Возникновение жизни на земле

| Категория реферата: Рефераты по биологии
| Теги реферата: реферат эпоха, реферат на тему государство
| Добавил(а) на сайт: Якушов.

Никто точно не знает ,когда именно возникла первая живая клетка .Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий ), найденных в древних отложениях земной коры , - около 3,5 миллиардов лет . Допустим ,что возраст жизни на нашей планете – 3 миллиарда 600 миллионов лет. Для большей наглядности представим себе , что этот огромный отрезок времени уместился в пределы одних суток.
Сейчас на наших “часах” – ровно 24 часа ,а в момент возникновения жизни они показывали 0 часов.Каждый час вместил 150 миллионов лет ,каждая минута
– 2,5 миллионов лет.

Самая древняя эпоха развития жизни докембрийская- длилась невероятно долго : свыше 3 миллиардов лет . Или , по нашей шкале
,с начала суток до 8 часов вечера . Мы уже рассказали об условиях ,в которых жили первые живые организмы .Пищей им служил “первичный бульон” окружающего океана или их менее удачливые собратья . Постепенно ,однако ,в течение миллионов лет этот бульон становился все более“разбавленным”,и , наконец ,запасы питательных веществ исчерпались .

Развитие жизни зашло в тупик .Но эволюция благополучно нашла из него выход.Появились первые организмы (бактерии ),способные с помощью солнечного света превращать неорганические вещества в органические.
Чтобы строить свои организмы ,всему живому требуется ,в частности , водород. Зеленые растения получают его,расще-пляя воду и выделяя кислород .
Но бактерии этого делать еще не умеют . Они разлагают не воду ,а сероводород, что гораздо проще.При этом выделяется не кислород ,а сера .
(Поэтому на повер-хности некоторых болот можно встре-тить пленку из серы ).
Так и поступали древние бактерии . Но количество сероводорода на Земле было довольно огра-ничено .Наступил новый кризис в развитии жизни .

Выход из него “нашли” синезеленые водоросли .Они научились расщеплять воду . Молекула воды – непростой “орешек“ не так – то легко “растащить” водород и кислород.Это в семь раз труднее ,чем расщепить сероводород.Можно сказать ,что синезеленые водоросли совершили настоящий подвиг .Это произошло 2 миллиарда 300 миллионов лет назад (по нашей шкале – около 9 часов утра ).

Теперь в качестве побочного продукта в атмосферу начал выделяться кислород . Накопление кислорода представляло серьезную угрозу для жизни .Начиная с 11 часов утра новое самозарождение жизни на Земле стало невозможным – содержание кислорода достигло 1% от современного .А перед живыми организмами встала новая проблема - как бороться с возрастающим количеством этого агрессивного вещества .

Но эволюция сумела преодолеть и это испытание, одержав новую блестящую победу .Около 11 часов утра на Земле появился первый организм ,вдохнувший кислород.Так возникло дыхание.

До этого момента живые организмы жили в океане , укрываясь в водной толще от губительного для всего живого потоков солнечного ультрафиолета
.Теперь благодаря кислороду в верхних слоях атмосферы возник слой озона, смягчивший излучение. Под защитой озона жизнь смогла выйти на сушу.

Американский писатель-фантаст Клиффорд Саймак в повести “Кто там в толще скал ?” так описывает воображаемое путешествие своего героя во времени – в докембрий :”Дышать было трудно .Кислорода еще хватало , хоть и с грехом пополам ,- из-за этого он и дышал гораздо чаще обычного.Отступи он в прошлое еще на миллион лет– кислорода перестало бы хватать. А отступи еще немного дальше – и свободного кислорода не оказалось бы совсем.

Всмотревшись в береговую кромку ,он приметил ,что она населена множеством крохотных созданий , снующих туда-сюда ,копошащихся в пенном прибрежном соре или сверлящих булавочные норки в грязи .Он опустил руку и слегка поскреб камень ,на котором сидел .На камне проступало зеленоватое пятно – оно тут же отделилось и прилипло к ладони толстой пленкой
,склизской на ощупь.
Значит,перед ним была первая жизнь ,осмелившаяся выб- раться на сушу ,- существа ,не готовые ,да и не способные оторваться от подола ласковой матери - воды ,которая бессменно пестовала жизнь с самого ее начала .
Здесь происходило многое ,что даст себя знать в гряду – щем ,но происходило тайно ,исподволь .Снующие козяв - ки и осклизлый налет на скалах – отважные в своем нера- зумии предвестники далеких дней – внушали почтение …” В течение докембрия природа сделала еще целый ряд заме-чательных “изобретений”.Около 2 часов дня (по нашей шка-ле) клетки получили ядро .Примерно тогда же возникло по- ловое размножение ,резко ускорившее темпы эволюции .
Появились первые многоклеточные существа .
К концу докембрия (как мы помним ,это 8 часов вечера) земные моря населяли разнообразные животные :медузы, плоские черви ,губки ,полипы .Все они были мягкотелыми, лишенными скелета .Возникновение у животных скелета - раковин ,панцирей и т.д. – обозначило начало новой геоло- гической эры.

