Istorinė gyvybės žemėje raida trumpa. Kaip Žemėje gimė gyvybė: istorija, kilmės ypatybės ir įdomūs faktai

ANKSTYVOS EVOLIUCIJOS ETAPAI:

Koacervatai (priešląstelinių gyvybės formų atsiradimas)

Prokariotinės ląstelės (gyvybės atsiradimas, ląstelių gyvybės formos - anaerobiniai heterotrofai)

Chemosintetinės bakterijos (chemosintezės atsiradimas)

Fotosintetinės bakterijos (fotosintezės atsiradimas, ateityje tai sukels ozono ekrano atsiradimą, kuris leis organizmams pasiekti žemę)

Aerobinės bakterijos (deguonies kvėpavimo atsiradimas)

Eukariotinės ląstelės (eukariotų atsiradimas)

Daugialąsčiai organizmai

- (organizmų atsiradimas sausumoje)

AUGALŲ Evoliucijos ETAPAI:

- (fotosintezės atsiradimas prokariotuose)

Vienaląsčiai dumbliai

Daugialąsčiai dumbliai

Riniofitai, psilofitai (augalų atsiradimas sausumoje, ląstelių diferenciacija ir audinių atsiradimas)

Samanos (lapų ir stiebo atsiradimas)

Paparčiai, asiūkliai, Plaunas (šaknų atsiradimas)

Angiosperms (gėlių ir vaisių atsiradimas)

GYVŪNŲ Evoliucijos ETAPAI:

Paprasčiausias

Žarnynas (daugialąstės išvaizda)

Plokščiosios kirmėlės (dvišalės simetrijos atsiradimas)

Apvalūs kirminai

Annelidai (kūno segmentacija)

Nariuotakojai (chitininio dangalo išvaizda)

Be kaukolės (notochordo formavimasis, stuburinių gyvūnų protėviai)

Žuvys (stuburinių gyvūnų smegenų kilmė)

Cis-pelekės žuvys

Stegocefalija (pereinamosios formos tarp žuvų ir varliagyvių)

Varliagyviai (plaučių ir penkių pirštų galūnių atsiradimas)

Ropliai

Kiaušialąstės žinduoliai (keturių kamerų širdies atsiradimas)

Placentiniai žinduoliai

PAPILDOMA INFORMACIJA:
2 DALIES TIKSLAI:

Užduotys

1. Nustatyti evoliucinių procesų Žemėje seką chronologinė tvarka
1) organizmų atsiradimas sausumoje
2) fotosintezės atsiradimas
3) ozono ekrano susidarymas
4) koacervatų susidarymas vandenyje
5) ląstelių gyvybės formų atsiradimas

Atsakymas


2. Nustatyti evoliucinių procesų Žemėje seką chronologine tvarka
1) prokariotinių ląstelių atsiradimas
2) koacervatų susidarymas vandenyje
3) eukariotinių ląstelių atsiradimas
4) organizmų atsiradimas sausumoje
5) daugialąsčių organizmų atsiradimas

Atsakymas


3. Nustatyti seką, atspindinčią protobiontų evoliucijos etapus. Užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) anaerobiniai heterotrofai
2) aerobai
3) daugialąsčiai organizmai
4) vienaląsčiai eukariotai
5) fototrofai
6) chemotrofai

Atsakymas


4. Chronologine tvarka nustatyti organizmų grupių atsiradimo Žemės organinio pasaulio raidoje seką. Užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) heterotrofiniai prnokariotai
2) daugialąsčiai organizmai
3) aerobiniai organizmai
4) fototrofiniai organizmai

Atsakymas


Nustatyti aromorfozių susidarymo seką chordatų evoliucijoje
1) plaučių atsiradimas
2) galvos ir nugaros smegenų formavimasis
3) akordų formavimas
4) keturių kamerų širdies atsiradimas

Atsakymas


Išdėstykite gyvūnų organus jų evoliucinės kilmės tvarka. Užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) plaukimo pūslė
2) akordas
3) trijų kamerų širdis
4) gimda
5) nugaros smegenys

Atsakymas


Chronologine tvarka nustatykite aromorfozių atsiradimo seką stuburinių gyvūnų evoliucijos procese Žemėje. Užrašykite atitinkamą skaičių seką
1) dauginimasis kiaušiniais, padengtais tankiais lukštais
2) žemės tipo galūnių formavimas
3) dviejų kamerų širdies atsiradimas
4) embriono vystymasis gimdoje
5) maitinimas pienu

Atsakymas


Nustatyti aromorfozių susidarymo seką bestuburių evoliucijoje
1) kūno dvišalės simetrijos atsiradimas
2) daugialąsčių atsiradimas
3) chitinu padengtų sąnarinių galūnių atsiradimas
4) kūno suskaidymas į daugelį segmentų

Atsakymas


Nustatykite teisingą pagrindinių gyvūnų grupių atsiradimo Žemėje seką. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti.
1) nariuotakojai
2) anelidai
3) Be kaukolės
4) plokščiosios kirmėlės
5) Žarnyno

Atsakymas


Atsižvelgdami į jų sudėtingumą, nustatykite seką, kurioje turėtų būti pateikiami bestuburių tipai nervų sistema evoliucijoje
1) plokščiosios kirmėlės
2) nariuotakojai
3) Žarnyno
4) anelidai

Atsakymas


Nustatyti šių gyvūnų organizavimo evoliucijos procese komplikacijų seką
1) sliekas
2) paprastoji ameba
3) baltasis planarinis
4) gali vabalas
5) nematodas
6) vėžiai

Atsakymas


Nustatyti procesų, vykstančių augalų evoliucijos Žemėje metu, seką chronologine tvarka. Atsakyme užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) eukariotinės fotosintetinės ląstelės atsiradimas
2) aiškus kūno padalijimas į šaknis, stiebus, lapus
3) nusileidimas į krantą
4) daugialąsčių formų atsiradimas

Atsakymas



1) žalieji dumbliai
2) asiūklis
3) sėkliniai paparčiai
4) rinofitai
5) gimnasėkliai

Atsakymas


Nustatykite chronologinę tvarką, kuria Žemėje pasirodė pagrindinės augalų grupės
1) Psilofitai
2) Gimnosėkliai
3) sėkliniai paparčiai
4) vienaląsčiai dumbliai
5) Daugialąsčiai dumbliai

Atsakymas


Nustatykite augalų taksonominės padėties seką, pradedant nuo mažiausios kategorijos. Užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) psilofitai
2) vienaląsčiai dumbliai
3) daugialąsčiai dumbliai
4) gimnasėkliai
5) papartis
6) gaubtasėkliai

Atsakymas


Nustatykite seką, kuria vyko augalų pasaulio vystymasis Žemėje
1) gaubtasėklių atsiradimas ir dominavimas
2) dumblių atsiradimas
3) gimnasėklių atsiradimas ir dominavimas
4) augalų atsiradimas sausumoje
5) paparčių atsiradimas ir dominavimas

