33. Теории происхождения жизни на Земле

Вопрос о возникновении жизни на Земле всегда волновал человечество. Строились всякие, в том числе и фантастические, гипотезы. Вплоть до XIX века бытовало представление о том, что живые существа могут появиться в гнилом мясе, в сенной настойке, в мясном бульоне.

Исследования Л. Пастера доказали ложность таких представлений. На основе опытов по пастеризации (обработка продуктов высокой температурой для предотвращения попадания извне спор микроорганизмов) он показал, что никаких организмов ни в бульонах, ни в других питательных средах не появляется.

В настоящее время доказано, что абиогенным путем жизнь на Земле в современных условиях возникнуть не может.

Ложным, не выдерживающим никакой критики, является представление о божественном происхождении жизни на Земле.

Идеи о занесении жизни на Землю из Космоса маловероятны и не подтверждаются анализом тел, попадающих на Землю из космического пространства.

Современные представления о происхождении жизни на Земле наиболее полно отражает гипотеза А. И. Опарина и Дж. Б. С. Холдейна, разработанная в 1924-1927 гг. Сущность этой гипотезы такова.

Жизнь на Земле возникла на соответствующем этапе развития планеты Земля в архейской эре. Более 6 млрд. лет назад Земля находилась в звездной стадии развития, которая постепенно перешла в планетную. Температура Земли постепенно снижалась, произошло перераспределение атомов химических элементов. Атомы тяжелых элементов переместились к центру планеты, а атомы легких — остались на поверхности.

Снижение температуры способствовало протеканию химических реакций с образованием бинарных соединений (состоят из двух химических элементов). Образовались вода, аммиак, оксиды углерода и другие вещества.

Когда на поверхности Земли температура стала меньше 100 °С, вода стала конденсироваться и возникли гигантские горячие водоемы, т. е. первичный океан, наполненный горячей водой.

В первичном океане, в его горячей воде стали протекать разнообразные химические реакции, сопровождающиеся возникновением сложных неорганических и органических веществ, между которыми, в свою очередь, происходили химические взаимодействия. Подобные процессы были возможны еще и потому, что до поверхности Земли свободно доходили космические излучения с большой энергией.

Простые органические вещества постепенно усложнялись, что привело к возникновению жиров, углеводов, белков и нуклеиновых кислот. Эти органические вещества концентрировались в определенных местах водного пространства и образовывали коацерваты.

Коацерваты — открытые системы, способные к обмену веществ с окружающей средой, а также к росту.

В процессе длительного исторического развития из коацерватов возникли пробионты.

Пробионты — протоклетки, способные к самовоспроизведению, т. е. первичные организмы.

Возникновение пробионтов означает качественный переход, когда химическая эволюция перешла в биологическую.

Пробионты были гетеротрофными организмами, так как их жизнедеятельность осуществлялась за счет энергии, заключенной в органических веществах, поступающих в пробионт извне. Таких веществ в окружающей среде было немного, и это привело к возникновению автотрофного питания у некоторых из первичных организмов.

Автотрофное питание осуществлялось либо хемосинтетически, либо фотосинтетически. Фотосинтетический способ питания оказался наиболее перспективным, так как позволил усваивать солнечную энергию и привел к возникновению на Земле окислительной атмосферы. Окислительная атмосфера способствовала возникновению аэробных организмов. В результате первичных эволюционных процессов возникла жизнь на Земле, которая на том этапе представляла собой совокупность простейших одноклеточных или неклеточных организмов, способных и к автотрофному, и к гетеротрофному питанию. Гетеротрофное питание могло осуществляться как сапрофитно, так и паразитно. Среди первичных организмов были и аэробные, и анаэробные формы.

К концу архейской эры на Земле возникли предклеточные и предъядерные организмы —бактерии и сине-зеленые водоросли, а также возможно и вирусы.

В настоящее время теория происхождения жизни на Земле, созданная А. И. Опариным, стала фундаментом разработки космохимических исследований и поиска жизни во Вселенной. Кстати, моделирование предполагаемых условий, в которых протекала химическая эволюция соединений и проведение соответствующих процессов, показывает правильность идей о возможном ходе развития процессов возникновения жизни.

Теорию А. И. Опарина можно сформулировать в виде следующих постулатов.

1. Жизнь является одной из стадий эволюции Вселенной.

2. Возникновение жизни есть результат химической эволюции соединений углерода.

3. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимы формирование целостных многомолекулярных систем и их естественный отбор.

