ГлавнаяКаталог работКСЕ, антропология → Эволюция жизни на Земле
5ка.РФ

Не забывайте помогать другим, кто возможно помог Вам! Это просто, достаточно добавить одну из своих работ на сайт!


Список категорий Поиск по работам Добавить работу
Подробности закачки

Эволюция жизни на Земле

План
Введение. ................................................................................................2
1. Эволюция жизни на Земле..............................................................3
1.1 . Эволюция одноклеточных организмов................................3
1.2. Эволюция многоклеточных организмов..............................4
1.3. Эволюция растительного мира..............................................5
1.4. Эволюция животного мира.....................................................7
1.5. Эволюция биосферы.................................................................9
Заключение..........................................................................................11
Список использованной литературы..............................................12


Введение
Часто кажется, что организмы находятся всецело во власти сре¬ды: среда ставит им пределы, и в этих пределах они должны либо преуспеть, либо погибнуть. Но организмы и сами воздействуют на среду. Они изменяют ее непосредственно за недолгое свое сущест¬вование и за долгие периоды эволюционного времени. Как известно, гетеротрофы поглощали питательные вещества из первичного «бульона» и что автотрофы способствовали появлению окислительной атмосферы, подготовив таким образом условия для возникновения и эволюции процесса дыхания.
Появление в атмосфере кислорода обусловило возникновение озонового слоя («озонового щита Земли»). Озон образуется из кислорода под воздействием ультрафиолетового излучения Солн¬ца и действует как фильтр, который задерживает ультрафиолетовое излучение, губительное для белков и нуклеиновых кислот, и не дает ему дойти до поверхности Земли.
Первые организмы жили в воде, и вода экранировала их, по¬глощая энергию ультрафиолетового излучения. До появления за¬щитного озонового слоя ультрафиолетовое излучение было, вероят¬но, одним из главных факторов, препятствовавших выходу первых живых организмов из воды на сушу.
Первые поселенцы суши нашли здесь в изобилии и солнечный свет, и минеральные вещества, так что вначале они были практически избавлены от конкуренции. Деревья и травы, покрывшие вскоре растительную часть земной поверхности, пополняли запас кислорода в атмосфере; кроме того, они изменяли характер водного стока па Земле и ускоряли процесс образования почв из горных пород. Так организмы и среда на протяжении всей истории жизни на на¬шей планете взаимно формировали друг друга.
Гигантский шаг на пути эволюции жизни был связан с возник-новением основных биохимических процессов обмена — фотосин¬теза и дыхания, а также с образованием эукариотической клеточной организации, содержащей ядерный аппарат.
1.1. Эволюция одноклеточных организмов
Различие между прокариотами и эукариотами заключается в том, что прокариоты могут жить как в бескислородной среде, так и в среде с разным содержанием кислорода, в то время как для эукариотов, за немногим исключением, обязателен кислород.
Сравнение прокариот и эукариот по потребности в кислороде приводит к заключению, что прокариоты возникли в период, когда содержание кислорода в среде изменялось. Ко времени же появле¬ния эукариот концентрация кислорода была высокой и относительно постоянной.
Первые фотосинтезирующие организмы появились около 3 млрд. лет назад. Это были анаэробные бактерии, предшественники совре¬менных фотосинтезирующих бактерий. Именно они образовали са¬мые древние среди известных строматолитов. Обеднение среды азо¬тистыми органическими соединениями вызывало появление живых существ, способных использовать атмосферный азот. Такими орга¬низмами являются фотосинтезирующие азотфиксирующие сине-зеленые водоросли, осуществляющие анаэробный фотосинтез. Oни устойчивы к продуцируемому ими кислороду и могут использовать его для собственного метаболизма. Поскольку сине-зеленые водоросли возникли в период, когда концентрация кислорода в атмосфере изменялась, вполне очевидно, что они — промежуточные формы между анаэробами и аэробами.
Считается, что хемосинтез, в котором источником атомов водорода для восстановления углекислого газа является сероводород (та¬кой хемосинтез осуществляют современные зеленые и пурпурные серные бактерии), предшествовал более сложному двустадийному; фотосинтезу, при котором источником атомов водорода являются молекулы воды. Второй тип фотосинтеза характерен для зеленых растений.
Фотосинтезирующая деятельность первичных одноклеточных имела два последствия, оказавшие решающее влияние на всю дальнейшую эволюцию живого.
Во-первых, фотосинтез освободил организмы от конкуренции за природные запасы абиогенных органических соединений, количество ко-торых в среде значительно сократилось. Развившиеся посредством фотосинтеза автотрофное питание и запасание питательных готовых веществ в растительных тканях создали затем условия для появления громадного разнообразия автотрофных и гетеротрофных организмов.
Во-вторых, фотосинтез обеспечивал насыщение атмосферы дос-таточным количеством кислорода для возникновения и развития организмов, энергетический обмен которых основан на процессах дыхания.
Когда же появились эукариотические клетки? Значительное ко-личество данных об ископаемых эукариотах позволяет сказать, что их возраст составляет около 1,5 млрд. лет. В эволюции одноклеточной организации выделяются ступени, связанные с усложнением строе¬ния организма, совершенствованием генетического аппарата и спо¬собов размножения.
