Макроэволюция. Возникновение и развитие жизни на Земле. Урок 14

1.

Макроэволюция.
Возникновение и развитие жизни
на Земле

2.

Макроэволюция
— процесс формирования надвидовых таксонов (семейств, отделов,
типов, классов).
• К макроэволюции можно отнести возникновение и развитие
жизни на Земле.

3.

Основные направления эволюции по А.Н. Северцову
1. Биологический прогресс — возрастание приспособленности
организмов к окружающей среде.
Критерии биологического прогресса:
• увеличение численности;
• повышение видового разнообразия (прогрессивная
дифференциация);
• расширение ареала.

4.

Пути биологического прогресса
Ароморфоз
– появление у
организмов
значительных
изменений в строении,
что приводит к
образованию крупных
систематических групп
Идиоадаптации
– появление у
организмов мелких
изменений в строении,
которые помогают
лучше приспособиться к
различным условиям
среды
Появление легких у
земноводных
Разные формы клювов у
птиц
Общая дегенерация
– упрощение
организма, вплоть до
исчезновения
отдельных органов или
систем органов
(характерно для
паразитических форм и
форм, ведущих
неподвижный образ
жизни)
Свиной цепень и
отдельный членик

5.

Пути биологического прогресса

6.

Основные направления эволюции по А.Н. Северцову
2. Биологический регресс — отставание темпов эволюции группы
от скорости изменения внешней среды.
Биологический регресс может привести к вымиранию группы.
Критерии
биологического
регресса:
• снижение
численности
особей
• уменьшение
видового
разнообразия
• сужение ареала
обитания

7.

Основные причины вымирания видов:
• Узкая специализация
• Гигантские размеры
• Антропогенные факторы
Вымершие животные и растения

8.

Сохранение биоразнообразия
Красная книга - учет видов, находящихся на грани вымирания.
Имеются международный, национальный (в рамках государства),
локальный варианты Красной книги. Идея создания Красной книги
принадлежит Международному союзу охраны природы и природных
ресурсов (МСОП).
В Международной Красной книге выделено пять категорий: 1) Ех – повидимому, исчез; 2) Е – под угрозой исчезновения; 3) V –
сокращающийся в численности; 4) R – редкий; 5) восстановленный.

9.

Сохранение биоразнообразия
Особо охраняемые природные территории – ООПТ, генетические
банки данных – создаются для охраны не только отдельных видов, но
и целых комплексов и ландшафтов. К ООПТ относят: заповедники,
заказники, национальные парки, памятники природы.
• Экологические стандарты - стимулируют производителей
использовать более совершенные способы производства.
• Создание организаций по защите окружающей среды. Сейчас
насчитывается пять крупных экологических обществ, работающих как
в России, так и в других странах:
Greenpeace;
WWF;
«Зеленый крест»;
ВООП;
BirdLife International.

10.

Формы макроэволюции
Филетическая
эволюция
последовательное
преобразование
единого ствола или
отдельной ветви
филогенетического
древа.
Параллелизм
Сетчатая эволюция может
сходное развитие
двух или нескольких
родственных
организмов, которые
первоначально
дивергировали, но
обитают в
одинаковых условиях.
происходить путем
гибридизации (объединение
генетических признаков
разных таксонов), симбиогенеза (объединение
неродственных организмов
на основе получения
взаимной пользы)и
трансдукции (перенос
наследственной
информации вирусом из
одного организма в другой.)

11.

Формы макроэволюции
Дивергенция независимое
Конвергенция независимое
образование различных
признаков у родственных групп.
формирование сходных признаков у
неродственных организмов, которые
обитают в одинаковой среде.
Гомологичные органы
Аналогичные органы

12.

Теории и гипотезы происхождения жизни
Теория креационизма (лат. creatio творение) - настоящий мир создан
творцом в результате акта
сверхъестественного творения.
• Основополагающим моментом
креационизма являются не факты, а
вера.
Теория стационарного состояния жизнь
никто и ничто не создал(о) - жизнь, как и
Вселенная, существует вечно, не имея
точки начала и конца.
• Отдельные тела в этой системе галактики, звезды, небесные тела и
живые организмы - рождаются и
умирают.

