, която замени голосеменните растения и беше представена от различни палми (сабал, нипа), папрати, фикуси, магнолии, лаврови, канелени дървета, мирти и др. Иглолистните дървета (тисове и секвои) също продължават да се развиват). Горите и горите бяха широко разпространени. Неслучайно голяма част от животните са били горски обитатели. Торбестите и плацентарните бозайници са еволюирали паралелно. Първите обаче са оцелели само в Австралия, някои острови в Тихия океан и малко в Южна Америка. Това се дължи на факта, че тези континенти са се отделили рано от останалите, когато плацентите все още не са се развили там. Сред последните месоядните са възникнали от насекомоядни, а копитните са еволюирали, за да ядат различни растителни храни, които са се превърнали в голямо разнообразие от бозайници; те включват еднокопитни (които са се появили преди 55 милиона години, разпространени са широко, но са предимно изчезнали 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.), хобот (появил се малко по-късно и образувал няколко различни форми(динотерии, мамути), но са оцелели само два рода - африкански и индийски слонове), китоподобни (китове, делфини), сирени (които сега са на ръба на изчезване) и др. Сред морските животни заслужава да се отбележи разпространението 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, както и иглолистни дървета. Горите отстъпиха място на савани и храсти. По-голямата част от големите бозайници живееха 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 рога 3 м). Историята на развитието на еднокопитните е интересна; техният прародител е Hyracotherium, с размерите на куче през терциера са живели предимно 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). ), и мангусти (ловци на змии), и хиени (чистачи). Но най-характерните от тях са котките и вълците. Те могат да ловуват най-големите животни благодарение на появата на мощни зъби с дължина до 20 см (котки със саблезъби котки, например Smilodon). Светът на съвременните птици, които са се появили преди 65-60 милиона години, е много разнообразен - нанду (щрауси), жерави (кранове, дропли), Anseriformes (гъски, патици, лебеди и др.), Сови (сови, орли). беше улеснено от съществуването на много насекоми, плодове и семена от цъфтящи растения. Поради липсата на сериозни врагове са съществували диатрими - големи бягащи хищни птици с височина до 2,5 м, сови с височина 1 м, пеликани с размах на крилете 6 м преди 60-55 милиона години, нов етап в развитието на земноводните започнаха, развиха се змии и гущери, широко разпространени гризачи (2000 вида), чийто брой сега представлява около половината от всички бозайници. Те включват катерици (катерици и бобри), сънливи, мишеподобни (хамстери, полевки, мишки и плъхове, като последните две форми се появяват едва в средата на неогена), дикобрази, прасета и отделен, по-древен разред зайцеобразни.

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

По време на неогена континентите все още са „на поход“ и по време на сблъсъка им 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 изместват и плъзгат една върху друга. Въпреки това Австралия и Южна Америка остават изолирани от останалия свят и всеки от тези континенти продължава да развива своя собствена уникална фауна и флора.

В неогена горската и ливадната храстова растителност се заменя със степна и саванна и се образуват 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.; по бреговете на реки и езера растат върби, тополи и елши. По това време животните - обитатели на открити пространства (така наречената фауна на Hipparion) станаха особено широко разпространени: примитивни коне (Hipparions), антилопи, жирафи, бикове, слонове (голямо разнообразие), носорози, които станаха жертва на саблезъби котки (Mahairodus, а по-късно - Smilodon), хиени, мечки и примитивни вълци. Широко разпространени са гигантските бягащи птици, както и лешоядите, кондорите, корвидите, гусеноподобните и др. Неогенът бележи голямо разнообразие от примати, появили се преди около 60 милиона години и началото на развитието на антропоидите. Сега са известни около 200 вида маймуни: полумиани (лемури, тарсиери), по-ниски маймуни (маймуни с широки носове в Южна Америка и мармозетки в Стария свят), антропоиди (шимпанзета, горили, орангутани) и сродни хоминиди (човек). Всички имат общи признаци– един чифт млечни жлези, нокти вместо нокти, противоположен палец, гледащи напред очи, силно развит мозък и поведение. Маймуните са се появили преди 20-25 милиона години. Техни древни изчезнали представители са били дриопитеци (предци на горилите), сивапитеки (предшественици на орангутаните и гибоните), ореопитеки и уранопитеки – предци на шимпанзетата и хоминидите. На фиг. Фигура 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 (Anseriformes), 8-13-бозайници (8-артиодактили (Eohippus), 9-саблезъб тигър (Smilodon), 10-одактили (Hipparion), 11-индикатериум, 12-динотериум, 13-лемур), 14 - палми, 15 - иглолистни, 16 - цъфтящи растения (дъбове).

