Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Эволюция биосферы





Возникновение жизни и биосферы представляет собой крупнейшую проблему современного естествознания, которая ещё ждёт своего разрешения. Даже на такой вопрос, как «Что древнее, жизнь или Земля?» – наука не может сегодня дать определённого ответа. Большинство авторов гипотез о происхождении жизни на нашей планете допускали, что в течение огромного промежутка времени планета после возникновения её 4,5 млрд лет назад была безжизненной. На её поверхности происходил абиогенный синтез органических соединений, который привёл к появлению первых примитивных организмов. Установилось представление о происходившей на Земле длительной химической эволюции, предшествовавшей биологической и охватившей период до 1 млрд лет.

В последние десятилетия появились и другие представления о необычайной длительности существования жизни. Они были высказаны В.И. Вернадским и другими учёными и подтверждаются современными исследованиями в области палеонтологии и палеогеохимии. В наиболее древних отложениях земной коры обнаружены следы жизни (в Западной Гренландии, комплекс Исуа) – органические соединения в графитовых включениях, окисленное железо. Эти следы указывают на присутствие фототрофных организмов в тот период (4 млрд лет назад и ранее). Появлению автотрофных фотосинтезирующих организмов должен был предшествовать период существования гетеротрофных организмов. Отсюда следует, что начало жизни отодвигается ещё дальше – за пределы 4 млрд лет назад. Таким образом, жизнь на планете, по последним данным, существует примерно столько, сколько существует сама планета.

В свете новых данных неизбежно следует вывод о раннем зарождении жизни в пределах Солнечной системы. Химическая эволюция вещества Земли и всех планет Солнечной системы совершалась ещё в космических условиях в период, предшествовавший их образованию. Некоторые исследователи полагают, что образование основной массы сложных органических веществ как родоначальников жизни совершалось за пределами Земли в период, предшествовавший её образованию. В настоящее время получены космохимические данные, указывающие на возможности возникновения органических веществ в космических условиях. Сложные органические вещества обнаружены в метеоритах, возраст

 

Развитие органического мира

Эра (дли-тельность, млн лет) Период (длительность, млн лет) Начало, млн лет назад Климат и среда (глобальные геологические изменения)
Кайнозойская (новой жизни), 66±3 Антропо-геновый, 1,5–2,0 1,5–2,0 Характерна неоднократная смена потеплений и похолоданий. Крупные оледенения в средних широтах Северного полушария
Неогеновый (верхне-третичный), 23 25±2 Устанавливается равномерный тёплый климат
Палеогеновый (нижнетре-тичный), 41±2 66±3 Интенсивное горообразование (Крым, Кавказ, Памир, Гималаи, Анды и др.). Движения континентов; обособление морей Каспийского, Средиземного, Чёрного и Аральского  
Мезозойская (средней жизни), 165 Меловой, 70 136±5 Похолодание климата во многих районах Земли. Выраженное отступление морей, сменившееся обширным увеличением площади Мирового океана и новым поднятием суши. Интенсивные горообразовательные процессы (Альпы, Анды, Гималаи)
Юрский, 60 190– 195±5 Вначале влажный климат сменяется к концу периода засушливым в области экватора. Движения континентов, формирование Атлантического океана  
Триасовый, 30–40 230±10 Ослабление климатической зональности, сглаживание температурных различий. Начало движения материков    
Палеозойская (древней жизни) 340±10 Пермский, 50 230±10 Резкая зональность климата. Завершение горообразовательных процессов карбона. Отступление морей и формирование полузамкнутых водоёмов. Рифообразование
Каменно-угольный (карбон) 65±10 345±10 Всемирное распространение лесных болот. Равномерно тёплый влажный климат сменяется в конце периода холодным и сухим. Период завершается обширным оледенением южных континентов. Активное горообразование (Тянь-Шань, Урал, Альпы, Судеты, Кордильеры, Скалистые Альпы)

Таблица 3

 

Развитие органического мира  
Мир растений Мир животных
Растительный мир принимает современный облик, формируются ныне существующие сообщества Появление и развитие человека. Животный мир принимает современный характер
Господство покрытосеменных растений; сохраняется большое количество групп, возникших в меловом периоде. Состав флоры близок к современному; в конце периода появляются тайга и тундра В морях большое количество кораллов, моллюсков    
Широко распространяются пресноводные костные рыбы, вымирают многие формы головоногих мол-люсков. На суше среди позвоночных: хвостатые и бесхвостые амфибии; крокодилы, ящерицы, змеи и черепахи. Появляются многие отряды млекопита-ющих, в т.ч. приматы. Обособление центра развития растительности и животных в Южной Америке. Широкая дивергенция птиц. Расцвет насекомых
Резкое сокращение численности папоротников и голосеменных. Появление первых покрытосеменных растений Появление настоящих птиц, плацентарных и сумчатых млекопитающих. В водоёмах преобладание костных рыб. Расцвет насекомых. Вымирание крупных рептилий и примитивных мезозойских млекопитающих    
Широкое распространение папоротников и голосеменных. Появление хорошо выраженной ботанико-географической зональности В океане появление новых групп моллюсков, возникновение головоногих, иглокожих. Господство пресмыкающихся на суше, в океане и в воздухе. В конце периода появление первоптиц – археоптерикса
Распространение папоротниковидных, хвощевидных, плауновидных. Вымирают семенные папоротники Начало расцвета рептилий – века динозавров, появление крокодилов, черепах и др. Возникновение первых млекопитающих, настоящих костистых рыб
Исчезновение лесов карбона из-за вымирания древовидных папоротников, хвощей и плаунов. Распространение хвойных в Северном полушарии Быстрое развитие рептилий, возникновение звероподобных пресмыкающихся. Вымирание трилобитов и сокращение числа отрядов других беспозвоночных и позвоночных
На суше – леса с преобла-данием споровых растений, появление первых хвойных. В болотах и прибрежных районах мелких морей накопление большого количества растительных остатков   Широкое распространение фораминифер, кораллов, моллюсков. Расцвет земноводных, появление первых рептилий – котилозавров, летающих насекомых, лёгочных моллюсков. Сокращение численности трилобитов

