Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Основные этапы эволюции живой природы

Основные этапы эволюции живой природы

План

1. Основные этапы эволюции живой природы

2. Основные характеристики биосферы

3. Возникновение атмосферы и гидросферы

По данным палеонтологии, жизнь возникла более 3500000000 лет назад (архейская эра). О жизни в архейскую эру известно не так много. Но о том, что в начале этой эры уже была жизнь, свидетельствует, прежде всего, состав горных пород, возраст которых составляет около 3 млрд лет. Горные породы архея содержат большое количество графита, который образовался из остатков органических соединений, входящих в состав живых организмов. Это ули одноклеточные прокариоты бактерии и сине-зеленые. Продуктами их жизнедеятельности является древнейшие осадочные породы (строматолиты) известковые образования в виде столбцов.

Бактерии и сине-зеленые быстро распространялись и освоили всю планету. С их появлением на Земле связаны ароморфозы: речь идет о клетках с развитой системой обмена веществ и способностью к воспроизводству и фотосинтеза. К концу архея (около 2600000000 лет) появляются одноклеточные, а затем и колониальные водоросли.

Появление фотосинтеза способствовала разветвления филогенетического ствола жизни (1500000000. Лет) на автотрофов (растения) и гетеротрофов (грибы и животные). Из одноклеточных эукариот развиваются многоклеточные существа со сложной специализации.

В наше время уже хорошо известно, что 650 млн. Лет назад моря на нашей планете населяли разнообразные многоклеточные животные, принадлежащие ко всем типам беспозвоночных, включая иглокожих. В этот период появились первые примитивные хордовые, которые имели принципиально иное строение нервной системы. Это были трубки с расширением с одной стороны, что способствовало в дальнейшем развитии дифференцированного головного мозга.

В начале кембрия (570-500 миллионов лет назад) произошли серьезные изменения в химизме океана. Увеличилось смывания солей с суши, привело к росту концентрации кальция и магния в море.В результате морские животные получили возможность усваивать в больших количествах минеральные соли. А это в свою очередь открыло перед ними возможности построения твердого скелета. Появились скелетные беспозвоночные, которые и определили вид морской фауны.

Следующий период (490-435 млн. Лет до нашего времени), как и кембрий, характеризуется процветанием водорослей единых растений на Земле. В морях бурно размножались губки, кораллы, иглокожие, моллюски, членистоногие, полухордовые. Но главным событием в конце этого периода было появление первых позвоночных животных панцирных "рыб". Эти существа лишь по форме напоминали настоящих рыб, но принадлежали к другому классу позвоночных бесчелюстных, или круглоротых.

В дальнейшем в части бесчелюстных возникло расчленения жаберных дуг. Постепенно сформировались челюсти с размещенными на них зубами. Появление ротового аппарата хватательного типа большой ароморфозами, поскольку это обусловило перестройку всей организации позвоночных. Появление челюстей способствовала расширению возможностей выбора более разнообразной пищи, а, следовательно расширению экологической ниши. Возникновение парных плавников, давшие начало конечностям, следующий большой ароморфозами в эволюции позвоночных животных. Впоследствии щелепнороти разделились на хрящевых и костистых рыб.

Одним из главных событий в эволюции живых организмов был выход на сушу (435000000 лет назад). Первыми совершили этот "десант" растения. Выход на сушу был подготовлен предыдущей эволюцией органической и неорганической природы. В результате взаимодействия бактерий и сине-зеленых с минеральными веществами на суше образовался биогенный слой - почва, из которого растения получали воду с растворенными в ней неорганическими веществами. Необходимым условием развития жизни на суше было формирование озонового экрана, защищающего все живое от губительного коротковолнового ультрафиолетового излучения, а также увеличение концентрации свободного кислорода до 10% от его концентрации в современной атмосфере. Кроме того, интенсивные прного роста засушливости климата размножение семенами. Первыми семенными растениями были голосеменные папоротники. С появлением голосеменных возникает пыльцевая трубка, которая сделала процесс оплодотворения полностью независимым от воды.

В царстве животных также произошли заметные изменения. В этот период появляются первые насекомые. Среди амфибий выделяется группа животных, которые имели хорошо развитые конечности и подвижную систему двух первых позвонков, что обеспечивало большую подвижность головы. Именно от них происходят рептилии, и позже млекопитающие.

Рост засушливости климата привело к развитию пресмыкающихся (динозавров, бронтозавров, летающих бесхвостых ящеров, плезиозавров). От боковой ветви пресмыкающихся возникли птицы, у которых крылья и длинный хвост были покрыты перьями. В меловом периоде появились настоящие настоящие птицы с перьевым покровом и чотирихкамерним сердцем.

К концу мелового периода (135 млн. Лет назад) произошло вымирание гигантских рептилий. Существует много гипотез для объяснения причины их вымирания. Наиболее общепринятой является климатическая гипотеза.

Во второй половине мела появились сумчатые и плацентарные млекопитающие. их важнейшими ароморфозами были живорождения, внутриутробное развитие, более совершенная центральная нервная система.

