AGRĪNĀS EVOLŪCIJAS POSMI:

Koacervāti (pirmsšūnu dzīvības formu rašanās)

Prokariotu šūnas (dzīvības rašanās, šūnu dzīvības formas - anaerobie heterotrofi)

Ķīmisintētiskās baktērijas (ķīmosintēzes parādīšanās)

Fotosintētiskās baktērijas (fotosintēzes parādīšanās, nākotnē tas novedīs pie ozona ekrāna rašanās, kas ļaus organismiem sasniegt zemi)

Aerobās baktērijas (skābekļa elpošanas parādīšanās)

Eikariotu šūnas (eikariotu rašanās)

Daudzšūnu organismi

- (organismu parādīšanās uz sauszemes)

AUGU EVOLŪCIJAS POSMI:

- (fotosintēzes parādīšanās prokariotos)

Vienšūnu aļģes

Daudzšūnu aļģes

Riniofīti, psilofīti (augu parādīšanās uz zemes, šūnu diferenciācija un audu izskats)

Sūnas (lapu un stublāju parādīšanās)

Papardes, zirgastes, Plaunas (sakņu parādīšanās)

Angiosperms (ziedu un augļu dīgšana)

DZĪVNIEKU EVOLŪCIJAS POSMI:

Vienkāršākais

Zarnas (daudzšūnu izskats)

Plakanie tārpi (divpusējas simetrijas rašanās)

Apaļie tārpi

Annelīdi (ķermeņa segmentācija)

Posmkāji (hitīna apvalka izskats)

Bez galvaskausa (notohordu veidošanās, mugurkaulnieku priekšteči)

Zivis (mugurkaulnieku smadzeņu izcelsme)

Cis-spuras zivis

Stegocefālija (pārejas formas starp zivīm un abiniekiem)

Abinieki (plaušu un piecu pirkstu ekstremitāšu parādīšanās)

Rāpuļi

Olnīcu zīdītāji (četru kameru sirds parādīšanās)

Placentas zīdītāji

PAPILDUS INFORMĀCIJA:
2. DAĻAS MĒRĶI:

Uzdevumi

1. Noteikt evolūcijas procesu secību uz Zemes gadā hronoloģiska secība
1) organismu parādīšanās uz sauszemes
2) fotosintēzes rašanās
3) ozona ekrāna veidošanās
4) koacervātu veidošanās ūdenī
5) šūnu dzīvības formu rašanās

Atbilde

2. Noteikt evolūcijas procesu secību uz Zemes hronoloģiskā secībā
1) prokariotu šūnu rašanās
2) koacervātu veidošanās ūdenī
3) eikariotu šūnu rašanās
4) organismu parādīšanās uz sauszemes
5) daudzšūnu organismu rašanās

Atbilde

3. Izveidojiet secību, kas atspoguļo protobiontu evolūcijas posmus. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) anaerobie heterotrofi
2) aerobi
3) daudzšūnu organismi
4) vienšūnu eikarioti
5) fototrofi
6) ķīmijtrofi

Atbilde

4. Noteikt organismu grupu rašanās secību Zemes organiskās pasaules evolūcijā hronoloģiskā secībā. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) heterotrofie prnokarioti
2) daudzšūnu organismi
3) aerobie organismi
4) fototrofiskie organismi

Atbilde

Nosakiet aromorfozes veidošanās secību hordātu evolūcijā
1) plaušu parādīšanās
2) smadzeņu un muguras smadzeņu veidošanās
3) akordu veidošana
4) četrkameru sirds rašanās

Atbilde

Sakārtojiet dzīvnieku orgānus to evolūcijas izcelsmes secībā. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) peldpūslis
2) akords
3) trīskameru sirds
4) dzemde
5) muguras smadzenes

Atbilde

Nosakiet aromorfožu parādīšanās secību mugurkaulnieku evolūcijas procesā uz Zemes hronoloģiskā secībā. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību
1) vairošanās ar olām, pārklāta ar blīvu čaumalu
2) zemes tipa ekstremitāšu veidošanās
3) divkameru sirds izskats
4) embrija attīstība dzemdē
5) barošana ar pienu

Atbilde

Noteikt aromorfožu veidošanās secību bezmugurkaulnieku evolūcijā
1) ķermeņa divpusējās simetrijas rašanās
2) daudzšūnu rašanās
3) ar hitīnu pārklātu locītavu ekstremitāšu parādīšanās
4) ķermeņa sadalīšana daudzos segmentos

Atbilde

Nosakiet pareizu galveno dzīvnieku grupu parādīšanās secību uz Zemes. Pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) Posmkāji
2) annelīdi
3) Bez galvaskausa
4) plakanie tārpi
5) Zarnas

Atbilde

Nosakiet secību, kādā jāievieto bezmugurkaulnieku veidi, ņemot vērā to sarežģītību nervu sistēma evolūcijā
1) plakanie tārpi
2) Posmkāji
3) Zarnas
4) annelīdi

Atbilde

Nosakiet šo dzīvnieku organizācijas sarežģījumu secību evolūcijas procesā
1) slieka
2) parastā amēba
3) baltais planārs
4) var vabole
5) nematode
6) vēži

Atbilde

Nosakiet procesu secību, kas notiek augu evolūcijas laikā uz Zemes, hronoloģiskā secībā. Atbildē pierakstiet atbilstošo skaitļu secību.
1) eikariotu fotosintēzes šūnas rašanās
2) skaidrs ķermeņa dalījums saknēs, kātos, lapās
3) krastā
4) daudzšūnu formu rašanās

Atbilde

1) zaļās aļģes
2) kosa
3) sēklu papardes
4) rinofīti
5) ģimnosēklas

Atbilde

Nosakiet hronoloģisko secību, kādā galvenās augu grupas parādījās uz Zemes
1) Psilofīti
2) Ģimnosēklas
3) sēklu papardes
4) vienšūnas aļģes
5) Daudzšūnu aļģes

Atbilde

Nosakiet augu taksonomiskā stāvokļa secību, sākot ar mazāko kategoriju. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) psilofīti
2) vienšūnu aļģes
3) daudzšūnu aļģes
4) ģimnosēklas
5) paparde
6) segsēkļi

