Возможные причины исчезновения динозавров. Курсовая работа. Федеральное государственное бюджетное
 Скачать 4.15 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Химико-биологический факультет Кафедра биологии и почвоведения КУРСОВАЯ РАБОТА по биологии с основами экологии Расцвет рептилий в мезозое и возможные причины исчезновения динозавров ОГУ 06.03.01. 3318. 104 ОО Руководитель канд. биол. наук, доцент ____________ Ю. П. Верхошенцева «___»_________20___г. Исполнитель студент группы 17Био(ба)-1 ____________ Д. Е. Шошин «___»_________20___г. Оренбург 2018 Утверждаю заведующий кафедрой биологии и почвоведения (наименование кафедры) _________ __________________ подпись инициалы, фамилия «____»__________________20__г. ЗАДАНИЕ на выполнение курсового проекта (курсовой работы) студенту Шошину Даниилу Евгеньевичу (фамилия, имя, отчество) по направлению подготовки (специальности) 06.03.01 Биология код, наименование по биологии с основами экологии наименование дисциплины, модуля 1 Тема проекта (работы) Расцвет рептилий в мезозое и возможные причины исчезновения динозавров 2 Срок сдачи студентом проекта (работы) «_____» _______________ 20___ г. 3 Цель и задачи проекта (работы) Определить источник распространения и общего расцвета рептилий в мезозое, а также возможные причины вымирания динозавров. Ознакомиться с теориями происхождения Солнечной системы и планеты Земля, как ее составляющей; изучить гипотезы происхождения жизни на Земле; дать общую характеристику эволюционным и геологическим процессам; охарактеризовать мезозойскую эру с точки зрения геологии, климатологии и ботаники; выявить разнообразие рептилий в мезозое; ознакомиться с представителями фауны; описать возможные причины вымирания динозавров. 4 Исходные данные к проекту (работе) Исследования известных палеонтологов, климатологов и ботаников, таких как Еськов К. Ю., Иорданский Н. Н., Монин А. С., Розанов А. Ю. Красилов В. А. и др. 5 Перечень вопросов, подлежащих разработке «Возникновение Солнечной системы», «Возникновение жизни на планете Земля и ее ранняя эволюция», «Геология и климатология мезозоя», «Расцвет и вымирание динозавров». 6 Перечень графического (иллюстративного) материала Представители биоценозов различных геологических эпох. Дата выдачи и получения задания Руководитель «___» __________ 20__ г. ________ _________________ подпись инициалы, фамилия Студент «___» __________20__ г. ________ ________________ подпись инициалы, фамилия Аннотация Курсовая работа посвящена теме «Расцвет рептилий в мезозое и возможные причины исчезновения динозавров» В работе рассматривается геологическая история земли вплоть до мезозойской эры, анализируется такие вопросы как «Возникновение Солнечной системы», «Возникновение жизни на планете Земля и ее ранняя эволюция», «Геология и климатология мезозоя», «Расцвет и вымирание динозавров». В работе дается характеристика отдельных представителей подкласса архозавров, подробно описываются анатомические и физиологические особенности их организма, в частности, большое внимание уделяется филогении динозавров. Используя изыскания известных палеонтологов, климатологов и ботаников, таких как Еськов К. Ю., Иорданский Н. Н., Монин А. С., Розанов А. Ю., Красилов В. А. и др., автор излагает наиболее актуальные теории, отвечающие на поставленные выше вопросы. В работе особо подчеркнуто взаимное влияние организмов друг на друга, и вызванные этим влиянием процессы в биоценозе. В работе излагаются следующие гипотезы: «небулярная и планетезимальная теории происхождения Солнечной системы», «теория абиогенеза и панспермии по вопросу происхождения жизни», «климатическая теория Робинсон и биоценотическая теория Еськова о причинах расцвета рептилий в мезозое», «теория «астероидной зимы» Альвареса и биоценотического кризиса, относительно Великого вымирания на границе мел - кайнозой». Работа представляет интерес с точки зрения палеонтологии, палеоклиматологии, палеоботаники, и зоологии. Работа содержит 33 листа текста, 14 приложений. Содержание Введение 2 1 Планета Земля 4 1.1 Теории происхождения Солнечной системы и планеты Земля, как ее составляющей 4 1.2 Эволюция Земли 6 1.3 Возникновение жизни на Земле 7 1.4 Общая характеристика развития жизни на Земле в разные геологические эпохи 8 2 Причины большого разнообразия рептилий в Мезозое 8 2.1 Абиотические факторы среды: климат, гидросфера, геологические процессы 15 2.2 Анатомические и физиологические особенности рептилий 18 3 Господство архозавров 22 3.1 Развитие рептилий в Мезозое 22 3.2 Систематические категории и отдельные представители 25 3.3 Возможные причины исчезновения динозавров 29 Заключение 31 Список использованных источников 32 Приложение