Atsakymas


Nustatyti augalų evoliucijos aromatomorfozių seką, dėl kurios atsirado labiau organizuotos formos
1) ląstelių diferenciacija ir audinių išvaizda
2) sėklos išvaizda
3) gėlės ir vaisiaus formavimas
4) fotosintezės atsiradimas
5) šaknų sistemos ir lapų formavimas

Atsakymas


Nustatykite teisingą augalų svarbiausių aromorfozių atsiradimo seką. Užrašykite atitinkamą skaičių seką.
1) daugialąsčių atsiradimas
2) šaknų ir šakniastiebių išvaizda
3) audinių vystymasis
4) sėklų formavimas
5) fotosintezės atsiradimas
6) dvigubo apvaisinimo atsiradimas

Atsakymas


Išdėstykite augalus tokia seka, kuri atspindėtų jų organizavimo sudėtingumą taksonominių grupių, kurioms jie priklauso, raidos metu.
1) Chlamidomonas
2) Psilofitas
3) Paprastoji pušis
4) skilteles papartis
5) Ramunė officinalis
6) rudadumbliai

Atsakymas


Nustatykite teisingą svarbiausių augalų aromatomorfozių seką. Užsirašykite skaičius, po kuriais jie nurodyti.
1) Fotosintezė
2) Sėklų formavimas
3) Vegetatyvinių organų atsiradimas
4) Gėlės atsiradimas vaisiui
5) Daugialąstės atsiradimas


Pirmieji gyvi organizmai buvo anaerobiniai heterotrofai, neturėjo tarpląstelinių struktūrų ir savo struktūra buvo panašūs į šiuolaikinius prokariotus. Maisto ir energijos jie gaudavo iš abiogeninės kilmės organinių medžiagų. Tačiau cheminės evoliucijos metu, kuri truko 0,5–1,0 milijardo metų, sąlygos Žemėje pasikeitė. Ankstyvosiose evoliucijos stadijose susintetintų organinių medžiagų atsargos pamažu išseko, tarp pirminių heterotrofų kilo arši konkurencija, kuri paspartino autotrofų atsiradimą.
Patys pirmieji autotrofai sugebėjo fotosintezuoti, tai yra, jie naudojo saulės spinduliuotę kaip energijos šaltinį, bet nesudarė deguonies. Tik vėliau atsirado cianobakterijos, galinčios fotosintezuoti išskirdamos deguonį. Atmosferoje susikaupus deguoniui, susiformavo ozono sluoksnis, kuris apsaugojo pirminius organizmus nuo ultravioletinių spindulių, tačiau kartu sustojo ir abiogeninė organinių medžiagų sintezė. Dėl deguonies susiformavo aerobiniai organizmai, kurie šiandien sudaro daugumą gyvų organizmų.
Lygiagrečiai gerėjant medžiagų apykaitos procesams, sudėtingėja ir vidinė organizmų struktūra: branduolys, ribosomos, membrana.
atsirado organelės, tai yra eukariotinės ląstelės (52 pav.). Kai kurie pirminiai
heterotrofai užmezgė simbiotinį ryšį su aerobinėmis bakterijomis. Juos užfiksavę heterotrofai pradėjo naudoti kaip elektrines. Taip atsirado šiuolaikinės mitochondrijos. Dėl šių simbiontų atsirado gyvūnai ir grybai. Kiti heterotrofai užfiksavo ne tik aerobinius heterotrofus, bet ir pirmines sintetinių medžiagų nuotraukas – cianobakterijas, kurios įsitraukė į simbiozę, suformuodamos dabartinius chloroplastus. Taip atsirado augalų pirmtakai.

Ryžiai. 52. Galimas eukariotinių organizmų susidarymo būdas

Šiuo metu gyvi organizmai atsiranda tik dėl dauginimosi. Spontaniška gyvenimo karta šiuolaikinėmis sąlygomis neįmanoma dėl kelių priežasčių. Pirma, Žemės deguonies atmosferos sąlygomis organiniai junginiai greitai sunaikinami, todėl negali kauptis ir tobulėti. Antra, šiuo metu yra daugybė heterotrofinių organizmų, kurie savo mitybai naudoja bet kokią organinių medžiagų sankaupą.
Peržiūrėkite klausimus ir užduotis
Kokie kosminiai veiksniai ankstyvosiose Žemės vystymosi stadijose buvo prielaidos organiniams junginiams atsirasti? Įvardykite pagrindinius gyvybės atsiradimo etapus pagal biopoezės teoriją. Kaip susidarė koacervatai, kokias savybes jie turėjo ir kokia kryptimi vystėsi? Kaip atsirado probiontai? Apibūdinkite, kaip galėjo atsirasti pirmųjų heterotrofų vidinės struktūros komplikacija. Kodėl spontaniška gyvybės karta šiuolaikinėmis sąlygomis neįmanoma?
Pagalvok! Vykdyti! Paaiškinkite, kodėl gyvybės atsiradimas iš neorganinių medžiagų mūsų planetoje šiuo metu yra neįmanomas. Kaip manote, kodėl jūra tapo pagrindine gyvybės vystymosi aplinka? Dalyvaukite diskusijoje „Gyvybės kilmė Žemėje“. Išreikškite savo požiūrį šiuo klausimu.
Darbas kompiuteriu
Žiūrėkite elektroninį priedą. Išstudijuokite medžiagą ir atlikite užduotis.


Eukariotai, eubakterijos ir archėjos. Lygindami nukleotidų sekas ribosominėje RNR (rRNR), mokslininkai priėjo prie išvados, kad visus gyvus organizmus mūsų planetoje galima suskirstyti į tris grupes: eukariotus, eubakterijas ir archajas. Paskutinės dvi grupės yra prokariotiniai organizmai. 1990 m. Karl Woese - Amerikos tyrinėtojas, kuris rRNR pagrindu sukūrė visų gyvų organizmų filogenetinį medį, šioms trims grupėms pasiūlė terminą „domenai“.
Kadangi visų trijų sričių organizmų genetinis kodas yra vienodas, buvo iškelta hipotezė, kad jie turi bendrą protėvį. Šis hipotetinis protėvis buvo vadinamas „progenote“, tai yra, protėviu. Manoma, kad eubakterijos ir archėjos galėjo atsirasti iš pirmtakų, o šiuolaikinis eukariotinės ląstelės tipas, matyt, atsirado dėl senovės eukariotų simbiozės su eubakterijomis.

Pirmieji gyvi organizmai atsirado Archeano eroje. Jie buvo heterotrofai ir maistui naudojo organinius „pirminio sultinio“ junginius. Pirmas mūsų planetos gyventojų buvo anaerobinės bakterijos... Svarbiausias gyvybės evoliucijos Žemėje etapas yra susijęs su fotosintezės atsiradimu, kuri lemia organinio pasaulio skirstymą į augalinius ir gyvūninius. Pirmieji fotosintetiniai organizmai buvo prokariotinės (priešbranduolinės) melsvadumbliai ir melsvadumbliai. Tada pasirodę eukariotai žalieji dumbliai iš vandenyno į atmosferą išleido laisvą deguonį, o tai prisidėjo prie bakterijų, galinčių gyventi deguonies aplinkoje, atsiradimo. Tuo pačiu metu - ant archeaninės proterozojaus eros ribos - įvyko dar du svarbūs evoliuciniai įvykiai. dauginimosi procesas ir daugialąsteliškumas.