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

В началото на периода повечето от континентите заемат същото местоположение като днес и някои от тях трябваше да прекосят половината земно кълбо, за да направят това. Тесен сухопътен мост свързва Северна и Южна Америка. Австралия се намираше на противоположната страна на Земята от Великобритания. Гигантски ледени покривки пълзяха по 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 дойде времето за разцвета на човешката раса.

ориз. 7. Живот в антропоцена: 1,2-мекотели (1-коремоноги, 2-главоноги - калмари), 3-риби, 4,5-китоподобни (4-кит, 5-делфин), 6-голям рог елен, 7-мамут, 8-носорог, 9-пещерна мечка, 10-хомо сапиенс, 11-птица, 12-цветни растения - бреза, 13-иглолистни растения - смърч и бор.

В Евразия, поради 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. Фауната беше представена от бизони, пещерни мечки, мамути, вълнисти носорози и др. (т.нар. мамутска фауна). Преди около 2 милиона години за първи път се появява хомо хабилис (Източна Африка) и започва развитието на хоминидите, които са представени от три последователни изкопаеми форми на човека - хабилис, еректус и сапиенс. Флората и фауната са придобили съвременен облик. ориз. 7 представя животни и растения, съвременни на древния човек, а на фиг. 8 основните етапи на антропогенезата и особеностите на всеки от тях в биологичното и социалното 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 повлияят на развитието на Земята.
1) Първо, животът на нашето Слънце не е безкраен; след около 4-5 милиарда години то ще изчерпи водородното гориво. Той ще се разшири до размера на червен гигант и ще „погълне“ всички близки планети на Слънчевата система. Това е най-вероятният процес, но няма да се случи много скоро.

2) Активната човешка дейност може да доведе до сериозни промени. Още сега хората могат да променят някои екологични системи и да влияят на геоложките процеси. А използването на ядрени оръжия може да доведе до непоправими последици, когато отношенията между различните географски зони са сериозно нарушени.

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

Според палеонтологични данни, базирани на изследването на най-старите 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 нежив прототип - коацерватна капка, беше капка от първичния океан, заобиколена от водоотблъскваща обвивка, но протеините и нуклеинови киселинитова не беше случаен сбор 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 точно да се възпроизвеждат, да се копират.

Те се хранеха с готови органични вещества, които се образуваха върху ранни етапиформирането на Земята по абиогенен начин. Според повечето учени в периода 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 готова органична материя) анаеробни бактерии(фиг. 1).

Въпреки факта, че анаеробните бактерии са възникнали в древни времена, днес те са широко разпространени на Земята. Има ги и в буркан с кисело мляко, и в бурен 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, облигатните анаероби не понасят присъствието на кислород в 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 достъп на кислород. Откритите рани и охлузвания са много по-малко опасни. Газовата гангрена също, като правило, започва да се развива след прилагане на гипсова превръзка върху увредения крайник, която предотвратява достъпа на кислород. Опасността от тежко хранително отравяне - ботулизъм - възниква по време на домашно консервиране, когато въздухът се отстранява чрез предварително кипене, а запечатаният капак предотвратява притока на кислород отвън. Ако мариновате краставици или гъби в отворен съд, причинителят на ботулизма няма да се развие, тъй като е задължителен анаероб. При консервиране у дома 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, образувани в големи количества по време на ранните етапи от формирането на Земята. Абиогенният синтез на органични вещества беше улеснен от високите атмосферни температури и бурната вулканична дейност. По времето, когато се появяват първите живи организми, Земята се е охладила и интензивността на абиогенния синтез на органични вещества значително е намаляла. Развитието на анаероби неизбежно би изчерпало запасите от органични вещества, което от своя страна би довело до смъртта на всички живи организми. Може би историята на развитието на живота на Земята щеше да приключи там, ако само 100 милиона години по-късно (преди 3,4 милиарда години), под влиянието на ожесточената конкуренция за органична материя, на Земята не се появи ново поколение живи организми - фотосинтезиращи бактерии(виж Фиг. 1).