Прогрессивным явлением в филогенезе простейших было возник-новение у них полового размножения. Постепенно в ходе прогрессивной эволюции произошел переход к разделению генеративных клеток на женские и мужские.
1.2. Эволюция многоклеточных организмов
Следующая после возникновения одноклеточных ступень эво¬люции заключалась в образовании и прогрессивном развитии мно¬гоклеточных организмов. Эта ступень отличается большой услож¬ненностью переходных стадий (форм), из которых выделяются коло¬ниальная одноклеточная, первично-дифференцированная, централизованно-дифференцированная.
Колониальная одноклеточная стадия.
Колониальная одноклеточная ста¬дия считается переходной от одноклеточного организма к много¬клеточному и является наиболее простой из всех стадий в эволюции многоклеточной организации.
Первично-дифференцированная стадия.
Первично-дифференцирован¬ная стадия в эволюции многоклеточных организмов характеризуется началом специализации по «принципу разделения труда» у членов колонии. На первично-дифференцированной стадии происходит спе¬циализация функций на тканевом, органном и системно-органном уровнях. Так, у кишечнополостных сформировалась простая нервная система, которая, распространяя импульсы, координирует деятельность двигательных, железистых, стрекательных, репродуктивных клеток. Нервного центра как такового еще нет, но центр координации имеется.
Централизованно-дифференцированная стадия.
С кишечнополостных начинается развитие централизованно-дифференцированной стадии в эволюции многоклеточной организации. На этой стадии усложне¬ние морфофизиологической структуры идет через усиление ткане¬вой специализации, начиная с возникновения зародышевых листков, детерминирующих морфогенез пищевой, выделительной, генеративной и других систем органов. Возникает хорошо выраженная централизо¬ванная нервная система. Одновременно совершенствуются способы полового размножения — от наружного оплодотворения к внутрен¬нему, от свободной инкубации яиц вне материнского организма к живорождению.
Заключительным этапом в эволюции централизованно-диффе ренцированной стадии стало возникновение человека.
1.3. Эволюция растительного мира
В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) эволюционный ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от ко торых возникли многоклеточные растения (зеленые, бурые и крш ные водоросли), а также грибы. Большинство из первичных раст ний свободно плавало в морской воде, часть прикреплялась ко дну.
Существенным условием дальнейшей эволюции растений был образование субстрата на поверхности суши в результате воздействия бактерий на минеральные вещества и под влиянием климатических факторов. В конце силурийского периода почвообразовательные процессы подготовили возможность выхода растений на сушу (41 млн. лет назад).
Первыми растениями, освоившими сушу, были псилофиты. Затем возникли другие группы наземных сосудистых растений: плауны, хвощи, папоротники, размножающиеся спорами и предпочитающие водную среду. Примитивные сообщества этих растений широко распространились в девоне. В этот же период появились и первые голосеменные, возникшие от древних папоротников и унаследовавшие от них внешний древовидный облик.
Переход к размножению семенами имел большое значение, так как освободил процесс полового размножения от связи со средой.
Значительного разнообразия достигла наземная флора в каменноугольный период. Среди древовидных широко распространились плаунообразные, достигавшие в высоту 30 м и более, из первичных голосеменных господ¬ствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволами хвойные и имевшие длинные лентовидные листья. Начавшийся в пермский период расцвет голосеменных, в частно¬сти хвойных, привел к их господству в мезозойскую эру. К середине пермского периода климат стал засушливее, что во многом отразилось на изменениях в составе флоры. Сошли с арены гигантские папоротники, древовидные плауны, каламиты и исчез столь яркий для той эпохи колорит тропических растений.
Опыление насекомыми и внутреннее оплодотворение создали зна чительные преимущества цветковых над голосеменными, что обеспе¬чило их расцвет в кайнозое.
Итак, можно отметить следую¬щие основные особенности эволюции растительного мира:
1) постепенный переход к преобладанию диплоидного поколе¬ния над гаплоидным;
2) половое "размножение, не зависимое от капельно-воздушной среды; переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возник-новение двойного оплодотворения.
3) в связи с прикрепленным образом жизни на суше растение расчленяется на корень, стебель и лист, развиваются сосудистая проводящая система и защитные ткани;
4) совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в сопряженной эволюции с насекомыми - развитие
зародышевого мешка для защиты растительного эмбриона от неблаго¬приятных влияний внешней среды; возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов физическими и биологиче¬скими способами.
1.4. Эволюция животного мира
История животных изучена наиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных обнаруживаются в конце докембрия (700 млн. лет назад). Предполагается, что первые живот¬ные произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от од¬ной из групп древнейших водорослей. Наиболее близки к предкам простейших животных одноклеточные зеленые водоросли. Не слу¬чайно, например, эвглену и вольвокс, способных и к фотосинтезу, и к гетеротрофному питанию, ботаники относят к типу зеленых во¬дорослей, а зоологи — к типу простейших животных.
Разнообразие и количество палеонтологических документов истории животных резко возрастают в породах, датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет довольно быстро по¬являются почти все типы животных с прочным скелетом. Возник¬новение Типа Хордовых относится ко времени менее 500 млн. лет.