Kad aiškiau suprastume paskutinių dviejų aromorfozių prasmę, apsistokime prie jų plačiau.Haploidiniai organizmai (mikroorganizmai, melsvai žali) turi vieną chromosomų rinkinį. Kiekviena nauja mutacija iš karto pasireiškia jų fenotipu. Jei mutacija naudinga, ji išsaugoma atrankos būdu, jei žalinga – pašalinama atrankos būdu. Haploidiniai organizmai nuolat prisitaiko prie aplinkos, tačiau iš esmės naujų ženklų ir savybių jie nesukuria. Seksualinis procesas labai padidina gebėjimą prisitaikyti prie aplinkos sąlygų, nes chromosomose sukuriama daugybė derinių. Diploidas, kuris atsirado kartu su susidariusiu branduoliu, leidžia išsaugoti mutacijas heterozigotinėje būsenoje ir panaudoti jas kaip paveldimo kintamumo rezervas tolesniems evoliuciniams pokyčiams. Be to, heterozigotinėje būsenoje daugelis mutacijų dažnai padidina individų gyvybingumą ir todėl padidina jų galimybes kovoti už išlikimą.

Vienaląsčių eukariotų diploidijos ir genetinės įvairovės atsiradimas, viena vertus, lėmė ląstelių struktūros ir jų susiejimo kolonijose nevienalytiškumą, kita vertus, „darbo pasidalijimo“ tarp kolonijos ląstelių galimybę. t.y daugialąsčių organizmų susidarymas. Dėl ląstelių funkcijų pasidalijimo pirmuosiuose kolonijiniuose daugialąsčiuose organizmuose susiformavo pirminiai audiniai - ektoderma ir endoderma, o tai vėliau leido atsirasti sudėtingiems organams ir organų sistemoms. Pagerinus ląstelių sąveiką, pirmiausia kontaktą, o vėliau padedant nervų ir endokrininei sistemoms, buvo užtikrintas daugialąsčio egzistavimas.



organizmas kaip visuma.

Pirmųjų daugialąsčių organizmų evoliucinių virsmų keliai buvo skirtingi. Kai kurie perėjo prie sėslaus gyvenimo būdo ir tapo tokiais organizmais kaip kempinės... Kiti pradėjo šliaužioti savo blakstienomis. Iš jų atsirado plokščiosios kirmėlės. Dar kiti išlaikė plūduriuojantį gyvenimo būdą, įgijo burną ir sukėlė koelenteratus.

3.Žemės istorija nuo pasirodymo joje organinis gyvenimas ir prieš pasirodant jame žmogui, jis skirstomas į tris didelius laikotarpius – eros, smarkiai besiskiriančias viena nuo kitos ir turinčias pavadinimus: paleozojaus – senovės gyvenimas, mezozojaus – vidurio, neozojaus – naujas gyvenimas.

Iš jų didžiausias laike yra paleozojaus, kartais jis skirstomas į dvi dalis: ankstyvąjį paleozojų ir vėlyvąjį, nes vėlyvojo astronominės, geologinės, klimato ir floristinės sąlygos smarkiai skiriasi nuo ankstyvųjų. Pirmasis apima: kambro, silūro ir devono laikotarpius, antrasis - karboną ir permą.

Iki paleozojaus buvo archeanų era, bet tada dar nebuvo gyvybės. Pirmoji gyvybė Žemėje yra dumbliai ir apskritai augalai. Pirmieji dumbliai atsirado vandenyje: taip šiuolaikinis mokslas mato pirmosios organinės gyvybės atsiradimą ir tik vėliau atsiranda dumbliais mintantys moliuskai.

Dumbliai virsta sausumos žole, milžiniškos žolės virsta paleozojaus žoliniais medžiais.

Devono laikotarpiu Žemėje atsiranda vešli augmenija, o gyvybė vandenyje - mažų jos atstovų: pirmuonių, trilobitų ir kt. Šiltas klimatas – visur pasaulis nes vis dar nėra šiuolaikinio dangaus su saule, mėnuliu ir žvaigždėmis; viskas buvo padengta tirštu, prastai pralaidžiu, galingu vandens garų rūku, vis dar didžiuliais kiekiais supančiu žemę, o tik dalis nusėdo vandenynų vandens baseinuose. Žemė veržiasi į šaltą pasaulio erdvę, bet tada ji buvo apsirengusi šiltu, nepralaidžiu apvalkalu. Dėl šiltnamio (šiltnamio) efekto visas ankstyvasis paleozojas, įskaitant net karbono periodą, turi šilto vandens florą ir fauną visoje žemėje: tiek Svalbarde, tiek Antarktidoje - visur yra anglies telkinių, o tai yra produktas. atogrąžų miškų, visur buvo šiltų vandenų jūros fauna. Tada saulės spinduliai prasiskverbė ne tiesiai į žemę, o per garus lūždavo tam tikru kampu ir apšviesdavo tada kitaip nei dabar: naktis nebuvo tokia tamsi ir ne tokia ilga, o diena ne tokia šviesi. . Diena buvo trumpesnė nei dabartinė. Nebuvo nei žiemos, nei vasaros, astronominių ir geofizinių priežasčių tam dar nėra. Anglies telkinius sudaro medžiai be augimo žiedų, jų struktūra yra vamzdinė, kaip ir žolės, o ne žiedinė. Taigi sezonų nebuvo. Klimato zonų taip pat nebuvo, dėl šiltnamio efekto.

Šiuolaikinė paleontologija jau pakankamai ištyrė visus Kambro laikotarpio gyvų organizmų tipus: apie tūkstantį skirtingų moliuskų rūšių, tačiau yra pagrindo manyti, kad vis dėlto pirmoji augmenija ir net pirmieji moliuskai atsirado Archeano eros pabaigoje.

Kitu, silūro laikotarpiu, moliuskų skaičius išauga iki 10 000 rūšių, o devono periode atsiranda plaučių žuvys, tai yra žuvys, kurios neturi stuburo, bet yra padengtos kriauklėmis, kaip pereinamoji forma nuo moliuskų prie žuvų. . Jie kvėpavo ir žiaunomis, ir plaučiais. Jie bando tapti žemės gyventojais, bet jiems to daryti nereikia. Perėjimą iš jūros į sausumą atliks varliagyviai, priklausantys stuburinių, pavyzdžiui, varliagyvių dinozaurai, klasės.

Pirmasis driežų atstovas - Archeozaurus - pasirodo paleozojaus pabaigoje, jis vystosi mezozojaus eros pradžioje, triaso periode.