Atbilde

Nosakiet secību, kādā notika augu pasaules attīstība uz Zemes
1) segsēklu rašanās un dominēšana
2) aļģu parādīšanās
3) ģimnosēklu rašanās un dominēšana
4) augu parādīšanās uz sauszemes
5) papardes rašanās un dominēšana

Atbilde

Nosakiet aromorfozes secību augu evolūcijā, kas izraisīja daudz sakārtotāku formu rašanos
1) šūnu diferenciācija un audu izskats
2) sēklas izskats
3) zieda un augļa veidošanās
4) fotosintēzes izskats
5) sakņu sistēmas un lapu veidošanās

Atbilde

Izveidojiet pareizo secību svarīgāko aromorfožu parādīšanās augos. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) daudzšūnu rašanās
2) sakņu un sakneņu izskats
3) audu attīstība
4) sēklu veidošanās
5) fotosintēzes rašanās
6) dubultās apaugļošanās rašanās

Atbilde

Sakārtojiet augus tādā secībā, kas atspoguļo to organizācijas sarežģītību to taksonomisko grupu evolūcijas laikā, kurām tie pieder.
1) hlamidomonas
2) Psilofīts
3) parastā priede
4) dzeloņpaparde
5) Kumelīte officinalis
6) brūnaļģes

Atbilde

Nosakiet pareizo svarīgāko aromorfožu secību augos. Pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) Fotosintēze
2) Sēklu veidošanās
3) Veģetatīvo orgānu rašanās
4) Zieda parādīšanās auglim
5) Daudzšūnu rašanās

Rīsi. 52. Iespējamais eikariotu organismu veidošanās veids

Pašlaik dzīvie organismi rodas tikai vairošanās rezultātā. Spontāna dzīves paaudze mūsdienu apstākļos neiespējami vairāku iemeslu dēļ. Pirmkārt, Zemes skābekļa atmosfēras apstākļos organiskie savienojumi ātri tiek iznīcināti, tāpēc tie nevar uzkrāties un uzlaboties. Un, otrkārt, šobrīd ir milzīgs skaits heterotrofu organismu, kas uzturā izmanto jebkādu organisko vielu uzkrāšanos.
Pārskatiet jautājumus un uzdevumus
Kādi kosmiskie faktori Zemes attīstības sākumposmā bija organisko savienojumu rašanās priekšnoteikumi? Nosauciet galvenos dzīvības rašanās posmus saskaņā ar biopoēzes teoriju. Kā veidojās koacervāti, kādas īpašības tiem bija un kādā virzienā tie attīstījās? Kā radās probionti? Aprakstiet, kā varēja rasties pirmo heterotrofu iekšējās struktūras sarežģījumi. Kāpēc spontāna dzīves ģenerēšana mūsdienu apstākļos nav iespējama?
Padomājiet! Izpildīt! Paskaidrojiet, kāpēc dzīvības rašanās no neorganiskas dabas vielām uz mūsu planētas šobrīd nav iespējama. Kāpēc, jūsuprāt, jūra kļuva par primāro vidi dzīvības attīstībai? Piedalieties diskusijā "Dzīvības izcelsme uz Zemes". Izsakiet savu viedokli šajā jautājumā.
Darbs ar datoru
Lūdzam skatīt elektronisko pielikumu. Izpētiet materiālu un izpildiet uzdevumus.


Eikarioti, eubaktērijas un arhejas. Salīdzinot nukleotīdu secības ribosomu RNS (rRNS), zinātnieki nonāca pie secinājuma, ka visus dzīvos organismus uz mūsu planētas var iedalīt trīs grupās: eikariotos, eubaktērijās un arhejās. Pēdējās divas grupas ir prokariotu organismi. 1990. gadā Karls Vūzs - Amerikāņu pētnieks, kurš uz rRNS bāzes izveidoja visu dzīvo organismu filoģenētisko koku, šīm trim grupām ierosināja terminu “domēni”.
Tā kā visu trīs domēnu organismu ģenētiskais kods ir vienāds, tika izvirzīta hipotēze, ka tiem ir kopīgs priekštecis. Šo hipotētisko priekšteci sauca par "cilmes priekšteci", tas ir, par priekšteci. Tiek pieņemts, ka eibaktērijas un arhejas varētu būt cēlušās no priekšteča, un mūsdienu eikariotu šūnu tips acīmredzot radās seno eikariotu simbiozes rezultātā ar eibaktērijām.

Pirmie dzīvie organismi radās Arhejas laikmetā. Viņi bija heterotrofi un izmantoja "primārā buljona" organiskos savienojumus kā pārtiku. Pirmais mūsu planētas iedzīvotāji bija anaerobās baktērijas... Vissvarīgākais posms dzīvības evolūcijā uz Zemes ir saistīts ar fotosintēzes rašanos, kas nosaka organiskās pasaules dalījumu augos un dzīvniekos. Pirmie fotosintēzes organismi bija prokariotu (pirmskodolu) zilaļģes un zilaļģes. Eikariotu zaļās aļģes, kas parādījās, atmosfērā atbrīvoja no okeāna brīvo skābekli, kas veicināja baktēriju parādīšanos, kas var dzīvot skābekļa vidē. Tajā pašā laikā uz arhejas proterozoiskā laikmeta robežas notika vēl divi nozīmīgi evolūcijas notikumi. reproduktīvais process un daudzšūnu veidošanās.

Lai skaidrāk saprastu pēdējo divu aromorfožu nozīmi, pakavēsimies pie tām sīkāk.Haploīdiem organismiem (mikroorganismiem, zili zaļiem) ir viena hromosomu kopa. Katra jauna mutācija nekavējoties izpaužas to fenotipā. Ja mutācija ir noderīga, tā tiek saglabāta ar atlasi, ja tā ir kaitīga, tā tiek novērsta ar atlasi. Haploīdie organismi pastāvīgi pielāgojas savai videi, taču tiem neizstrādā principiāli jaunas pazīmes un īpašības. Seksuālais process krasi palielina spēju pielāgoties vides apstākļiem, jo ​​hromosomās tiek izveidotas neskaitāmas kombinācijas. Diploīds, kas radās vienlaikus ar izveidoto kodolu, ļauj saglabāt mutācijas heterozigotā stāvoklī un izmantot tās kā iedzimtas mainīguma rezerve turpmākām evolucionārām pārvērtībām. Turklāt heterozigotā stāvoklī daudzas mutācijas bieži palielina indivīdu dzīvotspēju un tādējādi palielina viņu izredzes cīnīties par izdzīvošanu.

