Происхождение жизни на Земле

Вопросы для рассмотрения:
1. Теории происхождения жихни на Земле.
2. Доказательста древней жизни.
3. Геохронологическая таблица. Разнообразие жизни в каждый период

1.     Теории происхождения жизни.

 Существует несколько гипотез происхождения жизни на Земле.

1. Жизнь создал Бог.

2. Жизнь принесена из космоса.

3. Жизнь возникла сама собой в результате химических реакций.

По мнению ученых, жизнь возникла 4 млрд. лет назад. Она зародилась в результате спонтанных химических реакций, приведших к образованию ор­ганических кислот.

В первой половине 20 века американский химик Стэнли Миллер провел эксперимент, в котором пытался воссоздать условия жизни на Земле, царив­шие около 4 млрд. лет назад. Через водный раствор, содержащий химические элементы пропускался электрический ток, т.к. в ту эпоху атмосфера Земли изобиловала молниями. В результате этого эксперимента появились неслож­ные углеродные соединения. Позднее в метеоритах были обнаружены тоже сложные углеродные соединения. Поэтому существует предположение, что зарождению жизни способствовали химические вещества, занесенные из космоса. Однако, большинство ученых придерживается третьей гипотезы - жизнь возникла независимо и развивалась постепенно по мере того, как угле­родные соединения становились все более разнообразными и сложными.

По мнению ученых, зарождение жизни произошло именно в море, т.к. на суше существовала разрушающая радиация и сильные перепады температу­ры. В воде же хорошо растворяются минеральные вещества и без труда про­текают химические реакции

Наконец, в истории Земли произошло грандиозное событие - возникла достаточно устойчивая сложная молекула, способная к самовоспроизведе­нию. За миллионы лет появился так называемый «первичный бульон» - жид­кая среда, изобилующая микроорганизмами. Подобные рассуждения - небес­почвенные догадки ученых. Но существуют убедительные доказательства то­го, что самые первые примитивные формы жизни быстро расселились по всем морям планеты. О чем свидетельствуют окаменевшие строматолиты возрастом 3,5 млрд. лет.

 Неисключен занос жизни из космоса. Ведь находять бактерий на обшивках космических кораблей. Обнаружены остатки бактерий в метеоритах.

2. Доказательства древней жизни.

 Наука, изучающая разнообразные данные о жизни прошлых лет, называ­ется палеонтология.

Доказательствами существования древних живых организмов являются:

1. Следы ног или ползания, сохранившиеся на мягком иле, застывающей магме, которые впоследствии затвердевают. Следы могут говорить о разме­рах животного, способах передвижения.

2. Остатки животных и растений. Это могут быть окаменелые кости, часть скелета, окаменелые стволы деревьев.

По костям можно составить представление о положении тела, размерах, способе питания и передвижения. По рубцам на костях, показывающим ме­сто прикрепления мышц, делают заключение о расположении и размерах мышц, следовательно, и создают форму тела животного. Окраска, дина шер­сти и величина чешуи - эти признаки являются предположительные.

3. Отпечатки листьев, животных.

4. Замороженные в почве или во льду организмы. В Сибири были найде­ны мамонты, сохранившиеся на протяжении 25 тыс. лет.

5. Содержащиеся в янтаре растения, насекомые, пауки. Янтарь - иско­паемая смола хвойных деревьев.

Ископаемые организмы находят погребенные в пепле, в болоте, зыбучем песке, смоляной яме (Лос-Анжелес), в замороженных участках почвы и льда.

 3. Геохронологическая таблица. Разнообразие жизни в каждый период.

Возраст ископаемых остатков определяется по радиоуглероду, с помо­щью которого можно определить возраст любого органического вещества по периоду его распада.

Для упорядочения долгой истории Земли ученые разделяют ее на различ­ные отрезки времени. Самые продолжительные - эры. Эры делят на периоды, а периоды на эпохи.

