Учение Ч. Дарвина было дополнено трудами многих ученых. Благодаря их работе была доказана правильность важнейших положений теории эволюции. Это позволило определить основные этапы развития животного мира на Земле.
От одноклеточных животных к многоклеточным. Несомненно, первыми на Земле были древние простейшие. От них произошли современные одноклеточные: саркодовые, жгутиковые, инфузории, споровики. По своему строению они представляют одну клетку, в которой происходят все процессы жизнедеятельности целого живого организма. Из одноклеточных наиболее сложно устроены колониальные жгутиковые, например вольвокс. От древних колониальных жгутиковых, видимо, возникли очень похожие на современных кишечнополостных древние многоклеточные организмы, тело которых состояло из двух слоев клеток (наружных жгутиковых и внутренних пищеварительных).
Появление древних многоклеточных организмов было огромным событием в эволюции животных. У многоклеточных организмов в отличие от одноклеточных появились возможности для специализации клеток по выполняемым ими функциям. Одни клетки стали играть защитную роль, другие - обеспечивать пищеварение, сокращение, размножение, раздражение.
Многоклеточность и специализация клеток стали основой для формирования тканей, увеличения размеров тела, возникновения скелета, регенерации.
Усложнение строения многоклеточных организмов. Следующим этапом было происхождение от древних кишечнополостных трехслойных животных, похожих на современных свободноживущих ресничных червей. У них сформировались системы органов: пищеварительная, кровеносная, нервная, выделительная, система органов размножения. За счет третьего слоя клеток у плоских и круглых червей образуется мускулатура.
Следующим важным этапом в историческом развитии животного мира стало возникновение кольчатых червей. Возможно, от каких-то древних кольчатых червей произошли моллюски и членистоногие (рис. 227). Среди моллюсков и членистоногих появляются первые сухопутные животные. За счет формирования наружного хитинового скелета приспособления насекомых к жизни на суше стали более совершенными. Хитиновые покровы, которые служат скелетом и предохраняют организм от иссушения, позволили сформировать конечности и крылья. Насекомые широко расселились по Земле.
Рис. 227. Эволюционное древо современного животного мира
Наряду с общим прогрессивным развитием животные приспосабливаются к конкретным условиям. Так, представители семейств Жужелицы и Плавунцы - хищные жуки, но одни освоили наземную среду, а другие приспособились к жизни в воде.
Происхождение и эволюция хордовых. Предполагают, что древние хордовые произошли от вторичнополостных червеобразных предков, которые вели малоподвижный образ жизни. Хордовые приобрели прогрессивные черты: внутренний скелет, скелетную мускулатуру, хорошо развитую центральную нервную систему, имевшую вид нервной трубки, более совершенные органы чувств, системы органов пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения и размножения.
Наиболее древние хордовые, видимо, были похожи на современных ланцетников. У них была хорда (первичный внутренний осевой скелет), над ней располагалась нервная трубка - центральная нервная система. Под хордой находился кишечник, передний отдел которого имел жаберные щели.
От древних бесчерепных произошли позвоночные. У них сформировалась более совершенная опорно-двигательная система (позвоночник, состоящий из позвонков). Развился череп, предохраняющий головной мозг. Из нервной трубки образовались головной и спинной мозг, усложнилось поведение. В кровеносной системе появилось сердце - мускульный орган, обеспечивающий движение крови по сосудам. Произошли изменения в органах движения. Из складок, расположенных по бокам туловища, развились парные конечности - плавники.
Так возникли первые водные позвоночные животные - рыбы. Широкое распространение рыбы получили в палеозое.
Выход позвоночных на сушу. Важное значение для происхождения наземных позвоночных животных имели древние кистеперые рыбы. Скелет их парных плавников напоминал скелет конечностей земноводных. Кистеперые рыбы опирались на хорошо развитые парные плавники при ползании по дну - на этих плавниках были мышцы. У них были зачатки легких, они могли дышать воздухом при пересыхании водоемов.
От древних кистеперых рыб произошли первые наземные позвоночные - земноводные.
Земноводные не утратили связь с водной средой и внешне были очень похожи на кистеперых рыб. Их конечности превратились в типичные для наземных позвоночных многочленные рычаги - пятипалые конечности. Усложнились легкие, возникло два круга кровообращения. Потомки древних земноводных - современные тритоны, саламандры, лягушки, жабы также тесно связаны с водой. Имея голую кожу, участвующую в дыхании, земноводные могут жить только во влажной среде, а размножение их происходит в водоемах.
В конце палеозоя климат на Земле стал более сухим. Позвоночные животные начали интенсивнее осваивать сушу. У части земноводных в коже стали формироваться роговые чешуи, защищающие тело от высыхания.
Ороговевшие покровы препятствовали дыханию, поэтому легкие оказались единственным органом дыхания. Животные приспособились к размножению на суше. Они стали откладывать яйца, богатые питательными веществами, водой и защищенные оболочками от высыхания. Так возникли пресмыкающиеся - типичные наземные позвоночные животные.
Расцвет пресмыкающихся. В мезозойскую эру рептилии освоили все среды жизни и широко расселились по Земле. Наиболее разнообразными были динозавры - травоядные и плотоядные. Одни небольшие, величиной с крысу, другие - гиганты длиной почти 30 м. Воздушную среду заселили летающие ящеры. К жизни в воде вторично приспособились ихтиозавры, крокодилы, черепахи. Появились ящерицы. Позднее от них произошли змеи.