Išskirtinės paleozojaus savybės:šviesa nebuvo atskirta nuo tamsos, tarpinė būsena, tarpinė tarp šviesos ir tamsos, tarp dienos ir nakties, iš dalies pratęsta iki karbono pradžios. Danguje nebuvo žvaigždžių. Nebuvo sezonų ir klimato zonų.

Įrodymas: metinių žiedų nebuvimas ant paleozojaus medžių, išskyrus paskutinį, permo laikotarpį, kai jie pirmą kartą pasirodo, išnyko visi žoliniai medžiai su vamzdine kamieno struktūra nuo to laiko; tropinės augmenijos išplitimas visame žemės paviršiuje, įskaitant ašigalius; ta pati termofilinė fauna visoje žemėje; didžiulių anglies telkinių susidarymas dėl žolinių miškų žūties, neprisitaikiusių prie tiesioginių saulės spindulių ir natūraliai suanglėjusių bei žūstančių ultravioletinių ir saulės spindulių, kaip žolė apanglėja karštą vasarą sausra.

Nuo permo periodo egzistuoja klimato zonos ir vėlyvosios floros bei faunos pasiskirstymas, skirtingai prisitaikęs prie klimato zonų.

Kitas Žemės gyvenimo laikotarpis atitinka visą mezozojaus erą, tai yra periodus: triasą, jurą ir kreidą. Tai buvo gyvūnų karalystės klestėjimo laikas. Žemėje gyveno pačios įvairiausios ir keisčiausios roplių formos. Jie buvo ir jūrose, ir sausumoje, ir ore. Pažymėtina, kad visa vabzdžių klasė atsirado paleozojaus pabaigoje ir jie buvo daug kartų didesni nei jų šiuolaikiniai palikuonys.

Pirmieji paukščiai pasirodo Juros periode. Jų daugėjo ne tik kiekybiškai, bet ir įvairiomis rūšimis. Viena paukščių rūšis atsivedė jauniklius, turinčius jiems būdingų savybių, todėl atsirado nauja paukščių rūšis, kuri savo ruožtu išaugino į juos ne visai panašius jauniklius. Taip susiformavo įvairus gyvų būtybių pasaulis. Kai kuriais momentais įvyko absoliučiai nuostabios metamorfozės.

Paleontologai žino daugybę skirtingų paukščių vystymosi stadijų egzempliorių ir ne vieną tarpinę rūšį tarp jų: ​​tai pterodaktilai, archeopteriksai ir visiškai išsivystę paukščiai.

Pterodaktilai yra pusiau paukščiai, pusiau ropliai. Tai driežas, kurio kojų pirštai stipriai išsivystę ir tarp jų atsirado plėvelės, kaip šikšnosparnio. Tačiau kita karta, kuri išlaikė tą patį ilgą stuburą, kurio abiejose pusėse augo plunksnos, smarkiai skiriasi nuo savo pirmtakų. Kūnas ir sparnai buvo padengti plunksnomis, tačiau ant sparnų buvo nagai, skirti prilipti prie šakų.

Archeopterikso galva yra žvėries veidas, paveldėtas iš pterodaktilo, su aštriais dideliais dantimis ir minkštomis lūpomis. Ir tik kitoje kartoje išnyksta stuburinė uodega ir galva tampa paukščio galva su snapu.

Artėja paskutinė era – neozojaus. Tai apima tretinį ir ledynmečio (kvartero) laikotarpius. Žmogus pasirodo ledynmečio pabaigoje. Neozojaus eroje atsirado žinduoliai. Tai beveik šiuolaikinis gyvūnų pasaulis. To meto fauną kažkiek galima pamatyti Afrikoje, kurios nepalietė ledynas.

Daugeliui didžiausias klausimas yra beždžionių klausimas. Dauguma mokslininkų yra linkę manyti, kad beždžionė jokiu būdu negali būti žmogaus pirmtakė; bet kai kurie sako, kad turi būti koks nors bendras protėvis. Tačiau šis bendras protėvis dar nerastas.

Geochronologinė Žemės lentelė

Eros ir laikotarpiai Charakteristikos
Kainozojaus era (naujas gyvenimas) Antropogenas Neogenas Paleogenas Žmogaus atsiradimas ir vystymasis. Flora ir fauna įgavo šiuolaikišką išvaizdą. Žinduolių, paukščių dominavimas. Atsirado uodeginiai lemūrai, tarsai, vėliau - parapithecus, dryopithecus. Greitas vabzdžių klestėjimas. Tęsiasi didelių roplių nykimas. Daugelis galvakojų grupių nyksta. Gaubtasėklių dominavimas.
Mezozojaus era (vidutinis gyvenimas) Kreidos juros periodas Aukštesniųjų žinduolių ir tikrų paukščių atsiradimas, nors dantyti paukščiai dar nėra plačiai paplitę. Ankstesnis kaulinė žuvis. Paparčių ir gimnasėklių mažinimas. Angiosomų išvaizda ir pasiskirstymas. Roplių dominavimas. Pasirodo archeopteriksas. Galvakojų klestėjimas. Gimnosėklių dominavimas.
Triasas Roplių žydėjimo pradžia. Pirmųjų žinduolių, tikrų kaulinių žuvų, atsiradimas.
Paleozojaus era (senovės gyvenimas) Permės anglis Devono silūro Ordovijos, Kambro Spartus roplių vystymasis. Gyvūninių dantytų roplių atsiradimas. Trilobitų išnykimas. Anglies miškų išnykimas. Turtinga gimnasėklių flora. Varliagyvių žydėjimas. Pirmųjų roplių atsiradimas. Skraidančių vabzdžių, vorų, skorpionų formų atsiradimas. Pastebimas trilobitų sumažėjimas. Paparčių žydėjimas. Sėklinių paparčių išvaizda. Korimbų klestėjimas. Kryžminių žuvų išvaizda. Pasirodė. stegocefalinis. Sporinės žemės pasiskirstymas. Sodrus koralų, trilobitų vystymasis. Bežandikaulių stuburinių – korimbų išvaizda. Augalų atsiradimas sausumoje – psilofitai. Plačiai paplitę dumbliai. Jūrų bestuburiai klesti. Plačiai paplitę trilobitai, dumbliai.
Proterozojus (ankstyvas gyvenimas) Organinės liekanos yra retos ir negausios, tačiau jos priklauso visų rūšių bestuburiams. Pirminių chordatų, kaukolės potipio, atsiradimas.
Archeanas (seniausias Žemės istorijoje) Gyvybės pėdsakai yra nereikšmingi.

Patys pirmieji organizmai

Veislės archaea ir ankstyvasis proterozojus atėjo pas mus labai pakitusioje būsenoje. Aukštas slėgis ir temperatūra pakeitė pirminę uolos išvaizdą, sunaikindama visus senovės gyvybės pėdsakus. Todėl seniausios floros ir faunos tyrimas yra susijęs su didžiuliais sunkumais. Tačiau per pastarąjį šimtmetį instrumentų pagalba buvo galima ką nors išsiaiškinti išvaizdoje pirmieji organizmai Žemėje.

