Краткая история эволюции органического мира

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО»

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ                                                          УНИВЕРСИТЕТ

Биологический факультет

 

 

 «Краткая история эволюции органического мира»

 

 

 

Выполнили:

студентки 2 курса, группы 125-9

Родина Наталья Андреевна

Миронова Дарья Андреевна

Проверила:

Юнина В. П.

 

 

 

 

 

 

Нижний Новгород

2013

Введение

Термин “эволюция” /от лат.evolutio – развертывание/ широко применяется в различных областях науки. Говорят об эволюции галактик, Земли, живой природы, молекул, атомов, обществ, методов познаний и т.д., подразумевая, что эволюция – это последовательные изменения во времени, ведущие к совершенствованию исходного состояния и возникновению нового.

На протяжении тысячелетий людям казалось очевидным, что живая природа была создана такой, какой мы ее знаем сейчас, и всегда оставалась неизменной. Но уже в глубокой древности высказывались догадки о постепенном изменении, развитии (эволюции) живой природы. В данной работе мы предоставили  различные  палеонтологические и палеобиогеографические доказательства эволюционных изменений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Эры криптозоя.

Архейская эра

Палеонтологические документы архейской эры крайне скудны и не всегда достоверны. Можно предполагать, что в морях архейской эры господствовали простейшие одноклеточные организмы: водоросли, бактерии, грибы и какие-то простейшие животные.

Приспособление первых организмов к различным способам питания (автотрофному и гетеротрофному) привело в течение архейской эры к обособлению царства растений и царства животных.

Протерозойская эра

Цианобионты. Расцвет строматолитов приурочен к протерозою, о чёс свидетельствуют разнообразные известковые строматолитовые толщи, нередко слагающие рифовые комплексы мощностью до 100 – 1000 м.

Органический мир вендского периода ,предваряющего кембрийский период, прежде всего характеризуется планетарным распространением специфических многоклеточных. У вендских многоклеточных: 1) Не было минерального скелета (они сохранились только в виде отпечатков); 2) мягкое тело было плоским и тонким (например при длине 420 мм толщина была 3 мм); 3) тело было преимущественно сегментированным «червеподобным» либо круглым «медузоподобным».

Таким образом, в конце протерозоя существовали представители почти всех типов животных, но все они не имели скелетных образований. В начале фанерозоя появляются разнообразные группы скелетообразующих организмов. Для объяснения этого удивительного события было высказано очень много различных гипотез.  Предполагается, что организмы прошли длительную фазу докембрийской эволюции, не имея скелетных образований, но на границе между криптозоем и фанерозоем, по-видимому, изменился химический состав морской воды, повысилась ее солёность, увеличилось содержание кислорода в атмосфере при одновременном уменьшении количества углекислого газа. Все это привело к созданию “озонового” щита и уменьшению ультрафиолетовой радиации.

В последние годы биогеохимики обнаружили в докембрийских породах остатки различных аминокислот, входившие в состав белков тел древних организмов. Эти остатки были названа “c h e m I c a l  f s s I l s ”, для русского обозначения Н. Б. Вассоевич предложил термин “хемофоссилин”.

В протерозое, по-видимому, господствовали многочисленные и разнообразные бактерии, не имеющие обособленного ядра, но обладавшие огромной биохимической энергией. Вместе с ними были распространены разнообразные грибы. Бактерии и грибы играли большую роль в разрушении горных пород и способствовали созданию условий для освоения суши другими организмами.

 

 

 

Глава II. Эры фанерозоя

Палеозойская эра

Кембрийский период

В отложениях, относимых к самому началу кембрия, встречены скелетные остатки губок, археоциат, брахиопод, хиолитов, брюхоногих моллюсков и нескольких групп неясного систематического состава. Несколько позднее появляются кораллы, двустворки, трилобиты и остракоды. Еще позднее появляются примитивные фораминиферы с органическим скелетом и прочной агглютинированной раковиной (астроризиды), радиолярии со сферическими кремневым скелетом и шестилучевые кремневые губки.

