Реферат: Возникновение жизни на Земле

Гипотеза А. И. Опарина.

ГипотезаА. И. Опарина. Наиболее существенная черта ги­потезы А. И. Опарина —постепенное усложнение химической структуры и морфологического обликапредшественников жиз­ни (пробионтов) на пути к живым организмам.

Большоеколичество данных говорит о том, что средой воз­никновения жизни могли бытьприбрежные районы морей и океанов. Здесь, на стыке моря, суши и воздуха,создавались бла­гоприятные условия для образования сложных органических со­единений.Например, растворы некоторых органических веществ (сахаров, спиртов) обладаютбольшой устойчивостью и могут су­ществовать неограниченно долгое время. Вконцентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовыватьсясгустки, подобные сгусткам желатина в водных растворах. Та­кие сгустки называюткоацерватными каплями или коацерватами (рис. 66). Коацерватыспособны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступаютхимические соединения, которые преобразуются в результате реакций, происходящихв коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.

Коацерваты — это еще не живые существа. Они проявляют лишьвнешнее сходство с такими признаками живых организ­мов, как рост и обменвеществ с окружающей средой. Поэтому возникновение коацерватов рассматриваюткак стадию развития преджизни.

Развитиежизни на Земле.

Историю живых организмов на Земле изучают по сохранив­шимсяв осадочных горных породах остаткам, отпечаткам и дру­гим следам ихжизнедеятельности. Этим занимается наука па­леонтология. Для удобстваизучения и описания вся история Земли разделена на отрезки времени, имеющиеразличную дли­тельность и отличающиеся друг от друга климатом, интенсив­ностьюгеологических процессов, появлением одних и исчезно­вением других группорганизмов и т. д.

Названия этих отрезков времени греческого происхождения.Самые крупные такие подразделения — зоны, их два — криптозой (скрытаяжизнь) и фанерозой (явная жизнь). Зоны делят­ся на эры (рис. 67). Вкриптозое две эры — архей (древнейший) и протерозой (первичнаяжизнь). Фанерозой включает в себя три эры — палеозой (древняя жизнь), мезозой(средняя жизнь) и кайнозой (новая жизнь). В свою очередь, эрыразделены на периоды, периоды иногда делят на более мелкие части.

Криптозой.

По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5— 7 млрд.лет назад. Около 4 млрд. лет назад стала остывать и за­твердела земная кора, наЗемле возникли условия, позволившие развиваться живым организмам.

Архей.

Архей — самая древняя эра, начался более 3,5 млрд. летназад и продолжался около 1 млрд. лет. В это время на Зем­ле были уже довольномногочисленны цианобактерии, окаме­невшие продукты жизнедеятельности которых — строматолиты— найдены в значительных количествах. Австралийскими и американскимиисследователями были найдены и сами ока­меневшие цианобактерии. Таким образом,в архее уже сущест­вовала своеобразная «прокариотическая биосфера». Цианобактериямобычно для жизнедеятельности нужен кислород. Кисло­рода в атмосфере еще небыло, однако им, по-видимому, хвата­ло кислорода, который выделялся прихимических реакциях, протекавших в земной коре. Очевидно, биосфера, состоящаяил анаэробных прокариот, существовала еще раньше. Важнейшим событием археяявилось возникновение фотосинтеза. Нам неиз­вестно, какие именно организмыявились первыми фотосинтетиками.

Протерозой.

Протерозойская эра — самая длинная в истории Земли. Онапродолжалась около 2 млрд. лет. Примерно через 600 млн. лет после началапротерозоя, около 2 млрд. лет назад, содержание кислорода достигло такназываемой «точки Пастера» — около 1% от его содержания в атмосфере,современной нам. Ученые считают, что такая концентрация кислорода дос­таточнадля того, чтобы обеспечить устойчивую жизнедеятель­ность одноклеточных аэробныхорганизмов.

Вспышкаразнообразия животных. Конец протерозоя,при­мерно 680 млн. лет назад, ознаменовался мощной вспышкой раз­нообразиямногоклеточных организмов и появлением животных (рис. 68). До этого периоданаходки многоклеточных редки и представлены растениями и, возможно, грибами.Возникшая в конце протерозоя фауна получила название эдиакарской по местности вЮжной Австралии, где в середине XXв. в слояхвозрастом 650—700 млн. лет были обнаружены первые отпечат­ки животных.Впоследствии похожие находки были сделаны и на других материках. Эти находкипослужили причиной выделения в протерозое особого периода, получившего названиевенд (по названию одного из славянских племен, живших на берегу Белогоморя, где обнаружены богатые местонахожде­ния представителей этой фауны).

Палеозой.

Палеозойская эра значительно короче предыдущих, она про­должаласьоколо 340 млн лет. Суша, представлявшая в конце протерозоя единыйсуперконтинент, раскололась на отдельные материки, сгруппированные околоэкватора. Это привело к созданию большого числа мелких прибрежных районов,пригод­ных для расселения живых организмов.

К началу палеозоя у некоторых животных образовался внеш­нийорганический или минеральный скелет.

