Prema paleontološkim podacima temeljenim na proučavanju najstarijih stijena na Zemlji, Prvi živi organizmi pojavili su se na Zemlji prije otprilike 3,5 milijardi godina.
U biti, prva živa stanica, kao i njen neživi prototip, koacervatna kap, bila je kap prvobitnog oceana, okružena vodoodbojnom ljuskom, ali proteini i nukleinske kiseline u njoj nisu bili nasumična zbirka organskih tvari. Već su naučili "razumjeti" jedni druge, naučili komunicirati.
Već prve žive stanice posjedovale su najvažnije svojstvo svakog živog organizma - sposobnost točne reprodukcije samih sebe, kopiranja samih sebe.
Hranili su se gotovim organskim tvarima koje su nastale u ranim fazama nastanka Zemlje abiogenim putem. Prema većini znanstvenika, u razdoblju pojave prvih živih organizama u atmosferi drevne Zemlje nije bilo slobodnog kisika, pa su imali anaerobni (bez kisika) tip disanja. Dakle, prvi živi organizmi na Zemlji bili su, po svemu sudeći, heterotrofni(hranjenje gotovom organskom tvari) anaerobne bakterije(Sl. 1).
Unatoč činjenici da su anaerobne bakterije nastale u davnim vremenima, danas su rasprostranjene na Zemlji. Ima ih u teglici s jogurtom, a u bačvi s kiselim krastavcima ili kupusom. Bakterije mliječne kiseline su fakultativni anaerobi (mogu rasti i razvijati se u prisutnosti kisika, ali ne koriste kisik tijekom disanja).
Riža. 1. Simbiotska hipoteza podrijetla eukariota
Mnoge bakterije u tlu također su anaerobi, primjerice uzročnici tetanusa, plinske gangrene i botulizma. Svi su obvezni anaerobi. Za razliku od fakultativnih anaeroba, obligatni anaerobi ne mogu tolerirati prisutnost kisika u okolišu; kisik je za njih otrov. Zato je rizik od zaraze tetanusom puno veći ako se rana probije i infekcija se u njoj razvija bez pristupa kisiku. Otvorene rane i ogrebotine mnogo su manje opasne. Plinska gangrena također se, u pravilu, počinje razvijati nakon nanošenja gipsanog zavoja na oštećeni ekstremitet koji sprječava pristup kisika. Opasnost od teškog trovanja hranom - botulizma - javlja se tijekom kućnog konzerviranja, kada se prethodnim kuhanjem uklanja zrak, a zatvoreni poklopac sprječava dotok kisika izvana. Ako krastavce ili gljive kiselite u otvorenoj posudi, uzročnik botulizma se neće razviti, jer je obvezni anaerob. Kod konzerviranja kod kuće, uzročnik botulizma je izuzetno teško uništiti, jer njegove spore mogu izdržati 5-6 sati neprekidnog vrenja. Stoga se industrijsko konzerviranje provodi pregrijanom parom pod pritiskom na temperaturi ne 100, već 130 ° C tijekom 1-2 sata.
Anaerobne bakterije drevne Zemlje hranile su se gotovim organskim tvarima nastalim u velikim količinama tijekom ranih faza nastanka Zemlje. Abiogenu sintezu organskih tvari pospješuju visoke atmosferske temperature i burna vulkanska aktivnost. U vrijeme kada su se pojavili prvi živi organizmi, Zemlja se ohladila i intenzitet abiogene sinteze organskih tvari značajno se smanjio. Razvoj anaeroba neizbježno bi iscrpio zalihe organskih tvari, što bi zauzvrat dovelo do smrti svih živih organizama. Možda bi povijest razvoja života na Zemlji ovdje završila da se samo 100 milijuna godina kasnije (prije 3,4 milijarde godina), pod utjecajem oštre konkurencije za organsku tvar, na Zemlji nije pojavila nova generacija živih organizama - fotosintetizirajuće bakterije(vidi sliku 1).
Jedinstvena značajka ovih živih bića bila je sposobnost iznošenja fotosinteza, tj. sintetizirati organske tvari iz anorganskih koristeći energiju sunčeve svjetlosti. Prve fotosintetske bakterije imale su neobičan anoksigenski tip fotosinteze (odvija se bez oslobađanja kisika).
Kao što je poznato, građevni elementi iz kojih fotosintetizirajući organizmi stvaraju organske tvari su ugljikov dioksid i vodik. Prve fotosintetske bakterije uzimale su vodik ne iz vode, kao što se događa u većini modernih fotosintetskih organizama, već iz sumporovodika (H 2 S), jer je energija potrebna za odvajanje atoma vodika od molekule sumporovodika 7 puta manja nego za odvajanje od molekula vode.
Fotosinteza s oslobađanjem kisika pojavila se kasnije kod cijanobakterija (modrozelenih algi). Upravo su cijanobakterije prve provele fotolizu vode, pri čemu se, koristeći energiju sunčeve svjetlosti, iz molekule vode izdvaja vodik, neophodan za biosintezu organskih tvari, a kao nusprodukt nastaje slobodni kisik.
Akumulacija slobodnog kisika u atmosferi dovela je do radikalne transformacije životnih uvjeta na Zemlji. U vrijeme kada se pojave prvi živi organizmi, Zemlja se značajno hladi, broj munja u atmosferi se smanjuje, a vulkanska aktivnost se gasi. Gotovo jedini izvor energije za abiogenu sintezu organskih tvari je ultraljubičasto zračenje Sunca.
Dolaskom kisika u gornje slojeve atmosfere, na nadmorskoj visini od 15-30 km, formiran je ozonski ekran koji je štitio žive organizme od razornog djelovanja ultraljubičastog zračenja, što je poslužilo kao preduvjet za nastanak života ne samo u vodi, ali i na kopnu. Istodobno, ozonski ekran, smanjivši intenzitet ultraljubičastog zračenja koje pada na Zemlju, praktički je zaustavio abiogenu sintezu organskih tvari, zbog čega je daljnje postojanje života na Zemlji postalo potpuno ovisno o aktivnosti fotosinteze. organizmi.
Fotosintetske bakterije, prvenstveno cijanobakterije, danas su široko rasprostranjena i uspješna skupina živih organizama. “Cvjetanje” vode krajem ljeta uglavnom je posljedica brzog razvoja cijanobakterija. Oni su sposobni ne samo za autotrofnu prehranu putem fotosinteze, već i za heterotrofnu prehranu gotovim organskim tvarima. Stoga onečišćenje vodenih tijela organskim tvarima pod utjecajem ljudske gospodarske aktivnosti stvara povoljne uvjete za razvoj cijanobakterija (modrozelenih algi), koje, brzo se razmnožavajući, istiskuju eukariotske alge, što smanjuje produktivnost vodenih tijela, što dovodi do smrt planktonskih organizama i riba.
Kao što je ranije navedeno, glavni (ciljani) proizvod fotosinteze su energetski bogate organske tvari, koje živi organizmi koriste kako za izgradnju svojih tijela tako i za dobivanje energije potrebne za svoj život, dok je kisik nusprodukt fotosinteze. Stoga je za najstarije žive organizme - anaerobne bakterije i prve fotosintetske bakterije - kisik otrov. No, nakon fotosintetskih bakterija, na Zemlji su se pojavili živi organizmi koji su naučili ne samo zaštititi se od kisika, već ga i koristiti – naučili su udisati kisik. Ti su bili aerobne bakterije(ili oksidirajuće bakterije).
Biološke prednosti disanja kisikom su očite: oksidacijom organskih tvari kisikom iz jedinice (npr. 1 g) organske tvari može se izvući 19 puta više energije nego disanjem bez kisika. Kao rezultat toga, aerobne bakterije mogle su trošiti organske tvari mnogo ekonomičnije od anaerobnih, što im je zauzvrat omogućilo postojanje u uvjetima relativno niskih koncentracija organskih tvari.
Simbiotska hipoteza o podrijetlu eukariota
U ranim fazama biološke evolucije na Zemlji, oni se sekvencijalno pojavljuju i zatim koegzistiraju. 3 generacije prokariota: anaerobne bakterije, fotosintetske bakterije i aerobne bakterije(vidi sliku 1).