Палеозойская эра ,начавшаяся 570 миллионов лет назад , длилась 340 миллионов лет .(То есть ,по нашей шкале ,с начала девятого вечера до половины одиннадцатого .)Уче- ные делят ее на шесть периодов .
Самый ранний из них – кембрий (он продолжался 70 мил - лионов лет).Как мы уже сказали ,в этот период у самых разнообразных животных начинает развиваться скелет, будь то раковина ,панцирь или просто колючие шипики .
Видимо ,мягкотелось становится к этому моменту слиш- ком небезопасной.

Творчество природы ,создающей новые формы жизни ,в кембрии необычайно плодотворно и разнообразно :почти все типы животного царства получают своих первых пред- ставителей .Хордовых ,например,представляют существа, похожие на современного ланцетника .Пропуская воду через жаберные щели ,они таким образом процеживают из ила съедобные частички. Как ни трудно нам представить моря без рыб ,но в морях кембрия их еще не было .Моря были густо заселены знаменитыми трилобитами – вымер-шими предками пауков , скорпионов и клещей .
За кембрием следует ордовик (он длился 60 миллионов лет).В море по – прежнему процветают трилобиты .Появ- ляются первые позвоночные – родичи современных миног и миксин .Челюстей у них еще нет , но строение рта позво - ляет хватать живую добычу ,что ,конечно ,гораздо выгод- нее ,бесконечного процеживания ила .

В следующем периоде – силуре (30 миллионов лет )на сушу выходят первые растения (псилофиты) ,покрывая берега зеленым ковром высотой до 25 сантиметров .Вслед за ними на сушу начинают переселяться животные , приу - чаясь дышать атмосферным воздухом ,- многоножки ,чер- ви ,пауки и скорпионы.

В морях трилобитов уже теснят гигантские ракоскор - пионы ,длина которых порой превышает 2 метра . У поз- воночных появляется новый ,неизвестный прежде орган – челюсти , развившиеся из безобидных жаберных щелей бес- черепных (например ,ланцетника ) .Чтобы добыча не ус - кользнула из их челюстей ,рыбы приобретают одновремен - но парные плавники ,увеличивающие маневренность .
Следующий период – девон (60 миллионов лет ).Сушу заселяют плауны,папоротники ,хвощи ,мхи .В их зарослях уже живут первые насекомые.
Выбираются на сушу и позвоночные .Как и почему это происходит ?Климат в девоне был сухой ,температура в течение года резко изменялась.Многие водоемы пересыха -ли .Некоторые рыбы стали на время засухи зарываться в ил.Для этого нужно было уметь дышать атмосферным воздухом .Но особенно многообещающей для дальнейшей эволюции оказалась группа кистеперых рыб .Помимо легоч- ного дыхания они имели подвижные мускулистые плав-ники, похожие на лапы .С их помощью они ползали по дну . Чтобы не погибнуть в пересохшем водоеме , кистеперые рыбы отправлялись в сухопутные странствия в поисках воды . При этом они путешествовали на довольно большие расстояния .Естественно
,выживали те,которые лучше могли двигаться по суше.Правда ,слабых легких для дыха-ния было недостаточно .Как еще дышать , если жабры на суше не годятся ?Только через кожу.Поэтому рыбья чешуя уступила место гладкой влажной коже .
Так в девоне кистеперые рыбы постепенно покинули род -

ную стихию и дали начало первым земноводным – стегоце- фалам (панцирноголовым).