Расцвет птиц и зверей. Древние пресмыкающиеся дали начало птицам и млекопитающим, которые приобрели важные преимущества перед рептилиями: постоянную температуру тела, развитый головной мозг, более совершенное размножение: у птиц - откладывание и насиживание яиц, выкармливание птенцов; у млекопитающих - вынашивание детенышей в утробе матери, живорождение и выкармливание молоком. Птицы и млекопитающие оказались лучше рептилий приспособлены к меняющимся условиям среды.
Уровни организации жизни. При изучении животных вы познакомились с клеточным уровнем организации жизни. Из одной клетки состоит организм простейших. У многоклеточных кишечнополостных появляются два слоя тела: эктодерма и энтодерма, клетки которых имеют разное строение. Из клеток разного типа состоят ткани высших животных - эпителиальная, мышечная, нервная и др.
Знакомясь с жизнедеятельностью животных, их поведением, вы имели дело с организменным уровнем организации жизни. При этом животные относятся к определенным видам. Сохранение вида возможно в том случае, если животные живут группами (популяциями), в которых они свободно скрещиваются и оставляют потомство. Группу животных одного вида, обитающих в определенных условиях, обладающих общими морфологическими, физиологическими, генетическими признаками, называют популяцией. Следовательно, это популяционно-видовой уровень организации жизни.
Естественно, популяции разных видов, населяющие одно и то же место обитания, входят в состав одного биоценоза. Это биоценотический уровень организации жизни. В любом биоценозе различаются три группы организмов: продуценты - производители органических веществ (растения), консументы - потребители органических веществ (растительноядные, хищные, всеядные животные) и редуценты - разрушители органических веществ (рис. 228). К ним относятся птицы и звери - падальщики, жуки-могильщики и дождевые черви. Эти животные, питающиеся трупами и отходами (отмершими частями растений, телами погибших животных и их экскрементами), а в большей степени бактерии и грибы, доводят до конца разложение органических веществ до минеральных, тем самым повышая плодородие почв и возвращая в природу взятые растениями минеральные вещества (рис. 229). Многообразие условий обитания, различие популяций, разнообразие биоценозов обеспечивают устойчивость природных экосистем разного уровня.
Рис. 228. Жуки-могильщики у трупа мыши
Человек, владеющий научной информацией о закономерностях строения и функционирования биологических систем, имеет возможность правильно и умело применять ее в практической деятельности. От понимания людьми законов функционирования биоценозов и сохранения их зависит благополучие природных экосистем и отдельных видов животных. Необходимо рационально использовать свои знания о животном мире, постоянно заботиться о его сохранении и восстановлении.
Рис. 229. Взаимосвязи продуцентов (1), консументов (2) и редуцентов (3)
Современный животный мир - результат длительного исторического развития органического мира. При этом развитие происходит в результате общего прогресса: появления многоклеточности, возникновения мезодермы, формирования наружного хитинового скелета, внутреннего скелета (хорды), трубчатой центральной нервной системы, теплокровности и др. Современный животный мир представляет собой совокупность живых систем разного уровня, активно взаимодействующих с окружающей средой.
Упражнения по пройденному материалу
- Назовите основные этапы развития животного мира на Земле.
- В чем особенность строения и жизнедеятельности одноклеточных животных?
- Какие приспособления в строении и деятельности появляются у многоклеточных животных в отличие от одноклеточных?
- Каково значение появления трехслойности в усложнении организации тела животных?
- Почему формирование наружного хитинового скелета способствовало приспособлению насекомых к жизни на суше и их расселению по Земле?
- Какие прогрессивные черты хордовых обеспечили их дальнейшую эволюцию?
- Назовите основные отличия позвоночных от их предков - бесчерепных в строении и функциях организма.
- Какие изменения в строении и функциях организма появились у древних земноводных в связи с изменением климата? К чему это привело?
- В чем преимущество в строении и жизнедеятельности птиц и млекопитающих перед рептилиями?
- Назовите основные этапы эволюции беспозвоночных и хордовых животных.
Инструкция
Согласно абиогенным гипотезам о происхождении жизни на Земле, первым шагом на пути зарождения живого на стал синтез органических биополимеров. Путем химической эволюции биополимеры перешли к первым живым организмам, которые развивались далее уже по принципам биологической эволюции. В ходе этого исторического развития и усложнения появилось множество форм жизни.
История Земли подразделяется на длительные временные промежутки – эры: катархей, архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой. Получать данные о развитии живого на Земле ученым помогает палеонтология – наука о древних организмах прошлых геологических эпох. По ископаемым остаткам – раковинам моллюсков, зубам и чешуе рыб, скорлупе яиц, скелетам и другим твердым частям – изучаются организмы, жившие десятки, сотни миллионов лет назад.
Считается, что в архейскую («древнейшую») эру на планете господствовали бактерии, результатом жизнедеятельности которых стал мрамор, графит, известняк и др. В отложениях архея найдены также остатки цианобактерий, способных к бескислородному фотосинтезу. В конце древнейшей эры живые организмы, по предположениям, разделились на прокариотов и эукариотов.