Начало палеозоя отмечено образованием многих типов животных, из которых примерно треть существует и в настоящее время. В позднее кембрийское время появляются первые рыбы. В девоне возникают челю-стные рыбы в результате таких крупных эволюционных преобразова¬ний, как превращение передней пары жаберных дуг в челюсти и фор¬мирование парных плавников. Первых челюстноротых представляли две группы: лучеперые и лопастеперые рыбы. Почти все живущие ры¬бы — потомки лучеперых. Лопастеперые имели в плавниках костные опорные элементы, из которых развились конечности первых обитате¬лей суши. Следовательно, все четвероногие позвоночные имеют свою далеким предком эту исчезнувшую группу рыб.
Наиболее древние представители амфибий - ихтиостеги - обнаружены в верхнедевонских отложениях (Гренландия). Они обладали пя¬типалыми конечностями, с помощью которых переползали по суше. Конкуренция с кистеперыми заставляла первых земноводных занимать местообитания, промежуточные между водой и сушей.
От примитивных амфибий ведут свое начало рептилии, широко расселившиеся на суше к концу пермского периода благодаря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, защищающих от высыхания. Первые рептилии уступили место гигантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполне вероятно, что последние были теплокровными животными. В связи с теплокровно¬стью динозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длительное господство и сосуществование с млекопитающими.
Уже в период господства динозавров существовала группа мле-копитающих — небольших по размеру животных с шерстным по¬кровом, возникших от одной из линий хищных рептилий — терапсид. Млекопитающие вышли на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным особенностям, как более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность, вскармлива¬ние потомства молоком.
Значительного разнообразия млекопитающие достигли в кайнозое, тогда же появились приматы. Третичный период был временем расцвета млекопитающих. Прогрессивная эволюция приматов оказалась уникальным явлением в истории развития жизни на Земле, в итоге она привела к возникновению человека.
Особенности эволюции животного мира:
1) прогрессивное развитие многоклеточных организмов и связан¬ная с ним специализация тканей и всех систем органов. Свободный образ жизни и способность к перемещению в значительной мере определили совершенствование форм поведения, а также относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторов внешней среды на основе развития внутренних регуляторных систем;
2) возникновение твердого скелета: наружного — у членистоногих, внутреннего — у позвоночных. Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружный скелет чле¬нистоногих препятствовал увеличению размеров тела, именно поэто¬му все насекомые представлены мелкими формами. Внутренний скелет позвоночных не ограничивал увеличение размеров тела, которые постигли максимальной величины у мезозойских рептилий — динозавров и ихтиозавров;
3) возникновение органо-полостных и совершенствование их на централизованно-дифференцированной стадии до млекопитающих. На этой стадии произошло разделение насекомых и позвоночных. Развитие центральной нервной системы у насекомых характеризуется| совершенствованием форм поведения по типу наследственного укрепления инстинктов. У позвоночных развился головной мозг и система условных рефлексов. Наблюдается ярко выраженная тенденция к повышению средней выживаемости отдельных особей.
Данный путь эволюции позвоночных привел к развитию форм группового адаптивного поведения, заключительным событием которогo стало возникновение биосоциального существа — человека.
1.5. Эволюция биосферы.
Эволюция биосферы обусловлена тремя группами факторов:
1) развитием Земли как космического тела и протекающими и ее недрах химическими преобразованиями;
2) биологической эволюцией живых организмов;
3) развитием человеческого общества.
С момента возникновения жизнь оформилась в виде примитив¬ной биосферы, и с этого времени ее эволюция тесно сопряжена с возникновением разнообразных видов микроорганизмов, грибов, растений, животных. Число вымерших видов, некогда обитавших на земном шаре, определяется от одного до нескольких миллиардов. Многооб¬разие видов, существовавших в прошлом и населяющих планету сейчас, есть результат исторического развития биосферы в целом.
Создателем современного учения о биосфере стал В.И. Вернадский.
Согласно выдвинутому В.И. Вернадским закону, названному им «вторым биогеохимическим принципом», эволюция видов и возникно-вение устойчивых форм жизни шли в направлении усиления биогенной миграции атомов в биосфере. Взаимосвязь эволюции органического мира с основными биогеохимическими процессами в биосфере В.И. Вернадский усматривал, прежде всего, в биогенных миграциях химических элементов, т.е. в «прохождении» их через организмы.
Основная структурная единица биосферы — биогеоценоз. Свой¬ства биосферы в значительной мере определяются свойствами структурных единиц. Входя в состав биосферы, биогеоценозы, естественно, связаны между собой. Совокупность геологических и космических факторов существенно изменяла условия жизни на Земле. Поэтому уже с момента зарождения живое приспосабливалось к этим изменениям, что сопровождалось увеличением многообразия органических форм. По-степенно захват новых, ранее непригодных зон жизни, привел к почти полному заселению всех возможных для существования живого мест обитания. Таким образом, эволюционные преобразования-биосферы, обуслов¬ленные совместным действием биотических и абиотических факто-ров, — необходимые условия для существования жизни на Земле.