Fotosintetske bakterije mogle bi stvarati organske tvari iz anorganskih, a aerobne bakterije bi ih mogle vrlo ekonomično koristiti. Lišene ovih prednosti, anaerobne bakterije bile su prisiljene iskorištavati korisna svojstva drugih živih organizama. Jedan od načina jednostranog korištenja jednog organizma od strane drugog je grabežljivost. U određenom stadiju razvoja anaerobne bakterije dovele su do grabežljivih ameboidnih organizama sposobnih uhvatiti i konzumirati i fotosintetske i aerobne bakterije pomoću pseudopoda.
Međutim, nisu svi ameboidni predatori probavili uhvaćene bakterije; u nekim slučajevima, bakterije su mogle živjeti i razmnožavati se unutar citoplazme predatora. Tako nastala zajednica živih organizama imala je mnoga vrijedna svojstva: sposobnost fotosinteze zahvaljujući djelovanju fotosintetskih bakterija, sposobnost ekonomičnog i učinkovitog korištenja organskih tvari zahvaljujući kisikovom tipu disanja karakterističnom za aerobne bakterije te, konačno, sposobnost aktivnog kretanja i hvatanja plijena, karakteristična za grabežljive stanice nositelje. S vremenom su se uzajamno korisni, simbiotski odnosi ove tri skupine organizama učvrstili i postali stabilni: fotosintetske bakterije pretvorio u kloroplast s, a aerobne oksidirajuće bakterije - V Energetske stanice stanice su mitohondriji. I mitohondriji i kloroplasti trenutno zadržavaju vlastiti nasljedni aparat, razmnožavaju se neovisno o staničnom odjeljku i nasljeđuju se kroz citoplazmu majčine linije.
Za upravljanje složenom zajednicom živih organizama i zaštitu vlastitog genetskog materijala (uostalom, i drugi organizmi uključeni u zajednicu imali su vlastiti genetski program), u stanici nositeljici nastaje posebna stanična organela - jezgra.
Živi organizmi čije stanice imaju formiranu jezgru nazivaju se eukarioti(s grčkog eu - ok, potpuno i karion- jezgra). Sve biljke, životinje i gljive su eukarioti. Nasljedne informacije u jezgrama eukariotskih stanica pohranjene su u obliku posebnih struktura – kromosoma, jasno vidljivih pod svjetlosnim mikroskopom u trenutku stanične diobe. Prve eukariotske stanice pojavile su se na Zemlji prije otprilike 2 milijarde godina.
Bakterije koje su starijeg porijekla nemaju formiranu jezgru.
Živi organizmi čije stanice nemaju formiranu jezgru nazivaju se prokarioti (od lat. pro – ispred, ispred i grč. karyon – jezgra). Sve bakterije, uključujući fotosintetske, su prokarioti. Nasljedna informacija u njima je predstavljena jednom kružnom molekulom DNA, koja leži izravno u citoplazmi i ne razlikuje se pod uobičajenim svjetlosnim mikroskopom.
Budući da su, prema suvremenim znanstvenim konceptima, eukariotske stanice simbiotske zajednice dvaju ili triju živih organizama, gore navedena hipoteza o podrijetlu eukariota naziva se simbiotskom.
Čini se da su prve eukariotske stanice bile ameboidna stvorenja, od kojih su mnoge sadržavale i mitohondrije i kloroplaste.
Oko 1,5 milijardi godina tzv. iz njih nastaju napredniji eukariotski organizmi sposobni za brzo aktivno kretanje - drevni bičaši (vidi sl. 1). Opće je prihvaćeno da bičevi, baš kao i mitohondriji i kloroplasti svojedobno, potječu od nekih drevnih slobodnoživućih prokariota.
Drevni flagelati očito su kombinirali svojstva biljaka i životinja. S vremenom su oni koji su se našli u okruženju s visokim udjelom organskih tvari izgubili kloroplaste i pretvorili se u jednostanične životinje - protozoe, a oni koji su zadržali kloroplaste dali su biljke. Prirodno, najstarije biljke po podrijetlu su jednostanične, pokretne i imaju flagele.
Daljnji evolucijski napredak životinja povezan je s povećanjem uloge aktivnog kretanja, što je uzrokovano potrebom za traženjem hrane i hvatanjem plijena. Usavršava se i sustav kontrole kretanja, što u konačnici dovodi do pojave visoko organiziranog živčanog sustava i konačno inteligencije.
Istodobno, biljke koje si hranu osiguravaju fotosintezom, u procesu evolucije gube sposobnost kretanja i stječu brojne prilagodbe koje povećavaju učinkovitost fotosinteze.
Dakle, oko 1,5 milijardi godina tzv. Od jednog jedinog pretka - drevnog bičaša - nastaju dva najvažnija carstva živih organizama - carstvo biljaka i carstvo životinja.
Pojava primitivne stanice značila je kraj prabiološke evolucije živih bića i početak biološke evolucije života.
Prvi jednostanični organizmi koji su se pojavili na našem planetu bile su primitivne bakterije koje nisu imale jezgru, odnosno prokarioti. Kao što je već navedeno, to su bili jednostanični organizmi bez jezgre. Bili su anaerobi, jer su živjeli u okruženju bez kisika, i heterotrofi, jer su se hranili gotovim organskim spojevima "organskog bujona", odnosno tvarima sintetiziranim tijekom kemijske evolucije. Energetski metabolizam kod većine prokariota odvijao se prema tipu fermentacije. Ali postupno se "organska juha" smanjivala kao rezultat aktivne konzumacije. Kako je bio iscrpljen, neki su organizmi počeli razvijati načine za stvaranje makromolekula biokemijskim putem, unutar samih stanica uz pomoć enzima. U takvim uvjetima pokazalo se da su konkurentne stanice koje su mogle primiti većinu potrebne energije izravno iz sunčevog zračenja. Proces stvaranja klorofila i fotosinteze išao je tim putem.
Prijelaz živih bića na fotosintezu i autotrofni tip prehrane bila je prekretnica u evoluciji živih bića. Zemljina atmosfera počela se “puniti” kisikom, koji je bio otrov za anaerobe. Stoga su mnogi jednostanični anaerobi umrli, drugi su se sklonili u okruženja bez kisika - močvare i, hraneći se, ispuštali metan, a ne kisik. Drugi su se ipak prilagodili kisiku. Njihov središnji metabolički mehanizam bilo je disanje kisika, što je omogućilo povećanje prinosa korisne energije za 10-15 puta u usporedbi s anaerobnim tipom metabolizma - fermentacijom. Prijelaz na fotosintezu bio je dug proces i dovršen je prije otprilike 1,8 milijardi godina. Pojavom fotosinteze sve više energije Sunčeve svjetlosti akumuliralo se u organskoj tvari Zemlje, što je ubrzalo biološki ciklus tvari i evoluciju živih bića općenito.
U okruženju s kisikom nastali su eukarioti, odnosno jednostanični organizmi s jezgrom. To su već bili napredniji organizmi sa sposobnošću fotosinteze. Njihova je DNA već bila koncentrirana u kromosome, dok je u prokariotskim stanicama nasljedna tvar bila raspoređena po cijeloj stanici. Eukariotski kromosomi bili su koncentrirani u staničnoj jezgri, a sama stanica već se razmnožavala bez značajnih promjena. Dakle, stanica kćer eukariota bila je gotovo točna kopija stanice majke i imala je iste šanse za preživljavanje kao i stanica majka.
Obrazovanje biljaka i životinja
Naknadna evolucija eukariota bila je povezana s podjelom na biljne i životinjske stanice. Ova podjela dogodila se u proterozoiku, kada su Zemlju naseljavali jednostanični organizmi.
Eukarioti su se od početka evolucije razvijali dualno, odnosno istovremeno su imali skupine s autotrofnom i heterotrofnom prehranom, što je osiguravalo cjelovitost i značajnu autonomiju živog svijeta.
Biljne stanice su evoluirale tako da smanjuju sposobnost kretanja zbog razvoja čvrste celulozne membrane, ali da koriste fotosintezu.
Životinjske stanice su evoluirale kako bi povećale svoju sposobnost kretanja i poboljšale svoju sposobnost apsorpcije i izlučivanja prehrambenih proizvoda.
Sljedeća faza u razvoju živih bića bilo je spolno razmnožavanje. Nastala je prije otprilike 900 milijuna godina.