В протерозое – эре ранней жизни – живые организмы продолжали усложняться, а их способы питания и репродукции – совершенствоваться. Вся жизнь была сосредоточена в водной среде и по берегам водоемов. Среди животных появилось большое разнообразие кишечнополостных и губок. Ближе к концу протерозойской эры возникли все типы беспозвоночных животных и первые хордовые – бесчерепные. В отложениях находят также остатки червей, моллюсков и членистоногих. Единственным потомком эры ранней жизни, сохранившимся до сих пор, считают ланцетника.
Палеозой – это эра «древней жизни». В ней выделяют кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды. В начале палеозоя, кембрии, появились беспозвоночные животные, покрытые твердым скелетом, построенным из хитина, карбоната и фосфата кальция, кремнезема. Животный мир преимущественно был представлен донными организмами – коралловыми полипами, губками, червями, архециатами, иглокожими и членистоногими. Трилобиты – древнейшие членистоногие – достигли наибольшего расцвета.
Ордовик характеризуется сильнейшим затоплением Земли и появлением множества . Особое распространение в этот период получили членистоногие и моллюски, но появились также первые бесчелюстные позвоночные.
В силуре животные и растения вышли на сушу. Первыми стали и , произошедшие, судя по всему, от трилобитообразных. В девонском периоде возникли примитивные челюстноротые рыбы, имеющие хрящевой скелет и покрытые панцирем. От них произошли акулы и кистеперые рыбы, а от кистеперых рыб, способных уже дышать атмосферным воздухом, – первые амфибии (ихтиостеги, стегоцефалы).
В каменноугольном периоде, периоде болот и обширных болотных , достигли расцвета земноводные и появились первые насекомые – тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Появились также примитивные рептилии, заселяющие более сухие места. В перми стал климат суше и прохладнее, что привело к вымиранию трилобитов, крупных моллюсков, крупных рыб, крупных насекомых и паукообразных. Самыми многочисленными в это время стали рептилии. Появились предки млекопитающих – терапсиды.
В мезозое различают триасовый, юрский и меловой периоды. В триасе возникло множество рептилий (черепах, ихтиозавров, динозавров, плезиозавров) и насекомых. В конце периода появились первые представители теплокровных. В юрском периоде достигли пика развития динозавры, появились первые птицы, сходные с рептилиями.
В меловом периоде возникли сумчатые и млекопитающие. В конце мела произошло массовое вымирание многих видов животных – динозавров, крупных пресмыскающихся и т.д. Ученые связывают это с изменением климата и общим похолоданием. Преимущества в борьбе за выживание получили теплокровные животные – птицы и млекопитающие, расцвет которых пришелся на кайнозой – эру новой жизни, состоящую из периодов палеогена, неогена и антропогена.
Череп ихтиостеги был похож с черепом лопастопёрой рыбы Eusthenopteron , но выраженная шея отделяла тело от головы. В то время как у ихтиостеги было четыре сильных конечности, форма его задних ног подсказывает, что это животное не проводило все свое время на суше.
Первые рептилии и амниотическое яйцо
Вылупление черепахи из яйца
Одним из величайших эволюционных новшеств каменноугольного периода (360 - 268 миллионов лет назад) было амниотическое яйцо, которое позволило ранним рептилиям уходить из прибрежных местообитаний и колонизировать сухие районы. Амниотическое яйцо позволило предкам птиц, млекопитающих и рептилий размножаться на суше, и не допустить высыхание эмбриона внутри, поэтому можно было обходиться без воды. Это также означало, что в отличие от амфибий, рептилии могли производить меньше яиц в любой момент времени, поскольку риски гибели детенышей снизились.
Самая ранняя дата развития амниотического яйца - около 320 миллионов лет назад. Однако рептилии не подвергались какой-либо значительной адаптивной радиации еще около 20 миллионов лет. Современное мышление состоит в том, что эти ранние амниоты все еще проводили время в воде и выходили на берег, главным образом, чтобы откладывать свои яйца, а не питаться. Только после эволюции травоядных появились новые группы рептилий, способных использовать обильное флористическое разнообразие каменноугольного периода.
Гилономус
Ранние рептилии принадлежали к отряду, названному капторинидами. Гилономусы были представителями этого отряда. Это были маленькие животные размером с ящерицу, с черепами амфибий, плечами, тазом и конечностями, а также промежуточными зубами и позвонками. Остальная часть скелета была рептильной. Многие из этих новых «рептильных» особенностей также заметны у маленьких, современных амфибий.
Первые млекопитающие
Диметродон
Основной переход в эволюции жизни произошел, когда млекопитающие развились из одной линии рептилий. Этот переход начался во время пермского периода (286 - 248 миллионов лет назад), когда группа рептилий, которая включала диметродонов, породила «ужасных» терапсидов. (Другие крупные ветви, завропсиды, породили птиц и современных рептилий). Эти млекопитающие-рептилии, в свою очередь, породили цинодонт, таких как тринаксодон (Thrinaxodon ) во время триасового периода.
