9 класс. Биология. Этапы развития жизни на Земле

Комментарии преподавателя

Ске­ле­ты ди­но­зав­ров на­хо­ди­ли на про­тя­же­нии всей ис­то­рии че­ло­ве­че­ства, но наши пред­ки при­ни­ма­ли их за кости дра­ко­нов, гри­фо­нов и дру­гих ми­фи­че­ских су­ществ. Когда уче­ные впер­вые столк­ну­лись с остан­ка­ми ди­но­зав­ров в 1677 году, ди­рек­тор од­но­го из бри­тан­ских му­зеев, Ро­берт Плот, опре­де­лил ку­соч­ки ко­стей как фраг­мент бед­рен­ной кости че­ло­ве­ка-ги­ган­та. Мифы о до­по­топ­ных ве­ли­ка­нах раз­ви­ва­лись еще несколь­ко сотен лет, пока уче­ные не на­учи­лись точно вос­ста­нав­ли­вать ис­ко­па­е­мые остан­ки и опре­де­лять их воз­раст. Наука об ис­ко­па­е­мых жи­вот­ных со­вер­шен­ству­ет­ся и се­год­ня, при­ме­няя но­вей­шие ме­то­ды ис­сле­до­ва­ний. Бла­го­да­ря ним уче­ные могут точно вос­ста­но­вить облик уди­ви­тель­ных су­ществ, хо­див­ших по земле мил­ли­о­ны лет назад.

Ис­клю­чи­тель­но бо­га­тый ма­те­ри­ал для раз­ви­тия эво­лю­ци­он­ных пред­став­ле­ний дала наука па­ле­он­то­ло­гия, изу­ча­ю­щая ис­то­рию жизни по остан­кам ор­га­низ­мов, ко­то­рые со­хра­ни­лись в гор­ных по­ро­дах и от­ло­же­ни­ях (см. Рис. 1). Па­ле­он­то­ло­гия вос­со­зда­ла ос­нов­ную хро­но­ло­гию со­бы­тий, про­изо­шед­ших, глав­ным об­ра­зом, за по­след­ние 700 млн лет, когда эво­лю­ция жизни на нашей пла­не­те шла осо­бен­но ин­тен­сив­но.

Эту часть ис­то­рии раз­ви­тии Земли обыч­но делят на боль­шие про­ме­жут­ки, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся эры. Эры в свою оче­редь де­лят­ся на более мел­кие про­ме­жут­ки – пе­ри­о­ды. Пе­ри­о­ды – на эпохи и века. На­зва­ния эр имеют гре­че­ское про­ис­хож­де­ние. На­при­мер, ме­зо­зой – «сред­няя жизнь», кай­но­зой – «новая жизнь». Для каж­дой эры, а ино­гда даже для пе­ри­о­да, ха­рак­тер­ны свои осо­бен­но­сти в раз­ви­тии жи­вот­но­го и рас­ти­тель­но­го мира (Ис­точ­ник).

Пер­вые 1,5 млрд лет после об­ра­зо­ва­ния нашей пла­не­ты живых ор­га­низ­мов на ней не су­ще­ство­ва­ло. Этот пе­ри­од носит на­зва­ние ка­тар­хей (греч. «ниже древ­ней­ше­го»). В ка­тар­хее про­ис­хо­ди­ло об­ра­зо­ва­ние зем­ной по­верх­но­сти, шли ак­тив­ные вул­ка­ни­че­ские и го­ро­об­ра­зо­ва­тель­ные про­цес­сы. Жизнь воз­ник­ла на гра­ни­це ка­тар­хея и ар­хей­ской эры. Об этом сви­де­тель­ству­ют на­ход­ки сле­дов жиз­не­де­я­тель­но­сти мик­ро­ор­га­низ­мов в гор­ных по­ро­дах воз­рас­том 3,5-3,8 млрд лет.