Daljnji korak u evoluciji živih bića dogodio se prije otprilike 700-800 milijuna godina, kada su se pojavili višestanični organizmi s diferenciranim tijelima, tkivima i organima koji obavljaju specifične funkcije. To su bile spužve, koelenterati, člankonošci itd., srodni višestaničnim životinjama.
Kroz proterozoik i početkom paleozoika biljke su nastanjivale uglavnom mora i oceane. To su zelene i smeđe, zlatne i crvene alge. Nakon toga, mnoge vrste životinja već su postojale u kambrijskim morima. Kasnije su se specijalizirali i usavršavali. Među morskim životinjama tog vremena bili su rakovi, spužve, koralji, mekušci i trilobiti.
Krajem ordovicijskog razdoblja počinju se pojavljivati velike zvijeri, ali i kralježnjaci.
Daljnja evolucija kralješnjaka išla je u smjeru čeljusnih riba sličnih životinja. U devonu su se počele pojavljivati plućnjake - vodozemci, a potom i kukci. Živčani sustav postupno se razvijao kao posljedica usavršavanja oblika refleksije.
Posebno važna faza u evoluciji živih oblika bio je izlazak biljnih i životinjskih organizama iz vode na kopno i daljnji porast broja vrsta kopnenih biljaka i životinja. U budućnosti, iz njih nastaju visoko organizirani oblici života. Pojava biljaka na kopnu započela je krajem silura, a aktivno osvajanje kopna od strane kralješnjaka počelo je u karbonu.
Prijelaz na život u zraku zahtijevao je mnoge promjene od živih organizama i pretpostavljao razvoj odgovarajućih prilagodbi. Naglo je povećao stopu evolucije života na Zemlji. Čovjek je postao vrhunac evolucije živih bića. Život u zraku je “povećao” tjelesnu težinu organizama, zrak ne sadrži hranjive tvari, zrak drugačije od vode propušta svjetlost, zvuk, toplinu, a količina kisika u njemu je veća. Trebalo se svemu tome prilagoditi. Prvi kralježnjaci koji su se prilagodili uvjetima života na kopnu bili su gmazovi. Njihova su jajašca bila opskrbljena hranom i kisikom za embrij, prekrivena tvrdom ljuskom i nisu se bojala isušivanja.
Prije otprilike 67 milijuna godina, ptice i sisavci stekli su prednost u prirodnoj selekciji. Zahvaljujući toplokrvnosti sisavaca, brzo su stekli dominantan položaj na Zemlji, što je povezano s uvjetima hlađenja na našem planetu. U to je vrijeme toplokrvnost postala odlučujući faktor za preživljavanje.
Osigurao je stalnu visoku tjelesnu temperaturu i stabilan rad unutarnjih organa sisavaca. Živost sisavaca i hranjenje mladih mlijekom bili su snažan čimbenik u njihovoj evoluciji, omogućujući im reprodukciju u različitim uvjetima okoliša. Razvijen živčani sustav pridonio je različitim oblicima prilagodbe i zaštite organizama. Došlo je do podjele mesoždera na kopitare i grabežljivce, a prvi sisavci kukcojedi označili su početak evolucije placentnih i tobolčarskih organizama.
Odlučujuća faza u evoluciji života na našem planetu bila je pojava reda primata. U kenozoiku, prije otprilike 67-27 milijuna godina, primati su se podijelili na niže i velike majmune, koji su najstariji preci modernog čovjeka. Preduvjeti za nastanak suvremenog čovjeka u procesu evolucije stvarali su se postupno.
U početku je postojao stadni način života. Omogućio je stvaranje temelja buduće društvene komunikacije. Štoviše, ako je kod insekata (pčele, mravi, termiti) biosocijalnost dovela do gubitka individualnosti, onda je kod drevnih predaka ljudi, naprotiv, razvila individualne osobine pojedinca. To je bila snažna pokretačka snaga za razvoj tima.
Pojava primitivne stanice značila je kraj prabiološke evolucije živih bića i početak biološke evolucije života.
Prvi jednostanični organizmi koji su se pojavili na našem planetu bile su primitivne bakterije koje nisu imale jezgru, odnosno prokarioti. Kao što je već navedeno, to su bili jednostanični organizmi bez jezgre. Bili su anaerobi, jer su živjeli u okruženju bez kisika, i heterotrofi, jer su se hranili gotovim organskim spojevima "organskog bujona", odnosno tvarima sintetiziranim tijekom kemijske evolucije. Energetski metabolizam kod većine prokariota odvijao se prema tipu fermentacije. Ali postupno se "organska juha" smanjivala kao rezultat aktivne konzumacije. Kako je bio iscrpljen, neki su organizmi počeli razvijati načine za stvaranje makromolekula biokemijskim putem, unutar samih stanica uz pomoć enzima. U takvim uvjetima pokazalo se da su konkurentne stanice koje su mogle primiti većinu potrebne energije izravno iz sunčevog zračenja. Proces stvaranja klorofila i fotosinteze išao je tim putem.
Prijelaz živih bića na fotosintezu i autotrofni tip prehrane bila je prekretnica u evoluciji živih bića. Zemljina atmosfera počela se “puniti” kisikom, koji je bio otrov za anaerobe. Stoga su mnogi jednostanični anaerobi umrli, drugi su se sklonili u okruženja bez kisika - močvare i, dok su se hranili, ispuštali ne kisik, već metan. Drugi su se ipak prilagodili kisiku. Njihov središnji metabolički mehanizam bilo je disanje kisika, što je omogućilo povećanje prinosa korisne energije za 10-15 puta u usporedbi s anaerobnim tipom metabolizma - fermentacijom. Prijelaz na fotosintezu bio je dug proces i dovršen je prije otprilike 1,8 milijardi godina. Pojavom fotosinteze sve više energije Sunčeve svjetlosti akumuliralo se u organskoj tvari Zemlje, što je ubrzalo biološki ciklus tvari i evoluciju živih bića općenito.
U okruženju s kisikom nastali su eukarioti, odnosno jednostanični organizmi s jezgrom. To su već bili napredniji organizmi sa sposobnošću fotosinteze. Njihova je DNA već bila koncentrirana u kromosome, dok je u prokariotskim stanicama nasljedna tvar bila raspoređena po cijeloj stanici. Eukariotski kromosomi bili su koncentrirani u staničnoj jezgri, a sama stanica već se razmnožavala bez značajnih promjena. Dakle, stanica kćer eukariota bila je gotovo točna kopija stanice majke i imala je iste šanse za preživljavanje kao i stanica majka.
Obrazovanje biljaka i životinja
Naknadna evolucija eukariota bila je povezana s podjelom na biljne i životinjske stanice. Ova podjela dogodila se u proterozoiku, kada su Zemlju naseljavali jednostanični organizmi.
Eukarioti su se od početka evolucije razvijali dualno, odnosno istovremeno su imali skupine s autotrofnom i heterotrofnom prehranom, što je osiguravalo cjelovitost i značajnu autonomiju živog svijeta.
Biljne stanice su evoluirale tako da smanjuju sposobnost kretanja zbog razvoja čvrste celulozne membrane, ali da koriste fotosintezu.
Životinjske stanice su evoluirale kako bi povećale svoju sposobnost kretanja i poboljšale svoju sposobnost apsorpcije i izlučivanja prehrambenih proizvoda.
Sljedeća faza u razvoju živih bića bilo je spolno razmnožavanje. Nastala je prije otprilike 900 milijuna godina.
Daljnji korak u evoluciji živih bića dogodio se prije otprilike 700-800 milijuna godina, kada su se pojavili višestanični organizmi s diferenciranim tijelima, tkivima i organima koji obavljaju specifične funkcije. To su bile spužve, koelenterati, člankonošci itd., srodni višestaničnim životinjama.
Kroz proterozoik i početkom paleozoika biljke su nastanjivale uglavnom mora i oceane. To su zelene i smeđe, zlatne i crvene alge. Nakon toga, mnoge vrste životinja već su postojale u kambrijskim morima. Kasnije su se specijalizirali i usavršavali. Među morskim životinjama tog vremena bili su rakovi, spužve, koralji, mekušci i trilobiti.
Krajem ordovicijskog razdoblja počinju se pojavljivati velike zvijeri, ali i kralježnjaci.