Вслед за девоном наступил карбон ,или каменноугольный период (65 миллионов лет).Впервые огромные пространст- ва суши покрылись болотистыми лесами из древовидных папоротников ,хвощей и плаунов .
Глядя на современные небольшие плауны ,трудно пове - рить ,что их предки (например ,чешуедрев ,или лепидоден- дрон ) достигали 40 метров в высоту и 6 метров в обхвате.
Из падавших в воду и постепенно превращавшихся в уголь стволов образовались залежи каменного угля .Самый цен- ный уголь (антрацит) получился из скоплений множества спор ,которые роняли в воду деревья того времени.
Сжигая в печке каменный уголь ,мы чувствуем тепло сол- нечных ,падавших на Землю без малого треть миллиарда лет назад.Под ними грелись наши далекие предки - земно- водные ,царствовавшие в карбоне.
Впервые жизнь ,освоившая воду и сушу ,сделала шаг и в третью стихию – воздух .Первыми и единственными ,кто поднялся в воздух в лесах каменноугольного периода ,были насекомые .Порой они вырастали до невероятных .Размах крыльев некоторых стрекоз достигал 70 сантиметров .А в зарослях помимо пауков и скорпионов стали встречаться, например, тараканы (размером с морскую свинку).
Жизнь сумела окончательно оторваться от породившей ее водной стихии .Почти одновременно это удалось репти- лиям и семенным папоротникам ,предкам хвойных.У расте- ний появились семена вместо спор ,у яиц рептилий – скор - лупа .Зародыши в семени и яйце были защищены оболочка -ми ,обеспечены пищей
.Из яиц рептилий вылуплялся уже не беспомощный головастик ,а уменьшенная копия роди-теля.
Рептилиям уже не нужна была голая кожа для дыхания – вполне хватало легких.Они “заковались обратно в панцирь” из чешуи или роговых щитков.
Последний период эры древней жизни – пермь,или пермс -кий период (55 миллионов лет) .Климат стал холоднеее и суше .Влажные леса из папоротников и плаунов исчезли .
Вместо них появились и широко разрослись хвойные .
Земноводных все больше теснили рептилии ,шедшие к своему господству на планете.

Мезозойская эра наступила 230 миллионов лет назад и дли-лась 163 миллиона лет .(То есть с половины одиннадцатого вечера до половины двенадцатого по нашей шкале.) Она де-лится на 3 периода :триас (35 миллионов лет),юру, или юр-ский период (58 миллионов лет),и мел ,или меловой период (70 милллионов лет).
В морях еще в пермский период окончательно вымерли трилобиты .Но это не было закатом морских беспозвоноч- ных .Напротив: на смену каждой вымершей форме прихо- дило несколько новых .В течение мезозойской эры океаны
Земли изобиловали моллюсками :белемнитами ,похожими на кальмаров (их ископаемые раковины зовут “чертовы- ми пальцами “), и аммонитами .Раковины некоторых ам - монитов достигали 3 метра в диаметре .Ни у кого больше на нашей планете ,ни до того ,ни позднее,не было таких колоссальных раковин !
В лесах мезозоя господствовали хвойные ,похожие на современные сосны и кипарисы , а также саговники .Мы привыкли видеть насекомых ,вьющихся над цветами .Но такое зрелище стало возможным лишь с середины мезо- зоя ,когда на Земле расцвел первый цветок .К меловому пе- риоду цветковые растения уже начали теснить хвойные и саговники .
Мезозой ,особенно юру ,можно назвать царством репти- лий .Но еще в самом начале мезозоя ,когда рептилии толь- ко шли к своему господству ,рядом с ними появились мел- кие, покрытые шерстью теплокровные животные – млеко- питающие .Долгие 100 миллионов лет они жили рядом с ди- нозаврами ,почти незаметные на их фоне ,терпеливо до - жидаясь своего часа .
В юре у динозавров появились и другие теплокровные со- перники – первоптицы (ахеоптериксы).Они имели еще очень много общего с рептилиями :например,челюсти, усеянные острыми зубами .В меловом периоде от них произошли и настоящие птицы .
В конце мелового периода климат на Земле стал холоднее.
Природа уже не могла прокормить животных ,весивших более десяти килограммов .(Правда ,есть научные теории, иначе объясняющие вымирание динозавров.)Началось мас- совое вымирание (растянувшееся ,однако ,на миллионы лет) гигантов – динозавров. Теперь освободившееся место могли занять звери и птицы.

Кайнозойская эра ,начавшаяся “ за полчаса до полуночи”
(67 миллионов лет назад),стала царством птиц млекопи - тающих ,насекомых и цветковых растений.Она продол - жается и сейчас .
Ученые разделяют ее на 3 периода :палеоген ,неоген и антропоген
.Последний из этих периодов ,в котором появ- ляется человек ,начался (по нашему счету – 50 секунд на - зад) .А время существования всей человеческой цивилиза- ции (если считать ее возрастом 10 тысяч лет )на нашей шкале – всего “четверть секунды” !

Впервые человек стал задумываться о своем происхожде- нии очень давно ,в доисторические времена .Каждое племя имело свой тотем – священное животное,от которого ,как считалось ,оно вело свой род.Это могли быть птица ,олень, медведь и т.д.Почитание тотемов и теперь сохранилось у некоторых племен , живущих по обычаям предков. Очеви-дно , что на заре своей истории человек не видел ничего зазорного в том ,что произошел от животных ,и это даже являлось предметом своеобразной гордости .