Ар­хей­ская эра дли­лась 900 млн лет и почти не оста­ви­ла сле­дов ор­га­ни­че­ской жизни. На­ли­чие пород ор­га­ни­че­ско­го про­ис­хож­де­ния: из­вест­ня­ка, мра­мо­ра, уг­ле­кис­лых ве­ществ ука­зы­ва­ет на су­ще­ство­ва­ние в ар­хей­скую эру бак­те­рий и ци­анобак­те­рий, то есть про­ка­ри­о­ти­че­ских ор­га­низ­мов (см. Рис. 2). Они оби­та­ли в морях, но, воз­мож­но, вы­хо­ди­ли и на сушу. В архей вода на­сы­ща­ет­ся кис­ло­ро­дом, а на суше про­ис­хо­дят поч­во­об­ра­зо­ва­тель­ные про­цес­сы.

Рис. 1

Рис. 2

Имен­но в ар­хей­скую эру про­изо­шло три круп­ных из­ме­не­ния в раз­ви­тии живых ор­га­низ­мов: воз­ник­но­ве­ние по­ло­во­го про­цес­са, воз­ник­но­ве­ние фо­то­син­те­за и по­яв­ле­ние мно­го­кле­точ­но­сти (Ис­точ­ник).

По­ло­вой про­цесс воз­ник в ре­зуль­та­те сли­я­ния двух оди­на­ко­вых кле­ток у жгу­ти­ко­вых, ко­то­рые счи­та­ют­ся наи­бо­лее древни­ми од­но­кле­точ­ны­ми. С по­яв­ле­ни­ем фо­то­син­те­за еди­ный ствол жизни раз­де­лил­ся на два – рас­те­ния и жи­вот­ные. А мо­го­кле­точ­ность при­ве­ла к даль­ней­ше­му ослож­не­нию жизни: диф­фе­рен­ци­а­ции тка­ней, воз­ник­но­ве­нии ор­га­нов и си­стем ор­га­нов (см. Рис. 3). 

Рис. 3

В про­те­ро­зой­скую эру дли­тель­но­стью 2 млрд лет раз­ви­ва­ют­ся во­до­рос­ли – зе­ле­ные, бурые, крас­ные (см. Рис. 4), а также воз­ни­ка­ют грибы. 

Рис. 4

Пред­ка­ми мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов, воз­мож­но, были ко­ло­ни­аль­ные ор­га­низ­мы на­по­до­бие со­вре­мен­ных ко­ло­ни­аль­ных жгу­ти­ко­вых (см. Рис. 5). А пер­вые мно­го­кле­точ­ные ор­га­низ­мы по­хо­ди­ли на со­вре­мен­ных губок и ко­рал­лов (см. Рис. 6). 

Рис. 5

Рис. 6

Жи­вот­ный мир того пе­ри­о­да был пред­став­лен всеми ти­па­ми бес­по­зво­ноч­ных жи­вот­ных (см. Рис. 7). 

Рис. 7

По­ла­га­ют, что в конце про­те­ро­зой­ской эры по­яви­лись пер­вич­ные хор­до­вые, под­тип бес­че­реп­ных, един­ствен­ным пред­ста­ви­те­лем ко­то­рых в со­вре­мен­ной фауне яв­ля­ет­ся лан­цет­ник (см. Рис. 8).

Рис. 8

По­яв­ля­ют­ся дву­сто­рон­ние сим­мет­рич­ные жи­вот­ные, раз­ви­ва­ют­ся ор­га­ны чувств, нерв­ные узлы, услож­ня­ет­ся по­ве­де­ние жи­вот­ных (см. Рис. 9). 