Daljnja evolucija kralješnjaka išla je u smjeru čeljusnih riba sličnih životinja. U devonu su se počele pojavljivati plućnjake - vodozemci, a potom i kukci. Živčani sustav postupno se razvijao kao posljedica usavršavanja oblika refleksije.
Posebno važna faza u evoluciji živih oblika bio je izlazak biljnih i životinjskih organizama iz vode na kopno i daljnji porast broja vrsta kopnenih biljaka i životinja. U budućnosti, iz njih nastaju visoko organizirani oblici života. Pojava biljaka na kopnu započela je krajem silura, a aktivno osvajanje kopna od strane kralješnjaka počelo je u karbonu.
Prijelaz na život u zraku zahtijevao je mnoge promjene od živih organizama i pretpostavljao razvoj odgovarajućih prilagodbi. Naglo je povećao stopu evolucije života na Zemlji. Čovjek je postao vrhunac evolucije živih bića. Život u zraku je “povećao” tjelesnu težinu organizama, zrak ne sadrži hranjive tvari, zrak drugačije od vode propušta svjetlost, zvuk, toplinu, a količina kisika u njemu je veća. Trebalo se svemu tome prilagoditi. Prvi kralježnjaci koji su se prilagodili uvjetima života na kopnu bili su gmazovi. Njihova su jajašca bila opskrbljena hranom i kisikom za embrij, prekrivena tvrdom ljuskom i nisu se bojala isušivanja.
Prije otprilike 67 milijuna godina, ptice i sisavci stekli su prednost u prirodnoj selekciji. Zahvaljujući toplokrvnosti sisavaca, brzo su stekli dominantan položaj na Zemlji, što je povezano s uvjetima hlađenja na našem planetu. U to je vrijeme toplokrvnost postala odlučujući faktor za preživljavanje.
Osigurao je stalnu visoku tjelesnu temperaturu i stabilan rad unutarnjih organa sisavaca. Živost sisavaca i hranjenje mladih mlijekom bili su snažan čimbenik u njihovoj evoluciji, omogućujući im reprodukciju u različitim uvjetima okoliša. Razvijen živčani sustav pridonio je različitim oblicima prilagodbe i zaštite organizama. Došlo je do podjele mesoždera na kopitare i grabežljivce, a prvi sisavci kukcojedi označili su početak evolucije placentnih i tobolčarskih organizama.
Odlučujuća faza u evoluciji života na našem planetu bila je pojava reda primata. U kenozoiku, prije otprilike 67-27 milijuna godina, primati su se podijelili na niže i velike majmune, koji su najstariji preci modernog čovjeka. Preduvjeti za nastanak suvremenog čovjeka u procesu evolucije stvarali su se postupno.
U početku je postojao stadni način života. Omogućio je stvaranje temelja buduće društvene komunikacije. Štoviše, ako je kod insekata (pčele, mravi, termiti) biosocijalnost dovela do gubitka individualnosti, onda je kod drevnih predaka ljudi, naprotiv, razvila individualne osobine pojedinca. To je bila snažna pokretačka snaga za razvoj tima.
Ere i razdoblja
Prema suvremenim procjenama, starost Zemlje je oko 4,5-5 milijardi godina. Pojava na planetu prvih vodenih tijela, s kojima se povezuje nastanak života, udaljena je od sadašnjosti 3,8-4 milijarde godina. Povijest Zemlje obično se dijeli na velika vremenska razdoblja - ere i razdoblja. Granice između njih su veliki geološki događaji povezani s poviješću razvoja planeta kao kozmičkog tijela. Takvi događaji uključuju procese izgradnje planina, povećanu vulkansku aktivnost, uspon i pad kopna, promjene obrisa kontinenata i oceana.
Geokronološka povijest Zemlje sastoji se od 5 era.
^ Tablica 1. Kronologija glavnih događaja u evoluciji višestaničnih organizama
| Doba | Razdoblje | Početak, prije milijun godina | Kratka geološka postavka | Glavni evolucijski događaji |
| kenozoik | Kvartar | 2,4 | Oblikovanje suvremenih obrisa kontinenata i reljefa. Ponovljene klimatske promjene. Četiri glavne glacijacije sjeverne hemisfere | Izumiranje mnogih biljnih vrsta, propadanje drvenastih oblika, procvat zeljastih oblika. Ljudska evolucija. Izumiranje velikih vrsta sisavaca. |
| neogen | Rasprostranjen planinski uspon. Klima je po svojim karakteristikama bliska modernoj. | Prevladavanje angiospermi i četinjača, povećanje površine stepa. Uspon placentnih sisavaca. Pojava velikih majmuna. | ||
| paleogen | Klima je topla | Procvat angiospermi, sisavaca, ptica. | ||
| mezozoik | Kreda | Hladna klima u mnogim područjima. | Razvoj sisavaca, ptica, cvjetnica. Izumiranje mnogih gmazova. | |
| Jura | Klima je vlažna, topla i suha prema kraju razdoblja. | Dominacija gmazova na zemlji, vodi i zraku. Pojava kritosjemenjača i ptica. | ||
| trijas | Pojava sisavaca. Procvat gmazova, širenje golosjemenjača. | |||
| Paleozoik | permski | Povlačenjem mora, povećanjem vulkanske aktivnosti, klima je postala oštro kontinentalna, suša i hladnija. | Umiranje velikog marinca. Pojava golosjemenjača, širenje gmazova. | |
| Ugljik | Spuštanje razine kontinenata. Klima je u početku topla i vlažna, a zatim svježa. | Pojava gmazova. | ||
| devonski | Pojava drevnih vodozemaca i kukaca. Dominacija riba. Pojava šuma paprati i mahovina. | |||
| Silur | Formiranje jedinstvenog euro-američkog kontinenta. Izdizanje kontinenata, uspostava nizina. Klima je topla, vlažna i izmjenjuje se sa suhom. | Izlazak biljaka i beskralješnjaka na kopno. | ||
| ordovicij | Klima je topla i vlažna. | Obilje morske trave. Pojava prvih kralježnjaka (bez čeljusti). | ||
| kambrijski | Tonjenje kontinenata i njihovo opsežno plavljenje morima. Klima je umjerena, suha, naizmjenično vlažna. | Život je koncentriran u morima. Razvoj beskralješnjaka. Pojava viših biljaka. | ||
| proterozoik | Kasni proterozoik | 1650 | Razvoj eukariota, višestaničnih biljaka i životinja | |
| Rani proterozoik | 2600 | Razvoj nižih biljaka | ||
| Arheozoik | 4000 | Postanak života, nastanak prokariota. Dominacija bakterija i plavozelenih, pojava zelenih algi. |
Radi lakšeg proučavanja, povijest razvoja Zemlje podijeljena je u četiri ere i jedanaest razdoblja. Dva najnovija razdoblja podijeljena su u sedam sustava ili era.
Zemljina kora je slojevita, tj. razne stijene koje ga čine leže u slojevima jedna na drugoj. U pravilu se starost stijena smanjuje prema gornjim slojevima. Izuzetak su područja s poremećenim slojevima zbog pomicanja zemljine kore. William Smith u 18. stoljeću uočio da su tijekom geoloških vremenskih razdoblja neki organizmi značajno napredovali u svojoj strukturi.
Prema suvremenim procjenama, starost planeta Zemlje je otprilike 4,6 - 4,9 10 godina. Ove se procjene temelje uglavnom na proučavanju stijena pomoću radiometrijskih metoda datiranja.
ARCHAY
Ne zna se mnogo o životu u Arheju. Jedini životinjski organizmi bili su stanični prokarioti - bakterije i modrozelene alge. Proizvodi vitalne aktivnosti ovih primitivnih mikroorganizama također su najstarije sedimentne stijene (stromatoliti) - vapnenačke tvorevine u obliku stupa koje se nalaze u Kanadi, Australiji, Africi, Uralu i Sibiru.