13.

Теории и гипотезы происхождения жизни
Теория панспермии (греч. pan — всё и
sperma — семя) - жизнь на нашу планету
была занесена извне, из космоса с
падением метеороида или астероида.
На Землю попали зачатки живого - споры
бактерий, вирусы.
Теория самозарождения - жизнь способна
самозарождаться из неживого. Еще
Аристотель считал, что личинки, из которых
появляются мухи, самозарождаются в
гниющем мясе. Эти представления были
довольно долго распространены и
популярны.

14.

Витализм (лат. vitalis — жизненный)
- учение о существовании нематериальной сверхъестественной
жизненной силы, управляющей жизненными явлениями.
Витализм и теория самозарождения тесно взаимосвязаны.
• В конце XVI века, появилась легенда о гомункулусе.
• Свой рецепт "приготовления" гомункулуса Парацельс описывает так:
"Возьмите сперму и заставьте ее гнить 7 суток в запечатанной тыкве, а
затем в течение 40 недель в лошадином желудке, ежедневно
добавляя кровь. В результате произойдет живой ребенок, как дитя,
родившееся от женщины".

15.

Опыты, опровергающие теорию самозарождения жизни
• В закрытых банках, куда
не могут попасть мухи, не
развиваются черви - их
личинки.
• Пастер кипятил в S-образной
колбе молоко, в котором
находились микроорганизмы.
• После кипячения колбы
оставляли на открытом
воздухе.
• За счет S-образной колбы
бактерии оседали на стенках,
не достигали молока: процессы
брожения и гниения не
начинались.

16.

Гипотеза А.И. Опарина абиогенного происхождения жизни
Одним из первых в 1924 году научно пытался обосновать появление
жизни на земле советский ученый Опарин, а через 5 лет в - 1929 году - Дж.
Холдейн.

17.

Процессы возникновения жизни по Опарину делятся на 3 этапа:
1. Возникновение органических веществ из неорганических.
Образование первичного бульона
2. Усложнение строения веществ (появление белков, нуклеиновых
кислот). Формирование коацерватов - капель с большой
концентрацией коллоида
3. Возникновение самовоспроизводящихся организмов, появление в
них матричного синтеза на основе РНК, затем и ДНК
В результате таких преобразований из первичного бульона возникли
первые прокариотические клетки.

18.

Опыт Стенли Миллера
• Миллер использовал колбу, в которой непрерывно циркулировали
метан, аммиак, водород и угарный газ (CO) - когда-то составлявшие
атмосферу Земли (кислород в ее составе отсутствовал).
• По итогам эксперимента в системе появились аминокислоты, сахара,
жиры и даже предшественники нуклеиновых кислот.

19.

Этапы биологической эволюции
1.
2.
3.
4.
Анаэробы – гетеротрофы – прокариоты
Анаэробы – автотрофы – прокариоты
Аэробы – гетеротрофы и автотрофы – прокариоты
Аэробы – гетеротрофы и автотрофы - эукариоты

20.

Гипотеза симбиоза – появление эукариот
Русские ученые в начале 20 века развили гипотезу о симбиозе
бесхлорофилльной клетки с клеткой сине-зеленой водоросли
(цианобактерии), в результате чего могли появится одноклеточные
водоросли

21.

Гипотезы появления многоклеточности
Гипотеза фагоцителлы
Мечникова
Гипотеза гастерии Геккеля

22.

Развитие жизни на Земле
От 67 млн
лет назад
до наших
дней
От 230
млн до
67 млн
лет назад
От 570
млн лет
назад до
230 млн
лет назад
От 2,5 млрд лет назад до 570 млн лет назад
4 млрд лет до 2,5 млрд лет назад

23.

Архейская эра (от греч. archē - начало)
4 млрд лет до 2,5 млрд лет назад
Появились первые фотосинтезирующие организмы - сине-зеленые
водоросли (цианобактерии). Атмосфера начала постепенно обогащаться
кислородом. Появились все формы бактерий.

