Читайте также:
|
Эволюция органического мира
Ход развития органического мира на земле восстанавливается исследователями по данным палеонтологии, а также по данным накопленных морфологических и эмбриологических материалов. По установленным данным наша планета образовалась менее 7 млрд. лет назад.
Промежуток времени существования нашей планеты подразделяют на эры. Эры дополнительно подразделяют на периоды. На каждом этапе своего развития в органической жизни на Земле происходили определенные изменения.
1. Догеологическая эра
В этот период происходило формирование нашей планеты. Началось формирование около 7 млрд. лет назад, продолжалось менее 3 млрд. лет. В период зарождения и формирования планеты жизнь на Земле отсутствовала.
2. Архейская эра
В этот период на нашей планете в водной толще первых морей зародилась жизнь. К концу этой эры жизнь на Земле существовала в виде достаточно примитивных форм: одноклеточных бактерий и водорослей и лишь небольшим числом многоклеточных.
Эволюция органического мира на этом этапе претерпела сравнительно незначительные изменения. В эту эру произошло разделение на ветви развития животного и растительного мира, которые имели до этого общего прародителя – одноклеточных жгутиковых организмов.
Разделение произошло на почве питания. Первичные животные остались гетеротрофными организмами, а водоросли в своем развитии приобрели способности к фотосинтезу и стали автотрофными организмами.
3. Протерозойская эра
По своей продолжительности считается одной из самых длительных. В эту эру появились новые виды водорослей, которые постепенно стали исходными для всех групп растений.
Массовое размножение этих видов водорослей в эту эру способствовало накоплению кислорода на планете, что сыграло решающую роль в ходе эволюции животного мира.
Эволюция органического мира на планете получила мощный толчок к своему развитию. Животный мир в ту эру прошел в своем развитии большой путь. На этом пути возникли новые типы червей и моллюсков. В конце протерозойской эры появились простейшие членистоногие и бесчерепные хордовые. Основные формы жизни в этот период существовали только в воде.
4. Палеозойская эра
В эту эру происходили крупные события в развитии органического мира. Главным из них является выход растений и животных на сушу. Первыми на суше оказались бактерии, водоросли и низшие формы грибов.
С их появлением на суше начались почвообразовательные процессы на планете. Достигнув своего зенита в каменноугольный период, земноводные вынуждены были уступить место на суше пресмыкающимся.
Наиболее интенсивное развитие пресмыкающихся наблюдалось в пермском периоде палеозойской эры. Эволюция органического мира в период этой эры заключалась в том, что растения прошли путь от водорослей до голосеменных, а позвоночные животные от простейших хордовых до пресмыкающихся, находящихся как на суше.
Получила свое развитие и одна из ветвей беспозвоночных животных. В своем развитии она прошла путь от простейших морских членистоногих до летающих насекомых.
5. Мезозойская эра
По своему временному периоду была наполовину короче палеозойской. Развитие органического мира в эту эру происходило более быстрыми темпами.
В триасовый период среди голосеменных растений появились хвойные растения. В юрский период появились покрытосеменные растения, быстро развившиеся и которые приобрели разные формы.
Эволюция органического мира не остановилась только на развитии растений. В триасовый период среди позвоночных животных появились первые млекопитающие животные, а в юрский период первые птицы.
6. Кайнозойская эра
Эта эра в историческом развитии планеты является более кроткой. Именно в эту эпоху появился на Земле человек. С появлением человека произошло изменение характера и направление эволюции органического мира на планете.
В кайнозойскую эру произошла окончательная победа среди позвоночных млекопитающих, птиц и костистых рыб. В эту эру происходило развитие высших представителей растительного и животного мира в тесном взаимодействии.
За время палеогена и неогена сформировалось современное очертание материков океанов и морей на земле. Последний период кайнозойской эры – антропоген назван в честь человека, являющегося высшей формой развития живой материи и оказывающего на эволюцию и развитие органического мира наибольшее влияние.
Эволюция растительного мира
Разнообразие всех ранее и ныне живущих растений на нашей планете является результатом эволюционных процессов. Классификация всех существующих видов дает практически полное представление о том, как происходила эволюция растительного мира в различных систематических группах.
Весь растительный мир можно разделить на две основные группы – слоевищные или низшие и высшие растения. Низшие растения – это лишайники, водоросли, цианобактерии, актиномицеты и псилофиты.
К высшим видам можно отнести: различные мхи, разнообразные папоротники, хвощи и плауны, покрытосеменные и голосеменные растения. К этой же группе относятся вымершие и уже не существующие псилофиты.
Доказательство того, что происходила эволюция растительного мира – это многочисленные находки палеонтологов. Ископаемые останки древних растений находят повсеместно, среди них можно выделить строматолиты – это образования из остатков примитивных водорослей, которые обитали в океанах и морях. Отпечатки огромных папоротников, плаунов и хвощей до сих пор обнаруживают в залежах торфяников или угля.