1. АРХЕЙСКАЯ ЭРА

Началась около 3,8 млрд. лет назад, длилась 1,3 млрд. лет. В начале Архея на планете возникла жизнь: ее химические следы обнаружены в горных поро­дах возрастом 3,7 млрд. лет. Оставившие их микроорганизмы были однокле­точными. Эти примитивные существа были похожи на современных бактерий и питались растворенными в воде органическими соединениями.

2. ПРОТЕРОЗОЙСКАЯ ЭРА

Превендский период 2500- 650 млн. лет назад

В переводе с греч. «протерозой» - «ранняя жизнь».

На Земле появились крошечные цианобактерии - сине-зеленые водоросли, использовавшие для роста энергию солнца. У них наблюдается фотосинтез. Их потомки существуют и сейчас.

Цианобактерии жили в мелководных морях. Некоторые образовывали огромные известковые глыбы — строматолиты, окаменелости которых нахо­дят в древних породах. Современные водоросли и сейчас их образуют.

Вендский период 650-540 млн. лет назад

1 млрд. лет назад появились первые животные. Их тела состояли из множества клеток. В конце эры на дне моря жили харнии, похожие на пучки перьев.

3. ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА

В переводе с греч. «палеозой» - «древняя жизнь».

Кембийский период 540-510 (505) млн. лет назад

В этот период сформировались различные многоклеточные животные: трилобиты, брюхоногие, плеченогие и двустворчатые моллюски, ракообраз­ные, паукообразные, губки, кораллы, иглокожие. Многие обзавелись панци­рями и раковинами. Многие виды дали начало современным хордовым.

Плеченогие - сидячие животные, имеющие двустворчатую раковину и питающиеся планктоном.

Трилобиты — примитивные членистоногие (предок раков, пауков и насе­комых) с удлиненным плоским телом, покрытым твердым панцирем в виде пластинок. Каждый сегмент тела, кроме последнего, нес конечности. Размеры от 1 до 5-7 см в длину. Были виды до 60-75 см.

Среди растений преобладали одноклеточные и многоклеточные водорос­ли, которые интенсивно выделяли кислород.

 Ордовикский период 505-438 млн. лет

Характеризуется появлением наутилоидных моллюсков - родственников осьминогов и кальмаров. Из членистоногих были трилобиты, мечехвосты. Жили разноl6;бразные моллюски, кораллы. Появились первые рыбы. У них еще не было плавников и челюстей, зато на голове имелся костяной панцирь, видимо, служивший защитой от хищников. Эти первые рыбы, известные под названием щитковые, были плохими пловцами, а отсутствие челюстей за­ставляло их питаться следующим образом: они всасывали ил, а затем проце­живали его через своеобразные щели, и таким образом во рту оставались мел­кие беспозвоночные, которые и служили им кормом. В наше время подобные существа наверняка показались бы примитивными и неуклюжими, но тогда это были самые развитые животные на Земле. Во-первых, у них имелся по­звоночник, который в сочетании с другими костями образовывал прочный скелет. Во-вторых, они достигали куда больших размероk4;, чем другие живот­ные. А в-третьих, у них уже были глаза, рот и даже небольшое количество мозга.

Силурийский период 438-408 млн. лет назад

В этот период материки поднялись выше и климат стал прохладным. Фотосинтез сыграл огромную роль в дальнейшей эволюции жизни на Зем­ле. В процессе фотосинтеза выделяется кислород, который в верхних слоях превращается в озон, способный поглощать смертоносные ультрафиолетовые лучи. Слой озона со временем утолщался и наконец, перекрыл доступ лиш­ним ультрафиолетовым лучам. Это дало возможность живым организмам подняться со дна океана на поверхность, а затем и выйти на сушу.

Первыми на суше появились растения. Это стало возможным примерно четыреста десять миллионов лет назад, когда слой озона стал достаточно толст, чтобы окончательно перекрыть доступ смертоносным ультрафиолето­вым лучам. Растения осваивали сушу медленно - вплоть до следующего пе­риода они приспосабливались.

