WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 20 |

3600 - 3500 млн лет - отведем это время на те события предбиологической эволюции, которые были описаны в предыдущем сегменте. На самом деле они могли начаться гораздо раньше, как только сформировалась земная кора.

3500-3300 млн лет - возникновение в водах мирового океана анаэробных гетеротрофных бактерий и сине-зеленых водорослей, формирование сообществ прокариотных (доядерных) одноклеточных организмов. В атмосфере Земли еще не было кислорода, но в воде были свободные органические вещества, поэтому первые организмы - бактерии были анаэробами, а питались гетеротрофно - поглощали готовую органику и за счет брожения получали энергию (см. сегмент 13). В гидротермальных источниках, богатых выделениями сероводорода (H2S), при температурах до 120 градусов могли жить аутотрофные хемосинтетические бактерии. По мере истощения первичных запасов органического вещества возникли аутотрофные фотосинтетические клетки - сине-зеленые водоросли. Аутотрофы, в отличие от гетеротрофов сами создают органические вещества из неорганических с использованием энергии солнца или химических реакций.

3300 млн лет - выход бактерий и сине-зеленых водорослей на сушу и начало образования почвы. Почва представляет так называемое биокосное тело - продукт взаимодействия живых организмов с неорганическими соединениями верхнего слоя коры.

3300 - 3000 млн лет - появление в воде и атмосфере свободного кислорода от фотосинтетических водорослей и цианобактерий. Идет также накопление углекислого газа при снижении концентрации других газов - аммиака, метана, водорода. Все это создает возможность для развития аэробных гетеротрофных бактерий, с гораздо более продуктивным энергетическим обменом, чем у анаэробов.

3000-2700 млн лет - появление первых эукариотных клеток, имеющих сложную структуру с настоящим ядром и органоидами (о различиях про- и эукариотных клеток см. сегмент 8 и рис. 3). Эти клетки могли появиться в результате симбиотического объединения различных прокариотных клеток или путем постепенного усложнения последних. Во всяком случае это были значительно более крупные клетки с комбинированным энергетическим обменом, из которых в последствие и развивались основные стволы эволюции - растения, грибы и животные.

2700-2600 млн лет - в конце Архея, вероятно, появились уже и примитивные многоклеточные организмы наподобие нитчатых водорослей и гидроидных полипов, которым предшествовали колониальные объединения одноклеточных.

Таким образом, в Архейскую эру возникли про- и эукариотные клетки с разным типом питания и энергетического обеспечения и наметился переход к многоклеточным организмам.

Протерозойская эра (эра ранней жизни) - от 2600 до 570 млн лет - самая протяженная эра, охватывающая около 2 млрд лет, то есть более половины всей истории жизни (на нашем условном календаре это период от апреля до начала ноября - см. рис. 29). Геологическим маркером начала новой эры стали интенсивные процессы горообразования, изменившие соотношение океана и суши, изменившие в целом лик планеты. Многие пионерские группы организмов, сделав свое дело, вымирали, на их смену приходили новые. Но в целом биологические преобразования совершались очень медленно и постепенно.

Хотя уже в Архее появились клетки высшего - эукариотного - типа, тем не менее первая половина Протерозоя проходила при полном расцвете прокариот - бактерий и сине-зеленых водорослей. В это время железобактерии мирового океана, осаждаясь поколение за поколением на дно, формируют огромные залежи осадочных железных руд. Крупнейшие из них до сих пор разрабатываются под Курском и Кривым Рогом. Эукариоты были представлены в основном водорослями - зелеными, красными, бурыми - преимущественно одноклеточными, наподобие современных эвглены или хлореллы. Многоклеточные организмы были малочисленны и весьма примитивны.

1500 млн лет - к середине протерозоя наблюдается расцвет зеленых водорослей. Их фотосинтетическая активность заметно увеличивает содержания кислорода в воде и атмосфере. Примерно через 200 млн лет появляются низшие грибы. Подобно животным они являются гетеротрофами - питаются органической пищей и используют кислород для ее окисления и получения энергии.

1000 млн лет - водоросли господствуют на Земле, темп накопления кислорода быстро возрастает. Этому способствует также завершение окисления железа земной коры, которое до сих пор поглощало основную массу кислорода. В результате начинается бурное и независимое развитие аэробных простейших (одноклеточных) и многоклеточных животных. Последняя четверть Протерозоя известна как «век медуз», так как эти и им подобные кишечнополостные животные составляют доминирующую и наиболее прогрессивную на то время форму жизни.