24.

Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe —
жизнь)
от 2,5 млрд лет назад до 570 млн лет назад
• Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат
соответственно был холодный.
• Выделились царства растений, животных и грибов.
• Возникли первые многоклеточные организмы: кишечнополостные,
губки, водоросли, предки трилобитов. Были распространены синезеленые водоросли - цианобактерии, которые выделяли кислород в
ходе фотосинтеза.
• Формируется озоновый слой

25.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
1. Кембрийский период
• Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый
сухой. Тают оледенения суши, в результате чего огромные пространства
заполняются водой.
• Все растения и животные обитают в море, однако, на побережье
появляются первые наземные грибы, лишайники.
• Животный мир активно развивается: на глубине в море появились
трилобиты и мечехвосты, коралловые полипы, иглокожие.

26.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
2. Ордовикский период
• Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные
животные почти не встречались. В толще океана обитали
фораминиферы и радиолярии.
• В теплых морях процветали кишечнополостные (в их числе и
коралловые полипы), иглокожие, моллюски. Установлено, что в этом
периоде жили первые представители типа хордовых - бесчелюстные.

27.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
3. Силурийский период
• Климат становится более сухим, суша поднимается - вода отступает.
• В приливно-отливных зонах возникают первые наземные растения:
риниофиты и псилофиты, еще имеющие очень много общего с
водорослями. Но у них появляются проводящие и механические ткани,
которые водорослям были ни к чему.
• Появились первые наземные животные: многоножки и паукообразные
- скорее всего произошедшие от трилобитообразных, которые долгое
время могли оставаться на отмелях после отлива.

28.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
4. Девонский период
• Это период господства рыб в морях. Появляются все известные на
настоящее время систематические группы рыб.
• Некоторые рыбы, обитающие в пересыхающих водоемах, используя
плавники, приобрели способность переползать из одного водоема в
другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются
двоякодышащие и кистеперые рыбы.
• К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и
стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб.
• Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и
папоротников.

29.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
5. Каменноугольный (карбон, от англ. carbon — углерод) период
• Теплый и влажный климат сменяется к концу периода холодным и
сухим.
• Массовое отмирание папоротникообразных в этом периоде привело к
образованию залежей каменного угля.
• Появляются семенные растения, размножение которых более не
связано с наличием воды.
• Возникают первые насекомые: тараканы, стрекозы, жесткокрылые.
• Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение
которых также не связано с наличием воды.

30.

Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
от 570 млн лет назад до 230 млн лет назад
5. Пермский период
• Климат меняется: он становится резко континентальным.
• Полностью вымирают трилобиты, многие моллюски, крупные рыбы и
насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные
папоротники, хвощи и плауны.
• В природе не бывает пустого места: бурно развиваются
пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это
же время возникают первые млекопитающие.

31.

Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
от 230 млн лет назад до 67 млн лет назад
1. Триасовый период
• Климат становится более сухим.
• Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми.
• Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
• Господствуют голосеменные: саговниковые, хвойные, гинкговые.
• Большинство амфибий вымирает.
• Господствуют пресмыкающиеся: черепахи, ихтиозавры, птицетазовые и
ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые.
• Часть рептилий дает начало млекопитающим, близким к
однопроходным животным.

32.

Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
от 230 млн лет назад до 67 млн лет назад
2. Юрский период
• Климат становится более теплым и влажным.
• Господствуют голосеменные растения: беннеттитовые, гнетовые,
саговниковые.
• В морях многочисленны головоногие моллюски.
• Самые разнообразные формы принимают морские пресмыкающиеся ихтиозавры, плезиозавры.
• Эта эра принадлежит динозаврам. Рептилии господствуют в воде, на
земле и в воздухе.
• К концу периода возникает первоптица - археоптерикс, давшая начала
обширной группе птиц.

33.

Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
от 230 млн лет назад до 67 млн лет назад
3. Меловой период
• Климат становится более холодным.
• В этом периоде образовались Анды, Альпы, Гималаи.
• Название периода связано с многочисленными отложениями мела,
которые образовались за счет раковин фораминифер.
• Появляются цветковые (покрытосеменные) растения, вымерли многие
голосеменные растения.
• Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров
заканчивается.
• На первый план выходят млекопитающие, ароморфозы которых,
теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее
положение. Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие.

34.

Кайнозойская эра (греч. kainos - новый + zoe - жизнь)
от 67 млн лет назад до наших дней
1. Палеоген (греч. palaios - древний и genos - рождение, возраст)
• В начале палеогена устанавливается теплый тропический и
субтропический климат.
• Большая часть животных представлена лесными обитателями.
• Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют
параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные,
широкого разнообразия достигает мир птиц.
• К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и
Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса преобразуются в
саванны и заросли кустарников.

35.

Кайнозойская эра (греч. kainos - новый + zoe - жизнь)
от 67 млн лет назад до наших дней
2. Неоген (греч. neo - новый)
• Климат влажный и теплым.
• Много открытых пространств: саванны, полупустыни, пустыни.
• По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы,
тополя.
• Расцвет животных открытых пространств: гиппарионов (примитивных
лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп.
• Среди класса птиц встречаются хищные гигантские бегающие птицы.
• Среди разнообразие приматов появление первых человекообразных
обезьян - антропоидов.

36.

Кайнозойская эра (греч. kainos - новый + zoe - жизнь)
от 67 млн лет назад до наших дней
3. Четвертичный (антропогеновый, от греч. anthropos - человек)
• Неоднократно происходили изменения климата.
• Поверхность Северного полушария оледеневала.
• В Евразии распространилась таежная и тундровая растительность.
• Среди животных были распространены бизоны, мамонты, носороги,
пещерные медведи.
• Примерно 2 млн. лет назад появился человек умелый, начался процесс
антропогенеза - становления человека, в результате которого возник
вид Homo sapiens.
• Активная деятельность человека:
распашка земель, вырубка лесов,
вытаптывание полей крупным
рогатым скотом - привели к
сужению ареала обитания
многих видов животных, часть из
которых вымерла.

37.

Домашнее задание
Ответьте на вопросы:
1. Что происходит в процессе макроэволюции? Назовите основные
направления эволюции по А.Н. Северцову. Перечислите критерии
биологического прогресса и биологического регресса. Приведите
примеры животных и растений, которые сегодня прогрессируют или
находятся на грани вымирания.
2. Какие меры по сохранению биоразнообразия предпринимаются?
3. Охарактеризуйте пути биологического прогресса: ароморфоз,
идиоадаптации, общая дегенерация. Приведите пример для каждого
случая.
4. Назовите формы макроэволюции. Кратко охарактеризуйте.
Приведите примеры.
5. Охарактеризуйте следующие теории возникновения жизни на Земле:
креационизма, стационарного состояния, панспермии,
самозарождения. В чем суть опытов Франческо Реди и Луи Пастера?
6. В чем суть гипотезы абиогенного происхождения жизни А. И.
Опарина и Дж. Холдейна? Перечислите этапы возникновения жизни
по Опарину. Опишите опыт С. Миллера. Что он доказывает?

38.

Домашнее задание (продолжение)
Ответьте на вопросы:
7. Перечислите этапы биологической эволюции. В чем суть гипотезы
симбиоза? Какие существуют гипотезы появления
многоклеточности? В чем их суть?
8. Какие процессы на Земле происходили в Архейской и
Протерозойской эрах?
9. Какие изменения в растительном, животном мире, а также климате
происходили в Палеозойскую эру в периоды: Кембрии, Ордовике,
Силуре, Девоне, Карбоне и Перми?
10. Какие изменения в растительном, животном мире, а также климате
происходили в Мезозойскую эру в периоды: Триасовый, Юрский,
Меловой?
11. Какие изменения в растительном, животном мире, а также климате
происходили в Кайнозойскую эру в периоды: Палеогеновый,
Неогеновый и Антропогеновый?