indigomc
Для понимания эволюции жизни и экологических условий, в которых происходили ее важнейшие события, важно иметь ясное представление об основных этапах геологической истории Земли и совместной эволюции растительного и животного мира.
Вся геологическая история Земли делится на эры, а те, в свою очередь, на периоды.
Названия эр греческие (например, протерозой — эра ранней жизни). Названия периодов отражают либо наименование местностей, где впервые были обнаружены ископаемые останки древних растений и животных этого периода (например, юрский период палеозойской эры происходит от названия горного массива Юра на юге Франции), либо другие особенности периода (например, формирование запасов каменного угля в каменноугольном периоде).
Катархей и архей (древнейшая эра)
Катархей (эра позже древнейшей) начинается 5 млрд лет т.н. возникновением Земли как небесного тела.
3,5 млрд лет т.н. (по геологическим меркам чрезвычайно быстро) на Земле появляются первые живые клетки. С возникновением первых живых организмов начинается древнейшая эра — архей. В архее последовательно возникают 3 поколения прокариот — бактерии-анаэробы, бактерии-фотосинтетики и бактерии-аэробы (или окислители) и соответственно важнейшие биохимические процессы: анаэробное дыхание (или гликолиз), фотосинтез и, наконец, аэробное, или кислородное, дыхание.
В конце архея, 2 млрд лет т.н., в результате симбиоза 3 видов прокариот возникают первые эукариотические клетки. При этом анаэробные прокариоты дают начало основной клетке-носителю, бактерии-фотосинтетики превращаются в хлоропласты, а бактерии-окислители — в энергетические станции клетки — митохондрии.
Таким образом, архей заканчивается появлением первых эукариотических клеток.
Крупнейшие ароморфозы архея — возникновение жизни, появление прокариотических клеток, возникновение фотосинтеза, бескислородного и кислородного дыхания, появление первых эукариотических клеток.
Протерозой (эра ранней жизни) 2 млрд-600 млн лет т.н. (2 млрд-590 млн лет т.н.)
В протерозое жизнь как в растительном, так и в животном царстве развивается только в воде. Происходит быстрое развитие эукариот. Около 1,5 млрд лет т.н. от первых примитивных эука-риот возникает общий предок растений и животных — древнее жгутиковое. По современным представлениям жгутики, так же как митохондрии и хлоропласты, произошли от каких-то древних свободноживущих прокариот.
От древнего жгутикового возникают два важнейших царства живых организмов — растения и животные.
Эволюция растений направлена на переход от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам — нитчатым и пластинчатым водорослям. Утрата растениями подвижности в процессе эволюции связана с полным переходом их к автотрофному питанию за счет фотосинтеза и потерей способности к гетеротрофному питанию. Возникающие в конце протерозоя водоросли — это низшие растения, не имеющие дифференцированных органов и тканей.
Эволюция животных в протерозое идет значительно более высокими темпами. В отличие от растений, животные в процессе эволюции утрачивают хлоропласты и полностью переходят к гетеротрофному питанию (т.е. питанию готовыми органическими веществами). В связи с необходимостью активного поиска источников пищи животные не только не утрачивают подвижности, а наоборот, совершенствуют опорно-двигательную систему и механизмы, управляющие движением.
Из одноклеточных подвижных форм вначале возникают подвижные колониальные жгутиковые — однослойные животные, не имеющие дифференцированных органов и тканей, затем 2-слой-ные и 3-слойные животные с дифференцированными тканями (3 зародышевых слоя впоследствии дадут начало различным типам тканей и у человека). Из среднего зародышевого слоя, который впервые появился у примитивных плоских червей, развиваются мышцы и опорные ткани, связанные с активным передвижением.
Последние 50 млн лёт протерозоя — венд — период очень бурного развития животного мира: в этот период возникают все типы беспозвоночных животных, за исключением хордовых, в том числе губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски.
Крупнейшие ароморфозы протерозоя — возникновение многоклеточное (около 1 млрд лет т.н.), диплоидности и полового процесса. У животных появляются дифференцированные органы и ткани, возникает опорно-двигательная и нервная система.
Бурный эволюционный прогресс животных связан с полным переходом их к гетеротрофному питанию и возникающей в связи с этим необходимостью совершенствования опорно-двигательной системы и управляющей ее работой нервной системы.