Рис. 9

Па­лео­зой­ская эра на­ча­лась 570 млн лет назад и ха­рак­те­ри­зо­ва­лась важ­ней­ши­ми эво­лю­ци­он­ны­ми со­бы­ти­я­ми в ис­то­рии раз­ви­тия ор­га­ни­че­ской жизни на Земле (Ис­точ­ник). В на­ча­ле этой эры про­изо­шло фор­ми­ро­ва­ние зна­чи­тель­ной части суши Земли, за­кон­чи­лось об­ра­зо­ва­ние озо­но­во­го экра­на, что дало воз­мож­ность около 400 млн лет назад выйти на землю пер­вым рас­те­ни­ям – ри­нио­фи­там (см. Рис. 10, 11). Они, в от­ли­чие от во­до­рос­лей, об­ла­да­ли уже про­во­дя­щи­ми, по­кров­ны­ми и ме­ха­ни­че­ски­ми тка­ня­ми; поз­во­ля­ю­щи­ми су­ще­ство­вать в усло­ви­ях на­зем­но-воз­душ­ной среды. От ри­нио­фи­тов затем про­изо­шли ос­нов­ные груп­пы выс­ших спо­ро­вых рас­те­ний: пла­у­но­вид­ные, хво­ще­вид­ные и па­по­рот­ни­ко­вид­ные, из ко­то­рых фор­ми­ро­ва­лись пер­вич­ные леса (Ис­точ­ник) (см. Рис. 12).

В ка­мен­но­уголь­ный пе­ри­од про­изо­шел круп­ный эво­лю­ци­он­ный подъ­ем в раз­ви­тии на­зем­ной рас­ти­тель­но­сти.

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Этот пе­ри­од от­ли­чал­ся теп­лым, влаж­ным кли­ма­том. На Земле об­ра­зо­вы­ва­лись огром­ные на­зем­ные леса, со­сто­я­щие из ги­гант­ских па­по­рот­ни­ков, дре­во­вид­ных хво­щей и пла­у­нов вы­со­той от 15 до 20 м.

Они имели хо­ро­шую про­во­дя­щую си­сте­му, корни, ли­стья, но их раз­мно­же­ние было еще свя­за­но с водой. В этот пе­ри­од про­из­рас­та­ли се­мен­ные па­по­рот­ни­ки, у ко­то­рых вме­сто спор раз­ви­ва­лись се­ме­на (см. Рис. 13). По­яв­ле­ние се­мен­ных рас­те­ний было круп­ней­шим аро­мор­фо­зом в ис­то­рии раз­ви­тия Земли, по­сколь­ку раз­мно­же­ние се­мен­ных рас­те­ний уже не за­ви­се­ло от воды. За­ро­дыш на­хо­дит­ся в се­ме­ни и обес­пе­чен за­па­сом пи­та­тель­ных ве­ществ.

Рис. 13

С конца ка­мен­но­уголь­но­го пе­ри­о­да в связи с ак­тив­ным го­ро­об­ра­зо­ва­тель­ным про­цес­сом влаж­ный кли­мат по­все­мест­но ста­но­вит­ся сухим. Дре­во­вид­ные па­по­рот­ни­ки вы­ми­ра­ют, оста­ют­ся толь­ко их мел­кие формы во влаж­ных ме­стах. Вы­ми­ра­ют также и се­мен­ные па­по­рот­ни­ки. Леса ка­мен­но­уголь­но­го пе­ри­о­да при­ве­ли к об­ра­зо­ва­нию за­ле­жей ка­мен­но­го угля.

На смену па­по­рот­ни­кам при­шли го­ло­се­мен­ные рас­те­ния, ко­то­рые бла­го­да­ря рас­про­стра­не­нию семян осво­и­ли и за­суш­ли­вые места оби­та­ния. 

Рис. 14

В раз­ви­тии жи­вот­но­го мира в па­лео­зой (см. Рис. 14) тоже про­ис­хо­ди­ли важ­ней­шие эво­лю­ци­он­ные со­бы­тия. В на­ча­ле эры по­яви­лись пер­вые по­зво­ноч­ные жи­вот­ные – пан­цир­ные рыбы. Они об­ла­да­ли внут­рен­ним ске­ле­том, дав­шим им пре­иму­ще­ство в дви­же­нии по срав­не­нию с бес­по­зво­ноч­ны­ми жи­вот­ны­ми. От пан­цир­ных рыб затем про­изо­шли хря­ще­вые и кост­ные рыбы (см. Рис. 15). Среди кост­ных рыб вы­де­ли­лись ки­сте­пе­рые, от ко­то­рых около 300 млн. лет назад про­изо­шли пер­вые на­зем­ные по­зво­ноч­ные жи­вот­ные.