Заключение
Каждый из видов, населяющих нашу планету, есть результат многомиллионнолетней эволюции, носитель неповторимых генетических особенностей. Мы обязаны сохранить и передать потомкам то биологическое разнообразие, которое существует на Земле и является следствием неповторимости эволюционных путей, приведших к формированию каждого вида. То принципиально новое, что внес XX в. в понимание проблемы органического многообразия, сводится к сле-дующему: сохранение биологического разнообразия — непременное условие существования человека на Земле.
В связи с проблемой устойчивости экосистем возникла необхо-димость разработки концепции устойчивого развития. По своему за¬мыслу принятие этой концепции должно стимулировать разра¬ботку общей стратегии развития человеческого общества на базе экологически целесообразного природопользования, сохранения благо¬приятного для людей состояния окружающей среды, обеспечивающем приемлемое качество жизни для нынешнего и последующих поко¬лений людей.
Существующая в настоящее время идеология «общества потреб-ления» губительна для биосферы, для составляющих ее экосистем, для сохранения видового и экосистемного биоразнообразия, для вида Homo sapiens, выживание которого зависит в первую очередь от устойчивости биосферы, а в конечном счете — от ее биологического разнообразия.



Список использованной литературы

1. Биологический энциклопедический словарь. — М., 1989.
2. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. — М.: Наука, 1989.
3. Концепции современного естествознания: Учебник / Под ред. В.Н. Лавриненко. - М.: ЮНИТИ, 2004.
4. Кузнецов В.Н, Идлис Г.М., Гущина В.Н. Естествознание. — М.: Агар, 1996.
5. Мамонтов Г.С., Захаров В.Б. Общая биология: Учебник. — М.: Высшая школа, 2003.
6. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. — М.: Гардарики, 2005.
7. Энциклопедия «Современное естествознание»: В 10 т. — Т. 2 - 2001.




Данные о файле

Размер 15.21 KB
Скачиваний 44

Скачать



* Все работы проверены антивирусом и отсортированы. Если работа плохо отображается на сайте, скачивайте архив. Требуется WinZip, WinRar