1. Еволюція життя на Землі
1.1 Еволюція одноклітинних організмів
1.2 Еволюція багатоклітинних організмів
1.3 Еволюція рослинного світу
1.4 Еволюція тваринного світу
1.5 Еволюція біосфери
Список використаної літератури
Часто здається, що організми знаходяться цілком у владі середовища: середовище ставить їм межі, і в цих межах вони повинні або досягти успіху, або загинути. Але організми і самі впливають на середу. Вони змінюють її безпосередньо за недовгий своє існування і за довгі періоди еволюційного часу. Як відомо, гетеротрофи поглинали живильні речовини з первинного «бульйону» і що автотрофи сприяли появі окисної атмосфери, підготувавши, таким чином, умови для виникнення і еволюції процесу дихання.
Поява в атмосфері кисню зумовило виникнення озонового шару ( «озонового щита Землі»). Озон утворюється з кисню під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця і діє як фільтр, який затримує ультрафіолетове випромінювання, згубний для білків і нуклеїнових кислот, і не дає йому дійти до поверхні Землі.
Перші організми жили в воді, і вода екранувала їх, поглинаючи енергію ультрафіолетового випромінювання. До появи захисного озонового шару ультрафіолетове випромінювання було, ймовірно, одним з головних чинників, які перешкоджали виходу перших живих організмів з води на сушу.
Перші поселенці суші знайшли тут удосталь і сонячне світло, і мінеральні речовини, так що спочатку вони були практично позбавлені конкуренції. Дерева і трави, які вкрили незабаром рослинну частину земної поверхні, поповнювали запас кисню в атмосфері; крім того, вони змінювали характер водного стоку па Землі і прискорювали процес утворення грунтів з гірських порід. Так організми і середовище протягом всієї історії життя на нашій планеті взаємно формували один одного.
Гігантський крок на шляху еволюції життя був пов'язаний з виникненням основних біохімічних процесів обміну - фотосинтезу і дихання, а також з утворенням еукаріотичної клітинної організації, що містить ядерний апарат.
1. Еволюція життя на Землі
1.1 Еволюція одноклітинних організмів
Перші фотосинтезуючі організми з'явилися близько 3 млрд. Років тому. Це були анаеробні бактерії, попередники сучасних фотосинтезуючих бактерій. Саме вони утворили найдавніші серед відомих строматолітів. Збіднення середовища азотистими органічними сполуками викликало появу живих істот, здатних використовувати атмосферний азот. Такими організмами є фотосинтезуючі азотфіксуючі синьо-зелені водорості, які здійснюють анаеробний фотосинтез. Вони стійкі до продукується ними кисню і можуть використовувати його для власного метаболізму. Оскільки синьо-зелені водорості виникли в період, коли концентрація кисню в атмосфері змінювалася, цілком очевидно, що вони - проміжні форми між анаеробами і аеробами.
Вважається, що хемосинтез, в якому джерелом атомів водню для відновлення вуглекислого газу є сірководень (такий хемосинтез здійснюють сучасні зелені і пурпурні сірчані бактерії), передував складнішого двустадийному; фотосинтезу, при якому джерелом атомів водню є молекули води. Другий тип фотосинтезу характерний для зелених рослин.
Фотосинтезуюча діяльність первинних одноклітинних мала два наслідки, що зробили вирішальний вплив на всю подальшу еволюцію живого.
По-перше, фотосинтез звільнив організми від конкуренції за природні запаси абіогенних органічних сполук, кількість яких в середовищі значно скоротилося. Розвинені за допомогою фотосинтезу автотрофне харчування і запасання поживних готових речовин в рослинних тканинах створили потім умови для появи величезної різноманітності автотрофних і гетеротрофних організмів.
По-друге, фотосинтез забезпечував насичення атмосфери достатню кількість кисню для виникнення і розвитку організмів, енергетичний обмін яких заснований на процесах дихання.
Коли ж з'явилися еукаріотичні клітини? Значна кількість даних про копалин еукаріотах дозволяє сказати, що їх вік становить близько 1,5 млрд. Років. В еволюції одноклітинної організації виділяються ступені, пов'язані з ускладненням будови організму, вдосконаленням генетичного апарату і способів розмноження.