В раннем кембрии особенно широко были распространены археоциаты, среди которых известны формы с одностенными коническими или трубчатыми кубками, одиночные и колониальные формы с двойной стенкой, у кторых интерваллюм разделен либо прямыми пористыми перегородками, либо пористыми тениями. Археоциаты жили в мелководных теплых морях обычно крупными поселениями, нередко приобретавшими рифовый характер; вместе с ними обитали синезеленые водоросли, строматопоры и брахиоподы. В морях были распространены сифонофоры и медузы, разнообразные кольчатые черви, от которых сохранились отпечатки, слепки внутренней полости (в дальнейшем изложении черви нами не рассматриваются, так как об их эволюции известно мало и находки очень редки).

Особенного развития в кембрии достигают трилобиты, составляющие до 60% всей известной кембрийской фауны.

Появляются прикрепленные иглокожие – текоидеи (эдриоастероидеи) с шаровидной чашечкой. В конце кембрия возникают стереостолонатные граптолиты, образовавшие кустистые колонии, на которых располагались автотеки, битеки и столотеки. Они вели прикрепленный образ жизни – бентосный или псевдопланктонный.

Кембрий характеризуется гораздо большим, чем в протерозое, числом находок скелетов водорослей (главным образом синезеленых, в меньшей степени красных), разнообразных спор.  

 

Ордовикский период

Кроме трилобитов в ордовике были распространены остракоды. Некоторые имели равностворчатую раковину (длиной до 10 мм) с прямым спинным краем и слабо намеченным глазным бугорком – лепердиты, а другие – обычно резко и разнообразно расчлененную раковину с лопастями, буграми, ребрами – бейрихииды. Хелицеровые были представлены мечехвостными и эвриптеридами; остатки последних никогда не встречаются совместно с остатками настоящих морских организмов: по-видимому, эвриптериды были обитателями пресных или солоноватых водоемов. Моллюски представлены всеми классами, но наиболее широко распространены головоногие: наутилоидеи с прямой раковиной, эндоцератиты и актиноцератиты, имевшие крупную раковину (длиной до 2-3 м) и сложно построенный сифон. В конце периода эндоцератитъг угасают. Число групп двустворчатых моллюсков по сравнению с кембрием увеличивается: кроме рядозубых появляются неравнолryскульные (беззубые) и связкозубые. Среди переднежаберных брюхоногих игз-вестны новые группы, характеризующиеся редукцией органов правой стороны, сохранением только левой жабры, почки и предсердия; их раковина утратила анальную щель и перламутровый слой; продол-жают существовать и брюхоногие с анальной вырезкой на раковине. Следует отметить распространение в ордовике хиолитов, имевших двустороннесимметричную раковину с обособленной брюшной и спин-ной сторонами. В начале ордовика появляются голоротые мшанки (см. рис. 133), среди которых наиболее широко распространены трепостоматы с ветвистыми, массивными, листообразными или обрастающи-ми колониями. В меньшем количестве встречаются криптостоматы, имевшие сетчатые, ветвистые и листовидные колонии. Среди беззамковых брахиопод многочисленны оболиды (отряд лингулид), обладавшие мелкими округлыми хитиново-фосфатными раковинами с краевыми макушками. Особенно широко распространены замковые брахиюподы: ортиды с известковой раковиной, прямым смычным краем, хорошо развитыми зубами; пентамериды с двояковыпуклой, непористой раковиной и открытым дельтггрием; строфомениды с вогнуто-выпуклой раковиной, имевшей на обоих створках ареи с треугольными отверстиями для ножки. Появляются также представители других отрядов брахиопод (ринхонеллиды, атришиды, спирифериды). Общее число родов ордовикских брахиопод достигает 200. Среди иглокожих преобладают прикрепленные формы - в первую очередь цистоидеи, которые имели довольно правильную чашечку и парные или ромбовые поры, выполнявшие, по-видимому, функцию газообмена. В ордовике появляются первые бластоидеи с чашечкой обладавшее недоразвитыми гидроспирами; чашечка, в отличие от более поздних представителей, состояла из большого числа табличек. С середины ордовика возникают морские лилии, имевшие моно-или дициклическуго чашечку, от которой отходили руки, приспособленные для сбора пищи лучше, чем у бластоидей. у первых морских

Из отложений прибрежно-морских бассейнов ордовика известны остаткики древнейших позвоночных - бесчелюстных рыбообразных животных. Они были лишены челюстей, имели парное пли непарное носовое отверстие, непарные плавники (из парных плавников иногда присутствовали грудные), внутренний скелет был хрящевым. Туловище бесчелюстных было покрыто шагренью из кожных зубов или костным панцирем, состоявшим из отдельных пластинок, покрывавших головную и переднюю часть туловища; задняя часть туловища и хвост были покрыты чешуей. Их потомки, миноги и миксины, жившие в настоящее время, утратили наружный скелет и ведут паразитический образ жизни. Из среднего ордовика известны конодонты - маленькие зубоподобные образования, принадлежащие неизвестно каким организмам. Из ордовика известны остатки низших растений - водорослей и грибов; из высших - мхи и, возможно, плауновидные.