Растения в протерозое переходят от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам. Однако все растения протерозоя — это низшие растения (водоросли), не имеющие дифференцированных органов и тканей.
Крупнейшие ароморфозы протерозоя — возникновение царства растений и царства животных. Появление многоклеточности и полового процесса у растений и животных. Появление всех типов беспозвоночных.
Палеозой (эра древней жизни) 600-250 млн лет т.н. (590-248 млн лет т.н.)
Палеозойская эра — одна из самых бурных в истории развития жизни на Земле. В течение палеозоя как в царстве растения, так и в царстве животные происходят крупнейшие эволюционные изменения.
Палеозой делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь.
Кембрий 600-500 млн лет т.н. (590-505 млн лет т.н.)
Климат кембрия — умеренный, материки — низменные.
В кембрии жизнь развивается практически только в воде. На суше обитают лишь бактерии и сине-зеленые водоросли. Благодаря их деятельности начинается образование почвы, подготовившее выход на сушу многоклеточных растений и животных.
Это время pacifeema водорослей и беспозвоночных. Большинство ученых считает, что именно в кембрии появляются первые примитивные хордовые типа ланцетника.
Крупнейший ароморфоз кембрия — появление первых примитивных хордовых.
Ордовик 500-450 млн лет т.н. (505-438 млн лет т.н.)
Климат ордовика — мягкий, моря мелководные. Континенты в основном плоские. Площадь морей по сравнению с кембрием увеличилась.
В ордовике, так же как и в кембрии, жизнь развивается в основном в воде.
Царство растения представлено водорослями.
Важнейшим событием в царстве животные является прогрессивное развитие хордовых. От примитивных хордовых типа ланцетника возникают хордовые с хрящевым скелетом, напоминающие представителей современного класса круглоротые — миног и миксин, а затем бесчелюстные панцирные «рыбы» — щитковые. По типу питания щитковые были фильтраторами.
Предполагают, что в ордовике, около 450 млн лет т.н., на суше появились разнонитчатые водоросли типа калеохете, которые стали предками первых сосудистых растений — риниофитов.
Крупнейший ароморфоз ордовика — появление хордовых, имеющих хрящевой скелет (щитковых).
Силур 450-400 млн лет т.н. (438-408 млн лет т.н.)
В результате интенсивных горообразовательных процессов в силуре значительно увеличивается площадь суши. По сравнению с ордовиком климат становится более сухим.
В силуре, около 430 млн лет т.н., на суше появляются первые сосудистые растения — риниофиты (или псилофиты). Тело риниофитов еще не имело дифференцированных органов — у них не было ни листьев, ни корней, фотосинтез осуществляли голые безлистные стебли. Однако в связи с выходом на сушу у риниофитов появляются хорошо развитые покровная и проводящая ткани.
В Силуре впервые выходят на сушу не только растения, но и животные. Это представители типа членистоногих — паукообразные, внешне напоминавшие скорпионов. Членистоногие оказались первыми животными, вышедшими на сушу, потому что уже имели сформированные ходильные конечности и наружны:: скелет, являющийся опорой тела и защитой от высыхания.
В силуре происходит и важнейший ароморфоз животных типа хордовых — в пресноводных водоемах от бесчелюстнь хордовых с хрящевым скелетом возникают первые челюстнъ.-: рыбы.
Крупнейшие ароморфозы силура — выход на сушу расте ний (риниофиты) и животных (членистоногие); появление челюстных рыб.
Девон 400-350 млн лет т.н. (408-360 млн лет т.н.)
В девоне происходит поднятие суши. Площадь морей сокращается. Климат становится еще более сухим. Появляются пустынные и полупустынные области.
Засушливый климат девона способствует совершенствованию приспособлений наземных растений к жизни на суше. Появляются папоротникообразные — папоротники, хвощи и плауны. Это уже настоящие наземные растения, тело которых дифференцировано на корень, стебель и лист, они имеют хорошо развитые покровные, проводящие и механические ткани. Однако размножение папоротникообразных все еще связано с водой: их мужские гаметы — сперматозоиды имеют жгутики и могут передвигаться только в воде. Слабым звеном в жизненном цикле этих растений является и маленький, плохо приспособленный к жизни на суше гаметофит (заросток).К концу девона появляются и прекрасно приспособленные к жизни на суше голосеменные.