Тринаксодон
Эта эволюционная линия обеспечивает отличную серию переходных окаменелостей. Развитие ключевой особенности млекопитающих, наличие единственной кости в нижней челюсти (по сравнению с несколькими у рептилий), можно проследить в истории окаменелостей этой группы. Она включает в себя прекрасные переходные окаменелости, Diarthrognathus и Morganucodon , чьи нижние челюсти имеют как рептильные, так и млекопитающие сочленения с верхними. Другие новые особенности, обнаруженные в этой линии, включают развитие различных видов зубов (особенность, известная как гетеродонтность), формирование вторичного нёба и увеличение зубной кости в нижней челюсти. Ноги расположились непосредственно под телом, эволюционное продвижение, которое происходило у предков динозавров.
Конец пермского периода был отмечен, возможно, самым большим . По некоторым оценкам, до 90% видов вымерли. (Недавние исследования предположили, что это событие было вызвано падением астероида, спровоцировавшем изменения климата.) В течение последующего триасового периода (248 - 213 миллионов лет назад) выжившие особи после массового вымирания начали занимать свободные экологические ниши.
Однако в конце пермского периода были динозавры, а не млекопитающие-рептилии, которые воспользовались новыми доступными экологическими нишами для диверсификации в доминирующих наземных позвоночных. В море у лучепёрых рыб начался процесс адаптивной радиации, который сделал их класс наиболее богатым видами из всех классов позвоночных.
Классификация динозавров
Одно из основных изменений в группе рептилий, породивших динозавров, заключалось в позе животных. Изменилось расположение конечностей: ранее они выступали по бокам, а затем начали расти непосредственно под телом. Это имело серьезные последствия при передвижении, поскольку позволило выполнять более энергосберегающие движения.
Трицератопс
Динозавры, или «ужасные ящерицы», делятся на два отряда, исходя из строения тазобедренного сустава: ящеротазовые и птицетазовые. Птицетазовые включают Трицератопс, Игуанодон, Гадрозавров и Стегозавров). Ящеротазовые далее подразделяются на теропод (например, целофиз и тираннозавр рекс) и завропод (например, апатозавр). Большинство ученых согласны с тем, что от динозавров теропод.
Хотя динозавры и их непосредственные предки доминировали в наземных мира во время триаса, млекопитающие продолжали развиваться в это время.
Дальнейшее развитие ранних млекопитающих
Млекопитающие являются развитыми синапсидами. Синапсиды - одна из двух великих ветвей генеалогического древа амниот. Амниоты - это группа животных, которые характеризуются наличием зародышевых оболочек, включая рептилий, птиц и млекопитающих. Другая крупная амниотическая группа, Диапсид, включает птиц и всех живых и вымерших рептилий, кроме черепах. Черепахи принадлежат к третьей группе амниот - Анапсид. Члены этих групп классифицируются по числу отверстий в височной области черепа.
Диметродон
Синапсиды характеризуются наличием пары дополнительных отверстий в черепе за глазами. Это открытие дало синапсидам (и аналогичным образом диапсидам, у которых есть две пары отверстий), более сильные мышцы челюстей и лучшие способности кусать, по сравнению с ранними животными. Пеликозавры (такие как Диметродон и Эдафозавр) были ранними синапсидами; они были млекопитающими-рептилиями. Позднее синапсиды включали терапсид и цинодонт, которые жили во время триасового периода.
Цинодонт
Цинодонты обладали многими характерными особенностями млекопитающих, включая уменьшенное количество или полное отсутствие поясничных ребер, предполагающих наличие диафрагмы; хорошо развитые клыки и вторичное небо; увеличенный размер зубного ряда; отверстия для нервов и кровеносных сосудов в нижней челюсти, что свидетельствует о наличии вибриссов.
Около 125 миллионов лет назад млекопитающие уже стали разнообразной группой организмов. Некоторые из них были бы похожи на сегодняшних однопроходных (например, на утконоса и эхидну), но также присутствовали ранние сумчатые (группа, которая включает в себя современных кенгуру и опоссумов). До недавнего времени считалось, что плацентарные млекопитающие (группа, к которой принадлежат большинство живых млекопитающих) имели более позднее эволюционное происхождение. Однако недавние обнаруженные окаменелости и данные ДНК свидетельствуют о том, что плацентарные млекопитающие намного старше, и возможно, развивались более 105 миллионов лет назад.
Обратите внимание, что сумчатые и плацентарные млекопитающие дают отличные примеры конвергентной эволюции, где организмы, которые не особенно тесно связаны, развили аналогичные формы тела в ответ на аналогичные воздействия окружающей среды.
Плезиозавры
Однако, несмотря на то, что у млекопитающих было то, что многие считают «продвинутостью», они все еще были второстепенными игроками на мировой арене. Когда мир вошел в юрский период (213 - 145 миллионов лет назад), доминирующими животными на суше, в море и в воздухе были рептилии. Динозавры, более многочисленные и необычные, чем во время триаса, были главными наземными животными; крокодилы, ихтиозавры и плезиозавры управляли морем, а воздух был заселен птерозаврами.
Археоптерикс и эволюция птиц
Археоптерикс
В 1861 году интригующая окаменелость была обнаружена в юрском известняке Зольнхофен на юге Германии, источнике редких, но исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей. Ископаемое, казалось, сочетало в себе черты как птиц, так и рептилий: скелет рептилий, сопровождаемый ясным отпечатком перьев.