Существуют альтернативные гипотезы происхождения жизни, отрицающие третий постулат данной теории. Взамен его выдвигают либо случайность, либо предопределенность возникновения первичной жизни. Так, шведский цитогенетик Лима-де-Фария отвергает роль биологического отбора. Такая крайность вряд ли может быть обоснована, так как объективные наблюдения и практическая деятельность человека доказывают обратное. Поэтому на современном этапе развития цивилизации теория происхождения жизни на Земле, выдвинутая А. И. Опариным, является наиболее приемлемой и объективной.

34. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа: # Возникновение органических веществ. # Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.) . # Возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов.

35. Палеозойская эра началась около 540 миллионов лет назад и закончилась примерно 250 миллионов лет назад. Она продолжалась 290 миллионов лет. Различают шесть периодов Палеозоя: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский. Первый период Палеозойской эры - кембрийский, начался с массового распространения живых организмов с минеральным скелетом. Долгое время считалось, что тогда же возникли и многоклеточные организмы, но изучение вендской (эдиакарской) фауны показало, что мягкотелые многоклеточные, лишенные минерального скелета, возникли значительно раньше. Сейчас палеонтологи полагают, что отдельные виды, обладавшие различными скелетными элементами, могли появится и до начала Палеозоя, но они не были массовыми.

Палеозойская эра характеризуется двумя главными эпохами складчатости.  Одна из них — каледонская складчатость — с наибольшей интенсивностью проявилась в начале и особенно в середине палеозойской эры; главные её фазы отмечаются между ордовиком и силуром и в начале девона, после чего на широких площадях началось формирование горных цепей и накопление красноцветных обломочных отложений молассовой формации.  К областям каледонской складчатости (каледонидам) относятся: в Европе — каледониды Ирландии, Шотландии, Уэльса, Северной Англии, северо-западные части Скандинавского полуострова, острова Шпицберген; в Азии — каледониды Центрального Казахстана (западная часть), Западного Саяна, Горного Алтая, Монгольского Алтая и Юго-Восточного Китая. К каледонидам относятся также складчатые сооружения Тасмании и Лакланской системы Восточной Австралии, Северной и Восточной Гренландии, Ньюфаундленда и Северных Аппалачей. Кроме того, проявления этой складчатости установлены на Урале, в северо-восточной части Верхояно-Чукотской области, на востоке Аляски, в Центральных и Северных Андах и в некоторых др. более молодых складчатых сооружениях. В Северной Атлантике с каледонской складчатостью связывают образование Грампианской горной страны, которая объединила Северо-Американскую платформу и остров Гренландию в континент Лавренция.

36. Развитие органического мира. Развитие органического мира Протерозой - огромный по продолжительности этап истории Земли. В течении этой эры бактерии и водоросли достигли исключительного расцвета. Интенсивный процесс образования осадочный пород шел с участием этих организмов. К протерозою относится образование крупнейших залежей железных руд органического происхождения (осадочное железо- продукт жизнедеятельности железобактерий). Господство прокариот сине-зеленых в протерозое сменяется расцветом эукариот- зеленых водорослей. Наряду с плавающими в танце воды растениями появляются нитчатые формы, прикрепленные ко дну. Около 1350 млн. лет назад отмечены представители низких грибов. Первые многоклеточные животные возникли 900-1000 млн. лет назад. Древние многоклеточные растения и животные жили в придонных слоях океана. Жизнь в придонном слое потребовала расчисления тела на части, одни из которых служили для прикрепления к субстрату, другие для питания. У одних форм это достигалось за счет развития гигантской многоядерной клетки. Однако более перспективным оказалось приобретение многоклеточности и образования органов. Большинство животных позднего протерозоя были представлены многоклеточными формами. Конец протерозоя можно назвать "веком медуз". Возникают кольчатые черви от которых произошли моллюски и членистоногие.

 

 

 

На протяжении почти всего протерозоя климат был тёплым и ровным.

