Как поступить
в Онлайн-школу №1 и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Основные этапы эволюции (архей, протерозой, палеозой)

Эволюция

Основные этапы эволюции (архей, протерозой, палеозой)

План урока

  • Вступление
  • Криптозой: архейская эра
  • Криптозой: протерозойская эра
  • Фанерозой: палеозойская эра

Цели урока

  • Знать основные этапы эволюции
  • Знать крупные ароморфозы в истории развития жизни
  • Уметь последовательно анализировать цепь событий
  • Уметь оперировать фактами, знаниями для понимания единой картины мира

Разминка

Какие вымершие организмы вы знаете?

 

Вступление

 

Рис. 1. Окаменелая раковина моллюска Рис. 1. Окаменелая раковина моллюска

Многообразие и разнообразие видов животных и растений, которые мы видим вокруг, возникли не сразу и не в далеком прошлом. Биологическое развитие жизни на Земле началось 4 млрд лет назад. За это время планета не раз меняла свой облик. Суша не раз меняла свои очертания, на месте морей появлялись горы.

Рис. 2. Окаменелый скелет древней живородящей рыбы Рис. 2. Окаменелый скелет древней живородящей рыбы

Все это сопровождалось глобальными изменениями климата. Поскольку каждый организм приспособлен к определенной среде, непрерывно изменяющиеся условия могли стать причиной изменения органического мира. Подверженные эволюционным процессом организмы усложнялись, развивались, многообразие форм жизни росло. Некоторые виды вымирали, не сумев приспособиться. 

Рис. 3. Окаменелый аммонит Рис. 3. Окаменелый аммонит

Изучением истории развития жизни на Земле занимается палеонтология.  Палеонтология занимается изучением ископаемых остатков, предположительно принадлежавших каким-либо организмам. Это могут быть твердые скелетные структуры, окаменелости, отпечатки на поверхности отложений, следы и копролиты.

Рис. 4. Следы древних папоротников на горной породе Рис. 4. Следы древних папоротников на горной породе

Ученые разбивают историю Земли на определенные промежутки времени. По степени геологической и палеонтологической изученности выделяют две неравные части – эоны.

Далее эоны разбивают на определенные промежутки времени: эры →периоды →эпохи (отделы). 

 

Границами эр и периодов служат крупные глобальные геологические, климатические и экологические изменения. В планетарных масштабах времени это небольшие промежутки, в которые заканчиваются обширными вымираниями растений и животных, вслед за которыми следуют интенсивные процессы видообразования.

Криптозой: архейская эра

 

Криптозой (от греч. kryptos – скрытый, zoe – жизнь) охватывает более 3 млрд лет биологического развития земли. Это время называют «время скрытой жизни», так как на планете существовала примитивная жизнь, мягкотелые моллюски, которые плохо сохранились до наших времен. Существует мало палеонтологических находок того времени. Поэтому главным доказательством существования жизни в этот эон – наличие в осадочных породах того времени химических веществ органического происхождения.

 

Окружающая среда в архейскую эру была достаточно агрессивна. Большое количество солнечной радиации попадало на Землю. Поэтому жизнь была только в водной среде. Именно там появились первые одноклеточные организмы – пробионты. Они не имели ядра, были просто устроены. По типу питания – гетеротрофы. По отношению к кислороду – анаэробы. 

 

Истощение запасов органических веществ привело к массовому вымиранию. Параллельно возникали крупные ароморфозы

  • путем симбиогенеза появились новые клеточные структуры: хлоропласты и митохондрии;
  • появление кислородного фотосинтеза.

Появились цианобактерии – одноклеточные организмы, в строении которых были хлоропласты. Они были способны к кислородному фотосинтезу, в результате которого выделялся кислород в окружающую среду. Это способствовало появлению аэробных организмов. Накопление кислорода привело к формированию озонового экрана, сдерживающего УФ-излучение. Жизнь стала расцветать.

Криптозой: протерозойская эра

 

Крупнейшие ароморфозы протерозоя:

  • появление ядра;
  • возникновение полового процесса;
  • возникновение многоклеточности.