Рис. 15

Са­мы­ми при­ми­тив­ны­ми на­зем­ны­ми по­зво­ноч­ны­ми счи­та­ют­ся древ­ние зем­но­вод­ные – сте­го­це­фа­лы, ко­то­рые оби­та­ли в бо­ло­ти­стых ме­стах (см. Рис. 16, 17). Сте­го­це­фа­лы со­еди­ни­ли в себе при­зна­ки рыб и зем­но­вод­ных (Ис­точ­ник). 

Рис. 16

Рис. 17

Жи­вот­ные этого пе­ри­о­да, как и рас­те­ния, оби­та­ли во влаж­ных ме­стах, по­это­му не могли рас­про­стра­нять­ся вглубь суши и за­ни­мать места, уда­лен­ные от во­до­е­мов. При на­ступ­ле­нии за­суш­ли­вых усло­вий в конце ка­мен­но­уголь­но­го пе­ри­о­да круп­ные зем­но­вод­ные ис­че­за­ют, со­хра­ня­ют­ся лишь мел­кие формы в сырых ме­стах.

На смену зем­но­вод­ным при­шли пре­смы­ка­ю­щи­е­ся (см. Рис. 18). Более за­щи­щен­ные и при­спо­соб­лен­ные к су­ще­ство­ва­ни­ям в усло­ви­ях су­хо­го кли­ма­та на суше, все пре­смы­ка­ю­щи­е­ся, в от­ли­чие от зем­но­вод­ных, имеют кожу, за­щи­щен­ную от вы­сы­ха­ния с ро­го­вы­ми че­шу­я­ми. Их раз­мно­же­ние те­перь не свя­за­но с водой, а яйца за­щи­ще­ны плот­ны­ми обо­лоч­ка­ми. 

Рис. 18

Ме­зо­зой­ская эра на­ча­лась около 230 млн лет назад. Кли­ма­ти­че­ские усло­вия были бла­го­при­ят­ны для даль­ней­ше­го раз­ви­тия жизни на нашей Земле. На суше в этот мо­мент гос­под­ство­ва­ли го­ло­се­мен­ные рас­те­ния, но около 140 млн лет назад уже воз­ник­ли пер­вые по­кры­то­се­мен­ные, или цвет­ко­вые рас­те­ния (Ис­точ­ник).

В морях пре­об­ла­да­ли го­ло­во­но­гие мол­люс­ки и кост­ные рыбы (см. Рис. 19). На суше оби­та­ли ги­гант­ские ящеры – ди­но­зав­ры, а также жи­во­ро­дя­щие их­тио­зав­ры, кро­ко­ди­лы, ле­та­ю­щие ящеры (см. Рис. 20, 21). 

Рис. 19

Рис. 20

Рис. 21 

Но ги­гант­ские пре­смы­ка­ю­щи­е­ся от­но­си­тель­но быст­ро вы­мер­ли. В на­ча­ле ме­зо­зоя около 200 млн. лет назад от груп­пы пти­це­та­зо­вых пре­смы­ка­ю­щих­ся про­изо­шли пер­вые птицы (см. Рис. 22), а от груп­пы зве­ро­по­доб­ных реп­ти­лий – пер­вые мле­ко­пи­та­ю­щие (см. Рис. 23). 

Рис. 22

Рис. 23

Вы­со­кий уро­вень об­ме­на ве­ществ, теп­ло­кров­ность, раз­ви­тый го­лов­ной мозг поз­во­ли­ли пти­цам и мле­ко­пи­та­ю­щим за­нять гос­под­ству­ю­щее по­ло­же­ние на нашей пла­не­те.