В то время как археоптерикс первоначально был описан как пернатая рептилия, его долгое время считали переходной формой между птицами и рептилиями, что сделало это животное одним из самых важных ископаемых, когда-либо обнаруженных. До недавнего времени это была самая ранняя из известных птиц. Недавно ученые поняли, что археоптерикс имеет большее сходство с манирапторами, группой динозавров, которая включает в себя печально известных велосирапторов из «Парка юрского периода», чем с современными птицами. Таким образом, археоптерикс обеспечивает сильную филогенетическую связь между этими двумя группами. Ископаемые птицы были обнаружены в Китае, которые даже старше археоптерикса, а другие открытия пернатых динозавров поддерживают теорию о том, что тероподы развивали перья для изоляции и терморегулирования, прежде чем птицы использовали их для полета.
Более пристальное изучение ранней истории птиц является хорошим примером концепции, согласно которой эволюция не является ни линейной, ни прогрессивной. Линия птиц беспорядочная, и проявляется множество «экспериментальных» форм. Не все достигли возможности летать, а некоторые выглядели совсем не так, как современные птицы. Например Микрораптор гуи, который, по-видимому, был летающим животным, и имел асимметричные перья полета на всех четырех конечностях, относился к дромеозавридам. Археоптерикс сам по себе не принадлежал к родословной, из которой развивались настоящие птицы (Neornithes ), но был членом ныне вымерших энанциорнисовых птиц (Enantiornithes ).
Конец эпохи динозавров
Динозавры распространились по всему миру во время юрского периода, но в течение последующего мелового периода (145 - 65 миллионов лет назад) их видовое разнообразие сокращалось. Фактически, многие из типично мезозойских организмов, таких как аммониты, белемниты, ихтиозавры, плезиозавры и птерозавры, в это время были в упадке, несмотря на то, что они все еще порождали новые виды.
Возникновение цветущих растений во время раннего мелового периода вызвало крупную адаптивную радиацию среди насекомых: появились новые группы, такие как бабочки, мотыльки, муравьи и пчелы. Эти насекомые выпивали нектар из цветов и выступали в качестве опылителей.
Массовое вымирание в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад, уничтожило динозавров вместе с любыми другими наземными животными весом более 25 кг. Это проложило путь для расширения млекопитающих на суше. В море в это время рыба снова стала доминирующим таксоном позвоночных.
Современные млекопитающие
В начале палеоцена (65 - 55,5 миллионов лет назад) мир остался без наземных животных большого размера. Эта уникальная ситуация стала отправной точкой для большой эволюционной диверсификации млекопитающих, которые ранее были ночными животными размером с мелких грызунов. К концу эпохи эти представители фауны заняли многие из свободных экологических ниш.
Самые старые подтвержденные окаменелости приматов насчитывают около 60 миллионов лет. Ранние приматы эволюционировали от древних ночных насекомоядных, что-то вроде землероек, и напоминали лемуров или долгопят. Они были, вероятно, древесными животными и обитали в или субтропических лесах. Многие из их характерных особенностей хорошо подходили для этой среды обитания: руки, предназначенные для захвата, вращающиеся плечевые суставы и стереоскопическое зрение. У них также был относительно большой размер мозга и когти на пальцах.
Самые ранние известные окаменелости большинства современных отрядов млекопитающих появляются за короткий период во время раннего эоцена (55,5-37,7 миллионов лет назад). Обе группы современных копытных животных - Парнокопытные (отряд к которому относятся коровы и свиньи) и Непарнокопытные (включая лошадей, носорогов и тапиров) стали широко распространенными по всей Северной Америке и Европе.
Амбулоцетус
В то же время, когда млекопитающие диверсифицировались на суше, они также возвращались к морю. Эволюционные переходы, которые привели к китам, были тщательно изучены в последние годы с обширными ископаемыми находками из Индии, Пакистана и Ближнего Востока. Эти ископаемые указывают на изменение от наземных Мезонихий, которые являются вероятными предками китов, к таким животным, как Амбулоцетусы и примитивные киты, называемые Археоцетами.
Тенденция к более прохладному глобальному климату, произошедшему в эпоху олигоцена (33,7-22,8 миллионов лет назад), способствовала появление трав, которые должны были распространиться на обширные луга в течение последующего миоцена (23,8 - 5,3 миллионов лет назад). Это изменение в растительности привело к эволюции животных, таких как более современные лошади, с зубами, которые могли справиться с высоким содержанием кремнезёма в травах. Тенденция к охлаждению климата также затронула океаны, сократив количество морских планктонов и беспозвоночных.
Хотя данные ДНК свидетельствуют о том, что гоминиды эволюционировали во время олигоцена, обильные окаменелости не появлялись до миоцена. Гоминиды, на эволюционной линии, ведущей к людям, впервые появляются в летописи окаменелостей в плиоцене (5,3 - 2,6 миллионов лет назад).
Во время всего плейстоцена (2,6 млн - 11,7 тыс. лет назад) было около двадцати циклов холодного ледникового периода и теплых межледниковых периодов с интервалами около 100 000 лет. Во время ледникового периода ледники доминировали над ландшафтом, снег и лед распространялись в низинах, и транспортировали огромное количество пород. Поскольку на льду было заперто много воды, уровень моря снизился до 135 м, чем в настоящее время. Широкие наземные мосты позволили перемещаться растениям и животным. В теплые периоды большие площади снова погружались под воду. Эти повторяющиеся эпизоды фрагментации окружающей среды приводили к быстрой адаптивной радиации многих видов.