В третичном периоде от насекомоядных отделились первые хищники, от которых впоследствии отпочковались современные семьи хищников: медведи, куницы, кошачьи, собачьи. От древних хищников происходят млекопитающие с зубной системой всеядного типа, а от них первые копытные, которые позже дали ряд ответвлений: парнокопытные, непарнокопнтни, хоботные и др. Сформировались почти все ряды млекопитающих, включая приматов.

В неогене (25 милл лет назад) еще больше усиливается засушливость климата. На смену тропическим и саванны лесам приходят открытые ландшафты. Эти изменения обусловили развитие злаковых, благодаря которым на земной поверхности образовалась плотная дерновину.

В связи с распространением степей на больших пространствах суши млекопитающие потрапилы в условия среды, где почти нет укрытий. Одни группы млекопитающих эволюционировали в направлении создания приютов, где они прятались и выводили свое потомство. Другие, более крупные формы, перешли к кочевому образу жизни, осуществляя значительные миграции. В этот период начинается принципиально новый этап в истории Земли природа делает важный шаг к появлению человека. От каких пока точно не установленных форм примитивных обезьян отделяется ветка, ведущая к человекообразным обезьянам. Уже в начале неогена существовали общие предку формы человекообразных обезьян и человека.

В связи с сокращением лесных площадей и широким распространением степей, саванн и прерий одни формы человекообразных обезьян отступили вглубь лесов, другие спустились на землю и начали завоевывать открытые пространства. Потомками последних и есть человек.

В четвертичный период (250 000 лет назад) началась ледниковая эпоха. В течение ледниковой эпохи значительные территории Евразии и Северной Америки четыре раза подвергались гигантских оледенений. В связи с наступлением и отступления ледников значительно менялся уровень Мирового океана. При этом обнажалось морское дно и возникали сухопутные мосты между Северной Америкой и Азией, между Британскими островами и Европой, между Европой и Скандинавией и т.п. По этим мостам происходило широкое расселение животных и растений. Отсутствие моста между Азией и Австралией сохранила жизнь простым млекопитающим. Последнее крупное, оледенение закончилось около 12000 лет назад. Только тогда окончательно освободились ото льда значительные территории на севере Европы и Канады. Оледенения привело вымирание многих видов растений и животных. Окончательно сформировался современный зональный растительный покров. Флора и фауна приобрели современный вид. Этот период характеризуется важным событием в истории планеты появлением рода Номо человека (антропогенный период).

Следы древнейших человекообразных существ обнаружил впервые в 1891 г.. Э. Дюбуа на острове Ява. Позже остатки подобных существ было проявлениелено в Африке, Европе и Азии. Археологи находили обработанные древними людьми камни, расколотые кости животных и кости самого человека, которую назвали "человеком умелым".

Более 40 тыс. Лет назад появилась "человек разумный". Она была выше ростом, имела прямую осанку, его мозг был вдвое больше, чем мозг "человека умелого".

Таким образом, биосфера на нашей планете существует 3-3,5 млрд. Лет. За это время в ней произошли значительные эволюционные изменения: возникло большое количество новых видов и вымерла старых, изменился химический состав атмосферы и гидросферы, строение и состав верхних слоев литосферы, происходило общее постепенное усложнение организации живых организмов, что и привело к формированию современного состояния биосферы.

Основные характеристики биосферы

В работе В. И. Вернадского "Биосфера" впервые на богатом фактическом материале было не только четко очерчены содержание понятия "биосфера", но и доказано, насколько это понятие является важным для понимания сущности фактически всех явлений, происходящих на поверхности Земли . В последующих трудах В. И. Вернадский всесторонне развил учение о биосфере. В его работах нет универсального, статического понятие биосферы, которого бы ученый затем придерживался как единственно допустимого, но весь ход его рассуждений дает основания считать, что биосфера это целостная геологическая оболочка Земли, пронизанная жизнью и качественно изменена им в направлении формирования п улучшения пригодных для жизни условий. Организмы не просто живут на поверхности планеты, как в каком-то помещении, а тысячами нитей генетически и актуально связанные со средой своего существования процессами непрерывного обмена веществом и энергией.

В результате обменных процессов меняются не только сами организмы, но и окружающую абиотичне среду. Горные породы, воздух, вся поверхность суши под влиянием организмов приобретают новые свойства, становятся биогенными. Это значит, что меняется химический состав компонентов неживой природы, становится другой динамика физических и химических процессов,которые происходят в них, возникают новые закономерности взаимодействия и развития тел неживой природы, что, в свою очередь, обусловливает новые изменения во всей совокупности организмов, составляющих биосферу.

Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят вдоль изотермы 100 градусов. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не могут. На европейской территории эта изотерма находится на глубине 10-15 километров, у молодых альпийских прогибах она поднимается до полутора-двух километров. Как правило, признаки жизни оказываются ближе к поверхности. В нефтяных водах живых бактерий, которые сохранили способность к размножению, находят на глубине до 1700 метров. Жизнь в океане существует на самых больших глубинах. Во впадинах встречаются не только микроорганизмы, но и достаточно высокоорганизованные животные. 5/6 морских организмов живут в верхних освещаемых солнцем слоях. С ростом глубины количество видов уменьшается.