Diploīdijas un ģenētiskās daudzveidības rašanās vienšūnu eikariotos, no vienas puses, izraisīja šūnu struktūras neviendabīgumu un to asociāciju kolonijās, no otras puses, "darba dalīšanas" iespējamību starp kolonijas šūnām, ti daudzšūnu organismu veidošanās. Šūnu funkciju dalīšanās pirmajos koloniālajos daudzšūnu organismos izraisīja primāro audu veidošanos - ektodermu un endodermu, kas vēlāk ļāva izveidoties sarežģītiem orgāniem un orgānu sistēmām. Šūnu savstarpējās mijiedarbības uzlabošana, vispirms kontakts un pēc tam ar nervu un endokrīno sistēmu palīdzību nodrošināja daudzšūnu pastāvēšanu.

organismu kopumā.

Pirmo daudzšūnu organismu evolūcijas transformāciju ceļi bija dažādi. Daži ir pārcēlušies uz mazkustīgu dzīvesveidu un kļuvuši par tādiem organismiem kā sūkļi... Citi sāka rāpot ar savām cilpām. No tiem cēlušies plakanie tārpi. Vēl citi saglabāja peldošu dzīvesveidu, ieguva muti un radīja koelenterātus.

3.Zemes vēsture kopš parādīšanās uz tās organiskā dzīve un pirms cilvēka parādīšanās uz tā tas ir sadalīts trīs lielos periodos - laikmetos, kas krasi atšķiras viens no otra un kuriem ir nosaukumi: paleozojs - senā dzīve, mezozojs - vidus, neozojs - jauna dzīve.

No tiem laika ziņā lielākais ir paleozojs, to dažkārt iedala divās daļās: agrīnajā paleozojā un vēlajā, jo vēlīnā laika astronomiskie, ģeoloģiskie, klimatiskie un floristikas apstākļi krasi atšķiras no agrīnajiem. Pirmajā ietilpst: kembrija, silūra un devona periodi, otrajā - karbons un permas.

Pirms paleozoja bija Arhejas laikmets, bet tad vēl nebija dzīvības. Pirmā dzīvība uz Zemes ir aļģes un augi kopumā. Pirmās aļģes radās ūdenī: tā mūsdienu zinātne redz pirmās organiskās dzīvības rašanos, un tikai vēlāk parādās mīkstmieši, kas barojas ar aļģēm.

Aļģes pārvēršas par sauszemes zāli, milzīgās zāles pārvēršas par paleozoja zālaugu kokiem.

Devona periodā uz Zemes parādās sulīga veģetācija, un dzīvība ūdenī tās mazo pārstāvju formā: vienšūņi, trilobīti utt. Silts klimats - visur globuss jo joprojām nav mūsdienu debesu ar sauli, mēnesi un zvaigznēm; visu klāja bieza, slikti caurlaidīga, spēcīga ūdens tvaiku migla, kas joprojām ieskauj zemi kolosālos daudzumos, un tikai daļa nogulsnējās okeānu ūdens baseinos. Zeme steidzas aukstā pasaules telpā, bet tad viņa bija ietērpta siltā, necaurlaidīgā apvalkā. Siltumnīcas (siltumnīcas) efekta dēļ visā agrīnajā paleozoiskā, ieskaitot pat karbona periodu, visā zemē ir silta ūdens flora un fauna: gan Svalbārā, gan Antarktīdā - visur ir ogļu atradnes, kas ir produkts. tropu mežu, visur bija siltūdens jūras fauna. Tad saules stari neiespiedās tieši zemē, bet lauzās noteiktā leņķī caur tvaikiem un toreiz to apgaismoja savādāk nekā tagad: nakts nebija tik tumša un ne tik gara, un diena nebija tik gaiša. . Diena bija īsāka par pašreizējo. Nebija ne ziemas, ne vasaras, tam vēl nav astronomisku un ģeofizisku iemeslu. Ogļu atradnes sastāv no kokiem bez augšanas gredzeniem, to struktūra ir cauruļveida, tāpat kā zālei, nevis gredzenveida. Tātad nebija gadalaiku. Arī klimatisko zonu nebija, siltumnīcas efekta dēļ.

Mūsdienu paleontoloģija jau ir pietiekami pētījusi visus Kembrija perioda dzīvo organismu veidus: apmēram tūkstoti dažādu gliemju sugu, taču ir pamats uzskatīt, ka tomēr pirmā veģetācija un pat pirmie mīkstmieši parādījās Arhejas laikmeta beigās.

Nākamajā, silūra periodā, gliemju skaits palielinās līdz 10 000 sugām, un devona periodā kā pārejas forma no mīkstmiešiem uz zivīm parādās plaušas, tas ir, zivis, kurām nav mugurkaula, bet ir pārklātas ar čaumalām. . Viņi elpoja gan ar žaunām, gan ar plaušām. Viņi cenšas kļūt par zemes iemītniekiem, bet viņiem tas nav jādara. Pāreju no jūras uz sauszemi veiks abinieki no mugurkaulnieku klases, piemēram, abinieku dinozauri.

Pirmais ķirzaku pārstāvis - Arheosaurus - parādās paleozoja beigās, tas attīstās mezozoja laikmeta sākumā, triasa periodā.

Paleozoja atšķirīgās īpašības: gaisma nebija atdalīta no tumsas, starpstāvoklis, starpposms starp gaismu un tumsu, starp dienu un nakti, daļēji pagarināts līdz karbona sākumam. Debesīs nebija zvaigžņu. Nebija gadalaiku un klimatisko zonu.

Pierādījums: gada gredzenu neesamība uz paleozoja kokiem, izņemot pēdējo, permas periodu, kad tie parādās pirmo reizi, visu zālaugu koku ar cauruļveida stumbra struktūru izzušana kopš tā laika; tropiskās veģetācijas izplatība pa visu zemes virsmu, ieskaitot polus; tā pati termofīlā fauna visā zemē; milzīgu akmeņogļu nogulumu veidošanās zālaugu mežu bojāejas rezultātā, kas nav pielāgoti tiešiem saules stariem un dabiski pārogļojas un iznīcina ultravioletais starojums un saules starojums, tāpat kā zāle pārogļojas karstā vasarā. sausums.