 

Силурийский период

В конце силура встречены известковые скелеты, отнесенные к афросальпингоидам, группе неясного систематического положения.

В силуре резко сокращается количество трилобитов – продолжают лихиды, харпины, тринуклеины и илленины.

Становятся известными лимулиды и скорпионы (хелицеровые), первые представители которых обитали в воде. Среди моллюсков известны моноплакофоры, увеличивается количество переднежаберных брюхоногих, к известных из ордовика отрядам двустворчатых моллюсков прибавляются разнозубые. Значительную роль в морской фауне с силура продолжают играть многие отряды наутилоидей с прямой раковиной (ортоцератиды и онкоцератиды) и актиноцератиты. Среди мшанок несколько сокращается количество трепостомат и, наоборот, увеличивается число криптостомат и циклостомат. Число родов брахиопод уменьшается до 180 и среди них наиболее широко распространены пентамериды, строфохениды, атрипиды. Появляются новые роды и семейства спириферид и атрипид. В конце силура возникают теребратулиды.

Среди прикрепленных иглокожих уменьшается количество цистоидей; появляются настоящие бластоидеи, у которых чашечка состоит из 13 табличек, расположенных в три пояса, и хорошо развиты гидроспиры; значительно увеличивается число морских лилий.

Среди полухордовых по-прежнему очень широко распространены граптолиты. На смену безосным граптолитам, вымершим в конце ордовика, в раннем силуре приходят осеносные граптолиты вначале с двурядными, а позднее с однорядными колониями, имеющими вид прямой или свернутой ветви, и колониями в форме башенковидной или неправильной конусовидной спирали или в форме сетки. В конце раннего силура исчезают двурядные и сетчатые граптолиты и в позднем силуре господствующее положение занимают граптолиты с однорядными колониями. В конце силура или начале девона собственно граптолиты вымирают.

В позднем силуре появляются первые настоящие рыбы, снабженные челюстями, парными плавниками и более совершенным внутренним скелетом. Они были представлены акантодами - рыбами, соединявшими в себе признаки хрящевых и костных рыб. Тело акантод было по-крыто чешуей, между грудными и брюшными плавниками имелась серия дополнительных плавников, снабженных впереди колючками -ихтиодорулитами, внутренний скелет был хрящевым. Акантоды просуществовали до конца палеозоя.

В силуре продолжают развиваться бактерии, грибы, водоросли -синезеаеные, багряные и зеленые.

Из силурийских отложений известны гигантские растения - нематофиты с дифференцированной тканью и кутинизированными спорами. Конец силура и начало девона ознаменовались крупными горообразовательными процессами, которые привели к расширению суши, созданию новых горных цепей и регрессии моря. В конце силура появляются первые наземные растения - псилофитовидные и примитивные плауновидные (барагванатиевые). Выход растений на сушу и завоевание ими в девоне огромных наземных пространств явилось важнейшим этапом развития наземного органического мира.

В морях произошло существенное изменение состава позвоночных, в девоне появились новые классы рыб. Состав морских беспозвоночных также существенно изменился: вымерли настоящие граптолиты, многие семейства и отряды брахиопод, мшанок, головоногих и других групп. В девоне появились новые группы, в том числе аммоноидеи, бактеритоидеи и др. Конец силура и начало девона, таким образом, представляют собой естественный рубеж в геологической истории Земли и эволюции растительного и животного мира. Поэтому развитие органического мира в палеозое можно разделить на два этапа.

 

Девонский период

Начало Девона характеризуется широком развитием континентальных условий, обширными участками суши с расчлененным рельефом; трансгрессия моря начинается в среднем девоне и максимума достигает в позднем девоне.