горной местности свойственны разные "степени жизни". У подножия смешанный лес с тысячами видов микроорганизмов, растений и животных.

Выше - пояс хвойного леса. Он еще богат различные проявления жизни, но уже здесь чувствуется строгость, мрачность, предшествующих конечно возникновению неблагоприятных условий среды. С каждой сотней метров подъема вверх все беднее и проще становятся группировки растений и животных. Остались далеко внизу высшие растения, на камнях и скалах только мхи и лишайники.

На высоте семи-восьми километров над уровнем моря низкие атмосферное давление и температура значительно ограничивают возможности существования большинства животных и растений. Пробы воздуха, взятые с помощью специальных приборов на высоте девять километров, содержат лишь некоторых животных, в частности пауков. Они поедают ногохвостих и клещей, а те, в свою очередь, питаются зернами пыльцы, который сюда заносит ветер. Тут, кстати, и проходит верхняя "официальная" граница биосферы. Выше нее проникают лишь отдельные микроорганизмы споры, бактерии и мицелии декабряибив. Но если, устанавливая верхние границы биосферы, ориентироваться на них, то придется прихватить и кусочек космоса.

Некоторые ученые считают своеобразной крышей биосферы озоновый экран. Он находится на высоте 20-25 километров и защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения.

Живое вещество биосферы насчитывает примерно полтора миллиона видов различных организмов. Особое место, естественно, принадлежит производителям органического вещества зеленым растениям. их около 300 000 видов. Суммарный вес сухого вещества фитомассы составляет, по приблизительным оценкам, 2,42-10и2 тонн, то есть 99 процентов всей живого вещества на Земле. Оставшийся процент приходится на гетеротрофные организмы. Вторая составная часть биосферы биогенное вещество, обязана своим происхождением живым организмам. Это каменный уголь, битумы, горючие газы, торф, озерный ил сапропель, лесная подстилка и почвенный гумус. Некоторые ученые относят к этим веществам и нефть.

И, наконец, третий компонент биосферы "Биоинертные" вещество. В ее создании принимали участие и организмы, и неживая природа. Это вода, приземная часть атмосферы, осадочные породы, глинистые минералы. Для биосферы как особой оболочки земного шара характерны еще три особенности. Во-первых, в ней много воды в жидком состоянии. Важным моментом является то, что на нее все время направлен мощный поток солнечной энергии. К тому же в биосфере между жидкими, твердыми и газообразными веществами существуют поверхности раздела. Все эти особенности являются жизненно важными для нормального функционирования «живой оболочки" Земли.

Согласно современным представлениям, земной шар состоит из концентрических оболочек, которые отличаются по плотности и составу. Три верхние оболочки можно воспринимать непосредственно - это атмосфера, гидросфера и литосфера. Три перечисленные оболочки В. Вернадский включил в состав биосферы.

Возникновение атмосферы и гидросферы

Атмосфера и гидросфера состоят из легких и летучих веществ, содержание которыхв вещественном составе Земли в целом очень незначительный, гораздо меньше, чем в космосе. Этот дефицит легких и летучих веществ возник, очевидно, то в протопланетном облаке, из которой впоследствии сформировалась Земля. Причинами образования дефицита могли быть нагрева части протопланетного облака солнечным излучением и короткоживущие-ми радиоактивными изотопами.

В момент формирования Земли из протопланетного облака все элементы ее будущей атмосферы и гидросферы находились в связанном состоянии в составе твердых веществ: вода в гидроксил, азот в нитрид, возможно в нитриты, углерод в графит, карбид и карбонатах.

Дальнейшее наращивание атмосферы и образования гидросферы связано с выплавлением базальтов, водяного пара и газов из верхней мантии в процессе вулканических извержений, которые продолжаются уже 0,5-1 млрд лет на протяжении существования Земли как результат разогрева ее недр вследствие гравитационного сжатия и распада радиоактивных изотопов. Интенсивность современных вулканических процессов на Земле является вполне достаточной для образования на протяжении всего времени существования Земли всей ее коры, гидросферы и атмосферы. Интенсивность современного вулканизма составляет, согласно приблизительным оценкам, 6-10 млрд тонн вещества в год. Газы, выделяющиеся в процессе современной вулканической деятельности, содержат преимущественно водяной пар. Таким образом, можно утверждать, что в результате дегазации лав на поверхность Земли поступали значительные количества водяного пара, соединений галоидных и борной кислот, водород, аргон и некоторые другие газы.

Эта первичная атмосфера была сначала, разумеется, чрезвычайно тонкой, поэтому ее температура у поверхности Земли была очень близкой к температуре лучистого равновесия потока солнечного тепла, которое поглощала поверхность, и потока излучения, уходило от поверхности Земли. Эта температура в среднем равна 15 & nbsp ;. Итак, почти вся водяной пар, поступавшей с вулканическими газами, должна была конденсироваться, превращаясь в жидкую воду, и тем самым формировать г83. - 828 с.

5. Арцимович Л. А. Управляемые термоядерные реакции. М.: Гос. изд. физ.-мат. лит. - 1961.-468 с.

Загрузка...