Голоцен - это текущая эпоха геологического времени. Другим термином, который иногда используется, является Антропоцен, потому что его основной характеристикой являются глобальные изменения, вызванные деятельностью человека. Однако этот термин может вводить в заблуждение; современные люди уже были созданы задолго до начала эпохи. Голоценовая эпоха началась 11,7 тысяч лет назад и продолжается до сегодняшнего дня.
Когда на Земле наступило потепление, уступила дорогу . По мере изменения климата очень крупные млекопитающие, которые приспособились к сильному холоду, такие как и шерстистый носорог, вымерли. Люди, однажды зависящие от этих «мега млекопитающих», как основного источника пищи, переключились на меньших животных и начали собирать растения, чтобы дополнить свой рацион питания.
Доказательства показывают, что около 10 800 лет назад климат подвергся резкому холодному повороту, который длился несколько лет. Ледники не вернулись, но животных и растений было мало. По мере того, как температура начала восстанавливаться, популяции животного мира росли, и появились новые виды фауны, которые существуют и сегодня.
В настоящее время эволюция животных продолжается, поскольку возникают новые факторы, которые вынуждают представителей животного мира приспосабливаться к изменениям окружающей их среды.
Жизнь на Земле зародилась свыше 3,5 млрд лет назад, сразу после завершения формирования земной коры. На протяжении всего времени возникновение и развитие живых организмов влияло на формирование рельефа, климат. Также и тектонические, и климатические изменения, происходившие на протяжении многих лет, влияли на развитие жизни на Земле.
Таблица развития жизни на Земле может быть составлена, исходя из хронологии событий. Всю историю Земли можно разделить на определенные этапы. Наиболее крупные из них - это эры жизни. Они делятся на эры, эры - на -на эпохи, эпохи - на века.
Эры жизни на Земле
Весь период существования жизни на Земле можно разделить на 2 периода: докембрий, или криптозой (первичный период, 3,6 до 0,6 млрд лет), и фанерозой.
Криптозой включает в себя архейскую (древняя жизнь) и протерозойскую (первичная жизнь) эры.
Фанерозой включает в себя палеозойскую (древняя жизнь), мезозойскую (средняя жизнь) и кайнозойскую (новая жизнь) эры.
Эти 2 периода развития жизни принято делить на более мелкие - эры. Границы между эрами - это глобальные эволюционные события, вымирания. В свою очередь эры делятся на периоды, периоды - на эпохи. История развития жизни на Земле связана непосредственно с изменениями земной коры и климата планеты.
Эры развития, отсчет времени
Наиболее значительные события принято выделять в специальные интервалы времени - эры. Отсчет времени ведется в обратном порядке, от древнейшей жизни до новой. Существует 5 эр:
- Архейская.
- Протерозойская.
- Палеозойская.
- Мезозойская.
- Кайнозойская.
Периоды развития жизни на Земле
Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.
Палеозойская эра:
- Кембрийский (кембрий).
- Ордовикский.
- Силурийский (силур).
- Девонский (девон).
- Каменноугольный (карбон).
- Пермский (пермь).
Мезозойская эра:
- Триасовый (триас).
- Юрский (юра).
- Меловой (мел).
Кайнозойская эра:
- Нижнетретичный (палеоген).
- Верхнетретичный (неоген).
- Четвертичный, или антропоген (развитие человека).
Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн. лет.
| Эра, период | Продолжительность | Живая природа | Неживая природа, климат |
| Архейская эра (древняя жизнь) | 3,5 млрд лет | Появление сине-зеленых водорослей, фотосинтез. Гетеротрофы | Преобладание суши над океаном, минимальное количество кислорода в атмосфере. |
Протерозойская эра (ранняя жизнь) | 2,7 млрд лет | Появление червей, моллюсков, первых хордовых, почвообразование. | Суша - каменная пустыня. Накапливание кислорода в атмосфере. |
| Палеозойская эра включает в себя 6 периодов: | |||
| 1. Кембрийский (кембрий) | 535-490 млн лет | Развитие живых организмов. | Жаркий климат. Суша пустынна. |
| 2. Ордовикский | 490-443 млн лет | Появление позвоночных. | Затопление водой почти всех платформ. |
| 3. Силурийский (силур) | 443-418 млн лет | Выход растений на сушу. Развитие кораллов, трилобитов. | с образование гор. Моря преобладают над сушей. Климат разнообразен. |
| 4. Девонский (девон) | 418-360 млн лет | Появление грибов, кистеперых рыб. | Образование межгорных впадин. Преобладание сухого климата. |
| 5. Каменноугольный (карбон) | 360-295 млн лет | Появление первых земноводных. | Опускание материков с затоплением территорий и возникновением болот. В атмосфере много кислорода и углекислого газа. |
6. Пермский (пермь) | 295-251 млн лет | Вымирание трилобитов и большинства земноводных. Начало развития пресмыкающихся и насекомых. | Вулканическая активность. Жаркий климат. |
| Мезозойская эра включает в себя 3 периода: | |||
| 1. Триасовый (триас) | 251-200 млн лет | Развитие голосеменных. Первые млекопитающие и костные рыбы. | Вулканическая активность. Теплый и резко континентальный климат. |
| 2. Юрский (юра) | 200-145 млн лет | Появление покрытосеменных. Распространение пресмыкающихся, появление первоптицы. | Мягкий и теплый климат. |
| 3. Меловой (мел) | 145-60 млн лет | Появление птиц, высших млекопитающих. | Теплый климат с последующим похолоданием. |
| Кайнозойская эра включает в себя 3 периода: | |||
| 1. Нижнетретичный (палеоген) | 65-23 млн лет | Расцвет покрытосеменных. Развитие насекомых, появление лемуров и приматов. | Мягкий климат с выделением климатических зон. |
2. Верхнетретичный (неоген) | 23-1,8 млн лет | Появление древних людей. | Сухой климат. |
3. Четвертичный или антропоген (развитие человека) | 1,8-0 млн лет | Появление человека. | Похолодание. |
Развитие живых организмов
Таблица развития жизни на Земле предполагает разделение не только на временные промежутки, но и на определенные этапы формирования живых организмов, возможные климатические изменения (ледниковый период, глобальное потепление).