Studijuoja su elektroninis mikroskopas, cheminės ir izotopinės analizės, Onverwacht formacijos (Rodezija) skalūnai, kurių amžius siekia daugiau nei 3,2 milijardo metų, Arizonos universiteto (JAV) mokslininkai juose aptiko tūkstančius mažyčių sferinių, siūlinių ir į apvalkalą panašių darinių. Dalelių dydis neviršijo 0,01 mm. Tyrimai buvo atlikti specialiai įrengtoje laboratorijoje, kuri pašalino galimybę mėginius užteršti svetimais organizmais. Mokslininkai mano, kad rasti dariniai yra suakmenėjusios vienaląsčių dumblių liekanos. Tačiau kiti mokslininkai kritiškai vertina savo atradimus, manydami, kad šie dariniai gali būti nebiologinės kilmės.

Panašūs dumblių ir bakterijų likučiai uolienose, kurių absoliutus amžius yra 2,7–3,1 milijardo metų, randami Šiaurės Amerikos, Centrinės Afrikos ir Australijos silicio ir geležies skalūnuose. Šios išvados rodo, kad iki Archeano eros pradžios baigėsi cheminė evoliucija ir prasidėjo biologinė evoliucija.

Remiantis radiniais, galima daryti prielaidą, kad jau vandenynuose Archeaninis ir ankstyvasis proterozojaus amžius dominavo pirmuonys vienaląsčiai organizmai: bakterijos, dumbliai, grybai, pirmuonys. Archeane pirmieji organizmai prisitaiko prie įvairių mitybos formų. Kai kurie organizmai fotosintezės procese pasisavinami maistinių medžiagų iš vandens, anglies dioksido ir neorganinių druskų (autotrofiniai); kiti gyveno arba ant autotrofų (heterotrofinių), arba maitinosi pūvančiomis organinėmis liekanomis (saprofagais). Organinis pasaulis buvo padalintas į augalų ir gyvūnų karalystę.

Proterozojaus pradžioje, matyt, atsirado pirmieji daugialąsčiai organizmai. Tai pačios primityviausios formos be aiškiai besiskiriančių audinių. Visų pirma, tai yra kempinių tipo atstovas - vandens organizmai, vedantys prie dugno gyvenimo būdą. Kempinių forma įvairi, gali priminti cilindrą, puodelį, stiklinę, rutulį. Gyvūno minkštajame audinyje yra organinis arba mineralinis skeletas, susidedantis iš spygliuočių. Kempinių atstovai vis dar gyvena mūsų planetos jūrose ir vandenynuose, tačiau pirmosios primityviosios kempinės mirė seniai ir pas mus atkeliavo tik suakmenėjusios.

Kiek vėliau atsiranda koelenteratų tipo atstovai. Jie jau rodo audinių ir organų diferenciaciją. Koelenteratų, taip pat kempinių atstovai yra išlikę iki šių dienų ir plačiai apsigyvenę jūrose, vandenynuose ir net gėlo vandens telkiniuose, Tarp jų yra mums gerai žinomi koralai, medūzos, hidrai.

Iš augalų archeaniniame ir ankstyvajame proterozojuje aktyviai vystosi melsvadumbliai... Proterozojaus uolienose dažnai randama šių dumblių liekanų sferinių, grybinių ir stulpinių kalkingų kūnų, pasižyminčių plonu koncentriniu sluoksniu, pavidalu. Manoma, kad pirmieji organinės gyvybės atstovai Žemėje buvo būtent melsvadumbliai ... Praėjusį šimtmetį Maskvos valstybiniame universitete atlikti eksperimentai parodė, kad jie gali egzistuoti sąlygomis, kurios yra „kontraindikuotos“ kitiems augalams ir gyvūnams. Šie dumbliai hermetiškai uždarytame stikliniame dubenyje gyvena daugiau nei 16 metų! Visi kiti tokių stiklinių rutuliukų gyventojai greitai išmirė, kai kurios bakterijos „išsilaikė“ 12 metų, išliko tik melsvai žalsvos spalvos. Tai įrodo, kad jie gali vystytis net ir aplinkoje, kurioje nėra deguonies.

Nuostabus šių dumblių prisitaikymas akivaizdus iš to, kad dabar jų aptinkama ledinėje Arktyje, karštuose geizeriuose, Negyvosios jūros dugne, naftos šaltiniuose, kalnuose daugiau nei 5000 metrų aukštyje. Tai vieninteliai gyvi organizmai, atlaikę atominių ir vandenilinės bombos... Jų randama net branduolinių reaktorių viduje. Šis nuostabus gyvybingumas leido kai kuriems mokslininkams spėlioti apie nežemišką kilmę. melsvadumbliai... Kaip ten bebūtų, bet tai pirmieji organizmai, atsiradę ne tik senovės vandenynuose, bet ir sausumoje.

Tai parodė amerikiečių profesoriaus E. Barghorno tyrimas melsvadumbliai jie pirmieji iš vandens pasiskolino dujinį deguonį. Vandenynuose prie jų kolonijų buvo sukurta savotiška „vandens“ atmosfera, prisotinta deguonies. Pirmieji jūrų organizmai (koelenteratai, kempinės) kvėpavo šiuo deguonimi. Pamažu į atmosferą pradėjo išsiskirti deguonis, užpildydamas ją. Ačiū gyvenimui melsvadumbliai mūsų planetoje pradėjo formuotis deguonies atmosfera.

Viena iš gyvybės atsiradimo ankstyvojoje Žemėje sąlygų buvo pirminės atmosferos su redukuojančiomis savybėmis egzistavimas. Ankstyvajame Archeano laikais pirminę Žemės atmosferą sudarė anglies dioksidas, azotas, vandens garai, argonas ir abiogeninis metanas. Gyvybės Žemėje atsiradimui vanduo skystoje fazėje yra absoliučiai būtinas. Archeane Saulės šviesumas buvo 25% mažesnis nei šiandien, todėl teigiama temperatūra galėjo egzistuoti tik ties pusiauju.

Iš pirminės atmosferos dujų, dalyvaujant katalizatoriams, abiogeniniu būdu susidarė pirmieji paprasčiausi organiniai junginiai: metanas CH 4, formaldehidas НСОН, vandenilio cianidas НСN, amoniakas NH 3. Iš šių junginių susidaro ribonukleino rūgščių (RNR) atmainos.

Vėliau ribozė susidarė kaip formaldehido polimerizacijos produktas, o adeninas taip pat buvo susintetintas kaip vandenilio cianido rūgšties polimerizacijos produktas. Pradiniai produktai adeninas ir ribozė tarnavo kaip medžiaga nukleotidų (4.1 pav.) ir adenozino trifosfato (ATP) sintezei.