Sedimentne stijene željeza, nikla i mangana imaju bakterijsku osnovu. Mnogi mikroorganizmi aktivni su sudionici u formiranju kolosalnih, još uvijek slabo razrijeđenih mineralnih resursa na dnu Svjetskog oceana. Velika je i uloga mikroorganizama u nastanku uljnih škriljevaca, nafte i plina. Plavo-zelene bakterije brzo su se proširile kroz arheje i postale gospodari planeta. Ti organizmi nisu imali zasebnu jezgru, već razvijen metabolički sustav i sposobnost razmnožavanja. Plavozeleni su, osim toga, posjedovali fotosintetski aparat. Pojava potonjeg bila je najveća aromorfoza u evoluciji žive prirode i otvorila je jedan od putova (vjerojatno upravo kopnenih) za stvaranje slobodnog kisika. Potkraj arheja (prije 2,8-3 milijarde godina) pojavile su se prve kolonijalne alge čiji su fosilizirani ostaci pronađeni u Australiji, Africi i dr. Najvažnija faza u razvoju života na Zemlji usko je povezana s promjene koncentracije kisika u atmosferi i stvaranje ozonskog zaslona. Zahvaljujući vitalnoj aktivnosti plavozelenih, sadržaj slobodnog kisika u atmosferi značajno se povećao. Akumulacija kisika dovela je do pojave primarnog ozonskog ekrana u gornjim slojevima biosfere, što je otvorilo horizonte za prosperitet.
PROTEROZOJ
Proterozoik je velika faza u povijesnom razvoju Zemlje. U tom razdoblju bakterije i alge postižu izuzetan procvat, a uz njihovo sudjelovanje intenzivno se odvijaju procesi taloženja. Kao rezultat vitalne aktivnosti željeznih bakterija u proterozoiku su nastala najveća nalazišta željezne rude. Na prijelazu iz ranog u srednji rifej dominaciju prokariota zamijenio je procvat eukariota - zelenih i zlatnih algi. Od jednostaničnih eukariota u kratkom vremenu razviju se višestanični organizmi složene organizacije i specijalizacije. Najstariji predstavnici višestaničnih životinja poznati su iz kasnog Rifeja (prije 700-600 milijuna godina). Sada možemo reći da su prije 650 milijuna godina Zemljina mora naseljavali razni višestanični organizmi: solitarni i kolonijalni polip, meduze, pljosnati crvi, pa čak i preci modernih prstenastih lišća, člankonožaca, mekušaca i bodljikaša. Među biljnim organizmima tada su prevladavali jednostanični organizmi, ali su se pojavile i višestanične alge (zelene, smeđe, crvene) i gljive.
PALEOZOIK
Do početka paleozojske ere život je prošao možda najvažniji i najteži dio svog putovanja. Nastala su četiri carstva žive prirode: prokarioti, ili sačmarice, gljive, zelene biljke, životinje. Preci kraljevstva zelenih biljaka bile su jednostanične zelene alge, uobičajene u morima proterozoika. Uz plutajuće forme, među dnom su se pojavile i one pričvršćene za dno. Fiksni način života zahtijevao je rastavljanje tijela na dijelove. Ali stjecanje višestaničnosti, podjela višestaničnog tijela na dijelove koji obavljaju različite funkcije, pokazalo se više obećavajućim. Pojava tako važne aromorfoze kao što je spolni proces bila je od presudnog značaja za daljnju evoluciju.
Kako je i kada došlo do podjele živog svijeta na biljke i životinje? Je li im korijen isti? Sporovi među znanstvenicima oko ovog pitanja ne jenjavaju ni danas. Možda su prve životinje potekle od zajedničke stabljike svih eukariota ili od jednostaničnih zelenih voda odrastanje.
KAMBRIJSKI
Porast skeletnih beskralješnjaka. Tijekom tog razdoblja odvijalo se još jedno razdoblje izgradnje planina i preraspodjele kopnenih i morskih površina. Kambrijska je klima bila umjerena, kontinenti nepromijenjeni. Na kopnu su još uvijek živjele samo bakterije i plavozelenka. U morima su dominirale zelene i smeđe alge pričvršćene za dno; Dijatomeje, zlatne alge i euglene plivale su u vodenim stupovima. Kao rezultat povećanog ispiranja soli s kopna, morske su životinje mogle apsorbirati velike količine mineralnih soli. A to im je zauzvrat otvorilo široke puteve za izgradnju krutog kostura. Najrašireniji člankonošci - trilobiti, koji su izgledom slični modernim rakovima - ušima, dosegli su najširu rasprostranjenost. Za kambrij je vrlo karakteristična osebujna vrsta višestaničnih životinja - arheocijata, koji su izumrli potkraj razdoblja. U to vrijeme postojale su i razne spužve, koralji, brahiopodi i mekušci. Morski ježevi pojavili su se kasnije .
ORDOVIK
U ordovicijskim morima bile su raznoliko zastupljene zelene, smeđe i crvene alge te brojni trilobiti. U ordoviciju se pojavljuju prvi glavonošci, rođaci modernih hobotnica i lignji, a šire se brahiopodi i puževi. Tekao je intenzivan proces formiranja grebena četverozranim koraljima i tabulatima. Graptoliti su široko rasprostranjeni - hemikordati, koji kombiniraju karakteristike beskralježnjaka i kralješnjaka, podsjećajući na moderne lancete. U ordoviciju su se pojavile biljke koje nose spore - psilofiti, koje rastu uz obale slatkih vodenih tijela.
SILUR
Topla plitka mora ordovicija zamijenjena su velikim površinama kopna, što je dovelo do suhe klime.
U silurskim morima graptoliti su odživjeli svoj život, trilobiti su propadali, ali su glavonošci doživjeli izuzetan prosperitet. Koralji su postupno zamijenili arheocijate. U siluru su se razvili osebujni člankonošci - divovski rakovi škorpioni, koji su dosezali do 2 m duljine. Do kraja paleozoika cijela skupina rakova škorpiona gotovo je izumrla. Podsjećali su na modernu raku potkovu. Posebno značajan događaj ovog razdoblja bila je pojava i širenje prvih predstavnika kralježnjaka - oklopnih "riba". Ove "ribe" samo su oblikom nalikovale pravim ribama, ali su pripadale drugoj klasi kralježnjaka - bez čeljusti ili ciklostomima. Nisu mogli dugo plivati i uglavnom su ležali na dnu zaljeva i laguna. Zbog sjedilačkog načina života nisu se mogli dalje razvijati. Među modernim predstavnicima ciklostoma poznate su lampreje i morske ribe. Karakteristična značajka silurskog razdoblja je intenzivan razvoj kopnenih biljaka. Jedne od prvih kopnenih, odnosno vodozemnih biljaka bile su psilofite, koje vuku svoje porijeklo od zelenih algi. U rezervoarima alge apsorbiraju vodu i u njoj otopljene tvari cijelom površinom tijela, zbog čega nemaju korijenje, a tjelesne izrasline koje podsjećaju na korijenje služe samo kao pričvrsni organi. Zbog potrebe provođenja vode od korijena do lišća nastaje krvožilni sustav. Izlazak biljaka na kopno jedan je od najvećih trenutaka evolucije. Pripremljena je prethodnom evolucijom organskog i anorganskog svijeta.
DEVONSKE
Devon je razdoblje riba. Devonska klima bila je oštrije kontinentalna; u planinskim područjima Južne Afrike došlo je do zaleđivanja. U toplijim područjima klima se promijenila prema većem sušenju te su se pojavila pustinjska i polupustinjska područja.
U devonskim morima cvjetala je riba. Među njima su bile hrskavičnjače, a pojavile su se i ribe s koštanim kosturom. Prema građi peraja koštunjače se dijele na žaroperaje i režnjeperaje. Donedavno se vjerovalo da su životinje s režnjevim perajama izumrle na kraju paleozoika. Ali 1938. ribarska je koćarica dopremila takvu ribu u East London Museum i nazvana je coelacanth. Na kraju paleozoika najznačajnija faza u razvoju života bilo je osvajanje kopna od strane biljaka i životinja. Tome je pridonijelo smanjenje morskih bazena i izdizanje kopna.
Tipične spore biljke razvile su se iz psilofita: mahovina, preslica i pteridofita. Na površini zemlje pojavile su se prve šume.