- Архейская эра. Самые значительные изменения в эволюции живых организмов - это появление сине-зеленых водорослей - прокариотов, способных к размножению и фотосинтезу, возникновение многоклеточных организмов. Появление живых белковых веществ (гетеротрофов), способных к поглощению растворенных в воде органических веществ. В дальнейшем появление этих живых организмов позволило разделить мир на растительный и животный.
- Мезозойская эра.
- Триасовый период. Распространение растений (голосеменных). Увеличение количества пресмыкающихся. Первые млекопитающие, костные рыбы.
- Юрский период. Преобладание голосеменных, возникновение покрытосеменных. Появление первоптицы, расцвет головоногих моллюсков.
- Меловой период. Распространение покрытосеменных, сокращение других видов растений. Развитие костных рыб, млекопитающих и птиц.
- Кайнозойская эра.
- Нижнетретичный период (палеоген). Расцвет покрытосеменных. Развитие насекомых и млекопитающих, появление лемуров, позже приматов.
- Верхнетретичный период (неоген). Становление современных растений. Появление предков людей.
- Четвертичный период (антропоген). Формирование современных растений, животных. Появление человека.
Развитие условий неживой природы, изменения климата
Таблица развития жизни на Земле не может быть представлена без данных об изменениях неживой природы. Возникновение и развитие жизни на Земле, новые виды растений и животных, все это сопровождается изменениями и в неживой природе, климате.
Климатические изменения: архейская эра
История развития жизни на Земле началась через этап преобладания суши над водными ресурсами. Рельеф был слабо расчерчен. В атмосфере преобладает углекислый газ, количество кислорода минимально. На мелководье пониженная соленость.
Для архейской эры характерны извержения вулканов, молнии, черные облака. Горные породы богаты графитом.
Климатические изменения в протерозойскую эру
Суша - это каменная пустыня, все живые организмы обитают в воде. В атмосфере накапливается кислород.
Климатические изменения: палеозойская эра
В различные периоды палеозойской эры происходили следующие :
- Кембрийский период. Суша по-прежнему пустынна. Климат жаркий.
- Ордовикский период. Наиболее значительные изменения - это затопление практически всех северных платформ.
- Силурийский период. Тектонические изменения, условия неживой природы разнообразны. Происходит горообразование, моря преобладают над сушей. Определены области разных климатов, в том числе и районы похолодания.
- Девонский период. Преобладает сухой климат, континентальный. Образование межгорных впадин.
- Каменноугольный период. Опускание материков, заболоченные территории. Теплый и влажный климат, в атмосфере много кислорода и углекислого газа.
- Пермский период. Жаркий климат, вулканическая деятельность, горообразование, высыхание болот.
В эру палеозоя сформировались горы Такие изменения в рельефе повлияли на мировой океан - морские бассейны сократились, образовалась значительная площадь суши.
Палеозойская эра положила начало практически всем основным месторождениям нефти и каменного угля.
Климатические изменения в мезозое
Для климата различных периодов мезозоя характерны следующие черты:
- Триасовый период. Вулканическая деятельность, климат резко континентальный, теплый.
- Юрский период. Мягкий и теплый климат. Моря преобладают над сушей.
- Меловой период. Отступление морей от суши. Климат теплый, но в конце периода глобальное потепление сменяется похолоданием.
В мезозойскую эру сформированные ранее горные системы разрушаются, равнины уходят под воду (Западная Сибирь). Во второй половине эры сформировались Кордильеры, горы Восточной Сибири, Индокитая, частично Тибета, сформировались горы мезозойской складчатости. Преобладает жаркий и влажный климат, способствующий образованию болот и торфяников.
Климатические изменения - кайнозойская эра
В кайнозойскую эру произошло общее поднятие поверхности Земли. Изменился климат. Многочисленные оледенения земных покровов наступающих с севера изменили облик материков Северного полушария. Благодаря таким изменениям были сформированы холмистые равнины.
- Нижнетретичный период. Мягкий климат. Разделение на 3 климатические зоны. Формирование континентов.
- Верхнетретичный период. Сухой климат. Возникновение степей, саванн.
- Четвертичный период. Многократное оледенение северного полушария. Похолодание климата.
Все изменения на протяжении развития жизни на Земле можно записать в виде таблицы, которая отразит самые значительные этапы в становлении и развитии современного мира. Несмотря на уже известные методы исследования, и сейчас ученые продолжают изучать историю, совершают новые открытия, которые позволяют современному обществу узнать, как развивалась жизнь на Земле до появления человека.
