Гипотезы возникновения жизни на Земле. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных. Усложнение живых организмов на Земле в процессе эволюции

Гипотезы возникновения жизни на Земле

Гипотезы возникновения жизни на Земле

Креационизм — теория происхождения жизни в результате сотворения мира сверхъестественным существом. Во времена Аристотеля и позже возникла теория самозарождения жизни. Согласно гипотезе панспермии, жизнь существует в космосе вечно, и ее зародыши были занесены на Землю метеоритами, пришельцами либо божественным провидением.

Взгляды на происхождение организмов формировались в течение всего существования человеческого общества, изменялись в связи с развитием науки, открытиями и находками.

Из всего спектра учений, описывающих образование Земли, наиболее разработана теория «Большого взрыва». Согласно теоретическим расчетам, экспериментальным данным и наблюдениям, планеты Солнечной системы возникли свыше 4,6 млрд. лет назад при конденсации газопылевого облака — результата «Большого взрыва» (рис 1).

Модель газопылевого облака
Рис. 1. Модель газопылевого облака

Постепенно температура первичной Земли снижалась, усиленно происходила миграция химических элементов из разных слоев. Сформировались плотное ядро, мощная полужидкая мантия и тонкая, но твердая кора. Происходившие затем тектонические движения, извержения вулканов и другие геологические процессы привели к образованию первых океанов и морей. Сформировалась первичная бескислородная атмосфера.

При высокой температуре и действии электрических разрядов из метана, аммиака, углекислого газа и паров воды могли синтезироваться аминокислоты, углеводы, жирные кислоты. Возникали молекулы органических веществ, которые объединялись в более сложные структуры. Этот процесс происходил на теплых мелководьях океанов и морей. Автор теории биохимической эволюции — советский ученый А.И. Опарин.

Рис. 2. Деление клеток

Устойчивые комплексы из молекул органических веществ получили название «коацерваты». Они напоминали жировые капли в бульоне. Коацерваты избирательно поглощали вещества, приобретали способность производить подобные себе «капли» (рис. 2). Позже возникли организмы, содержащие хлорофилл. Фотосинтез способствовал обогащению атмосферы кислородом, появлению кислородного дыхания.

Основные ароморфозы в эволюции растений и животных 

Представители двух основных ветвей эволюции органического мира прошли длительный путь развития. Они приобретали черты строения, которые были полезны, способствовали выживанию в борьбе за существование.

Важнейшие ароморфозы у растений:

Первый в этом перечне ароморфоз повысил устойчивость растений к действию факторов внешней среды. Изменение не коснулось моховидных, у которых в цикле развития преобладает гаметофит.

  • Появление автотрофного питания
  • Способность к фотосинтезу
  • Наличие специальных фотосинтетических пигментов
  • Появление органоидов - хроматофоров
  • Половое размножение
  • Появление клеточной стенки из двух слоев: целлюлозного и пектинового
  • Чередование полового и бесполого поколений
  • Появление тканей
  • Разделение тела на стебель и листообразные пластинки
  • Появление половых органов - мужский (антеридии), женских (архегонии)
  • Появление корня
  • Возникновение оплодотворения, не связанного с водой
  • Возникновение семени
  • Появление шишки - видоизмененного побега
  • Возникновение семенных зачатков
  • Возникновение хвои
  • Возникновение семенных зачатков, из которых после оплодотворения развиваются семена
  • Возникновение двойного оплодотворения у цветковых растений
  • Появление цветка
  • Способность к опылению насекомыми

Один из главных ароморфозов в эволюции животных связан с формированием многоклеточных организмов. Произошла специализация групп клеток, что позволило им лучше выполнять функции. Продолжалось обособление  органов и систем органов. Возник прочный скелет, сформировалась центральная нервная система.

Кроме формирования тканей, к основным ароморфозам у животных относят половое размножение, разделение большого и малого кругов кровообращения у птиц и млекопитающих. Для низших групп характерно смешивание артериальной и венозной крови из-за неполной перегородки в сердце.