 

Эра (дли-тельность, млн лет) Период (длительность, млн лет) Начало, млн лет назад Климат и среда (глобальные геологические изменения)
Палеозойская (древней жизни) 340±10 Девонский, 55 400±10 Климат со сменой сухих и дождливых сезонов. Оледенение на территории современных Южной Америки и Южной Африки. Полное освобождение от моря Сибири и европейской части России    
Силурийский, 35 435±10 Вначале сухой климат, затем влажный с постепенным потеплением. Интенсивное горообразование (Скандинавские горы, Саяны), возникновение первых коралловых рифов
Ордовикский, 55±10 490±15 Равномерно умеренный влажный климат с постепенным повышением средней температуры. В начале периода большая часть суши занята морем, затем в связи с интенсивным горообразованием освобождение от воды значительных территорий
Кембрийский, 80±20 570±20 Оледенение в начале периода сменяется умеренно влажным, а затем сухим климатом. Активное наступление моря, сменяется в конце периода его отступлением
Протерозойс-кая (ранней жизни), 2000   2600± 100 Поверхность планеты – голая пустыня. Климат холодный, частые оледенения, особенно обширное в середине протерозоя. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере до 1%. Активное образование осадочных пород
Архейская, 900   Активная вулканическая деятельность. Анаэробные условия жизни в мелководном древнем море. Развитие кислородсодержащей атмосферы

которых 4,5–4,6 млрд лет,что совпадает с возрастом Земли и Луны. В органическом веществе метеоритов обнаружены спирты, углеводороды, органические полимеры, аминокислоты, которые входят в состав белков. Но все они не обладают оптической активностью, что свидетельствует об их абиогенном происхождении. Отсюда можно сделать вывод, что образование органических соединений в Солнечной системе на ранних стадиях развития было типичным и массовым явлением. Возникшие в космических условиях органические вещества

Окончание таблицы 3

Развитие органического мира  
Мир растений Мир животных
Развитие, а затем вымирание псило-фитов. Возникновение основных групп споровых растений: плауновид-ных, хвощевидных, папоротниковид-ных, первых примитивных голосемен-ных (семенные папоротники). Появление грибов Появление рыб всех известных крупных систематических групп. Вымирание значительного количества беспозвоночных и большинства бесчелюстных. Освоение животными суши (пауки, клещи и другие членистоногие), в конце периода первые позвоночные – стегоцефалы
В конце периода – выход растений на сушу – появление псилофитов (риниофиты) Пышное развитие кораллов и трилобитов. Появление древнейших рыб – акантодов и первых наземных животных, дышащих атмосферным воздухом, – скорпионов. Вымирание некоторых групп кораллов
Исключительное разнообразие водорослей Появление первых позвоночных – бесчелюстных. Остатки первых коралловых полипов. Господство трилобитов, иглокожих. Возникновение новых классов и вымирание некоторых групп беспозвоночных    
Дивергентная эволюция водорослей; возникновение многоклеточных форм Расцвет морских беспозвоночных, из которых 60% – трилобиты. Появление организмов с минерализованным скелетом    
Распространены преимущественно одноклеточные зелёные водоросли Возникновение всех типов беспозвоночных животных. Широко распространены простейшие, кишечнополостные, губки, предки трилобитов, иглокожих. Предположительно первые представители хордовых – бесчерепные
Возникновение жизни на Земле. Появление первых клеточных форм – начало биологической эволюции. Следы жизни незначительны. Обнаружены остатки анаэробных автотрофных предшественников синезелёных (цианобактерии), зелёных водорослей, бактерий. Первые строматолиты

 

вошли в состав многих тел и попали на Землю, где обеспечили возникновение саморегулирующихся высокомолекулярных систем – предков первых живых организмов.

Предполагают, что первые формы жизни на нашей планете представляли собой биохимически простые неклеточные или одноклеточные структуры в водоёмах, гетеротрофные по способу питания. Важным переломным этапом в эволюции биосферы был переход от гетеротрофного к автотрофному способу существования. Восстановительная гетеротрофная биосфера (протобиосфера) превратилась в автотрофную окислительную. Это было обусловлено возникновением фотосинтезирующих организмов, которыми были сине-зелёные водоросли и их предки.

В соответствии с данными палеонтологии можно предполагать, что на протяжении более двух миллиардов лет биосфера формировалась исключительно деятельностью прокариотов. Сформировав кислородную атмосферу, они связали и перевели в карбонатные породы огромное количество углекислого газа, изменили солевой состав океана и сформировали месторождения железных руд, фосфоритов и других ископаемых. Формирование окислительной атмосферы повлекло за собой бурное развитие эукариотных организмов. В связи с ростом и размножением фотосинтезирующих организмов концентрация кислорода в атмосфере постепенно возрастала, что создало предпосылки для образования озонового экрана и выхода живых организмов из гидросферы в наземную среду. Развитие биосферы в ходе геологического времени носило необратимый характер (табл. 3).

 






Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 275. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.09 сек.) русская версия | украинская версия