Кембрий.

Климат кембрия был умеренным, материки — низ­менными. Вкембрии животные и растения населяли в основном моря. На суше по-прежнему жилибактерии и сине-зелёные.

Кембрийский период ознаменовался быстрым распростране­ниемпредставителей новых типов беспозвоночных животных, многие из которых имелиизвестковый или фосфатный скелет. Ученые связывают это с появлениемхищничества. Среди одноклеточных животных были многочисленны фораминиферы —представители простейших, имевших известковую или склеенную из песчинокраковину.

Ордовик.

В ордовике значительно увеличивается площадь мо­рей. Вморях ордовика весьма разнообразны зеленые, бурые и красные водоросли.Идет интенсивный процесс образования ри­фов кораллами. Значительноеразнообразие наблюдается среди головоногих и брюхоногих моллюсков. В ордовикевпервые по­являются хордовые.

Силур.

В конце силура наблюдается развитие своеобразных члени­стоногих— ракоскорпионов. К ордовику и силуру относится расцвет в моряхголовоногих моллюсков. Появляются новые представители беспозвоночных —    иглокожие.

В силурийских морях начинается массовое распространениепервых настоящих позвоночных — панцирных бесчелюстных. В конце силура —начале девона начинается интенсивное развитие наземных растений. Выходятна сушу и животные. Одними из первых перешли из водной среды представители типачленистоногих — пауки, от иссушающего действия атмосферы ихзащищал хитиновый панцирь.

Девон.

В результате поднятия суши и сокращения морей кли­матдевона был более континентальный, нежели в силуре. В де­воне появилисьпустынные и полупустынные области.

В морях обитали настоящие рыбы, вытеснившие панцирныхбесчелюстных. Среди них были хрящевые рыбы (современные представители — акулы),появились и рыбы с костным скеле­том.

В девоне на суше появляются первые леса из гигантских па­поротников,хвощей и плаунов. Новые группы животных начи­нают завоевывать сушу.Представители членистоногих, вышед­шие на сушу, дают начало многоножкам ипервым насекомым. В конце девона потомки рыб выходят на сушу, образуя первыйкласс наземных позвоночных — земноводных (амфибий).

Карбон.

В каменноугольномпериоде, или карбоне, происхо­дит заметное потепление и увлажнение климата. Вжарких, тро­пического типа болотистых лесах произрастают громадные (вы­сотой до<st1:metricconverter ProductID=«40 м» w:st=«on»>40 м</st1:metricconverter>)папоротники, хвощи и плауны. Помимо этих рас­тений, размножающихся спорами, вкарбоне начинают распро­страняться голосеменные растения, возникшие еще в концедевона. Их семя было покрыто оболочкой, предохранявшей от вы­сыхания.Вовлажных и теплых болотистых лесах исключительного расцвета и разнообразиядостигли древнейшие земноводные — стегоцефалы. Появляются первые отряды крылатыхнасеко­мых — тараканы, длина тела которых достигает <st1:metricconverter ProductID=«10 см» w:st=«on»>10 см</st1:metricconverter>, и стре­козы, некоторыевиды которых имели размах крыльев до <st1:metricconverter ProductID=«75 см» w:st=«on»>75 см</st1:metricconverter>.

Пермь.

Дальнейшее поднятие сушипривело в перми к развитию засушливого климата и похолоданию. Влажные и пышныелеса остаются только в районе экватора; постепенно выми­раютпапоротникообразные. Им на смену приходят голосемен­ные растения.

Сухость климата способствовала исчезновению земновод­ных —стегоцефалов. Зато значительного разнообразия достига­ют древнейшиепресмыкающиеся, возникшие еще в конце кар­бона.

Мезозой.

Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся. Ихрасцвет, широчайшая дивергенция и вымирание происходят именно в эту эру.

Триас.

В триасесильно сокращаются площади внутриконтинентальных водоемов, развиваются пустынныеландшафты. В условиях засушливого климата вымирает множество сухопут­ныхорганизмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой. Вымираетбольшинство земноводных, почти полностью исчезают древовидные папоротники,хвощи и плауны. Вместо них начинают преобладать наземные формы, в жизненном цик­лекоторых нет стадий, связанных с водой. Среди растений в триасе сильногоразвития достигают голосеменные, среди жи­вотных — пресмыкающиеся.Уже в три­асе возникают первые представители теплокровных — мелкие примитивныемлекопитающие и птицы.

Юра.

В юре происходит некоторое расширение площадей тепловодныхморей. В морях весьма многочисленны головоногие моллюски — аммониты и белемниты.

Весьма разнообразны морские пресмыкающиеся. Помимоих­тиозавров, в морях юры появляются плезиозавры — животные с широкимтуловищем, длинными ластами и змее­видной  шеей.   Морские   пресмыкающиеся   как  бы   поделили между собой пищевыересурсы: плезиозавры охотились на мел­ководьях прибрежной зоны, а ихтиозавры —в открытом море. В юре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную сре­ду.Разнообразие летающих насекомых создавало условия для развития насекомоядныхлетающих ящеров. Мелкими летающи­ми ящерами стали питаться крупные ящеры.Летающие ящеры просуществовали до конца мела.