А (справочное) Строение недр планеты Земля 34 Приложение Б (рекомендуемое) Спрединг океанического дна 35 Приложение В (рекомендуемое) Установка Миллера 36 Приложение Г (рекомендуемое) Эдиакарская фауна 37 Приложение Д (обязательное) Хронологическая таблица геологических эпох 38 Приложение Е (рекомендуемое) Представители экосистемы палеозоя 39 Приложение Ж (обязательное) Первые тероморфы 42 Приложение И (рекомендуемое) Позвоночные животные, вымершие к началу мезозойской эры 43 Приложение К (обязательное) Дрейф континентов 44 Приложение Л (обязательное) Представители морских групп эвриапсид триаса 45 Приложение М (обязательное) Представители морских групп юрского периода 47 Приложение Н (обязательное) Представители отряда Ящеротазовые 49 Приложение П (обязательное) Представители отряда Птицетазовые 50 Приложение Р (обязательное) Представители отряда Птерозавры 52 Введение Планета Земля – уникальный объект Солнечной системы, ведь только здесь зародившаяся около 3,5 млрд. лет назад жизнь достигла столь неимоверного расцвета и разнообразия, только здесь все дышит и растет, все меняется и эволюционирует, создавая единый живой мир, со своими законами и правилами. Причем, человек, обладающий необыкновенными возможностями, занял свою позицию на пьедестале природы не так давно – всего около 2,6 млн. лет назад. Тогда возникает вопрос: А что было до нас? –, ответить на который помогают нам такие науки как геология, палеонтология, палеоклиматология, палеоботаника и зоогеография, в совокупности своей, это настоящая кладовая тайн и загадок естественной истории даже в наши дни, не смотря на колоссальное развитие высокотехнологичных методов исследования. В представленной работе мы также ознакомимся с одним из наиболее интересных моментов прошлого нашей планеты. Актуальность: о развитии жизни на Земле написано немало книг, от институтских учебников палеонтологии, исторической геологии, зоологии и ботаники и соответствующих научных монографий до различных научно-популярных изданий. Однако за последние 10–15 лет в отечественной литературе по данной проблеме было создано всего несколько работ, которые освещали бы естественную историю наиболее полно, но в то же время компактно и на уровне, не требующем значительных специальных знаний, доступном более широкому кругу читателей. Цель: определить источник распространения и общего расцвета рептилий в мезозое, а также возможные причины вымирания динозавров. Задачи: 1 ознакомиться с теориями происхождения Солнечной системы и планеты Земля, как ее составляющей; 2 изучить гипотезы происхождения жизни на Земле; 3 дать общую характеристику эволюционным и геологическим процессам; 4 охарактеризовать мезозойскую эру с точки зрения геологии, климатологии и ботаники; 5 выявить разнообразие рептилий в мезозое; 6 ознакомиться с представителями фауны; 7 описать возможные причины вымирания динозавров. Методы исследования: описание, сопоставление, синтез и интеграция, изучение и анализ литературы. Предмет: геологическая история Земли. Объект: расцвет рептилий в мезозое и возможные причины вымирания динозавров. Теоретическая значимость: полученные в ходе работы данные и выводы могут использоваться при ознакомительном обозрении, а так же изучении естественной истории. Практическая значимость: определены наиболее актуальные причины расцвета и вымирания динозавров, представлены и описаны отдельные виды архозавров, их филогения. Таким образом, в этой работе мы дадим краткий обзор геологической истории Земли, наиболее детально ознакомимся с мезозойской эрой, определим основные черты, ее характеризующие, а также познакомимся с фауной, ее населяющей. 1 Планета Земля 1.1 Теории происхождения Солнечной системы и планеты Земля как ее составляющей Чтобы начать рассказ о происхождении Земли и Солнечной системы нам придется обратиться к следующему историческому факту. В 1687 году И. Ньютон вывел закон всемирного тяготения: каждое тело во Вселенной притягивает остальные тела с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, – что теоретически позволяет рассчитать движения любого объекта под влиянием других. Однако, лишь теоретически, поскольку уравнения для расчета взаимного влияния даже трех изолированных тел друг на друга столь сложны, что их решение не удавалось получить почти три столетия, до 60-х годов XX века, что уж говорить обо всех структурах Солнечной системы. Но во времена Ньютона об этом никто не думал, и полагалось, что Вселенная вполне стационарна, то есть существовала всегда, как и ее части, удерживаемые силами взаимного притяжения. Но если все так просто, то почему планеты под действием тех же сил притяжения не «падают» на свое светило, а вполне