  • Многоклеточность
  • Лучевая симметрия
  • Возникновение 2-х зародышевых листков (эктодермы, энтодермы)
  • Нервная система диффузного типа
  • Двусторонняя симметрия
  • Появление 3-го зародышевого листка - мезодермы
  • Появление первичной полости тела
  • Появление вторичной полости тела (целома)
  • Дыхательная система - жабры
  • Возникновение нервной системы - окологлоточное нервное кольцо и нервные стволы
  • Расчленение тела на голову, грудь, брюшко
  • Возникновение наружного хитинового скелета
  • Членистые конечности у насекомых
  • Развитие с личиночной стадией (полное, неполное превращение)
  • Возникновение хорды
  • Дыхательная система - легкие развиваются как парные выпячивания задней части глотки
  • Дифференциация мускулатуры
  • Парные конечности с шарнирными суставами
  • Передний мозг четко разделен на 2 полушария
  • Крупные, богатые белком и желтком яйца
  • Внутреннее оплодотворение
  • Постоянная температура тела птиц, млекопитающих
  • Появление перьев у птиц
  • Кровеносная система - полное разделение кругов кровообращения
  • Тело покрыто волосяным покровом
  • Появление желез в коже
  • Появление наружного уха
  • Появление коры головного мозга
  • Появление четырехкамерного сердца

Усложнение живых организмов на Земле в процессе эволюции.

Химическая эволюция привела к появлению протобионтов. Они прошли огромный путь биологической эволюции. Палеонтологи выделяют в истории Земли два эона — криптозой или время скрытой жизни и фанерозой — явную жизнь. Для удобства изучения эти крупнейшие отрезки времени делят на более мелкие — эры и периоды. Границы между ними проводят согласно возрасту преобладающих ископаемых остатков  живых  организмов в горных породах (рис. 3).

Отпечаток скелета древнего животного
Рис.3. Отпечаток скелета древнего животного

Редко находят органические остатки в отложениях криптозоя по причине малого распространения жизни, отсутствия минерального скелета у животных. Первые виды прокариотических организмов появились 3,5 млрд лет назад. В архейскую и протерозойскую эры на Земле уже обитали одноклеточные и многоклеточные существа, преимущественно гетеротрофы.

В протерозое возникли ядерные организмы — эукариоты. Следы жизнедеятельности и остатки живых организмов в протерозойских отложениях представлены выделениями водорослей, червей, отпечатками кишечнополостных.

Около 1 млрд. лет назад произошло важное эволюционное событие — эукариоты разделились на части, от которых возникли многоклеточные растения и грибы (рис. 4). Первыми из воды на сушу вышли псилофиты, давшие впоследствии начало мхам, хвощам, плаунам. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. Позже начался расцвет покрытосеменных, которые до сих пор господствуют на Земле.

Пути эволюции эукариот
Рис. 4. Пути эволюции эукариот
1– фотосинтезирующая клетка, 2– колония клеток, 3 – многоклеточное растение, 4 – клетка, не обладающая хлоропластами; 5– клетка с хитином; 7 – колония клеток, 8 – грибы; 9 – примитивный предок животных, высокоорганизованное животное.

Эволюция животных тоже обусловлена появлением эукариот (рис. 4). Возможно, предками были одноклеточные организмы, напоминающие эвглену зеленую и вольвокс. Наиболее древними животными являются кишечнополостные, черви, трилобиты, иглокожие. Моллюски, рыбы появились позже. От кистеперых рыб возникли земноводные и сухопутные позвоночные.

Древние птицы и первые млекопитающие
Рис. 5. Древние птицы и первые млекопитающие

Время появления млекопитающих — триасовый период мезозойской эры (рис. 5). Прогрессивные черты этой группы животных: теплокровность, развитие коры головного мозга, вскармливание детенышей молоком. Для высокоорганизованных животных характерно социальное поведение. Его усложнение дало толчок к эволюции человека.


 

Смотри также:

25 марта 2020, 13:40

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.