Среди фораминифер широко распространены аммодисциды, имевшие двухкамерную раковину.

Появляются первые известковые губки и достигают расцвета рецептакулиты, вымирающие в начале карбона.

Строматопоры, коммуникатные табуляты, однозонные и двузонные четырехлучевые кораллы принимают участие в образовании рифовых построек.

Значительно сокращается количество трилобитов, к концу периода исчезают почти все группы трилобитов, за исключением птихопариид, доживающих до перми.

Стреди остракод вымирает большинство лепердитид и наиболее распространены бейрихииды, имевшие сложную расчленённую раковину.

На суше появляются первые пауки, клещи; и континентально-лагунных бассейнах господствуют эвриптериды.

Брахиоподы в девоне достигают максимума своего развития - известно свыше 320 родов замковых брахиопод. В первую очередь следует отметить спириферид и атрипид, имевших спиральный известковый ручной аппарат; у первых, по-видимому более совершенных форм (они дожили до юры), вершины конусов были направлены в стороны, у вторых -  менее совершенных (вымерших в начале карбона) - вершины конусов были направлены в сторону спинной створки, которая вследствие этого всегда более выпуклая, чем брюшная. Кроме  этих двух отрядов в девоне были довольно многочисленны ринхонеллиды, имевшие ручные поддержки в виде крючков, терабратулиды с петлевидным аппаратом и др. Брахиоподы девона отличались большим разнообразием, богатством видов и довольно быстрой изменчивостью во времени.

Среди иглокожих преобладают прикрепленные формы: бластоидеи и морские лилии. Редко встречаются древние морские ежи.

Стереостолонатные граптолиты встречаются крайне редко и существенной роли в фауне морей не играли.

Девонскнй период был периодом господства рыб. В девоне были широко распространены пластинокожие, или «панцирные, рыбы, со своеобразным панцирем, покрывавшим раздельно голову и переднюю часть туловища, и с челюстями в виде зазубренных костных пластинок. Они вели в основном придонный образ жизни и вымерли в конце периода. В середине девона появились костные рыбы, среди которых с самого начала наметилось разделение на три основные ветви: лучеперых, кистеперых и двоякодышащих. Особенно многочисленны в девоне были кистеперые рыбы - хищники с сильными зубами. Двоякодышащие приспособились к жизни в засушливых условиях. Лучеперые рыбы были немногочисленны, имели ганоидную чешую и хрящевой или слабо-окостеневший скелет (акулы, скаты и брадиодонты). От них сохраняются преимущественно зубы и плавниковые шипы. В позднем девоне от кистеперых рыб возникли первые стегоцефалы («крышеголовые»), относимые к земноводным. Они были первыми наземными четвероногими суши. Существование стегоцефалов было связано с водной средой: они размножались и выводили молодь (личинок) в воде подобно своим потомкам - современным лягушкам, саламандрам и червягам. Стегоцефалы имели сплошную костную крышу черепа, почти все вели хищный образ жизни, питались в основном рыбой. Просуществовали до конца триаса. У девонских стегоцефалов - ихтиостегид - еще сохраняются в строении тела особенности, сближающие их с кистеперыми рыбами, но строение пятипалых конечностей свидетельствует уже о наземном образе жизни.

Главными представителями девонских водных растений были по-прежнему синезеленые водоросли, а также хоровые (трохилиски, сицидиумы) и нематофиты, крупные стволы которых найдены в Европе и Америке. Известны также остатки бактерий и грибов. На суше достигают широкого распространения псилофитовидные, создающие первую наземную флору - псилофитовидную. От псилофытовидных произошли примитивные плауиовндные -протолепидодендровые, первые членистостебельные - гиениевые и первые папоротниковидные-прапапоротники. К началу позднего девона псилофитовидные исчезают и их место занимает археоптерисовая флора, названная по преобладавшему в ней настоящему папоротнику археоптерису. В состав археоптерисовой флоры кроме папоротников входят прапапоротники, древние плауновидные, членистостебельные и первые семенные растения. 

Каменноугольный период

Большого разнообразия достигают стегоцефалы, различные по величине, по строению позвоночного столба и по форме: крокодилообразные, саламандрообразные и малоподвижные, лежащие на дне; они населяли берега озер и болот, заросли каменноугольных лесов.