700 млн лет - прогрессивное развитие животных приобретает взрывной характер. Особенно бурные события происходили на протяжении 40 млн лет в так называемый Вендский период (690-650 млн лет). В результате быстрых эволюционных изменений закладываются все основные типы животных. Появляются разные типы червей. От кольчатых червей (современные представители - морской пескожил, дождевой червь) ответвляются моллюски и членистоногие, похожие на мокриц, многоножек, ракообразных. К концу протерозоя закладываются морские иглокожие и примитивные хордовые. Жизнь сконцентрирована в морях, донные растения и животные образуют сложные сообщества - биоценозы. В них преобладают многоклеточные: густые заросли придонных водорослей, а среди животных - губки, медузы, актинии, черви. Моллюски, членистоногие и другие типы высших животных только начинают свою эволюцию, но общий план будущего биоразнообразия уже заложен.

Конец Протерозоя ознаменовался и очень важным геологическим событием, которое сильно повлияло на дальнейшую биологическую эволюцию. Около 620 млн лет тому назад часть накопленного в атмосфере кислорода преобразуется из двухатомного состояния О2 в трехатомное О3. Это озон, хорошо поглощающий ультрафиолетовые лучи солнечного света. Таким образом, сформировался озоновый экран, уровень солнечной радиации резко упал, снизилась и мутагенность солнечного излучения. Этот фактор обусловил иной характер эволюции на следующие эры. Дальнейшие новообразования будут многочисленны и разнообразны, но они будут носить все менее радикальный характер - в пределах уже сформированных биологических царств (бактерии, растения, грибы, животные) и типов.

Итак, в течение Протерозойской эры господство прокариот сменилось господством эукариот, произошел радикальный переход от одноклеточности к многоклеточности, сформировались все основные типы животного царства. Но эти сложные формы жизни существовали исключительно в морях. Земная суша медленно покрывалась почвой, в ее сырых низинах селились бактерии, низшие водоросли, простейшие одноклеточные животные, которые по-прежнему прекрасно существовали в своих экологических нишах. Суша еще ждала своих завоевателей. А на нашем историческом календаре уже было начало ноября. До «Нового года» - до наших с вами дней - оставалось меньше двух месяцев, всего 570 млн лет.

Палеозойская эра (эра древней жизни) - от 570 до 230 млн лет - общая протяженность 340 млн лет. Очередной период интенсивного горообразования, по которому и проводят разделение Протерозоя и Палеозоя, привел к изменению рельефа земной поверхности. Посреди бывшего океана встали материки, бывшие участки суши оказались под водой. В этих условиях судьба большинства групп организмов решалась радикально - быть или не быть. Некоторые группы вымерли, но другие приспосабливались и осваивали новые среды обитания вслед за изменениями земной поверхности и климата.

Палеозойская эра делится на 6 периодов. Об этом времени имеются богатые палеонтологические данные, так как многие животные в процессе эволюции приобрели наружный или внутренний скелет, а растения - плотные клеточные оболочки, что и позволило им сохраниться в виде ископаемых остатков. Мы сможем дать лишь самую общую характеристику событий этого времени, отметив наиболее значимые новообретения жизни. Общий ход эволюции, начиная с этого времени, отражен на рис. 30. Обратите внимание на то, что большинство групп организмов, зародившихся в прежние эпохи, продолжают сосуществовать с вновь появляющимися молодыми группами, хотя многие сокращают свой объем. Природа расстается с теми, кто не соответствует меняющимся условиям, но максимально сохраняет удачные варианты, отбирает и развивает из них наиболее приспособленные и, кроме того, создает новые формы.

Рис. 30 Эволюционное развитие живого мира

Кембрий - 570 - 500 млн лет. Жизнь по-прежнему связана в основном с морским дном. Процветают различные водоросли - зеленые, бурые, красные. Но появляются высшие растения - завоеватели суши. Их тело разделено на корень и стебель, что позволяет хорошо закрепляться на почве и доставать из нее влагу и минеральные вещества. Внутри стебля возникают сосуды для транспорта веществ. Это первые сосудистые растения - хвощи и плауны. Среди морских животных идут процессы видообразования в пределах ранее возникших групп. Заметным событием становится образование коралловых рифов - нагромождения сидячих форм мелких кишечнополостных животных, родственников обыкновенных гидр и медуз, имеющих твердый известковый скелет. Но существуют и подвижные формы - двустворчатые, брюхоногие (улитковые) и головоногие моллюски, черви, примитивные ракообразные.

Ордовик - 500 - 440 млн лет. Сохраняется умеренный теплый климат, но значительно увеличивается площадь морей. Морская фауна и флора бурно эволюционирует в сторону увеличения разнообразия видов внутри сформированных типов и классов. Заметное место начинают занимать иглокожие (морские лилии, голотурии) и хордовые (круглоротые) животные.