Do početka karbona dolazi do osjetnog zatopljenja i ovlaživanja. U prostranim dolinama i tropskim šumama, u neprekinutim ljetnim uvjetima, sve je brzo raslo prema gore. Evolucija je otvorila novi način - razmnožavanje sjemenom. Stoga su golosjemenjače preuzele evolucijsku palicu, a spore biljke ostale su sporedna grana evolucije i izblijedjele u pozadinu. Pojava kralješnjaka na kopno dogodila se još u kasnom devonu, nakon osvajača zemlje - psilofita. U to su vrijeme zrakom već ovladali insekti, a potomci riba s režnjevim perajama počeli su se širiti zemljom. Nova metoda kretanja omogućila im je da se neko vrijeme udalje od vode. To je dovelo do pojave bića s novim načinom života - vodozemaca. Njihovi najstariji predstavnici - ihtiošegi - otkriveni su na Grenlandu u devonskim sedimentnim stijenama. Vrhunac drevnih vodozemaca seže u karbon. U tom su se razdoblju stegocefali široko razvili. Živjeli su samo u obalnom dijelu kopna i nisu mogli osvojiti kopnena područja smještena daleko od vodenih tijela.
Zahvaljujući tim karakteristikama građe, vodozemci su napravili prvi odlučujući korak na kopno, ali su njihovi potomci, gmazovi, postali potpuni gospodari kopna. Razvoj sušne klime u permskom razdoblju doveo je do izumiranja stegocefalija i razvoja gmazova, u čijem životnom ciklusu nema faza povezanih s vodom. Zbog kopnenog načina života, kod gmazova je nastalo nekoliko glavnih aromorfoza.
MEZOZOIK
Mezozoik se s pravom naziva erom gmazova i golosjemenjača. Pred kraj mezozoika postupno je došlo do masovnog izumiranja dinosaura tijekom nekoliko milijuna godina. Dominacija dinosaura kroz cijelu geološku eru i njihovo skoro izumiranje na kraju ere veliki su misterij za paleontologe. U trijasu su se pojavili prvi predstavnici toplokrvnih životinja - mali primitivni sisavci. U juri su gmazovi druga skupina životinja koja pokušava ovladati zračnim okolišem. Postojale su dvije vrste letećih guštera: rhamphorhynchus i širokokrili gušteri. Od nevjerojatne raznolikosti nekadašnje klase gmazova, danas je preživjelo 6000 vrsta. To su predstavnici pet evolucijskih grana: tuataria, gušteri, zmije, kornjače, krokodili. Ptice su se pojavile u jurskom razdoblju. Predstavljaju bočnu granu gmazova koji su se prilagodili letu. Prva ptica iz jure, Archeopteryx, imala je posebno veliku sličnost s gmazovima. Razdoblje krede je tako nazvano zbog obilja krede u tadašnjim morskim sedimentima. Nastala je od ostataka ljuštura praživotinja – foraminifera. Početkom razdoblja krede dogodio se sljedeći veliki pomak u evoluciji biljaka - pojavile su se cvjetnice (angiosperme). Ove aromorfne promjene omogućile su cvjetnicama biološki napredak u sljedećoj eri kenozoika. Široko su naselili Zemlju i karakterizira ih velika raznolikost. Neki od njihovih oblika preživjeli su do danas: topole, vrbe, hrastovi, eukaliptusi, palme.
kenozoik
Kenozoik - doba novog života - doba procvata cvjetnica, insekata, ptica i sisavaca.
U vrijeme dinosaura bila je poznata skupina sisavaca - malih krznenih životinja koje su nastale od teraspida ili životinja sličnih zvijerima. Živorodnost, toplokrvnost, razvijeniji mozak i s njime povezana veća aktivnost osigurali su tako napredak sisavaca, njihov uspon na čelo evolucije. U tercijaru su sisavci zauzeli dominantan položaj, prilagođavajući se različitim uvjetima na kopnu, u zraku, u vodi, i takoreći zamijenili mezozojske gmazove. U paleocenu i eocenu od kukcojeda su se razvili prvi grabežljivci, a od njih su se u oligocenu granale moderne skupine mesoždera. Počeli su osvajati mora. I prvi papkari potječu od drevnih paleocenskih mesoždera.
Zbog sušnosti nekih područja pojavile su se žitarice.
Već u prvoj polovici tercijara pojavili su se svi moderni redovi sisavaca, a sredinom razdoblja zajednički oblici predaka majmuna i ljudi bili su široko rasprostranjeni. Tijekom kvartarnog razdoblja izumrli su mastodonti, mamuti, sabljozubi tigrovi, golemi ljenivci i veliki rogi jeleni.
Čovjek se nastanio u Starom svijetu prije najmanje 500 tisuća godina. Prije glacijacije, lovci su se naselili do Ognjene zemlje. Kako su se ledenjaci topili, teritorije oslobođene ispod ledenjaka ponovno su naseljavali ljudi.
Prije otprilike 10 000 godina počelo je pripitomljavanje životinja i uvođenje biljaka u kulturu u toplim umjerenim područjima Zemlje. Započela je “neolitska revolucija” povezana s prijelazom čovjeka sa sakupljanja i lova na poljoprivredu i stočarstvo.
Predavanje 6: Formiranje biološke raznolikosti tijekom različitih razdoblja razvoja biosfere
Svrha predavanja: opis glavnih promjena koje su se dogodile s kontinentima Zemlje, s njezinom florom i faunom tijekom povijesti našeg planeta od njegove pojave do modernog doba.
Pokrivena pitanja:
1.Arhejska era i proterozoik
2. Uvod u paleozoik na primjeru razdoblja karbona
3. Opseg i bit razlika između razdoblja karbona i karbona.
4. Razmjeri i bit razlika između karbonskih vlakana i modernog doba.
5. A. Wagenerova teorija pomicanja kontinenata i teorija tektonike ploča.
6. Uloga živih organizama u stvaranju uvjeta za dolazak života na kopno.
7. Ideja mezozoika na primjeru razdoblja krede.
8. Revolucija u sastavu flore zbog ekspanzije angiospermi.
9. Toploljubiva morska fauna glavonožaca i fauna dinosaura.
10. Pojava placentnih sisavaca i ptica suvremenog tipa organizacije.
11. Kenozoik i antropogen. Pojava čovjeka. Razvoj glacijacija i njihov utjecaj na čovječanstvo. Glavni trendovi u evoluciji biosfere.
1. Ovo predavanje opisuje glavne promjene koje su se dogodile s kontinentima Zemlje, s njezinom florom i faunom tijekom povijesti našeg planeta od njegovog nastanka do modernog doba. Naznačeni su glavni razvojni putovi kojima je tekao život te su identificirani njegovi glavni predstavnici koji su živjeli u različitim prirodnim uvjetima iu različitim geološkim razdobljima. Opći dijagram evolucije životinjskog svijeta tijekom više od milijardu godina prikazan je na Sl. 1. Cijeli životinjski svijet razvio se od zajedničkih predaka – drevnih primitivnih jednostaničnih organizama (1). Od njih su nastale i razne jednostanične (2, 3, 4) i višestanične životinje. Kako se životinjski svijet razvijao, pojavljivalo se sve više visoko organiziranih životinja. Primitivni dvosloji (13) doveli su do razvoja dviju različitih evolucijskih grana. Štoviše, jedna je grana dovela do razvoja viših beskralježnjaka: mekušaca, rakova, insekata, a druga - do razvoja kralješnjaka. Dakle, ove dvije skupine životinja razvile su se neovisno jedna o drugoj. Brojevi označavaju različite skupine životinja, postojeće i neke izumrle, koje su označene krugovima s crnim obrisom.
Riža. 1. Shema razvoja životinja. 1 - primarni jednostanični; 2 - amebe; 3 - trepavice; 4 - flagela; 5 - prvi kolonijalni flagelati; 6 - spužve; 7 - donji dvoslojni višestanični; 8,9, 10 - koelenterati: koraljni polipi, hidra, meduze; 11 - plosnati crvi; 12 - okrugli crvi; 13 - drevni ctenofori; 14 - ctenofores; 15 - primitivni prstenovi; 16,17,18 - mekušci: puževi (puž, školjka školjkaša), glavonošci (lignje); 19 - rakovi; 20 - arahnidi; 21 - stonoge; 22 - neinsekti; 23 - prstenasti crvi (glista); 24 - morski prstenovi; 25 - morski ljiljani; 26 - bodljikaši; 27 – morska zvijezda; 28 - niži hordati; 29 - lancelet (bez lubanje); 30 - drevna riba; 31 - moderna riba; 32 - riba s režnjevim perajama; 33 - vodozemci; 34 - drevni gmazovi (dinosauri); 35 - gmazovi; 36 - ptice; 37 - sisavci.