Ryžiai. 4.1. Nukleotido – grandies DNR molekulėje susidarymas
iš trijų komponentų

Vėlyvajame archeane (prieš 3 mlrd. metų) šiltų vandens telkinių dugne iš susidariusių organinių junginių susidarė koloidiniai junginiai, nuo likusio vandens atskirti lipidine membrana (membrana). Vėliau dėl aminorūgščių ir pusiau pralaidžių membranų biosimbiozės šie junginiai susiformavo mažiausiuose primityviuose vienaląsčiuose tvariniuose – protobiontuose (prokariotuose) – ląstelinėse bakterijų formose be branduolių. Šių primityvių gyvybės formų energijos šaltiniai buvo anaerobinės chemogeninės reakcijos, kurios gaudavo energiją kvėpavimui fermentacijos (chemosintezės) būdu. Fermentacija yra neefektyvus energijos tiekimo būdas, todėl protobiontų evoliucija negalėjo peržengti vienaląstės gyvybės organizavimo formos.Pavyzdžiui, šiuo metu chemosintezę naudoja termofilinės bakterijos vandenyno vidurio kalnagūbrių „juoduosiuose rūkaliuose“.

Vėlyvajame archejame ir ankstyvajame proterozojuje rasta stromatolitų darinių, kurių maistinė bazė buvo abiogeninis metanas. Jakutijoje buvo aptiktas turtingiausias pasaulyje grafito telkinys Cheber (1,5 mln. tonų), kurio kiekis uolienose viršija 27%. Šio fakto ypatumas yra tas, kad grafito sankaupos buvo aptiktos maždaug 4 milijardų metų amžiaus Archeano komplekso kristalinėse skaldose.

Ryžiai. 4.2.Mikrofosilijų pasiskirstymo archeaniniame ir ankstyvajame proterozojaus schema: 1 - 4 - nano- ir cianobakterijos; 5 - 10 - įvairios mikrofosilijos; 11 - 20 - didelių morfologinių atspaudų
sudėtingos formos

Uolienose, kurių amžius siekia iki 4 milijardų metų, nustatyta ir aprašyta daugiau nei 2 tūkstančiai mikroorganizmų (4.2 pav.). Mikroorganizmai senovinėse uolienose randami skaidriose plonose 0,03 mm pjūviuose.Dėl vandens praradimo planktoniniai gyvūnai mumifikavosi, išlaikant gyvybingą spalvą. Be to, mikroorganizmai buvo grafitizuojami, kai organinės medžiagos buvo paverstos grafitu. Didelė mikroorganizmų koncentracija grafito gneisuose ir rūdose įrodo pirminę organogeninę anglies kilmę grafito telkiniuose, o tai atitinka izotopų analizės rezultatus. Galima sakyti, kad grafito telkiniai yra seniausių mikroorganizmų kapinės – savotiška gyvybės Žemėje repeticija.


Senovės uolienose buvo rasta retų vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų, kurių amžius siekia iki 3,8 milijardo metų. Didžiuliai radiniai buvo karbonatinės uolienos, kurias susidarė bakterijos ir melsvadumbliai, kaupiantys kalcio karbonatą. Jų amžius yra apie 1,5 milijardo metų.

Vėliau vandenyje atsirado sudėtingesnių organinių medžiagų, galinčių vykdyti fotosintezę. Fotosintetinių medžiagų įtraukimas į protobiontų ląstelių sudėtį padarė jas autotrofines. Vandenyje pradėjo augti deguonies kiekis. Dėl deguonies išsiskyrimo į atmosferą jis iš redukuojančiojo virto oksiduojančiu.

Ryžiai. 4.3. Deguonies kiekio evoliucija atmosferoje
ir įvairios gyvybės formos

Eukariotai atsirado dėl prokariotinių bakterijų biosimbiozės. Taigi mažėjančios atmosferos sąlygomis atsirado primityvi gyvybė, kuri vėliau sudarė palankias sąlygas vystytis labai organizuotai gyvybei Žemėje.

Ankstyvojo proterozojaus pradžioje smarkiai išaugo fotosintetinių mikroorganizmų – melsvadumblių – gausa. Kiek vėliau atsirado fotosintetiniai vienaląsčiai organizmai, tokie kaip cianobakterijos, galinčios oksiduoti geležį. Galbūt pirmieji fotocheminiai organizmai panaudojo spinduliuotę iš ultravioletinės spektro dalies. Atsiradus laisvajam deguoniui (4.3 pav.) ir ozono sluoksniui, autotrofiniai fotosintetiniai organizmai ėmė naudoti regimos saulės spektro dalies spinduliuotę. Tuo metu buvo daugybė dumblių rūšių, tiek laisvai plūduriuojančių vandenyje, tiek prisitvirtinusių prie dugno.

Biosferos evoliucija

Evoliuciją gyvų organizmų atžvilgiu galima apibrėžti taip: sudėtingų organizmų raida laikui bėgant iš paprastesnių organizmų.

Gamtos moksle yra sąvoka „Pastero taškas“ – tokia laisvo deguonies koncentracija, kuriai esant kvėpavimas deguonimi tampa efektyvesniu Saulės energijos panaudojimo būdu nei anaerobinė fermentacija. Šis kritinis lygis yra lygus 1% dabartinio deguonies lygio atmosferoje. Deguonies koncentracijai priartėjus prie Pastero taško, aerobų pergalė prieš anaerobus tapo galutine. Žemės atmosfera šią ribą kirto maždaug prieš 2,5 milijardo metų. Nuo to laiko gyvybės vystymasis vyksta veikiant atmosferos deguonies kiekiui ir daugeliui kitų aplinkos sąlygų (4.4 pav.).

Kvėpavimas yra atvirkštinis fotosintezės procesas, kurio metu išskiriama dešimt kartų daugiau energijos nei fermentacija (fermentacija). Ši energija gali būti naudojama organizmų augimui ir judėjimui. Gyvūnai gerai išnaudojo šios energijos perteklių: išmoko laisvai judėti ieškodami maisto. Judėjimas reikalavo kūno dalių koordinacijos ir gebėjimo priimti sunkius sprendimus. Tam reikėjo smegenų, kad atskirtų gyvūnus nuo augalų. Taigi biosferos atsiradimas prasideda nuo cheminių procesų, kurie vėliau įgauna biocheminį pobūdį.

Ryžiai. 4.4. Atmosferos ir biosferos sudėties raidos diagrama

Šie įvykiai užtikrino greitą gyvybės plitimą vandens aplinkoje ir eukariotinių ląstelių vystymąsi. Manoma, kad pirmosios branduolinės ląstelės atsirado po to, kai deguonies kiekis atmosferoje pasiekė 4% dabartinio lygio. Tai įvyko maždaug prieš 1 milijardą metų. Daugialąsčiai organizmai atsirado maždaug prieš 700 milijonų metų.

Perėjimas iš proterozojaus į fanerozojų buvo aštri geologinė ir biologinė riba, radikaliai pakeitusi ekologinę padėtį Žemėje. Nuo to momento atmosfera virto oksiduojančia, o tai leido biotai pereiti prie medžiagų apykaitos, paremtos augalų sintezuojamų organinių medžiagų oksidacijos reakcijomis.