1. Укажите правильную последовательность появления организмов на Земле.
1)водоросли – бактерии – мхи – папоротники – голосеменные – покрытосеменные
2)бактерии – водоросли – мхи – папоротники – покрытосеменные – голосеменные
3)бактерии – водоросли – мхи – папоротники – голосеменные – покрытосеменные
4)водоросли – мхи – папоротники – бактерии – голосеменные – покрытосеменные
2. Установите последовательность появления на Земле основных групп растений в процессе эволюции.
1)псилофиты
2)одноклеточные зелёные водоросли
3)многоклеточные зелёные водоросли
3. Установите последовательность усложнения организмов в процессе исторического развития органического мира на Земле.
1)образование в клетках хлорофилла
2)возникновение ризоидов
3)образование плодов
4)появление корней, стеблей, листьев
5)возникновение одноклеточных гетеротрофных организмов
4. Установите последовательность усложнения организации организмов в процессе исторического развития органического мира на Земле.
1)возникновение фотосинтеза
2)развитие семян в шишках
3)возникновение двойного оплодотворения
4)возникновение гетеротрофных организмов
5)участие кислорода в обменных процессах в клетках
5. В связи с выходом первых растений на сушу у них появились
1)вегетативные органы 2)семена 3)споры 4)гаметы
6. Какая особенность цветковых растений способствовала их широкому распространению в Кайнозойскую эру?
1)наличие цветков и плодов
2)увеличение продолжительности жизни
3)разнообразие вегетативных органов
4)появление разнообразных пластид
1)в семенах имеется зародыш с запасом питательных веществ
2)семенами питаются животные
3)семена распространяются ветром
4)семена лежат открыто на чешуйках шишек
8. Древние папоротники вымерли в процессе эволюции, так как
1)их уничтожили животные
2)их интенсивно использовал древний человек
3)произошло похолодание и снижение влажности воздуха
4)появились цветковые растения
9. Эволюция растений шла в направлении
1)сокращения продолжительности жизни
2)освоения новых сред и мест обитания
3)сохранения зависимости оплодотворения от воды
4)сохранения гаметофита как основной стадии развития
10. Какая из перечисленных групп растений в ходе эволюции первой перестала зависеть при оплодотворении от наличия воды?
11. Млекопитающие произошли от древних
1)динозавров 2)зверозубых ящеров
3)кистепёрых рыб 4)хвостатых земноводных
12. На рисунке изображен отпечаток археоптерикса. Он является ископаемой переходной формой между древними
1)птицами и млекопитающими
2)пресмыкающимися и птицами
3)пресмыкающимися и млекопитающими
4)земноводными и птицами
13. Какой признак свидетельствует о родстве археоптерикса с современными птицами?
1)пальцы с когтями на передних конечностях
2)цевка в задних конечностях
3)мелкие зубы в челюстях
4)хвостовой отдел в позвоночнике
14. От каких древних рыб произошли земноводные?
1)акул и скатов 2)осётров и белуг 3)кистепёрых 4)костных
15. Многие учёные считают его ископаемой переходной формой между древними
1)рыбами и земноводными 2)пресмыкающимися и птицами
3)рыбами и пресмыкающимися 4)земноводными и птицами
16. В процессе эволюции появление пятипалой конечности у животных связано с
1)переходом к наземному образу жизни
2)необходимостью лазать по деревьям
3)необходимостью изготовлять орудия труда
4)активным перемещением в толще воды
17. Расчленённые конечности у животных сформировались в процессе эволюции как приспособление к передвижению в
1)воде 2)воздухе 3)почве 4)наземно-воздушной среде
18. В процессе эволюции появление второго круга кровообращения у животных привело к возникновению
1)жаберного дыхания 2)лёгочного дыхания
3)трахейного дыхания 4)дыхания всей поверхностью тела
19. Наиболее вероятными предками пресмыкающихся были
1)тритоны 2)археоптериксы
3)древние земноводные 4)кистепёрые рыбы
20. Каких древних животных считают предками пресмыкающихся?
1)ихтиозавров 2)археоптериксов
3)стегоцефалов 4)кистеперых рыб
21. В какой эре на Земле господствовали пресмыкающиеся:
1)мезозойская 2)архейская
3)кайнозойская 4)палеозойская
22. От древних пресмыкающихся произошли:
1) птицы и млекопитающие 2) двоякодышащие и моллюски
3) кишечнополостные и черви 4) рыбы и земноводные
23. Установите предположительную последовательность возникновения следующих групп животных:
A) Летающие насекомые
Б) Пресмыкающиеся
B) Приматы
Е) Кишечнополостные
24. Установите последовательность этапов развития животного мира Земли от наиболее древних к современным:
A) появление стегоцефалов
Б) господство морских беспозвоночных
B) господство рептилий
Г) появление хрящевых рыб
Д) появление костных рыб
25. Установите последовательность усложнения организации животных в процессе исторического развития органического мира на Земле. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
1) появление коры в больших полушариях
2) формирование хитинового покрова
3) возникновение лучевой симметрии тела
4) развитие кишечника с ротовым и анальным отверстиями
5) появление в черепе челюстей
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11
Загрузка...