^ Arhejsko i proterozojsko doba (od postanka planeta do prije 540 milijuna godina). Ta su razdoblja trajala od nastanka Zemlje do pojave prvih višestaničnih organizama prije otprilike 540 milijuna godina. Najstarije nam poznate stijene stare su samo 3,9 milijardi godina, tako da se vrlo malo zna o mladosti našeg planeta. Štoviše, čak su i ove stijene doživjele tako velike transformacije tijekom milijardi godina da nam mogu reći malo o bilo čemu. Prije otprilike 2-3 milijarde godina počele su se formirati jezgre kontinenata odvojene vodom. Krajem proterozoika ujedinili su se u prvi superkontinent Pangea, koji je uključivao Afriku u središtu, Ameriku, europsku i sibirsku (rusku) ploču na sjeveru te Antarktiku, Australiju, Indiju i Arabiju na jugu.
^ Arhejsko doba. Prvi ostaci i znakovi aktivnosti živih organizama datiraju od prije 3,5 milijarde godina (naslage u Južnoj Africi). Život bi se mogao pojaviti tek kada bi se stvorili povoljni uvjeti za ovu, prije svega, povoljnu temperaturu. Živa tvar, između ostalih tvari, građena je od bjelančevina. Stoga je do nastanka života temperatura na zemljinoj površini morala pasti dovoljno da se proteini ne unište. Mnogi istraživači koji proučavaju problem nastanka života na Zemlji vjeruju da je život nastao u plitkoj morskoj vodi kao rezultat složenih fizikalnih i kemijskih procesa svojstvenih anorganskoj tvari. Određeni kemijski spojevi nastaju pod određenim uvjetima, a vjerojatnost nastanka složenih organskih spojeva posebno je velika za ugljikove atome zbog njihovih specifičnih karakteristika. Zato je ugljik postao građevni materijal iz kojeg su, prema zakonima fizike i kemije, relativno nastali najsloženiji organski spojevi. Molekule nisu odmah postigle potreban stupanj složenosti, pa se može govoriti o kemijskoj evoluciji čiji je proces bio prilično spor.
Prvi živi organizmi mogli su se hraniti isključivo organskim tvarima, tj. bili su heterotrofni. No, iscrpivši zalihe organske tvari u svom neposrednom okruženju, neki su organizmi (biljke) tijekom evolucije stekli sposobnost upijanja energije sunčevih zraka i uz njihovu pomoć cijepali vodu na sastavne elemente. Pomoću vodika uspjeli su pretvoriti ugljični dioksid u ugljikohidrate i koristiti ga za izgradnju drugih organskih tvari u svojim tijelima (proces fotosinteze). Pojavom autotrofnih organizama počelo je nakupljanje slobodnog kisika u atmosferi te je ukupna količina organske tvari na Zemlji počela naglo rasti. Neposredno nakon nastanka našeg planeta, atmosfera je sadržavala mnogo vodika i helija, ali su oni postupno isparili u svemir i postupno su zamijenjeni metanom, dušikom i ugljičnim dioksidom, koje su oslobađale stijene. I tek kao rezultat pojave i aktivnosti živih organizama u atmosferi, počelo je nakupljanje kisika, što je postalo neophodno za daljnji razvoj života.
Tadašnji živi organizmi mogli su postojati isključivo u uvodnom okolišu, budući da je vodeni stup smanjio štetnost ultraljubičastog zračenja iz svemira, kao i niz štetnih tvari, čiji se toksični učinak otapanjem smanjio. Osim toga, značajne temperaturne fluktuacije u vodi su izglađene. Krajem arhejske ere živa su bića podijeljena na prokariote i eukariote. Pretpostavlja se da je grafit pronađen u sedimentima tog vremena organskog podrijetla i da njegova količina odgovara količini žive tvari tog vremena. Prvi materijalni dokaz nastanka života bili su stromaloliti – slojevite strukture koje su tvorile cijanobakterije.
2. Proterozojska era. U ovom trenutku nastavlja se daljnji razvoj živih bića: postoji jasna podjela triju kraljevstava eukariota na biljke, gljive i životinje. Posebno su raširene jednostanične alge, pojavljuju se prve višestanične zelene alge i niže gljive (prije 1,4 milijarde godina). Životinje su predstavljene praživotinjama, a kasnije se otkrivaju prvi višestanični organizmi - predstavnici spužvastog i koelenteratnog tipa. Ova primitivna stvorenja još nisu imala vapnenački kostur, ali povremeno se pronađu otisci njihovih tijela. O postojanju većih živih bića (crva) govore jasni cik-cak otisci - tragovi puzanja, kao i ostaci "nerca" pronađeni u sedimentima morskog dna. Godine 1947. australski znanstvenik R.K. Spriggs je otkrio izuzetno zanimljivu faunu u brdima Ediacara (Južna Australija). Ispostavilo se da većina životinjskih vrsta edijakarske faune koje su postojale prije 600 milijuna godina pripada dosad nepoznatim skupinama organizama bez kostura. Neki od njih pripadaju precima meduza, spužvi, člankonožaca, drugi nalikuju crvima - anelidima. Većina životinja tog vremena vodila je bentoski način života (mekušci), što se objašnjava koncentracijom biljaka i organskih tvari na dnu koje su im služile kao hrana.
Na sl. Slika 2 prikazuje neke organizme faune Ediacarana.
Riža. 2. Kasni proterozoik: 1-alge, 2-spužve, 3,6-trakasti (3-meduze, 6-osmozrakasti koralji), 4,8-prstenasti crvi, 5-bodljikaši, 7-člankonošci, 9- stromatoliti (tvore ih cijanobakterije).
3. Paleozoik: razdoblje kambrija (prije 540 do 488 milijuna godina)
Ovo razdoblje započelo je zapanjujućom evolucijskom eksplozijom, tijekom koje su se predstavnici većine glavnih skupina životinja poznatih modernoj znanosti prvi put pojavili na Zemlji. Granica između prekambrija i kambrija obilježena je stijenama koje iznenada otkrivaju zapanjujuću raznolikost životinjskih fosila s mineralnim kosturima - rezultat "kambrijske eksplozije" oblika života.
U kambrijskom razdoblju velika kopnena prostranstva bila je okupirana vodom, a prvi superkontinent Pangea podijeljen je na dva kontinenta - sjeverni (Laurazija) i južni (Gondvana). Došlo je do značajne erozije tla, vulkanska aktivnost bila je vrlo intenzivna, kontinenti su tonuli i izdizali se, što je rezultiralo stvaranjem plićaka i plitkih mora, koja su se ponekad isušivala nekoliko milijuna godina, a zatim ponovno punila vodom. U to su se vrijeme najstarije planine pojavile u zapadnoj Europi (Skandinavske) i središnjoj Aziji (Sayans).
Sve životinje i biljke živjele su u moru, međutim međuplimno područje već je bilo naseljeno mikroskopskim algama koje su formirale kopnene kore algi. Vjeruje se da su se u to vrijeme počeli pojavljivati prvi lišajevi i kopnene gljive. Životinjski svijet tog vremena, prvi put otkriven 1909. u planinama Kanade od strane C. Walcotta, predstavljen je uglavnom organizmima na dnu, kao što su arheocijati (analozi koralja), spužve, razni bodljikaši (morske zvijezde, morski ježevi, morski krastavci itd.) .), crvi, člankonošci (razni trilobiti, potkovaši). Potonji su bili najčešći oblik živih bića tog vremena (otprilike 60% svih životinjskih vrsta bili su trilobiti, koji su se sastojali od tri dijela - glave, trupa i repa). Svi su izumrli do kraja permskog razdoblja; od rakova potkova do danas su preživjeli samo predstavnici jedne obitelji. Otprilike 30% kambrijskih vrsta bili su brahiopodi - morske životinje s školjkama školjkaša, slične mekušcima. Od trilobita koji su prešli na grabežljivce pojavljuju se rakovi škorpioni dugi do 2 m. Krajem kambrijskog razdoblja pojavljuju se glavonošci, među kojima je i danas očuvan rod nautilusa, a od bodljikaša - primitivni hordati (plaštari i anesteti). Pojava notohorde, koja je tijelu dala krutost, bila je važan događaj u povijesti razvoja života.