Kopš Permas perioda pastāv klimatiskās zonas un vēlīnās floras un faunas izplatība, kas ir atšķirīgi pielāgota klimatiskajām zonām.

Nākamais Zemes dzīves periods atbilst visam mezozoja laikmetam, tas ir, periodiem: triass, juras periods un krīts. Šis bija dzīvnieku valsts ziedu laiks. Zemi apdzīvoja visdažādākās un dīvainākās rāpuļu formas. Viņi atradās gan jūrās, gan uz sauszemes un gaisā. Jāatzīmē, ka visa kukaiņu klase parādījās paleozoja beigās, un tie bija daudzkārt lielāki nekā to mūsdienu pēcnācēji.

Pirmie putni parādās juras periodā. Tie savairojās ne tikai kvantitatīvi, bet arī dažādās sugās. Vienai putnu sugai piedzima cāļi ar savām pazīmēm, kā rezultātā radās jauna putnu suga, kas savukārt radīja viņiem ne visai līdzīgus cāļus. Tā attīstījās daudzveidīgā dzīvo būtņu pasaule. Dažos brīžos notika absolūti pārsteidzošas metamorfozes.

Paleontologi zina daudz dažādu putnu attīstības stadiju īpatņu un starp tiem nav nevienas starpsugu: tie ir pterodaktili, arheopteriksi un pilnīgi attīstīti putni.

Pterodaktili ir pa pusei putni, pa pusei rāpuļi. Šī ir ķirzaka, kurai kāju pirksti ir stipri attīstījušies un starp tiem ir parādījušās plēves, piemēram, sikspārni. Bet nākamā paaudze, kas saglabāja to pašu garo mugurkaulu, kurai abās pusēs auga spalvas, krasi atšķiras no saviem priekšgājējiem. Ķermenis un spārni bija klāti ar spalvām, bet uz spārniem bija nagi, lai pieķertos zariem.

Arheopteriksa galva ir no pterodaktila mantota zvēra seja ar asiem lieliem zobiem un mīkstām lūpām. Un tikai nākamajā paaudzē pazūd mugurkaula aste un galva kļūst par putna galvu ar knābi.

Tuvojas pēdējais laikmets – neozoja. Tas ietver terciāro un ledus laikmeta (kvartāra) periodus. Cilvēks parādās ledus laikmeta beigās. Zīdītāji parādījās neozoja laikmetā. Tāda ir gandrīz mūsdienu dzīvnieku pasaule. Tā laika faunu zināmā mērā var redzēt Āfrikā, kuru ledājs neskāra.

Lielākais jautājums daudziem ir jautājums par pērtiķiem. Lielākā daļa zinātnieku sliecas uzskatīt, ka pērtiķis nekādā gadījumā nevar būt cilvēka priekštecis; bet daži saka, ka jābūt kādam kopējam sencim. Bet šis kopīgais sencis vēl nav atrasts.

Zemes ģeohronoloģiskā tabula

Paši pirmie organismi

Šķirnes arheja un agrīnais proterozojs ir nonākuši pie mums ļoti izmainītā stāvoklī. Augsts spiediens un temperatūra ir mainījusi klints sākotnējo izskatu, iznīcinot visas senās dzīves pēdas. Tāpēc senākās floras un faunas izpēte ir saistīta ar milzīgām grūtībām. Tomēr pagājušajā gadsimtā ar instrumentu palīdzību bija iespējams kaut ko noskaidrot izskatā pirmie organismi uz Zemes.

Mācoties ar elektronu mikroskops, ķīmiskās un izotopu analīzes, Onvervahtas veidojuma (Rodēzija) slānekļi, kuru vecums pārsniedz 3,2 miljardus gadu, Arizonas Universitātes (ASV) zinātnieki tajos atklāja tūkstošiem sīku sfērisku, pavedienveida un čaumalām līdzīgu veidojumu. Daļiņu izmērs nepārsniedza 0,01 mm. Pētījumi tika veikti speciāli aprīkotā laboratorijā, kas izslēdza iespēju paraugus inficēt ar svešiem organismiem. Zinātnieki uzskata, ka atrastie veidojumi ir pārakmeņojušās vienšūnu aļģu atliekas. Tomēr citi pētnieki ir kritiski pret saviem atklājumiem, uzskatot, ka šiem veidojumiem var būt nebioloģiska izcelsme.

Līdzīgas aļģu un baktēriju paliekas iežos ar absolūto vecumu 2,7-3,1 miljards gadu ir atrodamas Ziemeļamerikas, Centrālāfrikas un Austrālijas silīcija un dzelzs slānekļos. Šie atklājumi liecina, ka Arhejas ēras sākumā beidzās ķīmiskā evolūcija un sākās bioloģiskā evolūcija.

Pamatojoties uz atradumiem, var pieņemt, ka jau okeānos Arhejas un agrīnais proterozoja laikmets dominēja vienšūņi vienšūnu organismi: baktērijas, aļģes, sēnītes, vienšūņi. Arheānā pirmie organismi pielāgojas dažādām uztura formām. Daži organismi, kas asimilējas fotosintēzes procesā, barības vielas no ūdens, oglekļa dioksīda un neorganiskiem sāļiem (autotrofiski); citi dzīvoja vai nu no autotrofiem (heterotrofiski), vai arī barojās no trūdošām organiskām atliekām (saprofāgiem). Bija organiskās pasaules dalījums augu valstībā un dzīvnieku valstībā.

Proterozoika sākumā, acīmredzot, parādījās pirmie daudzšūnu organismi. Šīs ir primitīvākās formas bez skaidri diferencētiem audiem. Tie jo īpaši ietver sūkļu veida pārstāvi - ūdens organismus, kas dzīvo gandrīz apakšā. Sūkļu forma ir daudzveidīga, tā var atgādināt cilindru, krūzīti, glāzi, bumbiņu. Dzīvnieka mīkstajos audos ir organisks vai minerāls skelets, kas sastāv no spikulām. Sūkļu pārstāvji joprojām apdzīvo mūsu planētas jūras un okeānus, taču pirmie primitīvie sūkļi izmira jau sen un ir nonākuši pie mums tikai fosilā stāvoklī.