Рис. 5. Художественное изображение вендобионта Рис. 5. Художественное изображение вендобионта

2,4 млрд лет назад появились первые эукариотические организмы, которые были способны размножаться половым путем. Это способствовало обмену генетической информацией между клетками, а соответственно видовому прогрессу. 

 

2,1 млрд лет назад появляются многоклеточные организмы: водоросли, грибы, вендобионты (рис. 5). Около 700 млн лет назад появляются лишайники – симбиотические организмы, состоящие из двух компонентов: гриба и водоросли. 


Вендобионты  – первые однослойные организмы. Питались всей поверхностью тела.


Рис. 6. Периоды палеозоя Рис. 6. Периоды палеозоя

Фанерозой: палеозойская эра

 

Палеозой продолжался около 289 млн. В эпоху бурных геологических изменений на планете процветала жизнь. Животный и растительный миры развивались чрезвычайно активно, были представлены большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. 

 

Всю эру делят на шесть периодов, которые представлены в схеме в хронологическом порядке.

 

  • Кембрий

Жизнь развивается в водной среде. Появляются организмы с минерализованным скелетом. Происходит расцвет морских беспозвоночных. Увеличивается количество видов многоклеточных водорослей: зеленые, буры, золотистые и т.д.

Рис. 7. Трилобиты Рис. 7. Трилобиты

  • Ордовик

Территория морей увеличивается за счет погружения суши. Климат в это время умеренный. 

Этот период связан с господством трилобитов – примитивных членистоногих животных (рис. 7). 

 

Ароморфозы, которые привели к появлению этих животных: 

  • Появление хитинового покрова (роль наружного скелета);
  • Появление членистых конечностей;
  • Тело разделено на отделы.

Рис. 8. Изображение древнего бесчелюстного позвоночного животного. Предок миксин и миног Рис. 8. Изображение древнего бесчелюстного позвоночного животного. Предок миксин и миног

Ароморфозы, которые приводят к появлению первых беспозвоночных животных:

  • Появление хорды;
  • Появление трубчатой нервной системы;
  • Появление брюшной аорты (впоследствии сердца).

В ископаемых ордовика находят останки граптолита – переходной формы между беспозвоночными и позвоночными. В это же время появляются первые позвоночные животные – бесчелюстные.

За счет деятельности одноклеточных водорослей и бактерий начинает формироваться почва.

Рис. 9. Ракоскорпионы – обитатели морей силура Рис. 9. Ракоскорпионы – обитатели морей силура

  • Силур

Климат становится более сухим. Моря отступают, площадь суши увеличиваются. Формируются горные системы – Скандинавская и Саяны. Появляются первые наземные животные – скорпионы, дышащие атмосферным воздухом. Иногда они достигали 2м, были хищниками. 

Рис. 10. Окаменелости древнего скорпиона Рис. 10. Окаменелости древнего скорпиона

В морях обитали бесчелюстные рыбы, питавшиеся остатками органики со дна. 

 

К концу периода их вытесняют древнейшие рыбы благодаря ароморфозу, определившего дальнейшее развитие позвоночных: 

 

  • Появление хватательного ротового аппарата.

Рис. 11. Риниофит, компьютерная модель Рис. 11. Риниофит, компьютерная модель

В конце периода вымирают трилобиты из-за климатических изменений: повышение температуры воды, уменьшение площади морей.

 

Одним из самых важных событий этого периода – выход растений на суши благодаря появлению риниофитов. Данная группа растений имела примитивную проводящую систему. Затем появились псилофиты.

Рис. 12. Древние папоротники, плауны девона Рис. 12. Древние папоротники, плауны девона

  • Девон

Этот период палеозоя характеризуется глобальными изменениями климата. В результате поднятия суши, температура стала резко меняться в зависимости от времени суток и от сезона. Появились большие по площади пустыни и полупустыни. Концентрация кислорода в атмосфере достигла 21%.

Моря отступали, живые организмы стали все более активно осваивать сушу. Благодаря ароморфозам растения смогли приспособиться к новым условиям среды: 

Рис. 13. Пятипалая конечность (слева) и плавник кистеперой рыбы (справа) Рис. 13. Пятипалая конечность (слева) и плавник кистеперой рыбы (справа)

  • Дифференцировка тканей и органов.