спокойно перемещаются по орбите? Здесь достаточно вспомнить о такой физической величине как момент количества движения (МКД), значение которой зависит от трех параметров: массы тела, его круговой скорости и расстояния до центра вращения. К XVIII веку было установлено, что МКД не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а может лишь передаваться от тела к телу, при этом если уменьшается радиус орбиты, то обязательно увеличивается скорость вращения. Это так называемый закон сохранения момента количества движения. Иначе говоря, можно сделать вывод, что система, не обладающая МКД, может приобрести его только в том случае, если часть ее тел будет вращаться по, а часть – против часовой стрелки, тем самым компенсируя друг друга. Но, как выяснилось впоследствии, подавляющее большинство тел Солнечной системы вращается исключительно против часовой стрелки и их суммарный МКД отнюдь не равен нулю. Так окончательно рухнула гипотеза стационарного состояния. Лишь в 1796 году П. Лаплас, последователь немецкого философа И. Канта, сформулировал небулярную (туманность – по латыни «небула») теорию, которая впервые описала причины возникновения столь значительного МКД [1]. Суть ее заключается в следующем: в первичном газопылевом облаке, возникшем в результате концентрации межзвездного вещества и обладающим по теории вероятности изначально неровными краями, стали появляться силы тяжести разной величины, что и могло послужить толчком к незначительному вращению, возраставшему по мере постепенного уплотнения. Возникающая при этом центробежная сила придавала газопылевому облаку все более эллипсоидный вид, и наконец, наступил момент, когда величина ее на экваторе уравновесила силу притяжения, следствием чего стало «отслоение» первого кольца, затем второго, третьего и так далее до тех пор, пока не образовался мощный центр с колоссальным давлением; раскаляясь, он в итоге превратится в звезду, а слияние колец в отдельные сгустки приведет к появлению планетезималей, они же, слипаясь, дадут начало протопланетам, одной из которых станет и наша Земля. По мере увеличения ее массы будет возрастать и поле ее тяготения. За счет бомбардировки космическими телами, сжатия протопланетного вещества и энергии распада радиоактивных элементов Земля разогреется, и составляющий ее материал начнет плавиться. Причем тяжелые элементы, такие как железо и никель опустятся к центру планеты, образовав ядро, а легкие, наподобие кремния всплывут на поверхность, заложив первичный фундамент земной коры, иначе говоря, произойдет гравитационная дифференциация недр. В ходе последующего остывания окружающий ядро материал затвердеет, образовав мантию, состоящую из силикатов магния и железа. Активная вулканическая деятельность и постоянные атаки метеоритов сформируют весьма специфический ландшафт. Кстати, интересный факт, существует теория, гласящая, что когда образование Земли почти завершилось, на нее обрушился объект размером с Марс. При ударе в космос были выброшены осколки земного материала, из которых, возможно, образовалась Луна [2]. Гипотеза Лапласа, согласно которой Земля была изначально холодной, сохраняла популярность на протяжении почти столетия, хотя ей и противоречили некоторые астрономические данные (например, вращение Венеры и Урана в сторону, обратную всем остальным планетам и Солнцу). Однако ближе к концу XIX века, когда было твердо установлено, что температура в недрах нашей планеты чрезвычайно высока (по современным данным, свыше 1 000°С), большинство ученых стало разделять мнение об изначально горячей Земле – огненном шаре, постепенно остывающем с поверхности. Поиски источника этого раскаленного вещества вполне естественно было начать с Солнца, что, собственно, и сделали астрономы Т. Чемберлен и Ф. Мультон выдвинувшие планетезимальную теорию происхождения планет Солнечной системы. Суть ее состоит в том, что некогда поблизости от Солнца прошла другая звезда. При этом взаимное притяжение вырвало из каждой из них по гигантскому протуберанцу звездного вещества, которые, соединившись, составили «межзвездный мост», распавшийся затем на отдельные «капли» – планетезимали, они то и дали начало планетам и их спутникам. Похожую гипотезу еще в середине XVIII века выдвигал Ж. Л. Леклерк де Бюффон, но по его представлению тогда с Солнцем столкнулась комета [3]. Однако вторая половина ХХ века стала временем возвращения к концепции изначально холодной Земли. Во-первых, нашлись серьезные, чисто астрономические, возражения против планетезимальной теории. Г. Рессел, например, обратил внимание на то простое обстоятельство, что если между Солнцем и проходящей звездой протянется лента из звездного вещества, то ее средняя