Дело в том, что в воде они были способны поглощать воду и пищу через всю свою поверхность, а на суше делать это могли лишь их широко разветв­ленные и глубоко пущенные в землю корни. Чтобы жить на суше, растениям нужно было иметь систему транспортировки воды, проходящую от корней до самой верхушки, твердую кожицу, сокращающую потери влаги, а также прочное основание для того, чтобы поддерживать стебель или ствол в верти­кальном положении.

Первым растением, отвечавшим всем этим, требованиям, была куксония, которая росла в Уэльсе почти четыреста миллионов лет назад. Вслед за ней появились и другие виды наземных растений — мхи, плауны, папоротники, разновидности хвойных деревьев. Во время каменноугольного периода, на­чавшегося 345 миллионов лет назад, они пышно разрослись, образовав гро­мадные болотистые леса. Некоторые мхи в этих лесах были с десятиэтажный дом, папоротники достигали в высоту сорок пять метров, а уж какими огром­ными были деревья, трудно даже представить.

Вслед за растениями к жизни на суше стали приспосабливаться и про­стейшие животные. Приспособившись дышать воздухом.

Вероятно, первыми из них были древнейшие членистоногие, которые в процессе эволюции смогли приобрести себе простейший аппарат для вдыха­ния воздуха. От этих древних членистоногих в дальнейшем произошли кле­щи, многоножки, скорпионы и другие насекомые. Все они питались расте­ниями и на протяжении многих миллионов лет были единственными обитате­лями суши. Самой любопытной из древних насекомых была гигантская стре­коза, размах крыльев которой превышал семьдесят сантиметров.

В морях продолжали господствовать водоросли, рыбы. Появились ги­гантские ракоскорпионы до 3 м в длину. У некоторых рыб появились челю­сти. Это позволило их обладателям употреблять в пищу не только простей­шие организмы, но и более крупных животных. Настигнув добычу, они с по­мощью челюстей разрывали ее на части, а затем проглатывали.

Самыми первыми челюстными рыбами были акантодианы. Потом их вы­теснили пласодермы, которые вырастали до очень больших размеров. Самый крупный из них — данклеостеус был длиною десять метров. Вместо зубов на его челюстях были костяные шипы, но это не мешало ему убивать и п;ожирать все, что попадалось на глаза.

Девонский период 408-360 (362) млн. лет назад

Период расцвета рыб. Панцерные рыбы развивались и появились три ти­па: двоякодышащие, кистеперые и лучеперые (предки современных рыб).

Появились самые крупные морские животные - да(у)нклеостеусы 4 м длины, разрезающий свою жертву пополам. Позднее появились акулы, пере­селившиеся в океан.

Появились первые амфибии, произошедшие от рыб, вышедших на сушу. Причиной выхода рыб было пересыхание небольших водоемов.

Чтобы не погибнуть, рыбы вынуждены были переползать по суше в другой водоем. Поначалу они делали это неуклюже, и цели, вероятно, достигали очень немногие. Но со временем на плавниках этих рыб образовались наросты, на которые можно было опирать­ся, а кроме жабр появились крошечные легкие, позволяющие поглощать кислород из воз­духа. В процессе эволюции плавники окончательно превратились в конечности, а легкие расширились настолько, что позволяли дышать воздухом постоянно. Это произошло при­мерно 350 миллионов лет назад.

Одной из первых амфибий была ихтиостега. У нее уже

имелись хорошо оформленные легкие и конечности, напоминающие лапы современных земно­водных и пресмыкающихся.

Способность передвигаться и по суше, и по воде дала возможность ам­фибиям маневрировать в случае опасности и питаться как подводными орга­низмами, так и теми, которые жили на суше. В дальнейшем от амфибий про­изошли пресмыкающиеся, а от них, в свою очередь, птицы и млекопитающие.

Среди земноводных был стегоцефал, имеющий настоящие конечности.

Каменноугольный период 360-286 млн. лет назад

Материки покрыты низменными болотами и папоротниковыми лесами. Гигантские леса теплого и влажного карбона изобиловали гигантскими насе­комыми, большими амфибиями. Размах крыльев насекомых достигал 75 см в длину.