Силур - 440 - 410 млн лет - новый период поднятия суши и горообразования. Теплые мелководные моря отступают, климат в целом становится более сухим. В растительном царстве прежнее обилие водорослей, на земле доминируют псилофиты - растения без листьев, внешне похожие на своих морских предшественников. В морях богатая фауна трилобитов (примитивных ракообразных), головоногих моллюсков, кораллов. Появляются панцирные «рыбы» - бесчелюстные хрящевые позвоночные, впрочем, вымершие уже в следующие периоды. На сушу выходят первые членистоногие животные - многоножки, пауки, ракоскорпионы, бескрылые насекомые. В конце силура происходит очередной процесс горообразования.

Девон - 410 - 350 млн лет. Идет новое поднятие суши и сокращение морей. Климат становится более контрастным. На земле появляются мхи, папоротники, грибы. Формируются первые леса, состоящие из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. В морях наблюдается расцвет рыб, особенно хрящевых (акулообразные). Появляются двоякодышащие (с жабрами и легкими), кистеперые и лучеперые рыбы - непосредственные предшественники наземных позвоночных. На суше в леса продвигаются членистоногие с воздушным дыханием - многоножки, насекомые. Наконец, появляются первые земноводные позвоночные, или амфибии, среди их ископаемых форм наиболее известны стегоцефалы. Заметим, что первые покорители суши - как растительные, так и животные - занимали прибрежные области, так как вода оставалась средой их размножения.

Карбон - 350 - 280 млн лет. Наступает потепление и увлажнение климата. Кругом распространены болотистые леса из громадных (до 40 м) древовидных папоротников, хвощей и плаунов. К ним добавляются семенные папоротники - первые голосеменные растения. Именно эти леса оставили нам огромные залежи каменного угля («каменноугольные леса»). Среди наземных животных кроме разнообразных стегоцефалов появляются крылатые насекомые - тараканы, стрекозы. В конце карбона идет поднятие суши и похолодание, исчезают псилофиты и появляются первые пресмыкающиеся животные, окончательно освободившиеся от водной зависимости.

Пермь - 280 - 230 млн лет. Очередное поднятие суши сопровождалось уменьшением влажности воздуха и похолоданием. Сужается к экватору зона пышных лесов. Вслед за псилофитами вымирают древовидные хвощи, плауны, папоротники. Наступает расцвет семенных и травянистых папоротников, появляются древние голосеменные растения - предшественники наших хвойных. Из-за сухости климата вымирают и крупные земноводные - стегоцефалы. Зато быстро прогрессируют пресмыкающиеся и насекомые - их яйца защищены от высыхания плотными оболочками, кожа покрыта чешуей или хитином, усложняются легкие или трахеи. В двух совершенно не родственных группах происходит параллельная эволюция на сходные признаки.

Общий итог Палеозоя - заселение суши растениями, грибами и животными. При этом и те, и другие, и третьи в процессе своей эволюции усложняются анатомически, приобретают новые структурные и функциональные приспособления для размножения, дыхания, питания, способствующие освоению новой среды обитания. Эволюция идет по пути морфофизиологического прогресса. Завершается Палеозой, когда на нашем календаре 7 декабря. Природа торопится, темп эволюции в группах высок, сжимаются сроки преобразований, но на сцену только выходят первые пресмыкающиеся, а время птиц и млекопитающих еще далеко впереди.

Мезозойская эра (эра средней жизни) - от 230 до 67 млн лет - общая протяженность 163 млн лет. Поднятие суши, начавшееся в предыдущем периоде, продолжается. Существует единый материк. Его общая площадь очень велика - значительно больше, чем в настоящее время. Континент покрыт горами, сформированы Урал, Алтай и другие горные массивы. Климат становится все более засушливым.

Триас - 230 -195 млн лет. Закрепляются тенденции, заложенные в пермском периоде. Вымирает большинство первобытных земноводных, почти исчезают хвощи, плауны, папоротники. Преобладают голосеменные древесные растения, так как их размножение не связано с водной средой. Среди животных на суше начинают свое триумфальное шествие травоядные и хищные пресмыкающиеся - динозавры. Среди них есть уже и современные виды: черепахи, крокодилы, гаттерия. В морях по-прежнему живут земноводные, разнообразные головоногие моллюски, появляются костистые рыбы вполне современного вида. Это обилие пищи привлекает в море хищных пресмыкающихся, отделяется их специализированная ветвь - ихтиозавры. В конце триасового периода от каких-то ранних пресмыкающихся обособилась небольшая группа, давшая начало млекопитающим животным. Они еще размножаются с помощью яиц, как современные ехидна и утконос, но уже имеют важную особенность, которая даст им преимущества в дальнейшей борьбе за существование. Млекопитающие, как и птицы, ведущие свое начало также от пресмыкающихся, являются теплокровными животными - они впервые приобретают механизм температурной саморегуляции. Но их время еще впереди, а пока земные пространства продолжают осваивать динозавры.

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 20 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.