Реферат: Еволюція органічного світу по ерах
На підставі ембріологічних досліджень, проведених над об'єктами різних типів тварин, Ф. Мюллер і Е. Геккель (незалежно один від одного) сформулювали біогенетичний закон. Стисле формулювання цього закону таке: онтогенез є коротким повторенням філогенезу.
Подальші ембріологічні дослідження довели, що біогенетичний закон справедливий лише в загальних рисах. Фактично немає жодної стадії розвитку, в якій би зародок повністю повторював будову якого-небудь із своїх предків. Зародок птаха або ссавця ніколи цілком не повторює будову риби, але на певній стадії розвитку у нього утворюються зяброві щілини і зяброві артерії. В онтогенезі повторюється будова не дорослих форм предків, а ембріонів. У зародків ссавців утворюється не зябровий апарат дорослої риби, а лише закладка зябрового апарату зародків риб.
Встановлено, що в зародковому розвитку утворюються не тільки органи, пов'язані з повторенням ознак, а й тимчасові органи, що забезпечують функцію існування зародків у тих умовах, в яких вони проходять розвиток.
Палеонтологічні докази еволюції. Ч. Дарвін вважав, що саме палеонтологія, яка вивчає викопні рештки колишніх мешканців Землі, має дати найвагоміші докази на користь еволюції. Ч. Дарвін гостро відчував нестачу відомостей про перехідні форми, викопні організми, які б мали ознаки давніх і більш молодих груп, що належать до різних класів і типів. Перші найвагоміші палеонтологічні докази еволюції здобув В.О. Ковалевський (1842-1883). Йому вдалося з'ясувати послідовні етапи розвитку непарнокопитних, до яких належить кінь. Давній предок коня, знайдений у відкладах третинного періоду, був заввишки близько 30 см, мав по чотири пальці на передніх і по три - на задніх кінцівках. Він пересувався, спираючись на всі фаланги пальців, що було пристосуванням до існування в болотистій місцевості. Його їжею були плоди і насіння.
I. Розвиток органічного світу в архейську і протерозойну ери
Наукою встановлено, що життя виникло близько 3,5 млрд років тому. Перші істоти, що з'явилися у водах первинного океану, були одноклітинними гетеротрофами, що мешкали в анаеробних умовах. Саме вони дали початок всьому різноманіттю життя на Землі.
У архейську еру атмосфера Землі була безкисневому і носила відновлювальний характер. На всій Землі переважав теплий і вологий клімат.
У цей період широкого розповсюдження набули різноманітні бактерії та ціанобактерії. Про це свідчать родовища вапняку і мармуру - порід органічного походження. У архейську еру відбуваються великі зміни - ароморфозів: з'являються організми еукаріоти, багатоклітинні організми, фотосинтез.
У результаті змін клімату природним відбором зберігалися організми, у яких формувалися пристосування, відповідні середовищі існування. Це зумовило еволюцію живої природи, формування нових видів.
Виснаження органічних речовин у водах первинного океану виконувало роль отбираючого фактора і сприяло утворенню організмів з різними способами харчування. Це зменшувало конкуренцію між ними. Так з'явилися організми з хлорофілом, в клітинах яких відбувався фотосинтез. Фотосинтез сприяв накопиченню кисню в атмосфері та гідросфері, формування озонового шару, тобто виникнення передумов для виходу життя на суходіл.
В кінці архейської ери з'явилися перші зелені водорості - еукаріоти - організми з оформленим ядром. Підвищилася надійність зберігання і передачі генетичної інформації, оскільки в ядрах клітин зосередилася майже вся ДНК.
Формування багатоклітинних організмів поклало початок диференціації органів і тканин, спеціалізації клітин, їх пристосованості до виконання певних функцій.
На початку протерозойський ери атмосфера як і раніше не містила кисню, однак клімат змінився: формуються кліматичні пояси, включаючи арктичний, з'являються сезонні зміни клімату. До кінця ери в атмосфері та гідросфері накопичується кисень. Накопичення вільного кисню зумовило виникнення організмів - аеробів, які використовували для дихання кисень. Це створювало нові взаємини між організмами: деякі бактерії, рослини виділяли в навколишнє середовище кисень, синтезували органічні речовини, які використовувалися тваринами. У водах океану виникли багатоклітинні зелені водорості.
Предками багатоклітинних тварин були колоніальні організми.