В этот период появляются первые рептилии - диметродон, эдафозавр. Вдоль их спин тянется «парус», позволяющий регулировать температуру тела.

Пермь 286-245(250) млн. лет назад

Холодает климат, становится более засушливый. Поднимеются матери­ки, пересыхают озера и моря. Уменьшается число папоротников, хвощей и плаунов. Происходит горообразование. Наступает оледенение южного полу­шария.

В конце пермского периода появляются животные, похожие на рептилий, давшие начало млекопитающим. В этот период на земле происходит массовое вымирание видов в связи с изменением климата.

4. МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА

«Мезозой» - «средняя жизнь». Называют эрой рептилий.

Триасовый период 245-208 млн. лет

После исчезновения  видов на Пангее (один континент) установился те­плый и более влажный климат. Леса из древовидных папоротников покрыли пространства.

Появляются динозавры. Появляются первые летающие рептилии. Нали­чие древнейших яйцекладущих млекопитающих (как утконос и ехидна)

Юрский период 208-144 млн. лет

Динозавры достигают гигантских размеров. Появляется множество ле­тающих рептилий (кецалькоатль - 12 м размах крыльев) и промежуточная ступень к птицам - археоптерикс. Появление плацентарных млекопитающих.

Меловой период 144-66 млн. лет

Появляются цветковые растения. Существует множество хищных дино­завров. Зубатые птицы вымирают. Появляются первые современные птицы, примитивные млекопитающие. Конец мелового периода закончился массо­вым горообразованием Гималаев, Альп, Анд, Скалистых гор.

В этот период сформировалось 6 эволюционных ветвей рептилий:

1 - примитивные, в том числе и черепахи;

2 - предки змей и ящериц, гаттерии;

3 - архозавры (ходившие на двух и четырех ногах фито и птерозавры), современные аллигаторы и крокодилы;

4 - динозавры (птицетазовые - анкилозавр, трицератопс и ящеротазовые — тираннозавр, бронтозавр, диплодок);

5 - морские - плезиозавр,

6 - ихтиозавр, рождающий живых детенышей.

65 млн. лет назад происходит массовое вымирание динозавров, по пред­положению из-за падения гигантского метеорита.

5. КАЙНОЗОЙСКАЯ ЭРА

Третичный период

Палеоценовая эпоха 66-58 млн. лет

Появление плацентарных хищников.

Эоценовая эпоха 58-36 млн. лет

Появляются предки современных кошачьих (саблезубый тигр) и собачь­их, медведей и морских млекопитающих. Расцвет копытных. Распространены платибелодон, индикатериум, диатрима. Появился египтопитек.

Олигоценовая эпоха 36-23 млн. лет

Распространены древнейшие слоны - бронтотерий.

Миоценовая эпоха 23-5,3 млн. лет

Распространены дейнотериум, уинтотериум

Плиоценовая эпоха 5,3-1,6 млн. лет

В конце третичного периода в Африке появились австралопитеки

Четвертичный период

Плейстоценовая эпоха 1,6млн.-10 тыс. лет назад

Климат стал холоднее - начаl3;ся длительный ледниковый период. Млеко­питающие стали приспосабливаться к новым условиям: появились шерсти­стый носорог, мамонт, овцебык. Появились ирландские лоси, саблезубые тиг­ры. Преобладание хвойных лесов и тундровой растительности севернее.

500 тыс. лет назад появился современный вид человека. В конце ледни­кового периода начали заниматься сельским хозяйством.

Послеледнековая (Голоценовая) эпоха 10 тыс. - наши дни

В этот период развивается человек и его общество. Вымирают некоторые виды птиц - странствующие голуби, млекопитающих - стеллерова корова, тасманский волк (тилацин). Появились на грани исчезновения некоторые ви­ды животных - носорог, азиатский лев, африканский слон, жирафа, белый медведь, некоторые виды китов и др.