Прогресивним явищем у філогенезі найпростіших було виникнення у них статевого розмноження. Поступово в ході прогресивної еволюції стався перехід до поділу генеративних клітин на жіночі і чоловічі.
1.2 Еволюція багатоклітинних організмів
Наступна після виникнення одноклітинних ступінь еволюції полягала в утворенні і прогресивному розвитку багатоклітинних організмів. Цей ступінь відрізняється великою заплутаністю перехідних стадій (форм), з яких виділяються колоніальна одноклітинна, первинно-диференційована, централізовано-диференційована.
Колоніальна одноклітинна стадія.
Колоніальна одноклітинна стадія вважається перехідною від одноклітинного організму до багатоклітинного і є найбільш простий з усіх стадій в еволюції багатоклітинній організації.
Первинно-диференційована стадія в еволюції багатоклітинних організмів характеризується початком спеціалізації по «принципу поділу праці» у членів колонії. На первинно-диференційованої стадії відбувається спеціалізація функцій на тканинному, органному і системно-органному рівнях. Так, у кишковопорожнинних сформувалася проста нервова система, яка, поширюючи імпульси, координує діяльність рухових, залізистих, жалких, репродуктивних клітин. Нервового центру як такого ще немає, але центр координації є.
З кишковопорожнинних починається розвиток централізовано-диференційованої стадії в еволюції багатоклітинній організації. На цій стадії ускладнення морфофізіологічної структури йде через посилення тканинної спеціалізації, починаючи з виникнення зародкових листків, що детермінують морфогенез харчової, видільної, генеративної та інших систем органів. Виникає добре виражена централізована нервова система. Одночасно удосконалюються способи статевого розмноження - від зовнішнього запліднення до внутрішнього, від вільної інкубації яєць поза материнським організмом до живонародження.
Заключним етапом в еволюції централізовано-диференційованої стадії стало виникнення людини.
1.3 Еволюція рослинного світу
У протерозойскую еру (близько 1 млрд. Років тому) еволюційний стовбур найдавніших еукаріот розділився на кілька гілок, від яких виникли багатоклітинні рослини (зелені, бурі і червоні водорості), а також гриби. Більшість з первинних рослин вільно плавало в морській воді, частина прикріплювалася до дна.
Істотною умовою подальшої еволюції рослин був освіту субстрату на поверхні суші в результаті впливу бактерій на мінеральні речовини і під впливом кліматичних чинників. В кінці силурійського періоду грунтоутворювального процеси підготували можливість виходу рослин на сушу (41 млн. Років тому).
Першими рослинами, що освоїли сушу, були псилофіти. Потім виникли інші групи наземних судинних рослин: плавуни, хвощі, папороті, що розмножуються спорами і котрі воліють водну середу. Примітивні співтовариства цих рослин широко поширилися в девоні. В цей же період з'явилися і перші голонасінні, що виникли від стародавніх папоротей і успадкували від них зовнішній деревоподібний вигляд.
Перехід до розмноження насінням мав велике значення, так як звільнив процес статевого розмноження від зв'язку з середовищем.
Значного різноманітності досягла наземна флора в кам'яновугільний період. Серед деревовидних широко поширилися плауноподібні, що досягали у висоту 30 м і більше, з первинних голонасінних панували різні птерідосперми і кордаїти, що нагадували стовбурами хвойні і мали довгі стрічкоподібні листя. Розпочатий в пермський період розквіт голонасінних, зокрема хвойних, призвів до їх панування в мезозойську еру. До середини пермського періоду клімат став посушливим, що багато в чому позначилося на змінах у складі флори. Зійшли з арени гігантські папороті, деревоподібні плауни, каламіти і зник настільки яскравий для тієї епохи колорит тропічних рослин.
Запилення комахами і внутрішнє запліднення створили значні переваги квіткових над голосеменнимі, що забезпечило їх розквіт в кайнозої.
Отже, можна відзначити наступні основні особливості еволюції рослинного світу:
1) поступовий перехід до переважання диплоїдного покоління над гаплоидним;
2) статевий "розмноження, незалежне від крапельно-повітряного середовища; перехід від зовнішнього запліднення до внутрішнього, виникнення подвійного запліднення.