Уникална 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 са имали 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 са взели водород не от вода, както се случва в повечето съвременни фотосинтезиращи организми, а от сероводород (H 2 S), тъй като енергията, необходима за отделяне на водородни атоми от молекула на сероводород, е 7 пъти по-малка, отколкото за отделянето му от водна молекула.

Фотосинтезата с освобождаване на кислород се появява по-късно в цианобактериите (синьо-зелени водорасли). Цианобактериите първи извършиха фотолиза 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 на 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 от Слънцето.

С появата на кислород в горните слоеве на атмосферата, на надморска височина от 15-30 км, се образува озонов екран, предпазващ живите организми от разрушителното въздействие на ултравиолетовото лъчение, което послужи 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 стопанската 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 техните тела, така и за получаване на необходимата за живота им енергия, докато кислородът е страничен продукт на фотосинтезата. Следователно за най-древните живи организми - анаеробни 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 1 g) органични вещества, отколкото при безкислородно дишане. В резултат на това аеробните бактерии успяха 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 те последователно възникват и след това съжителстват. 3 поколения прокариоти: анаеробни бактерии, фотосинтезиращи бактерии и аеробни бактерии(виж Фиг. 1).

Фотосинтезиращите бактерии могат да създават органични вещества от неорганични, а аеробните бактерии могат 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 начините, по които един организъм се използва едностранно от друг, е хищничеството. На определен етап от развитието анаеробните бактерии доведоха до появата на хищни амебоидни организми, способни да улавят и консумират както фотосинтезиращи бактерии, така и аеробни бактерии, използвайки 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. Появилата се по този начин общност от живи организми имаше много ценни свойства: способността да фотосинтезира поради активността на фотосинтезиращите 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 изгодните, симбиотични връзки на тези три групи организми се консолидираха и станаха стабилни: фотосинтезиращи бактериисе превърна в хлоропласт s, a аеробни окислителни бактерии - V Енергийните станции на клетката са митохондриите.Както митохондриите, така и хлоропластите понастоящем запазват собствения си наследствен апарат, възпроизвеждат се независимо от клетъчния компартмент и се наследяват чрез цитоплазмата на майчината линия.

За да управлява сложна общност от живи организми и да защити своя собствен генетичен материал (в края на краищата, други организми, включени в общността, имаха своя собствена генетична програма), в клетката-носител възниква специална клетъчна органела - сърцевина.

Живите организми, чиито клетки имат оформено ядро, се наричат ​​еукариоти(от гръцки ЕС -добре, напълно и 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.

По-древните по произход бактерии нямат оформено ядро.

Живите организми, чиито клетки нямат оформено ядро, се наричат ​​прокариоти (от латинското pro - пред, пред и гръцкото karyon - ядро). Всички бактерии, включително фотосинтезиращите, са прокариоти. Наследствената информация в тях е представена от една кръгова ДНК молекула, разположена директно в цитоплазмата и неразличима под конвенционален светлинен микроскоп.

Тъй като според съвременните научни концепции еукариотните клетки са симбиотични общности от два или три живи организма, хипотезата за произхода на еукариотите, описана по-горе, се нарича симбиотична.

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

Около 1,5 милиарда години т.нар. от тях възникват по-напреднали еукариотни организми, способни на бързо активно движение - древни флагелати (виж фиг. 1). Общоприето е, че флагелите, 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 от тях, 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 нарастващата роля на активното движение, което се дължи на необходимостта от търсене на храна и улавяне на плячка. Системата за контрол на движението също се подобрява, което в крайна сметка води до появата на високо организирана нервна система и накрая до интелигентност.

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

Така около 1,5 милиарда години т.нар. От един-единствен прародител - древния флагелат - възникват две най-важни царства на живите организми - растителното и животинското царство.

Появата на примитивна клетка означава края на предбиологичната еволюция на живите същества и началото на биологичната еволюция на живота.

Първите едноклетъчни организми, които се появяват на нашата планета, са примитивни бактерии, които нямат ядро, тоест прокариоти. Както вече беше посочено, това са едноклетъчни безядрени организми. Те бяха анаероби, защото живееха в среда без кислород, 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 типа на ферментация. Но постепенно „органичният бульон” намалява в резултат на активната консумация. 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. Процесът на образуване на хлорофил и фотосинтеза следва този път.