Be padidėjusio dalinio deguonies slėgio atmosferoje, svarbiais biosferos evoliuciją įtakojančiais veiksniais tapo žemynų dreifai, klimato pokyčiai, vandenyno transgresija ir regresija. Šie veiksniai pakeitė biologinių bendrijų ekologines nišas ir suaktyvino jų kovą dėl išlikimo. Pavyzdžiui, Silūre ir Devone vandenyno lygis pakilo 250 m, kreidos periodu pasaulinė transgresija siekė 400 m. Ledyno laikotarpiais žemyniniuose ledynuose buvo užkonservuotas vanduo, dėl to vandenyno lygis sumažėjo 130 m. Šie procesai labai pakeitė Žemės klimatą. Didelis vandenyno paviršiaus padidėjimas ir žemės ploto sumažėjimas sušvelnino sezoninius ir platumos klimato pokyčius. Vandenynui slūgstant, Žemės klimato žemyniškumas didėjo ir sezoniniai temperatūrų kontrastai.

Stiprūs procesai, turėję įtakos klimatui ir jo platumos zonavimui, buvo bakterinis azoto pašalinimas iš atmosferos ir Žemės precesijos kampo svyravimai, priklausantys nuo žemyno dreifo ir aukštųjų platumų ledynų. Be to, pasikeitus santykinei žemynų padėčiai, pasikeitė vandenynų biologinis produktyvumas ir vandenynų srovių cirkuliacija. Pavyzdžiui, Australijai pajudėjus į šiaurę nuo Antarktidos, atsirado pietinė aplinkpoliarinė srovė, atkirsdama Antarktidą nuo ją skalaujančių šiltų trijų vandenynų. Ši Antarktidos klimato izoliacijos sistema vis dar veikia.

Radikalus vandenyno organizmų metabolizmo pertvarkymas įvyko maždaug prieš 400 milijonų metų, kai gyvūnų karalystėje atsirado formos su plaučiais. Šio organo, pritaikyto dujų mainams ore, išvaizda leido į žemę patekti labai organizuotai gyvybei.

Ankstyvajame kreidos periode (maždaug prieš 100 mln. metų) prasidėjo Žemės tektoninis aktyvumas, dėl kurio žemynai išplito ir jūra išsiveržė į sausumą. Dėl to padidėjo faunos įvairovė, nes kontinentinio šelfo provincijos tapo izoliuotos. Kreidos periodo transgresija lėmė, kad lentynose suklestėjo karbonatus vartojanti fauna ir mikroflora, dėl to susidarė rašto kreidos sluoksniai. Tačiau šis nusižengimas sukėlė krizinius reiškinius vandenyno koralų atolų biocenozių gyvenime.

Visos pagrindinės geologijos istorijos ribos ir atitinkamas geochronologinio mastelio skirstymas į epochas, laikotarpius ir epochas daugiausia atsiranda dėl tokių įvykių kaip žemynų susidūrimai ir skilimai, ekologinių nišų atsiradimas ir uždarymas, tam tikrų nišų susidarymas, išnykimas ir išsaugojimas. gyvybės formų. Visus šiuos procesus galiausiai sukelia tektoninis Žemės aktyvumas. Ryškus to pavyzdys yra endeminės Australijos ir Pietų Amerikos gyvybės formos.

Paskutinėje Valdų ledyno fazėje (prieš 10-12 tūkst. metų) išnyko dauguma„Mamutų“ fauna: mamutai, milžiniški elniai, urviniai lokiai, kardadantieji tigrai. Iš dalies tai įvyko dėl žmogaus kaltės, o iš dalies dėl to, kad atmosferos drėgnumas gerokai padidėjo, žiemos tapo sniegingos, todėl žolėdžiams buvo sunku patekti į ganyklą. Dėl to žolėdžiai mirė nuo bado, o plėšrūnai – nuo ​​žolėdžių nebuvimo.

Labai tikėtina, kad neandertaliečiai išnyko maždaug prieš 30 tūkstančių metų ne tik dėl konkurencijos su kromanjoniečiais, bet ir dėl to, kad negalėjo pakęsti atšalusio ledynmečio. Staigūs klimato svyravimai lėmė tautų migraciją ir žmonių rasinės sudėties formavimąsi.

Taigi biosferos evoliucija per 3,5 milijardo metų vystėsi glaudžiai susijusi su geologine planetos evoliucija. Kartu yra ir grįžtamasis ryšys – gyvybės įtaka geologinių procesų eigai. Į IR. Vernadskis rašė: „Žemės paviršiuje nėra cheminės jėgos, kuri būtų galingesnė už gyvus organizmus kaip visumą“.

Padidėjus deguonies koncentracijai atmosferoje iki 10% šiuolaikinio lygio, ozono sluoksnis pradėjo veiksmingai saugoti gyvąsias medžiagas nuo stiprios spinduliuotės, po kurios pamažu pradėjo atsirasti gyvybė sausumoje. Pirmiausia augalai prasiskverbė į žemę, sukurdami ten dirvožemis, tada skirtingų bestuburių ir stuburinių taksonų atstovai prasiskverbė į gyvūnus. Praėjo epochos ir laikotarpiai, kai vieną floros ir faunos kompoziciją keitė kita, progresyvesnė kompozicija ir atsirado visų esamų formų (4.5 pav.).

Ryžiai. 4.5. Sprogus gyvybės vystymosi pobūdis prie proterozojaus ir fanerozojaus ribos

Padidėjus deguonies koncentracijai atmosferoje iki 10% šiuolaikinės ( 2-asis Pastero taškas) ozono sluoksnis pradėjo veiksmingai saugoti gyvąsias medžiagas nuo stiprios spinduliuotės.

Kambras matė evoliucinį naujų gyvybės formų – kempinių, koralų, moliuskų, dumblių ir sėklinių augalų bei stuburinių gyvūnų protėvių – sprogimą. Vėlesniais paleozojaus eros laikotarpiais gyvybė užpildė vandenynus ir pradėjo tūpti sausumoje.

Tolesnis sausumos ekosistemų formavimasis vyko nepriklausomai nuo vandens ekosistemų evoliucijos. Žalia augmenija suteikė daug deguonies ir maisto vėlesnei didelių gyvūnų evoliucijai. Tuo pačiu metu okeaninis planktonas pasipildė formomis su kalkingais ir silikatiniais apvalkalais.

Paleozojaus pabaigoje Žemės klimatas pasikeitė. Per šį laikotarpį išaugo biologinis produktyvumas ir buvo sukurtos didžiulės iškastinio kuro atsargos. Vėliau (prieš 200-150 mln. metų) deguonies ir anglies dioksido kiekis stabilizavosi mūsų dienų lygyje.Kai kuriais laikotarpiais vyko klimato pokyčiai, dėl kurių pakito Pasaulio vandenyno lygis. Bendrojo atšalimo periodai planetoje kaitaliodavosi su atšilimo periodais, kurių cikliškumas siekė apie 100 tūkst.. Viduriniame pleistocene (prieš 45-60 tūkst. metų) galingas ledynas nusileido iki 48 o Š. Europoje ir iki 37 o Š Šiaurės Amerikoje. Ledynai ištirpo palyginti greitai – per 1000 metų.