3) у зв'язку з прикріпленим способом життя на суші рослина розчленовується на корінь, стебло і лист, розвиваються судинна провідна система і захисні тканини;
4) вдосконалення органів розмноження і перехресного запилення у квіткових в сполученої еволюції з комахами - розвиток зародкового мішка для захисту рослинного ембріона від несприятливих впливів зовнішнього середовища; виникнення різноманітних способів поширення насіння і плодів фізичними і біологічними способами.
1.4 Еволюція тваринного світу
Історія тварин вивчена найповніше у зв'язку з тим, що вони мають скелетом і тому краще зберігаються в скам'янілих рештках. Найбільш ранні сліди тварин виявляються в кінці докембрію (700 млн. Років тому). Передбачається, що перші тварини походять або від загального стовбура всіх еукаріот, або від однієї з груп найдавніших водоростей. Найбільш близькі до предкам найпростіших тварин одноклітинні зелені водорості. Не випадково, наприклад, евглену і вольвокс, здатних і до фотосинтезу, і до гетеротрофного харчування, ботаніки відносять до типу зелених водоростей, а зоологи - до типу найпростіших тварин.
Різноманітність і кількість палеонтологічних документів історії тварин різко зростають в породах, датованих менш 570 млн. Років. Протягом приблизно 50 млн. Років досить швидко з'являються майже всі типи тварин з міцним кістяком. Виникнення Типу Хордових відноситься до часу менш 500 млн. Років.
Початок палеозою зазначено освітою багатьох типів тварин, з яких приблизно третина існує і в даний час. У пізніше кембрійського час з'являються перші риби. У девоні виникають щелепні риби в результаті таких великих еволюційних перетворень, як перетворення передньої пари зябрових дуг в щелепи і формування парних плавців. Перших челюстноротих представляли дві групи: Променепері і Лопастепірі риби. Майже всі, хто живе риби - нащадки лучеперих. Лопастепірі мали в плавцях кісткові опорні елементи, з яких розвинулися кінцівки перших мешканців суші. Отже, все чотириногі хребетні мають свою далеким предком цю зниклу групу риб.
Найбільш древні представники амфібій - ихтиостеги - виявлені в верхнедевонских відкладеннях (Гренландія). Вони володіли п'ятипалими кінцівками, за допомогою яких переповзали по суші. Конкуренція з кистеперої змушувала перших земноводних займати місця проживання, проміжні між водою і сушею.
Від примітивних амфібій ведуть свій початок рептилії, широко розселилися на суші до кінця пермського періоду завдяки придбанню легеневого дихання і оболонок яєць, що захищають від висихання. Перші рептилії поступилися місцем гігантським рептиліям, динозаврам, що з'явилися 150 млн. Років тому. Цілком ймовірно, що останні були теплокровними тваринами. У зв'язку з теплокровностью динозаври вели активний спосіб життя, чим можна пояснити їх тривале панування і співіснування з ссавцями.
Уже в період панування динозаврів існувала група ссавців - невеликих за розміром тварин з вовняним покровом, що виникли від однієї з ліній хижих рептилій - терапсид. Ссавці вийшли на передній край еволюції завдяки таким прогресивним особливостям, як більш розвинений мозок і пов'язана з цим велика активність, теплокровних, вигодовування потомства молоком.
Значного різноманітності ссавці досягли в кайнозої, тоді ж з'явилися примати. Третинний період був часом розквіту ссавців. Прогресивна еволюція приматів виявилася унікальним явищем в історії розвитку життя на Землі, в результаті вона привела до виникнення людини.