Преходът на живите същества към фотосинтеза и автотрофния тип хранене беше повратна точка в еволюцията на живите същества. Атмосферата на Земята започна да се „пълни“ с кислород, който беше отрова за анаеробите. Поради това много едноклетъчни анаероби загинаха, други намериха убежище в безкислородна среда - блата и, докато се хранеха, отделяха не кислород, а метан. Други пък са се адаптирали към кислорода. Техният централен метаболитен механизъм е кислородното дишане, което позволява да се увеличи добивът на полезна енергия с 10-15 пъти в сравнение с анаеробния тип метаболизъм - ферментация. Преходът към фотосинтеза е дълъг процес и е завършен преди около 1,8 милиарда години. С появата на фотосинтезата все повече енергия от слънчевата светлина се натрупва в органичната материя на Земята, което ускорява биологичния цикъл на веществата и еволюцията на живите същества като цяло.

В кислородна среда се образуват еукариоти, тоест едноклетъчни организми с ядро. Това вече са били по-напреднали организми с фотосинтетична способност. Тяхната ДНК вече е концентрирана в хромозоми, докато в прокариотните клетки наследственото вещество е разпределено в клетката. Еукариотните хромозоми бяха концентрирани в клетъчното ядро, а самата клетка вече се възпроизвеждаше без значителни промени. Така дъщерната клетка на еукариотите била почти точно копие на майчината клетка и имала 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. Това разделение е станало през протерозоя, когато Земята е била обитавана от едноклетъчни организми.

От началото на еволюцията еукариотите се развиват дуално, т.е. едновременно имат групи с автотрофно и хетеротрофно хранене, което осигурява целостта и значителната автономност на живия свят.

Растителните клетки са еволюирали, за да намалят способността си да се движат поради развитието на здрава целулозна мембрана, но да използват фотосинтеза.

Животинските клетки са еволюирали, за да увеличат способността си да се движат и да подобрят способността си да абсорбират и отделят хранителни продукти.

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

По-нататъшна стъпка в еволюцията на живите същества се случи преди около 700–800 милиона години, когато се появиха многоклетъчни организми с диференцирани тела, тъкани и органи, които изпълняват специфични функции. Това са гъби, кишечнополостни, членестоноги и др., Свързани с многоклетъчните животни.

През целия протерозой и в началото на палеозоя растенията са обитавали предимно морета и океани. Това са зелени и кафяви, златни и червени водорасли. Впоследствие в камбрийските морета вече съществуват много видове животни. По-късно се специализират и усъвършенстват. Сред морските животни от онова време са ракообразни, гъби, корали, мекотели и 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 челюстни рибоподобни животни. През девона започват да се появяват белодробни риби - земноводни, а след това и насекоми. Нервната система постепенно се развива 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 сухоземни растения и животни. В бъдеще именно от тях възникват 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 изисква много промени от живите организми и предполага развитието на подходящи адаптации. Той рязко увеличи скоростта на еволюция на живота на Земята. Човекът стана върхът на еволюцията на живите същества. Животът във въздуха е „увеличил” телесното тегло на организмите, въздухът не съдържа хранителни вещества, въздухът предава светлина, звук, топлина по различен начин от водата и количеството кислород в него е по-високо. Беше необходимо да се адаптира към всичко това. 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 около 67 милиона години птиците и бозайниците са получили предимство в естествения подбор. Благодарение на топлокръвния характер на бозайниците, те бързо заемат доминираща позиция на Земята, което се свързва с условията на охлаждане на нашата планета. По това време именно топлокръвността се превърна в решаващ фактор за оцеляване.

Осигурява постоянна висока телесна температура и стабилно функциониране на вътрешните органи на бозайниците. Живородието на бозайниците и храненето на малките им 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 месоядните животни на копитни и хищни, а първите насекомоядни бозайници отбелязаха началото на еволюцията на плацентните и торбестите организми.

Решаващият етап в еволюцията на живота на нашата планета беше появата на разред примати. В кайнозоя, преди приблизително 67–27 милиона години, приматите се разделят на нисши и големи 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. Това направи възможно формирането на 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 хората, напротив, тя е развила индивидуалните черти на индивида. Това беше мощен двигател за развитието на отбора.