В начале девона происходит еще одно важное событие в царстве растений — около 370 млн лет т.н. появляются мхи.
Часть водоемов в Девоне пересыхает, и рыбы вынуждены либо впадать в спячку и дышать в этот период легкими (двоякодышащие рыбы), либо переползать по суше в другой водоем (кистеперые рыбы). Эволюционный прогресс хордовых связан с последним направлением развития. Кистеперые рыбы оказались способны перемещаться по суше, поскольку в связи с придонным образом жизни, связанным с недостатком кислорода, у них уже развились легкие и мясистые плавники для перемещения по дну водоема.
К концу девона от кистеперых рыб возникают первые земноводные — стегоцефалы.
Крупнейшие ароморфозы девона: в царстве растения — появление папоротникообразных (папоротников, хвощей и плаунов), мхов и голосеменных; в царстве животные — появление кистеперых рыб и первых земноводных — стегоцефалов.
Карбон (каменноугольный период) 350-300 млн лет т.н. (360-286 млн лет т.н.)
В карбоне климат становится влажным и теплым. Сезонные колебания температуры невелики. Значительная часть современных континентов залита мелководными морями. Во влажном и теплом климате достигают исключительного расцвети высшие споровые (папоротникообразные) — папоротники, хвощ;-: и плауны. На громадных территориях они образуют заболоченные леса, в которых доминируют древовидные плауновидные липидодендроны (высотой до 40 м), древовидные папоротники (высотой 20-25 м) и гигантские хвощи — каламиты (высотой 8-10 м). Из отмерших стволов этих деревьев позднее образуются запасы каменного угля.
Во влажном и теплом климате основные недостатки споровых растений — размножение, связанное с водой, и плохо приспособленный к существованию в засушливых условиях свободно живущий гаметофит — не важны. В то же время мелкие, легкие споры, в отличие от тяжелых семян голосеменных, прекрасно переносятся ветром. Поэтому, хотя голосеменные появились еще в девоне, в каменноугольном периоде доминируют не голосеменные, а споровые. Одновременно со споровыми — «земноводными» растениями, чье размножение связано с водой, в карбоне доминируют и земноводные животные (амфибии), размножение которых также связано с водой.
В конце карбона от земноводных возникают значительно лучше приспособленные к жизни на суше пресмыкающиеся, или рептилии.
В карбоне появляются и первые летающие насекомые -потенциальные опылители растений. Наиболее интересное из-них — гигантская стрекоза меганевр с размахом крыльев до 1,5 м.
Крупнейшие ароморфозы карбона — появление пресмыкающихся и летающих насекомых.
Источник
Ароморфоз растений в архейскую эру
В архейскую эру атмосфера Земли была бескислородной и носила восстановительный характер. На всей Земле преобладал теплый и влажный климат.
В этот период широкое распространение получили разнообразные бактерии и цианобактерии. Об этом свидетельствуют месторождения известняка и мрамора — пород органического происхождения. В архейскую эру происходят крупные изменения — ароморфозы: появляются организмы эукариоты, многоклеточные организмы, фотосинтез.
В результате изменений климата естественным отбором сохранялись организмы, у которых формировались приспособления, соответствующие среде обитания. Это обусловило эволюцию живой природы, формирование новых видов.
Истощение органических веществ в водах первичного океана выполняло роль отбирающего фактора и способствовало образованию организмов с различными способами питания. Это уменьшало конкуренцию между ними. Так появились организмы с хлорофиллом, в клетках которых происходил фотосинтез. Фотосинтез способствовал накоплению кислорода в атмосфере и гидросфере, формированию озонового слоя, то есть возникновению предпосылок для выхода жизни на сушу.
В конце архейской эры появились первые зеленые водоросли — эукариоты — организмы с оформленным ядром. Повысилась надежность хранения и передачи генетической информации, поскольку в ядрах клеток сосредоточилась почти вся ДНК.
Формирование многоклеточных организмов положило начало дифференциации органов и тканей, специализации клеток, их приспособленности к выполнению определенных функций.
Появление фотосинтеза является важным ароморфозом
Источник