Особливості еволюції тваринного світу:
1) прогресивний розвиток багатоклітинних організмів і пов'язана з ним спеціалізація тканин і всіх систем органів. Вільний спосіб життя і здатність до переміщення в значній мірі визначили вдосконалення форм поведінки, а також відносну незалежність індивідуального розвитку від коливань факторів зовнішнього середовища на основі розвитку внутрішніх регуляторних систем;
2) виникнення твердого скелета: зовнішнього - у членистоногих, внутрішнього - у хребетних. Такий поділ визначило різні шляхи еволюції цих типів тварин. Зовнішній скелет членистоногих перешкоджав збільшення розмірів тіла, саме тому всі комахи представлені дрібними формами. Внутрішній скелет хребетних не обмежував збільшення розмірів тіла, які спіткали максимальної величини у мезозойських рептилій - динозаврів і іхтіозаврів;
3) виникнення органо-порожнинних і вдосконалення їх на централізовано-диференційованої стадії до ссавців. На цій стадії відбувся поділ комах і хребетних. Розвиток центральної нервової системи у комах характеризується | вдосконаленням форм поведінки по типу спадкового зміцнення інстинктів. У хребетних розвився головний мозок і система умовних рефлексів. Спостерігається яскраво виражена тенденція до підвищення середньої виживаності окремих особин.
1.5 Еволюція біосфери
Еволюція біосфери обумовлена трьома групами факторів:
1) розвитком Землі як космічного тіла і протікають і її надрах хімічними перетвореннями;
2) біологічною еволюцією живих організмів;
3) розвитком людського суспільства.
З моменту виникнення життя оформилася у вигляді примітивної біосфери, і з цього часу її еволюція тісно пов'язана з виникненням різноманітних видів мікроорганізмів, грибів, рослин, тварин. Число вимерлих видів, що колись мешкали на земній кулі, визначається від одного до декількох мільярдів. Різноманіття видів, що існували в минулому і що населяють планету зараз, є результат історичного розвитку біосфери в цілому.
Творцем сучасного вчення про біосферу став В.І. Вернадський.
Згідно висунутому В.І. Вернадським закону, призначеному ним самим «другим біогеохімічним принципом», еволюція видів і виникнення стійких форм життя йшли в напрямку посилення біогенної міграції атомів в біосфері. Взаємозв'язок еволюції органічного світу з основними биогеохимическими процесами в біосфері В.І. Вернадський вбачав, перш за все, в біогенних міграціях хімічних елементів, тобто в «проходженні» їх через організми.
Основна структурна одиниця біосфери - біогеоценоз. Властивості біосфери в значній мірі визначаються властивостями структурних одиниць. Входячи до складу біосфери, біогеоценози, природно, пов'язані між собою. Сукупність геологічних і космічних факторів істотно змінювала умови життя на Землі. Тому вже з моменту зародження живе пристосовувалося до цих змін, що супроводжувалося збільшенням різноманіття органічних форм. Поступово захоплення нових, раніше непридатних зон життя, призвів до майже повного заселення всіх можливих для існування живого місця проживання. Таким чином, еволюційні перетворення біосфери, обумовлені спільною дією біотичних і абіотичних факторів, - необхідні умови для існування життя на Землі.
Кожен з видів, що населяють нашу планету, є результат многомілліоннолетнюю еволюції, носій неповторних генетичних особливостей. Ми зобов'язані зберегти і передати нащадкам то біологічне різноманіття, яке існує на Землі і є наслідком неповторності еволюційних шляхів, що призвели до формування кожного виду. Щось принципово нове, що вніс XX в. в розуміння проблеми органічного різноманіття, зводиться до наступного: збереження біологічного різноманіття - неодмінна умова існування людини на Землі.
У зв'язку з проблемою стійкості екосистем виникла необхідність розробки концепції сталого розвитку. За своїм задумом прийняття цієї концепції має стимулювати розробку загальної стратегії розвитку людського суспільства на базі екологічно доцільного природокористування, збереження сприятливого для людей стану навколишнього середовища, що забезпечує прийнятну якість життя для нинішнього і наступних поколінь людей.
Існуюча в даний час ідеологія «суспільства споживання» згубна для біосфери, для яких складається екосистем, для збереження видового і екосистемного біорізноманіття, про людське око Homo sapiens, виживання якого залежить в першу чергу від стійкості біосфери, а, в кінцевому рахунку - від її біологічного різноманіття .
Список використаної літератури
1. Біологічний енциклопедичний словник. - М. +1989.
2. Вернадський В.І. Біосфера і ноосфера. - М. Наука, 1989.