часть (где притяжение двух светил взаимно уравновешивается) должна будет пребывать в полной неподвижности. Во-вторых, рассчитывая тепловой баланс Земли за всю ее историю, геофизики пришли к выводу, что температура ее недр лишь местами могла доходить до 1 600°C, в основном же составляя около 1 200°C; а это означает, что наша планета, вопреки бытовавшим ранее представлениям, никогда не была полностью расплавленной. И напротив, выяснилось, что некоторые оказавшиеся ошибочными положения Лапласа вполне могут быть откорректированы в рамках дальнейшего развития небулярной теории. В качестве примера можно привести гипотезу О. Ю. Шмидта (в ней газопылевое облако захватывается уже существующим на тот момент Солнцем) или более популярную ныне модель К. фон Вайцзеккера (когда вращающаяся небула представляет собой уже не гомогенныйшар, как у Лапласа, а систему разноскоростных вихрей, несколько напоминающую шарикоподшипник). Полагают также, что газ и пыль во вращающейся газопылевой туманности ведут себя по-разному: пыль собирается в плоский экваториальный диск, а газ образует почти шарообразное облако, густеющее по направлению к центру туманности. Впоследствии пыль экваториального диска слипается в планеты, а газ под собственной тяжестью разогревается так, что «вспыхивает» в виде Солнца. Таким образом, происхождение Солнечной системы представляется нам результатом взаимодействий межзвездного вещества и физических процессов с ним происходящих. 1.2 Эволюция Земли На ранних стадиях развития Земли, как пишет Монин Александр Сергеевич, сформировались ядро радиусом 2900 км, мантия (нижняя и верхняя, разделенные расплавленным слоем базальтов – астеносферой), и отделенная от нее поверхностью Мохоровича кора, средней толщиной всего около 33 км. (Приложение А) Посредством дегазации магмы возникли первичный океан и атмосфера, в состав которых кроме воды и кислорода вошли также метан, «кислые дымы» (HCl, HF, HBr, HI), окись серы, аммиак и инертные газы [4]. Но происходило это крайне медленно, поскольку в результате серпентинизации большая часть влаги поглощалась породами обратно, так в катархее и архее воды в океанских впадинах было мало, и она еще не прикрывала срединно-океанические хребты. Только в среднем протерозое, когда океаническая кора обрела современный состав, объем гидросферы начал значительно нарастать. Именно земная кора – «тонкая скорлупа» нашей планеты играет огромную роль в существовании всего живого, поскольку является своего рода теплоизоляций, не позволяющей температурам недр уничтожить все население поверхности Земли. Внешняя твердая оболочка состоит из осадочных, магматических и метаморфических пород, первые формировались, обратим внимание, на дне океана, преимущественно, в процессе разложения органических остатков, вторые являются первичными и образовались из магмы, излившейся на поверхность, третьи же – это видоизменения первых двух в результате деятельности различных физических и химических процессов [5, 6]. Особое внимание ученых разных эпох привлекало явление горообразования, поскольку нередко на таких вершинах как Альпы и Гималаи находились породы осадочного типа, но как же они оказались здесь? Впервые объективный ответ на этот вопрос дал в 1912 году А. Вегенер, предложивший теорию дрейфа континентов, с точки зрения которой, материки, словно айсберги, прокладывали себе путь через океаническую кору, а создаваемое тем самым колоссальное давление способствовало процессам орогенеза, т. е. горообразования. Однако теории этой изначально не поддержали, поскольку не могли найти сил, заставляющих континенты двигаться. Лишь в 1962 году Г. Хесс, суммируя данные по исследованию океанического дна, пришел к гипотезе его разрастания (спрединга), что представляет собой результат постоянных конвекционных движений мантии, наиболее горячая составляющая которой вырывается на поверхность в зоне рифта, образуя новую океаническую кору, старая при этом в области глубоководных желобов погружается под материк. (Приложение Б) Сам Хесс писал об этом так: «Этот процесс несколько отличается от дрейфа материков. Континенты не прокладывают себе путь сквозь океаническое дно под воздействием какой-то неведомой силы, а пассивно плывут в мантийном материале…». То есть, взаиморасположение континентов определяется фазой конвекционного цикла в мантии, что было доказано при проведении глубоководных бурений, когда ни в одном океане не было обнаружено пород, более древних, чем юрские [7, 8]. Таким образом, Земная кора постоянно эволюционирует, обновляет свою структуру, и процессы эти сопровождаются такими явлениями как землетрясения и вулканизм, что влечет за собой изменения, как атмосферы, так и гидросферы. |