Кай­но­зой­ская эра на­ча­лась 67 млн лет назад и про­дол­жа­ет­ся до наших дней. После плео­ге­на и нео­ге­на на­чал­ся тре­тий пе­ри­од эры – ан­тро­по­ген, в ко­то­ром сей­час и живем мы с вами.

В те­че­ние этой эры моря и кон­ти­нен­ты сфор­ми­ро­ва­лись в их со­вре­мен­ном виде. В плео­гене по­кры­то­се­мен­ные рас­те­ния рас­про­стра­ни­лись по всей суше и в прес­но­вод­ных во­до­е­мах, про­изо­шли ак­тив­ные го­ро­об­ра­зо­ва­тель­ные про­цес­сы, в ре­зуль­та­те чего кли­мат стал более хо­лод­ным. Это при­ве­ло к смене веч­но­зе­ле­ных лесов лист­вен­ны­ми ле­са­ми. В ан­тро­по­гене окон­ча­тель­но сфор­ми­ро­ва­лась со­вре­мен­ная флора и фауна, воз­ник че­ло­век (Ис­точ­ник).

Па­ле­он­то­ло­гия

Па­ле­он­то­ло­гия – это наука изу­ча­ю­щая ис­то­рию раз­ви­тия жизни на Земле по со­хра­нив­шим­ся в оса­доч­ных по­ро­дах остан­кам, от­пе­чат­кам и сле­дам жиз­не­де­я­тель­но­сти древ­них живых ор­га­низ­мов. На­уч­ная па­ле­он­то­ло­гия воз­ник­ла в конце XVIII века. Ее ос­но­во­по­лож­ни­ком счи­та­ют Жоржа Лео­поль­да Кювье.

Более чем за 200 лет сво­е­го су­ще­ство­ва­ния па­ле­он­то­ло­гия на­ко­пи­ла огром­ный ма­те­ри­ал о древ­них рас­те­ни­ях и жи­вот­ных, мно­гие из ко­то­рых со­вер­шен­но не по­хо­жи на со­вре­мен­ные формы жизни.

Па­ле­он­то­ло­ги ис­сле­ду­ют не толь­ко остан­ки древ­них рас­те­ний и жи­вот­ных, но и ока­ме­не­ло­сти, то есть тела или фраг­мен­ты тел древ­них живых ор­га­низ­мов, в ко­то­рых ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства с те­че­ни­ем вре­ме­ни за­ме­ни­лись ми­не­раль­ны­ми со­ля­ми. В па­ле­он­то­ло­гии также ис­поль­зу­ют ме­то­ды па­лео­эко­ло­гии и па­лео­кли­ма­то­ло­гии для того, чтобы вос­со­здать усло­вия жизни, в ко­то­рых су­ще­ство­ва­ли древ­ние ор­га­низ­мы. В по­след­нее время па­ле­он­то­ло­гия по­лу­чи­ла новое раз­ви­тие бла­го­да­ря тому, что ей стали до­ступ­ны ме­то­ды ком­пью­тер­ной то­мо­гра­фии, циф­ро­вой мик­ро­ско­пии, мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­гии. С по­мо­щью этих от­кры­тий уда­лось до­ка­зать, что жизнь на нашей пла­не­те на­мно­го древ­нее, чем это ка­за­лось ранее.