Эволюция растительного мира проходила в несколько этапов. Первым этапом можно назвать появление самых первых микроорганизмов – одноклеточных водорослей цианобактерий, это произошло еще в архейскую эру.
Одноклеточные прокариоты имели автотрофное питание, именно благодаря жизнедеятельности прокариотов в атмосфере и появился кислород.
Следующий этап - это появление эукариотов, их возникновение произошло более полутора миллиардов лет назад. Эукариоты были предками одноклеточных водорослей, которые в свою очередь стали прародителями многоклеточных водорослей.
С появлением фотосинтеза эволюция растительного мира вступила в новый этап. Все живые организмы разделились на животный и растительный мир. Как только на планете появились первые зеленые растения, началось накопление органических веществ.
В протерозойскую эру вегетативный тип водорослей усложнился, площадь их поверхностей увеличилась. Это привело к увеличению фотосинтеза.
Следующий важный этап – это появление некоторых растений на суше. Считается, что самыми первыми были псилофиты. Сейчас они относятся уже к вымершей группе, но именно они представляли из себя переходную форму от низших форм к высшим.
Псилофиты имели покровную ткань с устьицами, которые защищали растение от воздействий внешней среды, и механическую ткань, которая выполняла опорные функции.
Эволюция растительного мира продолжалась, и следующим этапом можно охарактеризовать полное господство папоротников. Этот этап приходится на каменноугольный период. Папоротники имели хорошо развитую проводящую и корневую системы и листья, как необходимый орган для фотосинтеза.
Тем самым папоротники были полностью приспособлены для жизни на суше. Размножение этих растений было тесно связано с наличием воды, их появление значительно обогатило атмосферу кислородом.
Уже позднее появились семенные папоротники, которых сейчас уже нет в природе. Именно они и были предками сегодняшних голосемянных растений. Наличие семени сделало размножение папоротников независимым от наличия воды.
В пермский период влажный климат сменился сухим, именно в это время и появились голосеменные растения. Эти растения размножались отлично от папоротников, оплодотворение у них происходило непосредственно во внутренней ткани.
Заключительным этапом эволюции стало появление цветковых растений, они очень быстро заполонили всю сушу и освоили для своего обитания водную среду.
Эволюция животных
Эволюционное развитие животных - это целостный процесс в развитии всего живого в биосфере, от примитивных до более совершенных существ. Это в равной мере относится к физиологическим процессам, биологическим и мифологическим структурам.
Существует несколько теорий эволюции, которые отличаются друг от друга механизмами основных эволюционных процессов. Однако нет точных сведений, о этапах возникновения жизни, существуют только обоснованные предположения.
Одним из самых интересных вопросов в эволюции животных - это как происходила многоклеточность?
Происхождение жизни, это обязательный элемент в эволюции, но исследование и понимание всех процессов, начавшихся после возникновения организма, совершенно не зависит от того, что мы знаем о возникновении жизни.
Доказано, что многоклеточные организмы несомненно произошли от одноклеточных и их родоначальниками являются простейшие колониальные.
При переходе животных к неподвижному или малоподвижному образу жизни, в цельных системах или в отдельных органах происходят большие изменения.
Эта эволюция животных служит для защиты и сопровождается развитием химических или механических образований (раковины плеченогих и моллюсков, скелеты губок, мшанок и кишечнополостных, домики ракообразных, стрекательную способность у кишечнополостных, отталкивающие и ядовитые выделения желез, слизь и др.).
С этими изменениями, меняется мускулатура, органы чувств и нервная система, к тому же меняются способы захвата добычи и способы питания. У паразитов и червей скелетные образования вообще отсутствуют, но при этом развиваются другие органы (хоботки, крючки, присоски).
В обоих этих случаях сильно увеличивается плодовитость, вследствие чего развивается гермафродитизм (усоногие ракообразные).
Смена среды обитания даже у одинаковой породы рыб, происходят по разному. Например, у одних рыб окраска становится совсем темная, а у других прозрачная.
Раньше полагали, что животные на протяжении своей истории остаются неизменны. Но с изучением окаменелостей, исследователи пришли к выводу о эволюции животных, где вымирают одни виды и появляются другие.
Между всеми животными идет война за выживание: они ищут пищу, заботясь о том чтоб самим не стать едой, выживая во враждебной среде. Естественная изменчивость у отдельных особей, позволяет более легко решать поставленные задачи, то есть очень быстро размножатся, увеличивая при этом потомство особей.
Такая борьба в эволюции иногда приводит к изменениям в популяции, переводя ее в внутривидовую группу. Скрещивание между данной расой и их предками, в результате образует новый вид.
Формирование насекомых - это достаточно быстрый процесс, а эволюция животных происходит медленнее. Чтоб зафиксировать незначительные изменения, понадобится сотни поколений, проследить за которыми практически невозможно.