Nedaudz vēlāk parādās koelenterātu tipa pārstāvji. Tie jau parāda audu un orgānu diferenciāciju. Koelenterātu, kā arī sūkļu pārstāvji ir saglabājušies līdz mūsdienām un plaši apmetušies jūrās, okeānos un pat saldūdenstilpēs, Starp tiem ir mums labi zināmie koraļļi, medūzas, hidras.

No augiem arhejā un agrīnajā proterozojā aktīvi attīstās zilaļģes... Šo aļģu atliekas sfērisku, sēņu un kolonnu kaļķainu ķermeņu veidā, kam raksturīga plāna koncentriska noslāņošanās, bieži atrodamas proterozoika iežos. Tiek uzskatīts, ka pirmie organiskās dzīves pārstāvji uz Zemes bija tieši zilaļģes ... Pagājušajā gadsimtā Maskavas Valsts universitātē veiktie eksperimenti parādīja, ka tie var pastāvēt apstākļos, kas ir "kontrindicēti" citiem augiem un dzīvniekiem. Šīs aļģes ir dzīvojušas hermētiski noslēgtā stikla bļodā vairāk nekā 16 gadus! Visi pārējie šādu stikla lodīšu iemītnieki ātri nomira, dažas baktērijas "noturējās" 12 gadus, izdzīvoja tikai zili zaļā krāsa. Tas pierāda, ka tie var attīstīties pat bezskābekļa vidē.

Šo aļģu apbrīnojamā pielāgošanās spēja ir acīmredzama no tā, ka tās tagad ir sastopamas ledus Arktikā, karstajos geizeros, Nāves jūras dibenā, naftas avotos, kalnos vairāk nekā 5000 metru augstumā. Tie ir vienīgie dzīvie organismi, kas izturējuši sprādzienus atomu un ūdeņraža bumbas... Tie ir atrodami pat kodolreaktoros. Šī apbrīnojamā vitalitāte dažiem zinātniekiem ir ļāvusi spekulēt par neparastu izcelsmi. zilaļģes... Lai kā arī būtu, bet šie ir pirmie organismi, kas parādījās ne tikai senajos okeānos, bet arī uz sauszemes.

To parādīja amerikāņu profesora E. Bargorna pētījums zilaļģes viņi bija pirmie, kas aizņēmās gāzveida skābekli no ūdens. Okeānos netālu no viņu kolonijām tika izveidota sava veida "ūdens" atmosfēra, kas piesātināta ar skābekli. Pirmie jūras organismi (koelenterāti, sūkļi) elpoja šo skābekli. Pamazām atmosfērā sāka izdalīties skābeklis, piepildot to. Pateicoties dzīvei zilaļģes uz mūsu planētas sāka veidoties skābekļa atmosfērā.

Viens no dzīvības rašanās nosacījumiem uz agrīnās Zemes bija primārās atmosfēras esamība ar reducējošām īpašībām. Agrīnā Arhejā Zemes primāro atmosfēru veidoja oglekļa dioksīds, slāpeklis, ūdens tvaiki, argons un abiogēns metāns. Dzīvības izcelsmei uz Zemes ūdens šķidrā fāzē ir absolūti nepieciešams. Arheānā Saules spožums bija par 25% mazāks nekā mūsdienās, tāpēc pozitīvas temperatūras varēja pastāvēt tikai pie ekvatora.

No primārās atmosfēras gāzēm katalizatoru klātbūtnē abiogēnā veidā izveidojās pirmie vienkāršākie organiskie savienojumi: metāns CH 4, formaldehīds НСОН, ūdeņraža cianīds НСN, amonjaks NH 3. No šiem savienojumiem veidojas ribonukleīnskābju (RNS) šķirnes.

Pēc tam riboze veidojās kā formaldehīda polimerizācijas produkts, un adenīns tika sintezēts arī kā ciānūdeņražskābes polimerizācijas produkts. Izejvielas adenīns un riboze kalpoja kā materiāls nukleotīdu (4.1. att.) un adenozīna trifosfāta (ATP) sintēzei.

Rīsi. 4.1. Nukleotīda - saites veidošanās DNS molekulā
no trim sastāvdaļām

Vēlajā arhejā (pirms 3 miljardiem gadu) silto ūdenstilpņu dibenā no izveidotajiem organiskajiem savienojumiem radās koloidālie savienojumi, kurus no pārējā ūdens atdalīja lipīdu membrāna (membrāna). Vēlāk, pateicoties aminoskābju un puscaurlaidīgo membrānu biosimbiozei, šie līdzstrādnieki izveidojās mazākajos primitīvajos vienšūnu radījumos - protobiontos (prokariotos) - baktēriju šūnu formās, kurās nav kodola. Šo primitīvo dzīvības formu enerģijas avoti bija anaerobās ķīmiskās reakcijas, kuras saņēma enerģiju elpošanai fermentācijas (ķīmosintēzes) ceļā. Fermentācija ir neefektīvs enerģijas piegādes veids, tāpēc protobiontu evolūcija nevarēja pārsniegt vienšūnu dzīvības organizācijas formu.Piemēram, ķīmisko sintēzi pašlaik izmanto termofīlās baktērijas okeāna vidienes grēdu "melnajos smēķējos".

Vēlajā arhejā un agrajā proterozojā konstatēti stromatolītu veidojumi, kuru uzturvielu bāze bija abiogēnais metāns. Jakutijā tika atklāta pasaulē bagātākā grafīta atradne Čebera (1,5 miljoni tonnu), kuras saturs akmeņos pārsniedz 27%. Šī fakta īpatnība ir tāda, ka arhejas kompleksa kristāliskajās šķiedrās tika atrasti grafīta uzkrājumi aptuveni 4 miljardu gadu vecumā.

Rīsi. 4.2.Mikrofosiliju izplatības shēma arhejā un agrajā proterozojā: 1 - 4 - nano- un zilaļģes; 5 - 10 - dažādas mikrofosilijas; 11 - 20 - lielu morfoloģiski nospiedumi
sarežģītas formas

Akmeņos ir identificēti un aprakstīti vairāk nekā 2 tūkstoši mikroorganismu, kuru vecums ir līdz 4 miljardiem gadu (4.2. att.). Mikroorganismi senajos iežos ir sastopami caurspīdīgos plānos 0,03 mm plānos posmos.Ūdens zuduma rezultātā planktona dzīvnieki ir piedzīvojuši mumificēšanos, saglabājot savu vitālo krāsu. Turklāt mikroorganismiem tika veikta grafitizācija, kad organiskās vielas tika pārveidotas par grafītu. Augstā mikroorganismu koncentrācija grafīta gneisos un rūdās pierāda primāro organisko oglekļa izcelsmi grafīta atradnēs, kas atbilst izotopu analīzes rezultātiem. Var teikt, ka grafīta atradnes ir senāko mikroorganismu kapsētas – sava veida dzīvības mēģinājums uz Zemes.

Senajos iežos ir atrasti reti vienšūnu un daudzšūnu organismi, kuru vecums sasniedz 3,8 miljardus gadu. Masīvie atradumi bija karbonātu ieži, ko veidojušas baktērijas un zilaļģes, kas uzkrāja kalcija karbonātu. Viņu vecums ir aptuveni 1,5 miljardi gadu.

Vēlāk ūdenī parādījās sarežģītākas organiskās vielas, kas spēj veikt fotosintēzi. Fotosintētisko vielu iekļaušana protobiontu šūnu sastāvā padarīja tās autotrofiskas. Skābekļa daudzums ūdenī sāka augt. Sakarā ar skābekļa izdalīšanos atmosfērā tas no reducējošā tika pārveidots par oksidējošu.

Rīsi. 4.3. Skābekļa satura attīstība atmosfērā
un dažādas dzīvības formas

Eikarioti radās no prokariotu baktēriju biosimbiozes. Tādējādi reducējošas atmosfēras apstākļos radās primitīva dzīvība, kas vēlāk radīja labvēlīgus apstākļus augsti organizētas dzīvības attīstībai uz Zemes.

Agrā proterozoika sākumā strauji palielinājās fotosintētisko mikroorganismu - zilaļģu - pārpilnība. Nedaudz vēlāk parādījās fotosintētiski vienšūnu organismi, piemēram, zilaļģes, kas spēj oksidēt dzelzi. Varbūt pirmie fotoķīmiskie organismi izmantoja starojumu no spektra ultravioletās daļas. Pēc brīvā skābekļa (4.3. att.) un ozona slāņa parādīšanās autotrofiski fotosintēzes organismi sāka izmantot Saules spektra redzamās daļas starojumu. Tolaik bija daudz veidu aļģu, kas gan brīvi peldēja ūdenī, gan bija piestiprinātas pie grunts.

Biosfēras evolūcija

Evolūciju attiecībā uz dzīviem organismiem var definēt šādi: sarežģītu organismu attīstība laika gaitā no vienkāršākiem organismiem.

Dabaszinātnēs ir jēdziens "Pastera punkts" - tāda brīvā skābekļa koncentrācija, pie kuras skābekļa elpošana kļūst par efektīvāku Saules enerģijas izmantošanas veidu nekā anaerobā fermentācija. Šis kritiskais līmenis ir vienāds ar 1% no pašreizējā skābekļa līmeņa atmosfērā. Kad skābekļa koncentrācija tuvojās Pastēra punktam, aerobu uzvara pār anaerobiem kļuva galīga. Zemes atmosfēra šķērsoja šo robežu pirms aptuveni 2,5 miljardiem gadu. Kopš tā laika dzīvības attīstība ir notikusi atmosfēras skābekļa un daudzu citu vides apstākļu ietekmē (4.4. att.).

Elpošana ir apgriezts fotosintēzes process, kas izdala desmit reizes vairāk enerģijas nekā fermentācija (fermentācija). Šo enerģiju var izmantot organismu augšanai un kustībai. Dzīvnieki lietderīgi izmantoja šīs enerģijas pārpalikumu: viņi iemācījās brīvi pārvietoties, meklējot pārtiku. Kustībai bija nepieciešama ķermeņa daļu koordinācija un spēja pieņemt sarežģītus lēmumus. Tam bija vajadzīgas smadzenes, lai atšķirtu dzīvniekus no augiem. Tādējādi biosfēras rašanās sākas ar ķīmiskiem procesiem, kas vēlāk iegūst bioķīmisku raksturu.

Rīsi. 4.4. Atmosfēras un biosfēras sastāva evolūcijas diagramma

Šie notikumi nodrošināja strauju dzīvības izplatību ūdens vidē un eikariotu šūnu attīstību. Tiek uzskatīts, ka pirmās kodolšūnas parādījās pēc tam, kad skābekļa saturs atmosfērā sasniedza 4% no pašreizējā līmeņa. Tas notika apmēram pirms 1 miljarda gadu. Daudzšūnu organismi parādījās apmēram pirms 700 miljoniem gadu.

Pāreja no proterozoika uz fanerozoiku bija asa ģeoloģiskā un bioloģiskā robeža, kas radikāli mainīja ekoloģisko situāciju uz Zemes. No šī brīža atmosfēra pārvērtās par oksidējošu, kas ļāva biotai pāriet uz vielmaiņu, kuras pamatā ir augu sintezētās organiskās vielas oksidācijas reakcijas.

Papildus skābekļa daļējā spiediena pieaugumam atmosfērā par svarīgiem faktoriem, kas ietekmē biosfēras evolūciju, ir kļuvuši kontinentu novirzes, klimata pārmaiņas, okeāna transgresija un regresija. Šie faktori mainīja bioloģisko kopienu ekoloģiskās nišas un pastiprināja to cīņu par izdzīvošanu. Piemēram, Silūrā un Devonā okeāna līmenis paaugstinājās par 250 m, krīta periodā globālā transgresija sasniedza 400 m. Apledojuma periodos kontinentālajos ledājos saglabājās ūdens, kas pazemināja okeāna līmeni par 130 m. Šie procesi būtiski mainīja Zemes klimatu. Ievērojamais okeāna virsmas pieaugums un sauszemes platības samazināšanās mazināja sezonālās un platuma klimata izmaiņas. Atkāpjoties okeānam, pieauga Zemes klimata kontinentalitāte un pieauga sezonālie temperatūras kontrasti.

Spēcīgie procesi, kas ietekmēja klimatu un tā platuma zonējumu, bija slāpekļa baktēriju izvadīšana no atmosfēras un Zemes precesijas leņķa svārstības atkarībā no kontinentālās novirzes un augstos platuma grādos. Turklāt kontinentu relatīvā stāvokļa izmaiņas mainīja okeānu bioloģisko produktivitāti un okeāna straumju cirkulāciju. Piemēram, pēc tam, kad Austrālija pārcēlās uz ziemeļiem no Antarktīdas, radās dienvidu apkārtpolārā straume, kas nogrieza Antarktīdu no siltajiem trīs okeāniem, kas to apskalo. Šī Antarktīdas klimatiskās izolācijas sistēma joprojām darbojas.

Radikāla okeāna organismu metabolisma pārstrukturēšana notika pirms aptuveni 400 miljoniem gadu, kad dzīvnieku valstībā parādījās formas ar plaušām. Šī orgāna izskats, kas pielāgots gāzu apmaiņai gaisā, ļāva augsti organizētai dzīvībai nonākt zemē.

Agrā krīta laikmetā (apmēram pirms 100 miljoniem gadu) sākās Zemes tektoniskā aktivitāte, kas izraisīja kontinentu izplatīšanos un jūras virzību uz sauszemes. Rezultātā pieauga faunas daudzveidība, jo kontinentālā šelfa provinces kļuva izolētas. Krīta laikmeta pārkāpums noveda pie karbonātus patērējošās faunas un mikrofloras uzplaukuma plauktos, kā rezultātā veidojās rakstāmkrīta slāņi. Tomēr šis pārkāpums izraisīja krīzes parādības okeāna koraļļu atolu biocenožu dzīvē.

Visas galvenās ģeoloģiskās vēstures robežas un atbilstošais ģeohronoloģiskās skalas sadalījums laikmetos, periodos un laikmetos lielā mērā ir saistīts ar tādiem notikumiem kā kontinentu sadursmes un šķelšanās, ekoloģisko nišu rašanās un slēgšana, noteiktu nišu veidošanās, izzušana un saglabāšana. dzīvības formas. Visus šos procesus galu galā izraisa Zemes tektoniskā aktivitāte. Spilgts piemērs tam ir Austrālijas un Dienvidamerikas endēmiskās dzīvības formas.

Valdai apledojuma pēdējā fāzē (pirms 10-12 tūkstošiem gadu) izmira Lielākā daļa"Mamutu" fauna: mamuti, milzu brieži, alu lāči, zobenzobu tīģeri. Daļēji tas notika cilvēka vainas dēļ, bet daļēji tāpēc, ka ievērojami palielinājās atmosfēras mitrums, ziemas kļuva sniegotas, kas apgrūtināja zālēdāju piekļuvi ganībām. Rezultātā zālēdāji nomira no bada, bet plēsēji no zālēdāju trūkuma.

Ļoti iespējams, ka neandertālieši izmira pirms aptuveni 30 tūkstošiem gadu ne tikai konkurences dēļ ar kromanjoniešiem, bet arī tāpēc, ka viņi nevarēja izturēt ledus laikmeta atdzišanu. Krasas klimata svārstības noteica tautu migrāciju un cilvēku rasu sastāva veidošanos.

Tādējādi biosfēras evolūcija 3,5 miljardu gadu laikā ir attīstījusies ciešā saistībā ar planētas ģeoloģisko evolūciju. Tajā pašā laikā ir arī atgriezeniskā saite - dzīvības ietekme uz ģeoloģisko procesu gaitu. UN. Vernadskis rakstīja: "Uz zemes virsmas nav ķīmiska spēka, kas būtu spēcīgāks par dzīviem organismiem kopumā."

Pēc skābekļa koncentrācijas paaugstināšanās atmosfērā līdz 10% no mūsdienu līmeņa, ozona slānis sāka efektīvi aizsargāt dzīvo vielu no cietā starojuma, pēc tam uz zemes pakāpeniski sāka parādīties dzīvība. Vispirms augi iekļuva zemē, radot tur augsne, tad dažādu bezmugurkaulnieku un mugurkaulnieku taksonu pārstāvji iekļuva dzīvniekos. Pagāja laikmeti un periodi, kad vienu floras un faunas sastāvu nomainīja cits, progresīvāks sastāvs un visu esošo formu parādīšanās (4.5. att.).

Rīsi. 4.5. Dzīvības attīstības sprādzienbīstamība proterozoika un fanerozoja robežās

Pēc skābekļa koncentrācijas paaugstināšanās atmosfērā līdz 10% no mūsdienu ( Pastēra 2. punkts) ozona slānis sāka efektīvi aizsargāt dzīvo vielu no cietā starojuma.

Kembrija piedzīvoja jaunu dzīvības formu evolucionāru eksploziju: sūkļus, koraļļus, mīkstmiešus, aļģes un sēklu augu un mugurkaulnieku senčus. Turpmākajos paleozoja laikmeta periodos dzīvība piepildīja okeānus un sāka nolaisties uz sauszemes.

Turpmāka sauszemes ekosistēmu veidošanās noritēja neatkarīgi no ūdens ekosistēmu evolūcijas. Zaļā veģetācija nodrošināja lielu daudzumu skābekļa un barības lielu dzīvnieku turpmākajai evolūcijai. Tajā pašā laikā okeāna planktons tika papildināts ar formām ar kaļķainām un silīcija čaumalām.

Paleozoja beigās Zemes klimats mainījās. Šajā periodā pieauga bioloģiskā produktivitāte un tika izveidotas milzīgas fosilā kurināmā rezerves. Vēlāk (pirms 200-150 miljoniem gadu) skābekļa un oglekļa dioksīda saturs stabilizējās mūsu dienas līmenī.Atsevišķos periodos notika klimata izmaiņas, kas izraisīja Pasaules okeāna līmeņa izmaiņas. Vispārējās atdzišanas periodi uz planētas mijās ar sasilšanas periodiem ar aptuveni 100 tūkstošu gadu cikliskumu Viduspleistocēna periodā (pirms 45-60 tūkstošiem gadu) spēcīgs ledājs nolaidās līdz 48 o N. Eiropā un līdz 37 o Z Ziemeļamerikā. Ledāji kusa salīdzinoši ātri – 1000 gadu laikā.

Pastāv negrozāms dzīvības likums: jebkura neprimitīvu dzīvo organismu grupa agrāk vai vēlāk izmirs.Vairākkārt ir notikusi veselu dzīvnieku sugu masveida izmiršana. Tātad pirms 65 miljoniem gadu daudzi rāpuļi pazuda (4.6. att.). Viņu pēdējie pārstāvji pazuda uz kainozoja robežas. Šīs izmiršanas nebija vienlaicīgas, ilga daudzu gadu garumā un nebija saistītas ar cilvēka darbību. Pēc paleontologu aprēķiniem, lielākā daļa (līdz 98%) sugu, kas jebkad pastāvējušas uz Zemes (līdz 500 miljoniem sugu), ir izmirušas.