Egzistuoja nekintamas gyvybės dėsnis: bet kuri neprimityvių gyvų organizmų grupė anksčiau ar vėliau išmirs.Ne kartą įvyko masinis ištisų gyvūnų rūšių išnykimas. Taigi prieš 65 milijonus metų daugelis roplių išnyko (4.6 pav.). Paskutiniai jų atstovai dingo ties kainozojaus riba. Šie išnykimai vyko ne vienu metu, tęsėsi daugelį metų ir nebuvo susiję su žmogaus veikla. Paleontologų skaičiavimais, didžioji dalis (iki 98 proc.) kada nors Žemėje egzistavusių rūšių (iki 500 mln. rūšių) išnyko.

Ryžiai. 4.6. Roplių kilimas ir kritimas

Evoliucijos pažanga nebuvo atsitiktinė. Gyvybė užėmė naujas erdves, egzistavimo sąlygos Žemėje nuolat keitėsi ir visa gyva turėjo prie to prisitaikyti. Bendruomenės ir ekosistemos pakeitė viena kitą. Atsirado progresyvesnės, judresnės formos, geriau prisitaikiusios prie naujų gyvenimo sąlygų.

Biosfera vystosi glaudžiai bendrai vystantis organizmams. Į IR. Vernadskis, tęsdamas ankstesnių gamtininkų patirtį, suformulavo tokį principą: „Gyvas kyla tik iš gyvųjų, tarp gyvojo ir negyvojo yra neperžengiama riba, nors vyksta nuolatinė sąveika“.

Tokia glaudi didelių organizmų grupių (pavyzdžiui, augalų ir žolėdžių) ekologinė sąveika vadinama koevoliucija. Bendra evoliucija Žemėje vyksta jau milijardus metų. Antropogeniniai veiksniai atsirado per labai trumpą laiką, tačiau savo poveikiu biosferai tapo prilyginami natūraliems. Gamta ir biosfera viduje šiuolaikinis gamtos mokslas pristatomos kaip dinamiškos sistemos, einančios per krizines būsenas, katastrofas ir bifurkacijos taškus.

Biosferos evoliucija priklauso nuo šių trijų dėsnių:

- pastovumo dėsnis evoliucijos procesas biosferoje: gyvų organizmų evoliucija vyksta nuolat, kol egzistuoja Žemė;

- negrįžtamumo dėsnis evoliucija: kai rūšis išnyks, ji niekada nebepasirodys;

- divergencijos įstatymas: iš protėvių formos paeiliui formuojasi naujos aukštesnių sisteminių kategorijų populiacijos.

Maždaug prieš 400 milijonų metų gyvybė pradėjo valdyti žemę. Pirmiausia augalai prasiskverbė į žemę, kurdami ten dirvą, vėliau įsiskverbė įvairių bestuburių ir stuburinių taksonų atstovai. Devono pabaigoje visa žemė buvo padengta augmenija. Pasibaigus karbono periodui, pasirodo gimnasėkliai, skraidantys vabzdžiai ir pirmieji mėsėdžiai ir žolėdžiai sausumos stuburiniai. Permo pabaigoje yra didelis išnykimas (koralai, amonitai, senovės žuvys ir kt.).

Ryžiai. 4.7. Gyvybės formų raidos Žemėje istorijos fragmentas
mezozojuje ir kainozojuje

Pirmieji sausumos stuburiniai gyvūnai sukėlė varliagyvius, o iš jų – roplius. Ropliai klestėjo mezozojuje (4.7 pav.), iš jų atsirado paukščių ir žinduolių. Juros periodo viduryje čia gyveno milžiniški iki 30 m ilgio keturkojai žolėdžiai dinozaurai, sveriantys nuo 30 iki 80 tonų, atsirado šiuolaikinio tipo rykliai. Pirmieji gyvūnai – šiuolaikinių žinduolių protėviai – atsirado maždaug prieš 200 mln.

Kreidos periode Pietų Amerika ir Afrika atsiskyrė viena nuo kitos. Per šį laikotarpį įvyko dar vienas didelis išnykimas: išnyksta dinozaurai.Po pasaulinio didžiųjų driežų išnykimo, žinduoliai užėmė lyderio pozicijas ir šiuo metu dominuoja. Šiuo metu Žemėje gyvena iki 3 milijonų gyvūnų rūšių.

Susiformavo naujos rūšys ir išnyko tos formos, kurios neatlaikė konkurencijos arba neprisitaiko prie natūralios aplinkos pokyčių. Prieš atsirandant žmogui, tam tikrų rūšių išnykimas vyko lėtai per daugelį milijonų metų. Nustatyta, kad paukščių rūšies gyvenimo trukmė yra vidutiniškai 2 milijonai metų, o žinduolių – 600 tūkstančių metų.Natūrali aplinka keitėsi daug kartų. Faunos kaitai įtakos turėjo abiotiniai veiksniai. Vyko lankstymas ir kalnų statyba, pasikeitė klimatas. Kaitaliojo atšilimas ir apledėjimas, vandenyno lygio kilimas ir kritimas, sausringą klimatą keitė drėgnas.

Galima išskirti šiuos pagrindinius biosferos evoliucijos etapus.

1. Prokariotinės biosferos stadija, pasibaigusi prieš 2,5 milijardo metų, kuriai būdinga: redukuojanti (anoksinė) vandens buveinė ir chemosintezė; pirmųjų fotosintetinių organizmų, tokių kaip cianobakterijos, atsiradimas; fotosintetinių prokariotų gyvybinė veikla iki 1-asis Pastero taškas.

2. Prokariotinės biosferos su oksiduojančia vandens buveine stadija, pasibaigusi maždaug prieš 1,5 mlrd. Šiam etapui, prasidėjusiam pasiekus 1-ąjį Pastero tašką, būdinga: paprasčiausiuose organizmuose atsiranda kvėpavimo, kuris yra 14 kartų energetiškai efektyvesnis už rūgimo procesus; pirmųjų eukariotinių (turinčių branduolį) vienaląsčių organizmų atsiradimas.

3. Vienaląsčių ir neaudinių organizmų stadija, besitęsianti iki 700 mln. Etapas baigėsi maždaug prieš 800 milijonų metų ir jam būdingas: paprasčiausių organizmų biologinės įvairovės atsiradimas dėl simbiogenezės; pereinamasis laikotarpis į organizmų daugialąsčių atsiradimą.

4. Daugialąsčių audinių organizmų stadija. Šiame etape: Devone (apie 350 mln. metų) atsirado sausumos augmenija; prieš maždaug 200 mln. metų atsirado žinduoliai; dominuoja augalų, grybų ir gyvūnų biologinės įvairovės raida.

5. Antropogeninė stadija – Homo sapiens atsiradimas biosferoje.