Гео­хро­но­ло­гия

Для удоб­ства изу­че­ния и опи­са­ния вся ис­то­рия Земли раз­де­ле­на на опре­де­лен­ные про­ме­жут­ки вре­ме­ни. Эти про­ме­жут­ки раз­ли­ча­ют­ся дли­тель­но­стью, го­ро­об­ра­зо­ва­тель­ны­ми про­цес­са­ми, кли­ма­том, фло­рой и фа­у­ной. В гео­хро­но­ло­ги­че­ской ле­то­пи­си эти пе­ри­о­ды ха­рак­те­ри­зу­ют­ся раз­лич­ны­ми сло­я­ми оса­доч­ных пород с со­хра­нив­ши­ми­ся в них ис­ко­па­е­мы­ми остан­ка­ми. Чем глуб­же за­ле­га­ет оса­доч­ный слой, тем древ­нее ис­ко­па­е­мое в нем. Самые круп­ные под­раз­де­ле­ния гео­ло­ги­че­ской ле­то­пи­си – это эоны. Вы­де­ля­ют два эона: крип­то­зой, что в пе­ре­во­де с гре­че­ско­го озна­ча­ет «тай­ная жизнь», и фа­не­ро­зой – «явная жизнь». Эоны де­лят­ся на эры. В крип­то­зое вы­де­ля­ют две эры: архей и про­те­ро­зой. А в фа­не­ро­зое – три эры: па­лео­зой, ме­зо­зой и кай­но­зой. Эры в свою оче­редь де­лят­ся на пе­ри­о­ды, ко­то­рые могут иметь более мел­кие под­раз­де­ле­ния.

Зна­че­ние фо­то­син­те­за в раз­ви­тии жизни на Земле

По­яв­ле­ние ав­то­троф­ных ор­га­низ­мов на Земле при­ве­ло к ги­гант­ским из­ме­не­ни­ям в её раз­ви­тии. Во-пер­вых, по­яв­ле­ние и жиз­не­де­я­тель­ность рас­те­ний при­ве­ли к об­ра­зо­ва­нию в ат­мо­сфе­ре нашей Земли сво­бод­но­го кис­ло­ро­да. На­ли­чие сво­бод­но­го кис­ло­ро­да из­ме­ни­ло био­хи­ми­че­ские про­цес­сы, что при­ве­ло к ги­бе­ли мно­гих живых ор­га­низ­мов, для ко­то­рых сво­бод­ный кис­ло­род был гу­би­тель­но ток­сич­ным. Но, с дру­гой сто­ро­ны, на­ли­чие сво­бод­но­го кис­ло­ро­да в ат­мо­сфе­ре поз­во­ли­ло живым ор­га­низ­мам осво­ить про­цесс ды­ха­ния, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го в виде мо­ле­ку­лы АТФ ак­ку­му­ли­ру­ет­ся на­мно­го боль­ше энер­гии. Такой энер­ге­ти­че­ски более вы­год­ный спо­соб ды­ха­ния поз­во­лил живым ор­га­низ­мам впо­след­ствии осво­ить сушу. Кроме того, под дей­стви­ем уль­тра­фи­о­ле­та кис­ло­род пре­вра­щал­ся в озон. Бла­го­да­ря этому про­цес­су об­ра­зо­вал­ся за­щит­ный озо­но­вый экран, не про­пус­ка­ю­щий жест­кий уль­тра­фи­о­лет на Землю. Это стало еще одной при­чи­ной, по ко­то­рой живые ор­га­низ­мы смог­ли выйти на сушу. Кроме того, сами ав­то­тро­фы стали более вы­со­ко­энер­ге­ти­че­ской пищей для ге­те­ро­тро­фов. Вза­и­мо­дей­ствие ав­то­тро­фов и ге­те­ро­тро­фов, их рож­де­ние и ги­бель при­ве­ли к важ­ней­ше­му про­цес­су воз­ник­но­ве­нию био­ло­ги­че­ско­го кру­го­во­ро­та ве­ществ. Бла­го­да­ря этому неко­гда без­жиз­нен­ная обо­лоч­ка пре­вра­ти­лась в на­се­лен­ную жи­вы­ми ор­га­низ­ма­ми био­сфе­ру.

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/9-klass/proishozhdenie-zhizni-i-razvitie-organicheskogo-mira/etapy-razvitiya-zhizni-na-zemle

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=rKdHb1hb4cQ

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=FCTy6hHfgPk

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=VzI1uTr8jOo

истчоник видео - http://www.youtube.com/watch?v=puQMWqkQM-0

исчтоник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/5602-etapy-razvitiya-zhizni-na-zemle.html

Файлы