Эволюция животных - это изучение развития всего живого на Земле, в наше время это не гипотеза, а неопровержимый факт, поддерживаемый знаниями естественных наук.
В общем, разные научные методы помогают изучить весь эволюционный процесс от возникновения простейших микроорганизмов, до новых видов и популяций.
Экосистемы и присущие им закономерности
Любой организм находится под прямым или косвенным воздействием условий окружающей среды. Эти условия называются экологическими факторами. Все факторы подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.
К абиотическим факторам – или факторам неживой природы, относятся климатические, температурные условия, влажность, освещенность, химический состав атмосферы, почвы, воды, особенности рельефа.
К биотическим факторам относятся все организмы и непосредственные продукты их жизнедеятельности. Организмы одного вида вступают в различные по характеру отношения, как друг с другом, так и с представителями других видов. Эти отношения, соответственно подразделяются на внутривидовые и межвидовые.
Внутривидовые отношения проявляются во внутривидовой конкуренции за пищу, кров, самку. Так же они проявляются в особенностях поведения, иерархии отношений между членами популяции.
Межвидовые отношения могут быть симбиотическими, хищническими, паразитическими.
Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека, под влиянием которой среда изменяется и формируется. Деятельность человека распространяется, практически, на всю биосферу: добыча полезных ископаемых, освоение водных ресурсов, развитие авиации и космонавтики сказываются на состоянии биосферы. В результате возникают разрушительные процессы в биосфере, к которым относятся загрязнение вод, «парниковый эффект», связанный с увеличением концентрации диоксида углерода в атмосфере, нарушения озонового слоя, «кислотные дожди» и т.д.
Организмы адаптируются (приспосабливаются) к влиянию определенных факторов в процессе естественного отбора. Их адаптационные возможности определяются нормой реакции по отношению к каждому из факторов, как постоянно действующих, так и колеблющихся в своих значениях. Например, длина светового дня в конкретном регионе постоянна, а температура и влажность могут колебаться в достаточно широких пределах.
Экологические факторы характеризуются интенсивностью действия, оптимальностью значения (оптимумом), максимальным и минимальным значениями, в пределах которых возможна жизнь конкретного организма. Эти параметры для представителей разных видов различны.
Отклонение от оптимума какого-либо фактора, например, снижение количества пищи, может сузить пределы выносливости птиц или млекопитающих по отношению к понижению температуры воздуха.
Фактор, значение которого в данный момент находится на пределах выносливости, или выходит за них называется ограничивающим.
Организмы, способны существовать как в широких пределах колебания фактора, так и в узких. Например, организмы, обитающие в условиях континентального климата, переносят широкие колебания температур. Такие организмы обычно имеют широкие ареалы распространения. В узких пределах колебания фактора, т.е. в относительно постоянных условиях, существуют паразитические или сим– биотические формы. Ареал таких организмов ограничен.
Биологические ритмы. Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. К внешним факторам относятся – изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений. Рост и цветение растений зависят от взаимодействия между их биологическими ритмами и изменениями средовых факторов. Эти же факторы определяют время наступления перелетов птиц, линьку животных и т.д.
Фотопериодизм – фактор, определяющий длину светового дня и в свою очередь влияющий на проявление других факторов среды. Длина светового дня для многих организмов является сигналом смены сезонов. Очень часто на организм оказывает влияние сочетание факторов, и если какой либо из них является ограничивающим, то влияние фотопериода снижается или не проявляется вовсе. При низких температурах, например растения не зацветают.
Биогеноценоз – саморегулирующаяся экологическая система, образованная совместно обитающими и взаимодействующими между собой и с неживой природой, популяциями разных видов в относительно однородных условиях среды. Таким образом, биогеоценоз состоит из неживой и живой частей окружающей среды. Любой биогеоценоз имеет естественные границы, для него характерен определенный круговорот веществ и энергии. Организмы, населяющие биогеоценоз, по своим функциям делятся на продуцентов, консументов и редуцентов:
– продуценты, – растения, производящие органические вещества в процессе фотосинтеза;
– консументы – животные, потребители и преобразователи органических веществ;
– редуценты, – бактерии, грибы, а также питающиеся падалью и навозом животные, разрушители органических веществ, преобразующие их в неорганические;
Перечисленные компоненты биогеоценоза составляют трофические уровни, связанные обменом и переносом питательных веществ и энергии.
Организмы разных трофических уровней образуют пищевые цепи, в которых вещества и энергия ступенчато передаются с уровня на уровень. На каждом трофическом уровне используется 5—10% энергии поступившей биомассы.
Пищевые цепи обычно состоят из 3—5 звеньев, например:
1) растения – корова – человек;
2) растения – божья коровка – синица – ястреб;
3) растения —муха – лягушка – змея – орел.
Дата добавления: 2015-01-12; просмотров: 63 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |