28 вопрос. 28. Темпы эволюции жизни возможные определяющие факторы
 Скачать 23.82 Kb.
|
|
28. Темпы эволюции жизни – возможные определяющие факторы. Темпы эволюции жизни – возможные определяющие факторы. Роль эволюционной теории в формировании современной естественнонаучной картины мира. Устойчивость биосферы. Закон внутреннего динамического равновесия. Человек и биосфера. Предполагаемые этапы эволюции человека. Глобальные проблемы современности: состояние и тенденции. Темпы эволюции биосферы: I этап: Добиосферный. Относится к первому миллиарду лет (4,5-3,5 млрд – длился 1млрд лет). Соответствует переходу от космической истории нашей планеты к геологической. Формируются геологические механизмы, глобальная тектоника, вулканизм, происходит образование осадочных пород Формируется протоконтинентальная суша и водоемы с неясным химическим составом Земля испытывает дегазацию Формируется первичная атмосфера Как возникли первые организмы в таких условиях – практически неизвестно (одни гипотезы) Для возникновения жизни нужна была вода и простейшие органические соединения (метан, формальдегид, цианистый водород, аммиак). Из этих соединений образовались разновидности РНК. Возможно, около 3 млрд лет назад на дне теплых водоемов возникли коллоидные ассоциаты, отделенные от воды липидной мембраной - это были термофильные хемолитоавтотрофы, использующие в качестве донора атомы водорода, а в качестве акцепторов – серу, СО2 и воду (подобны тем, которые сейчас обитают в глубинных пористых горных породах), а также архебактерии, образующие метан. II этап: Прокариотный. Длился примерно 1,5 млрд лет (от 3,5 до 2 млрд лет). Все обитатели Земли – прокариоты. Архей +Нижний Протерозой Организмы становятся важным фактором, изменяющим облик планеты: получают распространение цианобактерии, живущие за счет разложения органического вещества. Происходит становление бгх циклов. Примерно 2,2 млрд лет назад формируется замкнутый цикл серы, образуются сульфиды и сульфаты. Кислород начинает поступать в атмосферу, но содержание слишком мало, он расходуется на окисление восстановленных форм железа III этап: Протистный. Длится примерно 1 млрд лет (от 2 до 1 млрд лет). Получил название от первых клеточных эукариотов – протистов (сине-зеленые). Начиная от Кембрия В атмосфере в достаточной степени накопился азот, протисты оказались способными к фотосинтезу. Формируется кислородная атмосфера Эукариоты развивают фагототрофию (заглатывание крупных объектов и формирование вокруг них пищеварительных вакуолей). Открылся путь к хищничеству. А эффективный способ защиты жертвы от хищника – увеличение размеров – организм становится многоклеточным. IV этап. Метазой. Metazoa – многоклеточные животные. Начался примерно 1 млрд лет назад. Начало: появились крупные бесскелетные водные животные (фауна венда (север Европы) и эдиакарская фауна (юг Австралии)) – докембрий. 600 млн лет назад (кембрий): развиваются многочисленные тканевые и кишечнополостные с внутренним скелетом. Много хищников. Начинается гонка размеров, формируется кишечный тракт с наличием специфической микрофлоры в кишечнике. Появляются кишечнополостные рифообразователи (археоциты (губки) и кораллы), и саждение карбонатов становится биогенным процессом. На суше еще нет растительности Поверхность континентов подвергается значительной эрозии. V этап. Плантий (plant – растение). Начался примерно 400 млн лет назад. Силлурий Выход растений на сушу и формирование растительного покрова. Скорее всего, их выходу способствовали грибы, вышедшие на сушу раньше и существовавшие за счет органического вещества, произведенными цианобактериями. Произошло образование микоризы и лишайников (лихенезированных грибов в виде альянса цианобактерий и сине-зеленых водорослей). Для того, чтобы выгодно расположить в воздушном пространстве листья (фотосинтетическую поверхность), нужны были прочные стебли с проводящей системой внутри – появилась лигноцеллюлоза, устойчивое к внешним воздействиям. Чем больше растений – тем интенсивнее развивался корнеобитаемый слой – почва. В атмосферу все больше выделяется кислород. VI этап. Антропогенный. Неоген. 30-20 млн лет назад. Появление в биофере человека разумного. По мнению палеонтологов рост биоразнообразия за время существования жизни на Земле составил 4 млрд видов живых существ, но 99% из них вымерли. Основная причина – утрата местообитания, т.е. уничтожение среды, необходимой для существования. Специалисты насчитывают 5 массовых вымираний прошлого: Ордовик (443 млн лет назад) - причиной, видимо, стало перемещение Гондваны к южному полюсу, что привело к формированию мощных покровных ледников и общему похолоданию на планете. Суперматерики: Родиния (1,1 млрд лет – 750 млн) → Пангея (542-300 млн лет, локализовавшийся вокруг южного полюса) → Гондвана (южный континент) и Лавразия (северный континент) (300-175 млн лет назад) Еще одной причиной вымирания могло стать понижение уровня Мирового океана. Однако большинство исследователей считает, что основной причиной вымирания стало гамма-излучение от вспышки сверхновой звезды, в результате чего вдвое уменьшился озоновый слой нашей планеты, а все живое подверглось сильному облучению Девон (359 млн лет назад) – понижение уровня Мирового океана и последовавшее за этим глобальное похолодание. В последнее время появляется все больше сторонников гипотезы, согласно которой это вымирание связано с активностью суперплюмов (горячих мантийных потоков, двигающийся от основания мантии у ядра Земли независимо от конвективных течений в мантии), повлиявших на геохимию гидросферы и атмосферы. Пермский период (251 млн лет назад) - Традиционно это событие связывалось с катастрофической аридизацией климата. Сейчас палеонтологи склоняются к тому, что пермское вымирание было обусловлено излиянием колоссальных базальтовых Сибирских траппов, связанных с деятельностью суперплюма. Это повлекло масштабные геохимические изменения в составе атмосферы и гидросферы и привело к длительной вулканической зиме. В результате пришли в упадок или вымерли большинство групп органического мира, господствовавших в течение палеозойской эры Триас (200 млн лет назад) - К последней трети триасовой эпохи вследствие распада Пангеи и эвстатического повышения уровня океана климат Земли начал гумидизироваться. В завершении периода произошло новое массовое вымирание, причины которого остаются невыясненными. Возможно, оно, как и предыдущее, связано с активизацией вулканической деятельности. Меловой (65 млн лет назад) - Вопрос о причинах биологической катастрофы остается открытым и вызывает острые дискуссии. Наибольшее число сторонников имеет гипотеза падения на Землю, в районе современного полуострова Юкатан, гигантского астероида, достигавшего в диаметре около 10 км. Согласно другой, биосферной гипотезе, причиной вымирания стали глобальные экосистемные перестройки, вызванные дрейфом материков, процессами горообразования и изменениями уровня Мирового океана. Современный кризис биоразнообразия. Плейстоцен (2.8 млн лет – 11.7 тыс): 11 сильных оледенений. Последний ледниковый максимум (last Glacial Maximum) – 26.5 – 19 тыс лет назад. 30 % континентов было покрыто ледниками. За последние 500 лет – по вине человека исчезло 850 видов животных (например: стеллерова корова, сумчатый волк, бескрылая гагарка (дронт), тур (предок крупного рогатого скота), квагга (дикая лошадь из группы зебр)). Факторы, влияющие на темпы эволюции: Геофизические факторы. Наиболее значимые из геофизических факторов связаны с изменением климата, дрейфом материков, горообразованием, трансгрессиями и регрессиями моря. Под влиянием этих процессов изменялось состояние и распределение организмов, населявших Землю. Последовательная смена условий существования сопряжена с приобретением многими группами организмов более широких адаптаций и общим повышением уровней их организации. Резкие изменения состава флор и фаун происходили на границе мезозоя и кайнозоя, в силуре, перми в периоды интенсивного горообразования и изменения климата. Этому сопутствовало вымирание многих таксономических групп высокого ранга, иногда вплоть до типов. Вымирающие формы быстро замещались новыми организмами, отличавшимися от предшественников большей сложностью отношений между собой и окружающей средой. Биотические факторы. В течение разных геологических периодов и эпох с наибольшей скоростью эволюционировали активные организмы, занимавшие высшие уровни в трофических цепях, обеспеченные жизненными средствами, не имевшие сильных врагов и конкурентов. Соответственно этому в кембрии и силуре достигли процветания высшие представители морских членистоногих — трилобиты (Trilobita) и ракоскорпионы (Giganthostraca). В дальнейшем их личинки и взрослые особи, вероятно, сталь подвергаться интенсивному истреблению хордовыми (Chordata) и головоногими моллюсками (Nautiloidea), а позже — первыми челюстноротыми (Gna- thostomata). У интенсивно элиминируемых групп морских членистоногих в качестве защитного средства получил развитие панцирь. Но сопряженный с этим переход к пассивному образу жизни послужил одной из основных причин вымирания. Темп эволюции связан с активностью организмов. Использование организмами пассивных средств защиты и/или жизнь в укрытиях замедляет эволюционные преобразования. |