Жизнь была представлена как анаэробными прокариотами (бактериями и цианобактериями), так и аэробными одноклеточными эукариотами. Все они по последним данным появились ещё в архее. Жизнедеятельность этих организмов имела определяющее значение в изменении содержания в атмосфере углекислого газа и кислорода. С начала протерозоя содержание кислорода в атмосфере стало постепенно возрастать, а в середине протерозоя резко повысилось, что обусловило образование первых мощных осадочных отложений на основе окислов железа. Эти окрашенные в красноватые тона отложения очень характерны для протерозоя. Накопление кислорода в атмосфере Земли привело к образованию озонового слоя, задерживавшего ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для всего живого. Приблизительно с этого же рубежа известны первые многоклеточные водоросли и, возможно, первые многоклеточные животные. Ок. 700 млн. лет назад в морях широко проявились процессы биоминерализации – кремнезёмной, связанной с золотистыми водорослями, и известковой, связанной со строматолитами. В обширных тёплых мелководных морях протерозоя строматолиты создавали первые в истории Земли рифы, формировавшиеся как продукт жизнедеятельности цианобионтов в симбиозе с бактериями. В конце протерозоя – в рифее начались мощные проявления вулканизма. В атмосферу были выброшены огромные массы вулканического пепла. Солнечного тепла до Земли стало доходить очень мало. Это привело к глобальному похолоданию. Практически весь земной шар оказался под ледниковым покровом. В это время вымерли многие древние организмы. Их вымирание, изменение химического состава воздуха и воды создали новые условия для дальнейшей биологической эволюции.

Несмотря на климатическую дифференциацию, особенно в конце протерозоя, надо признать, что по сравнению с современной эпохой на Земле в те далекие времена климат был однообразнее. Это объясняется небольшой толщиной амосферы, высоким содержанием в ней углекислого газа и значительной площадью океанов и морей. Парниковый режим определял существование высокой среднегодовой температуры. В позднем рифее среднегодовые температуры, судя по характеру карбонато-накопления (обилие рифогенных толщ), широкому развитию кор выветривания, своеобразных организмов, а также данным определения абсолютных значений температур методом изотопной и магнезиальной палеотермометрии, были довольно высокими. Исходя из соотношения тяжелого и легкого изотопов кислорода в кремнистых и карбонатных породах протерозоя, средняя температура земной поверхности составляла 50—60°С а снизилась до 40°С.

37 В мезозойскую эру климат планеты становится теплым и влажным, густые леса покрывают сушу. Травоядные животные в изобилии получают пищу и размножаются, а с ними растет и число хищников. Потомки древних пресмыкающихся динозавры — заселяют обширные материковые равнины. Эти ящеры отличаются высоким уровнем развития, некоторые из них даже теплокровные. В мезозое динозавры становятся настоящими властителями Земли и достигают гигантских размеров. Многие динозавры осваивают новый способ передвижения — хождение на задних конечностях. Это и травоядные зауролофы, и игуанодоны, и свирепые хищники тираннозавры, аллозавры и цератозавры. Для защиты от хищников некоторые из ящеров, такие как стегозавры и стиракозавры, приобретают мощный панцирь и костные гребни на спине. Небольшие страусоподобные динозавры также были хищниками. Апатозавры и диплодоки — растительноядные гиганты — большую часть жизни проводили на травянистых равнинах и вблизи водоемов. У края воды гнездились и самые древние птицы ихтиорнис и гесперорнис. Пресмыкающиеся освоили не только сушу, но и море, и воздух. В водах озер и морей охотились за рыбой и моллюсками эласмозавры и мозозавры, а на прибрежных скалах и уединенных островах гнездились колониями различные крылатые хищные ящеры. В мезозое появились и первые млекопитаю¬щие — мелкие насекомоядные и грызуны.. Мезозойская эра началась двести пятьдесят миллионов лет тому назад. Эта эра, прежде всего, известна как эра динозавров. В это время появились настоящие млекопитающие, цветковые растения, птицы. Таким образом была сформирована современная биосфера. В мезозой появились динозавры, водные рептилии, летающие рептилии, леподинозавры, мозазавры. В это время от ящериц произошли змеи, неизвестно, правда, где это случилось – на суше или в воде. Мезозой так же отмечается процветание акул. Тогда они жили в пресноводных водоемах. Также отмечался расцвет двух групп головных моллюсков – белемнитов и аммонитов. В раннем палеозое жили наутилусы, возникли знакомые нам кальмары и осьминоги. Современные млекопитающие появились так же в Мезозое. Сначала появились сумчатые, а затем и плацентарные. Начала выделятся группа копытных, насекомоядных, приматов и хищников. Мезозой отмечается так же возникновением современных амфибий – лягушек, саламандр, жаб. Так что можно отметить, что современные амфибии относительно молодая. В речении Мезозоя стремились освоить для себя новую среду позвоночные животные. Это воздух. Первыми сумели подняться в воздух рептилии. Это были небольшие птерозавры, рамфоринхи. Затем взлетели более крупные птеродактили. Уже на границе юры и мела в воздухе оказались небольшие оперенные динозавры. Они скорее не летали, а планировали. Ну и конечно поднялись в воздух потомки рептилий – птицы. Это были энанцеорнисы и веерохвостые птицы. В Мезозое случилась настоящая революция в биосфере. Появились покрытосеменные цветковые растения. Это привело к увеличению и разнообразию насекомых. Они стали опылять растения. Окончание Мезозоя характеризуется массовым вымиранием динозавров. Причины этого явления до конца не ясны. Известно, что биосфера земли стала меняться, огромное количество видов вымерло на протяжении всего мелового периода. Они просто не дожили до катастрофы.