Но в христианских странах вплоть до 19 века подобные предложения считались абсолютно недопустимыми .Впро- чем ,смельчаков ,рискующих опровергать теорию о сотво- рении человека Богом из глины на седьмой день творения , почти и не находилось .Противники эволюционных идей даже создали особое учение – креационизм ,научно обосно- вывавшее акт божественного творения .В 19 веке креа- ционизм составлял вполне серьезную научную оппозицию теориям эволюции .Виднейший из биологов –креациони-стов был Жорж Кювье.Даже сейчас ,согласно опросам , большая часть американских студентов ,например , про-должает верить в то ,что человек сотворен Богом ,как сказано в Библии.

Среди биологов по этому поводу бытует такая шутка:
“Десять тысяч лет спустя существа ,населяющие Землю, будут с негодованием отрицать свое происхождение от человека” .

Чарлз Дарвин в своем прославленном труде“Происхожде- ние видов “(1859г.)весьма вскользь коснулся вопроса происхождения человека
,заметив лишь,что на него также “будет проит свет“.Однако уже этот скромный намек выз- вал целый шквал негодования .Философ и историк Томас Карлейль назвал книгу
Дарвина “евангелием грязи“.Лишь 12 лет спустя Дарвин выпустил отдельную книгу “Проис-хождение человека и половой отбор”.

Как же вопрос о происхождении человека решается сов- ременной наукой?”Человек разумный“ (Homo sapiens) относится к семейству людей ,подотряду человекообраз- ных обезьян отряда приматов .
Первые приматы появились около 70 миллионов лет назад,
Первые человекообразные обезьяны – 34 миллиона лет назад .
В последнее время ученые предложили совершенно новый способ определения степени родства любых живых орга- низмов.Они сравнивают,насколько совпадает строение ДНК двух живых существ
.Чем меньше совпадений – тем дальше родство. Этот метод применили и к человекооб - разным обезьянам.После сравнения выяснилось ,что человек отличается от шимпанзе всего на 2,5 % ,немногим больше- от гориллы ,а от низших обезьян – более чем на 10%.

Но все это отнюдь не означает ,что ныне живущие шим- панзе и гориллы – точные копии предков человека .Просто у человека с этими обезьянами имеется общий предок .Уче- ные назвали его дриопитеком (по-латыни – “древесная обезьяна“),т.к. он обитална деревьях .В 1856 году во Фран- ции отыскали части скелета этого пращура шимпанзе , гориллы и человека .
Во времена жизни дриопитеков значительную часть суши затронуло изменение климата :тропические джунгли исчезали и сменялись пространствами лишенными лесов.

Это обстоятельство не могло не сказаться и на образе жизни животных .Иные отступали под прикрытием исче- зающего леса ,другие старались приспособиться к жизни на открытой местности
.Так жизнь заставила дриопите- ков “спуститься с деревьев на землю”.

Австралопитеки (по-латыни – “южные обезьяны”),оби- тавшие в степях Африки ,сделали еще два шага от живот- ного к человеку .Первым их “достижением” стало прямо – хождение ,о чем свидетельствует строение тазовых кос - тей австралопитеков .Хождение на двух ногах ,кстати го- воря ,принесло массу неудобств .Скорость его передвиже- ния сразу замедлилась ,роды стали мучительными (в отли- чие от четвероногих) .Но ,видимо ,преимущества этого способа передвижения перевешивали .В чем же они заклю- чались? Высвободились две передние конечности – руки . Теперь в них можно было держать камни ,палки,другие ору- дия .Орудия ,как известно ,могут применять многие звери и птицы .К примеру ,стервятники разбивают страусиные яйца бросая в них камни .Но в жизни предков человека орудия стали приобретать все большую,невиданную преж- де роль.
Австралопитеки ,судя по всему ,еще не обрабатывали своих орудий ,а просто использовали то ,что находили:по- мимо палок и камней крупные кости ,рога антилоп .Ими можно было,например,отбить от стада и убить антило - пу, отогнать хищника от его добычи .
Вторым “достижением” австралопитеков стала посте- пенная утрата “шубы из густой шерсти”.Уместная во влажных джунглях ,в жаркой и сухой саванне она только мешала ,затрудняя охлаждение организма .
Первый череп австралопитека был обнаружен в Южной
Африке в 1924 году ,а наиболее полный скелет ,в котором сохранилось 40% костей ,- в 1974 году в Эфиопии .Принад- лежал он 40-летней женщине ,жившей 3 миллиона лет то- му назад ,которую ученые прозвали “Люси”.