Мел.

Меловой период (или мел) назван в связи с образова­ниеммела в морских отложениях того времени. Он возник из остатков раковинокпростейших животных — фораминифер. В этом периоде возникают и чрезвычайнобыстро распространяются покрытосеменные растения, вытесняются голосеменные. Широкоераспространение насекомых и появление первых по­крытосеменных растений привелосо временем к связи между ними. У покрытосеменных возник цветок — органразмноже­ния, привлекающий насекомых окраской, запахом и запасами нектара.Насекомые, питаясь нектаром, стали переносчиками пыльцы. Перенос пыльцынасекомыми по сравнению с ветроопылением приводит к меньшей растрате гамет.

В конце мела климат изменяется в сторону резкойконти-нентальности и общего похолодания. В морях вымирают ам­мониты ибелемниты, а вслед за ними и питавшиеся ими мор­ские ящеры — плезиозавры иихтиозавры. На суше стала сокращаться влаголюбивая растительность, служившаяпищей растительноядным динозаврам, что привело к их исчезновению; вымерли ихищные динозавры. Из пресмыкающихся лишь в экваториальных областях сохранилиськрупные формы — кро­кодилы, черепахи и гаттерии. Большинство выживших пресмы­кающихся(ящерицы, змеи) были небольших размеров.

В условиях резко континентального климата и общего похо­лоданияисключительные преимущества получили теплокровные — птицы имлекопитающие, чей расцвет относится к сле­дующей эре — кайнозою.

Кайнозой.

Кайнозойская эра — это расцвет цветковых растений, насе­комых,птиц и млекопитающих.

Она началась около 66 млн. лет назад и продолжается до на­стоящеговремени.

Палеоген.

Первый период кайнозоя млекопитаю­щие заменилипресмыкающихся, заняв их экологические ниши на земле, птицы сталигосподствовать в воздухе. В течение это­го периода формируется большинствосовременных групп мле­копитающих — насекомоядные, хищные, ластоногие, китооб­разные,копытные. Появились первые примитивные приматы лемуры   а затем и настоящие обезьяны.

Неоген.

В неогене климат стал более холодным и сухим. Тропичес­киеи саванновые леса, росшие некогда в умеренной зоне от со­временной Венгрии доМонголии, сменяются степями. Это при­вело к широкому распространению злаковыхрастении, которые стали источником пищи для травоядных млекопитающих. Б этомпериоде сформировались все современные отряды млеко­питающих, появились первыечеловекообразные обезь­яны.

Антропоген.

Последний период кайнозоя — антропоген — это тот геоло­гическийпериод, в котором живем и мы. Его название обуслов­лено тем, что именно в этомпериоде появился человек. В антропогене выделяют два века (не столетия,а века в геологичес­ком смысле) — плейстоцен и голоцен. В течениеплейстоцена наблюдались очень сильные из­менения климата — произошли четырегигантских оледенения, сменявшихся отступлением ледников.

Отрицательные температуры в зоне оледенения приводили ктому, что пары воды конденсировались в виде снега, а таяние льдов и снеговежегодно давало меньше воды, чем выпадало сне­га. Накопление гигантских запасовльда на суше привело к существенному понижению уровня Мирового океана (на 60—90м).

В Старом Свете (за исключением Мадагаскара) человек рас­селился,как минимум, 500 тыс. лет назад, а возможно, значи­тельно раньше. Передпоследним оледенением (около 35—40 тыс. лет назад) через сухопутный мост врайоне современного Берин­гова пролива древние охотники из Азии перешли вСеверную Америку, которую заселили до Огненной Земли. К началу го­лоцена, когданачалось глобальное потепление и таяние ледни­ков, вымерли многие крупныемлекопитающие — мамонты, шер­стистые носороги, пещерный медведь. По-видимому,это выми­рание было обусловлено не только изменениями климата, но и активнойдеятельностью человека.

Около 10 тыс. лет назад вумеренно теплых областях Земли (Средиземноморье, Ближний Восток, Индия, Китай,Мексика, Перу и др.) наступила «неолитическая революция», связанная с переходомчеловека от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству. Началосьодомашнивание животных и введение растений в культуру.

Бурная деятельность человека:распашка земель, раскорчев­ка и выжигание лесов, стравливание пастбищ ивытаптывание травостоев домашними животными — привела к вымиранию илисокращению ареалов многих степных животных (тур, тар­пан и др.), к расширениюплощадей пустынь (Сахара, Караку­мы, Такла-Макан), появлению подвижных песков.

Все это определило тот видовой состав органического мира,который существует в настоящее время, повлияло на современ­ное географическоераспространение организмов, создало их современные сообщества. Огромную роль врасселении видов и видообразовании сыграли как сухопутные мосты, так и изоля­цияледниками. Множество видов и подвидов сформировались в течение плейстоцена иголоцена.

еще рефераты
Еще работы по биологии