Теперь разные части растений выполняли разные функции: корни поглощали воду, а листья синтезировали органические вещества. В водной среде этого не требовалось, ведь среда была однородная.

 

Так, на суше появились плауны, хвощи, папоротники. в жизненном цикле которых преобладало спорофитное поколение, а половое размножение предполагало наличие воды. Гаметофит был недоразвит.

Рис. 14. Латимерия – кистеперая рыба нашего времени Рис. 14. Латимерия – кистеперая рыба нашего времени

В морях господствовали челюстные рыбы. В большинстве представлены хордовыми, но были и другие представители всех ныне существующих систематических групп. Среди них появилась группа кистеперых рыб. У них помимо легких наблюдался легочный мешок (вырост кишки), а плавник напоминал конечность. 

Рис. 15. Скелет ихтиостеги – переходной формы от кистеперых рыб к амфибиям Рис. 15. Скелет ихтиостеги – переходной формы от кистеперых рыб к амфибиям

От кистеперых рыб берут начало ихтиостеги, которые являются предками земноводных. В конце периода от них произошли настоящие земноводные – стегоцефалы (лабиринтодонты).

 

  • Карбон

Карбон именуется каменноугольным периодом, так как именно в это время образовались залежи каменного угля.

Рис. 16. Стегоцефал – переходная форма между рыбами и земноводными Рис. 16. Стегоцефал – переходная форма между рыбами и земноводными

Каменный уголь – это останки древних папоротников, хвощей и плаунов, которые достигали 40 м. именно в карбоне они достигли расцвета. 

 

Теплый и влажный климат поспособствовал расселению на суше стегоцефалов. Появились первые рептилии – котилозавры. Широкое распространение на суше получили насекомые, в воде – кораллы, моллюски. Размах крыльев стрекозы меганевры в то время составлял 1 м.

Крупные ароморфозы, которые сопровождали появление земноводных и рептилий:

  • Появление трехкамерного сердца и двойного круга кровообращения.

Рис. 17. Кордаит – первое голосеменное Рис. 17. Кордаит – первое голосеменное

В конце периода температура среды начинает падать, что приводит к появлению хвойных растений и примитивных голосеменных. 

 

  • Пермь

Засушливый и более холодный климат приводит к вымиранию земноводных. Пресмыкающимся позволяют выжить ряд крупных изменений в строении и физиологической активности:

  • Появление зародышевых оболочек, что повышает шансы эмбриона на выживание;
  • Внутреннее оплодотворение;
  • Прямое развитие зародыша;
  • Всасывающий тип легочного дыхания, за счет грудной клетки;
  • Вторичные тазовые почки (происходит всасывание воды обратно в кровь);
  • Усложнение коры больших полушарий, появление условных рефлексов.

Древние споровые растения вымирают по той же причине, что и стегоцефалы. Голосеменные начинают процветать, так как их размножение не зависит от влаги.


Контрольные вопросы:

 

  1. Какие периоды палеозоя вы можете назвать?
  2. Охарактеризуйте архейскую эру.
  3. Какие причины вымирания видов вы выделили?
  4. Какие доказательства существования живых организмов в древние времена предлагают ученые?
  5. Охарактеризуйте видовой состав растений и животных каменноугольного периода.


 

Ответы

  1. Кебрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь.
  2. Жизнь развивается в воде. Появление первых клеток, появление анаэробов с гетеротрофным типом питания. Появляются водоросли, аэробы, цианобактерии.
  3. Изменение условий среды.
  4. Окаменелые останки, кости вымерших животных, отпечатки растений на горных породах.
  5. Земноводные, первые рептилии, насекомые, кораллы, моллюски. Древовидные хвощи, плауны, папоротники, первые хвойные и голосеменные.

Многообразие организмов как результат эволюции

Эволюция
  • В поисках путей модернизации. Европа меняющаяся

    История

  • Повседневная жизнь и мировосприятие человека XIX века

    История

  • Век демократизации. «Великие идеологии»

    История