Rīsi. 4.6. Rāpuļu pieaugums un kritums

Evolūcijas progress nebija nejaušs. Dzīve ieņēma jaunas telpas, pastāvēšanas apstākļi uz Zemes pastāvīgi mainījās, un visam dzīvajam bija tam jāpielāgojas. Kopienas un ekosistēmas ir nomainījušas viena otru. Radās progresīvākas, mobilākas formas, kas labāk pielāgojās jaunajiem dzīves apstākļiem.

Biosfēra attīstās ar organismu ciešu kopīgu evolūciju. UN. Vernadskis, turpinot iepriekšējo dabaszinātnieku pieredzi, formulēja šādu principu: "Dzīvais nāk tikai no dzīvā, starp dzīvo un nedzīvo ir nepārvarama robeža, kaut arī pastāv pastāvīga mijiedarbība."

Tādu lielu organismu grupu (piemēram, augu un zālēdāju) ciešu ekoloģisko mijiedarbību sauc līdzevolūcija. Kopevolūcija uz Zemes notiek jau miljardiem gadu. Antropogēnie faktori parādījās ļoti īsā laikā, tomēr pēc ietekmes uz biosfēru tie kļuva pielīdzināmi dabiskajiem. Daba un biosfēra iekšā mūsdienu dabaszinātne tiek pasniegtas kā dinamiskas sistēmas, kas iet cauri krīzes stāvokļiem, katastrofām un bifurkācijas punktiem.

Biosfēras evolūcija ir pakļauta šādiem trim likumiem:

- konstantes likums evolūcijas process biosfērā: dzīvo organismu evolūcija notiek pastāvīgi, kamēr pastāv Zeme;

- neatgriezeniskuma likums evolūcija: kad suga izmirst, tā nekad vairs neparādīsies;

- diverģences likums: no senču formas secīgi veidojas jaunas augstāku sistemātisku kategoriju populācijas.

Apmēram pirms 400 miljoniem gadu dzīvība sāka pārvaldīt zemi. Vispirms augi iekļuva zemē, veidojot tur augsni, pēc tam iekļuva dažādu bezmugurkaulnieku un mugurkaulnieku taksonu pārstāvji. Devona beigās visu zemi klāja veģetācija. Oglekļa perioda beigās parādās ģimnosēklas, lidojoši kukaiņi un pirmie gaļēdāji un zālēdāji sauszemes mugurkaulnieki. Permas beigās ir liela izmiršana (koraļļi, amonīti, senās zivis utt.).

Rīsi. 4.7. Dzīvības formu attīstības vēstures fragments uz Zemes
mezozojā un kainozojā

Pirmie sauszemes mugurkaulnieki radīja abiniekus, un tie radīja rāpuļus. Rāpuļi uzplauka mezozojā (4.7. attēls) un radīja putnus un zīdītājus. Juras perioda vidū dzīvoja milzu četrkājainie zālēdāji dinozauri, kuru garums bija līdz 30 m un svars no 30 līdz 80 tonnām.Parādījās mūsdienu tipa haizivis. Pirmie dzīvnieki - mūsdienu zīdītāju priekšteči - parādījās apmēram pirms 200 miljoniem gadu.

Krīta laikmetā Dienvidamerika un Āfrika attālinājās viena no otras. Šajā periodā notika vēl viena liela izzušana: dinozauri izzūd.Pēc lielo ķirzaku globālās izzušanas zīdītāji ieņēma vadošās pozīcijas un dominē šobrīd. Pašlaik uz Zemes dzīvo līdz 3 miljoniem dzīvnieku sugu.

Notika jaunu sugu veidošanās un to formu izzušana, kas neizturēja konkurenci vai nepielāgojās dabas vides izmaiņām. Pirms cilvēka parādīšanās dažu sugu izzušana notika lēni daudzu miljonu gadu laikā. Konstatēts, ka putnu sugas mūža ilgums ir vidēji 2 miljoni gadu, bet zīdītāju – 600 tūkstošus gadu.Dabiskā vide ir daudzkārt mainījusies. Faunas izmaiņas ietekmēja abiotiskie faktori. Notika locīšana un kalnu celtniecība, mainījās klimats. Notika sasilšanas un apledojuma mija, okeāna līmeņa celšanās un kritums, sauso klimatu nomainīja mitrs.

Var izdalīt šādus galvenos biosfēras evolūcijas posmus.

1. Prokariotu biosfēras stadija, kas beidzās pirms 2,5 miljardiem gadu, ko raksturo: reducējošs (anoksisks) ūdens biotops un ķīmiskā sintēze; pirmo fotosintētisko organismu, piemēram, zilaļģu, parādīšanās; fotosintētisko prokariotu dzīvībai svarīgā aktivitāte līdz pat plkst. 1. Pastera punkts.

2. Prokariotu biosfēras stadija ar oksidējošu ūdens biotopu, kas beidzās pirms aptuveni 1,5 miljardiem gadu. Šo posmu, kas sākās pēc 1.Pastera punkta sasniegšanas, raksturo: elpošanas parādīšanās vienkāršākajos organismos, kas ir 14 reizes enerģētiski efektīvāki par fermentācijas procesiem; pirmo eikariotu (kam ir kodols) vienšūnu organismu parādīšanās.

3. Vienšūnu un bezaudu organismu stadija, kas ilgst līdz 700 miljoniem gadu. Posms beidzās pirms aptuveni 800 miljoniem gadu, un to raksturo: vienkāršāko organismu bioloģiskās daudzveidības rašanās simbioģenēzes dēļ; pārejas periods uz organismu daudzšūnu rašanos.

4. Daudzšūnu audu organismu stadija. Šajā posmā: devona laikmetā (apmēram pirms 350 miljoniem gadu) parādījās sauszemes veģetācija; zīdītāji parādījās apmēram pirms 200 miljoniem gadu; dominē augu, sēņu un dzīvnieku bioloģiskās daudzveidības attīstība.

5. Antropogēnā stadija - Homo sapiens parādīšanās biosfērā.