Широке поширення в протерозої отримали кишковопорожнинні. Вони мали здатність до руху, але радіальна симетрія тіла і відсутність м'язової тканини обмежували подальшу еволюцію цих тварин.
Еволюція тварин пішла по шляху формування двосторонньої симетрії тіла і м'язів. Ці ароморфозів призвели до виникнення плоских хробаків.
Розчленування тіла на сегменти в кільчастих хробаків також вважають ароморфозом, завдяки якому руху стали значно різноманітніші. Це стимулювало подальший розвиток нервової системи, органів почуттів, що давало значні переваги в боротьбі за існування. Від стародавніх кільчастих хробаків відбулися членистоногі.
До кінця протерозою вже існували всі типи безхребетних: одноклітинні, губки, кишковопорожнинні, черви, членистоногі.
В океані з'явилися перші хордові тварини типу ланцетника. Виникнення хорди, що виконує роль осьового скелета, зіграло велику роль в еволюції хребетних, так як у них збільшилися розміри тіла, став розвиватися головний мозок, ускладнилося поведінку.
II. Розвиток органічного світу в палеозойську еру
Палеозойська ера за своєю тривалістю - понад 300 млн років - перевершує всі наступні ери. Вона включає ряд періодів.
На початку ери, протягом кембрійського і ордовицького періодів, панує клімат "вічної весни", не відбувається зміни пір року. Життя зосереджене у водах океану, де живуть різноманітні водорості, всі типи безхребетних тварин. У морях і океанах широко поширені трилобіти - безхребетні членистоногі тварини, що жили тільки в палеозої. Вони повзали по дну, зариваючись в мул. Розміри їх тіла досягали від 2-4 см до 50 см. У ордовицької періоді з'явилися перші хребетні - панцирні безщелепні.
У силурійський період змінюється клімат, формуються кліматичні пояси. Спостерігається наступ льодовика. Життя продовжує розвиватися у воді.
У цей період на Землі широко поширилися корали, різноманітні молюски. Поряд з трилобітами численні ракоскорпіони, що досягали в довжину двох метрів. Ці тварини жили у воді і дихали за допомогою зябер. До кінця палеозойської ери вони вимерли.
У силурійський період широко поширилися безщелепні панцирні "риби". Вони тільки зовні нагадували риб. Насправді це особлива самостійна гілка хордових. Всі безщелепні мешкали в прісних водоймах і вели придонний спосіб життя. У порівнянні з першими хордовими безщелепні мали переваги в боротьбі за існування. Їх тіло було захищене панциром, що складається з окремих пластин.
В кінці силуру в результаті горотворних процесів збільшилася площа суші і створилися передумови для виходу рослин на сушу. Першими наземними рослинами були, мабуть, псилофіти і рініофітів. Вони з'явилися приблизно 440-410 млн років тому. Припускають, що мохи та псилофіти відбулися від древніх зелених водоростей.
Появі псилофітів сприяла низка ароморфних змін. Виникає механічна тканина, завдяки якій псилофіти зберігали вертикальне положення на суші. Розвиток покривної тканини забезпечило захист фотосинтезуючих клітин і збереження в них вологи. Формування провідної тканини в деревині і лубі поліпшило пересування речовин у рослині.
Псилофіти досягали висоти від 20 см до 1,5-2 м. У них ще не було листя. На нижній частині стебла були вирости - ризоїди, які, на відміну від коренів, служили лише для закріплення в грунті. (Грунт утворилася ще в археї в результаті життєдіяльності бактерій і водоростей, що жили у вологих місцях) Наприкінці силуру на сушу вийшли і перші тварини - павуки і скорпіони.
У девонський період від псилофітів відбулися древні папороті, хвощі, плауни. У них формується коренева система, за допомогою якої вода з мінеральними солями поглинається з грунту. Серед інших ароморфозів слід назвати появу листя.
У девоні в морях з'явилися Щелепні панцирні риби, витиснули безщелепних. Формування кісткових щелеп - важливий ароморфоз, який дозволив їм активно полювати і перемагати у боротьбі за існування.
У девоні з'являються також дводишні і кистепері риби, у них поряд із зябровим виникало легеневе дихання. Ці риби могли дихати атмосферним повітрям. Дводишні риби перейшли до придонному способу життя. Зараз вони збереглися в Австралії, Африці, Південній Америці.