38 Кайнозойская эра разбивается на 2 периода: Третичный (65 - 2 млн. лет назад) Четвертичный (2 млн. лет назад - наше время) , которые в свою очередь разбиваются на эпохи КАЙНОЗОЙ - расцвет покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих и появление человека. Уже в середине кайнозоя имеются почти все основные группы представителей всех царств живой природы. У покрытосеменных растений образуются такие жизненные формы, как травы и кустарники. Появляются степи, луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. С появлением человека и развитием его общества создаются культурные флора и фауна, образуются агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. Различное воздействие человека на природу произвело в ней существенные изменения. Произошли большие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и природе в целом. Кайнозо́й (кайнозойская эра) — наиболее поздняя эра в геологической истории Земли протяженностью в 65,5 миллионов лет, начиная с великого вымирания видов в конце Мелового периода. Кайнозойская эра все еще продолжается. С греческого переводится как «новая жизнь» (καινός = новый + ζωή = жизнь) . Кайнозой делится на палеоген, неоген и четвертичный период (антропоген) . Исторически кайнозой подразделяли на периоды — третичный (от палеоцена до плиоцена) и четвертичный (плейстоцен и голоцен) , хотя большинство геологов уже не признают такое деление. Кайнозой — это эпоха млекопитающих. В кайнозое млекопитающие получили свое развитие от небольшого числа мелких примитивных форм и стали отличаться большим разнообразием наземных, морских и летающих видов. Кайнозой также можно назвать эпохой саванн, цветковых растений и насекомых. Птицы также в значительной степени эволюционировали в кайнозое. В геологическом отношении кайнозой — эра, в которую континенты приобрели свое современное очертание. Австралия — Новая Гвинея отделились от Гондваны, двинулись к северу и, в конечном итоге, приблизились к Юго-восточной Азии. Антарктида заняла свое нынешнее положение в районе южного полюса, Атлантический океан расширился и, в конце эры, Южная Америка примкнула к Северной Америке.\

39 Сходства: 1. Большая величина тела. 2. отсутствие хвоста и защечных мешков. 3. Хорошо развита мимическая мускулатура. 4. Сходная структура черепа. 5. Хорошо развит головной мозг, особенно лобные доли, большое число извилин в коре больших полушарий. 6. Похожи по резус-фактору и группам крови (АВО) . 7. Болеем одними и теми же «человеческими болезнями» . 8. Беременность - 280 дней. 9. Более 95 % схожесть генов 10. Высокий уровень развития высшей нервной деятельности. 11. Сходство этапов эмбрио- генеза различия: 1.только человеку свойственно настоящее прямохождение. 2. Человек имеет: а) длинные и мощные ноги; б) сводчатую стопу; в) широкий таз; г) S-образный позвоночник. 3. Гибкая кисть и подвижные пальцы человека обеспечивают точные и разнообразные движения. 4. У человека сложно устроен головной мозг, средний объем- 1350 см3 (у гориллы - 400 см3). 5. Человек способен к членораздельной речи Вывод: Человек - биосоциальное существо, занимающее высокую ступень эволюционного развития, обладающее сознанием, речью, абстрактным мышлением и способное к общественному труду

40. систематическое положение человека среди живых организмов: надцарство Ядерных клеточных организмов (Eucariota), царство Животные (Animalia), тип Хордовые (Chordata), класс Млекопитающие (Mammalia), отряд Приматы (Primates), семейство Гоминиды (Hominidae), род Человек (Homo) и вид Человек разумный (Homo sapiens).

41.

Царство:	Животные
Подцарство:	Эуметазои
Раздел:	Билатеральные
Подраздел:	Вторичноротые
Тип:	Хордовые
Подтип:	Позвоночные
Класс:	Млекопитающие
Подкласс:	Плацентарные
Отряд:	Приматы
Подотряд:	Сухоносые
Инфраотряд:	Узконосые
Надсемейство:	Человекообразные
Семейство:	Гоминиды
Подсемейство:	Гоминины
Триба:	Гоминини
Подтриба:	Гоминина
Род:	Люди
Вид:	Человек разумный
Подвид:	Человек разумный разумный