^ Paleozojsko doba: ordovicijsko i silursko razdoblje (prije 488 do 416 milijuna godina)
Na početku ordovicijanskog razdoblja veći dio južne hemisfere još uvijek je zauzimao veliki kontinent Gondwana, dok su druge velike kopnene mase bile koncentrirane bliže ekvatoru. Europu i Sjevernu Ameriku (Laurentiju) još više je udaljio Japetov ocean koji se širio. U početku je ovaj ocean dosegao širinu od oko 2000 km, a zatim se ponovno počeo sužavati kako su se kopnene mase koje čine Europa, Sjeverna Amerika i Grenland počele postupno približavati jedna drugoj dok se konačno nisu spojile u jedinstvenu cjelinu. Tijekom silurskog razdoblja Sibir je "doplivao" do Europe (nastala su kazahstanska brda), Afrika se sudarila s južnim dijelom Sjeverne Amerike, a kao rezultat toga rođen je novi divovski superkontinent Laurazija.
Nakon kambrija, evoluciju nije karakterizirao nastanak potpuno novih vrsta životinja, već razvoj postojećih. U Ordoviciju se dogodila najveća poplava zemlje u povijesti Zemlje, zbog čega je većina bila prekrivena ogromnim močvarama; člankonošci i glavonošci bili su uobičajeni u morima. Pojavljuju se prvi kralježnjaci bez čeljusti (na primjer, sadašnji ciklostomi - lampreys). To su bili pridneni oblici koji su se hranili organskim ostacima. Tijelo im je bilo prekriveno štitovima koji su ih štitili od rakova škorpiona, ali još nije bilo unutarnjeg kostura.
Prije otprilike 440 milijuna godina odjednom su se dogodila dva značajna događaja: izlazak biljaka i beskralješnjaka na kopno. U siluru je došlo do značajnog porasta kopna i povlačenja oceanskih voda. U to su se vrijeme duž močvarnih obala akumulacija, u zonama plime i oseke, pojavili lišajevi i prve kopnene biljke nalik algama - psilofiti. Kao prilagodba na život na kopnu javlja se pokožica sa pučima, središnjim provodnim sustavom i mehaničkim tkivom. Nastaju spore s debelom ljuskom koja ih štiti od isušivanja. Kasnije je evolucija biljaka išla u dva smjera: briofiti i više biljke koje nose spore, kao i biljke koje nose sjemenke.
Pojava beskralješnjaka na kopnu bila je posljedica potrage za novim staništima i odsutnosti konkurenata i grabežljivaca. Prve kopnene beskralješnjake predstavljali su tardigradi (koji dobro podnose sušenje), prstenjaci, a zatim stonoge, škorpioni i paučnjaci. Ove su skupine nastale od trilobita koji su se često našli na plićaku za vrijeme oseke. Na sl. Slika 3 prikazuje glavne predstavnike životinja ranog paleozoika.
Riža. 3. Rani paleozoik: 1-arheocijati, 2,3-koelenterati (2-četverozračni koralji, 3-meduze), 4-trilobiti, 5,6-mekušci (5-glavonošci, 6-puževi), 7-brahiopodi, 8, 9-bodljikaši (9-krinoidi), 10-graptolit (hemahordati), 11-bezčeljusne ribe.
Paleozoik: Devonsko razdoblje (od prije 416 do 360 milijuna godina)
Devonsko razdoblje bilo je vrijeme najvećih kataklizmi na našem planetu. Europa, Sjeverna Amerika i Grenland sudarili su se jedni s drugima, formirajući ogromni sjeverni superkontinent Lauraziju. U isto vrijeme, goleme mase sedimentnih stijena gurnute su s dna oceana, tvoreći ogromne planinske sustave u istočnoj Sjevernoj Americi (Appalachia) i zapadnoj Europi. Erozija iz uzdižućih planinskih lanaca stvorila je velike količine šljunka i pijeska. Oni su formirali velike naslage crvenog pješčenjaka. Rijeke su nosile planine sedimenta u more. Nastale su široke močvarne delte koje su stvorile idealne uvjete za životinje koje su se odvažile napraviti prve, tako važne korake s vode na kopno.
Među beskralježnjacima morskih životinja ovog vremena, druge polovice paleozojske ere, treba istaknuti pojavu novih morskih grabežljivaca amonita - glavonožaca sa spiralno uvijenom školjkom, često s bogato oblikovanom površinom, kao i lignje i hobotnice. Kralješnjaci prekriveni tvrdim oklopom prije otprilike 400 milijuna godina dali su primitivne gnatostome - oklopljene hrskavične ribe (plakoderme). Pojava stvorenja sa snažnim koštanim čeljustima (poput Dunkleosteusa dugog 6 m) objašnjava se potrebom za aktivnim hvatanjem hrane i prijelazom na aktivni način plivanja. Kasnije su se od oklopljenih gnathostoma pojavile hrskavičnjače (morski psi, raže i kimere), od kojih su u morima i slatkim vodama najzastupljenije zračoperaje koštunjače, čije su peraje duge koščate raže, danas rijetke plućnjake (tj. i škrge i pluća), kao i ribe s režnjevim perajama, koje su trenutno predstavljene jednim reliktnim rodom - coelacanth. Režnjače i plućnjače sačuvani su oblici režnjeperaja - njihove mesnate peraje pri dnu imaju koštane izdanke iz kojih izlaze koštane zrake.
Krajem devona kralježnjaci su izašli na kopno. To je zbog klimatskih promjena i isušivanja plitkih vodenih tijela. Ribe s režnjevim perajama, preci kopnenih kralješnjaka, sposobne udisati atmosferski zrak i puzati od vodene površine do vodene površine pomoću peraja, u početku su napuštale vodu samo na kratka razdoblja. Slabo su se kretali kopnom, koristeći za to zmijolike zavoje tijela (kao da plivaju kopnom). Tek su postupno sve važniju ulogu u kretanju kopnom počeli igrati parni udovi, koji su se usput pretvorili iz peraja u udove zbog potrebe da se drže za tlo i odguruju od dna. Prvi vodozemci koji su se pojavili prije 370 milijuna godina - acanthostegas, ichthyostegas i stegocephali (1-2 m dugi) - još uvijek su imali mnoge riblje karakteristike u svojoj građi. Zahvaljujući intenzivnim procesima formiranja tla i posebnim klimatskim uvjetima, krajem ovog razdoblja pojavljuju se nizinske šume, koje su formirale razne vrste drvolikih preslica, mahovina i paprati koje su se pojavile u ovom razdoblju (prije 380 milijuna godina). Počelo je širenje kopnenih beskralježnjaka, uglavnom člankonožaca.
^ Paleozoik: razdoblje karbona (od prije 360 do 299 milijuna godina)
Početkom razdoblja karbona (karbona) najveći dio Zemljinog kopna bio je sakupljen u dva ogromna superkontinenta: Lauraziju na sjeveru i Gondvanu na jugu. Tijekom kasnog karbona, oba su se superkontinenta stalno približavala jedan drugome. Ovo kretanje gurnulo je prema gore nove planinske lance koji su se formirali duž rubova ploča zemljine kore, a rubove kontinenata doslovno su preplavili potoci lave koji su izbijali iz utrobe Zemlje. Klima se osjetno ohladila, a dok je Gondwana "plivala" preko Južnog pola, planet je doživio najmanje dvije glacijacije.
Zahvaljujući toploj i vlažnoj klimi razdoblja karbona, cvjetaju drveće sporišne biljke, čiji su karakteristični predstavnici bili likofiti (sigilarije i lepidodendroni visoki 30-50 m), divovske preslice (kalamiti) i razne paprati. U to su se vrijeme pojavile prve sjemenke koje se ne razmnožavaju sporama koje se sastoje od jedne zametne stanice, već višestaničnim sjemenkama - sjemenske paprati (pteridospermidi) i golosjemenjače (korditi). Sjemenjače u nastajanju mogle bi se nastaniti na sušnijim mjestima, jer karakteristike njihovog razmnožavanja nisu povezane s dostupnošću vode. Ogromne šume raznih stabala, koje su nakon smrti stvorile debele slojeve treseta, postale su osnova za stvaranje modernih naslaga ugljena.
Među životinjama tog vremena najuočljivije su postale kopnene životinje. U razdoblju karbona pojavljuju se prvi primitivni kukci, koji su najrazličitiji živi organizmi (više od milijun vrsta) - žohari, Coleoptera (bube), Orthoptera (skakavci, cvrčci), Diptera (muhe, komarci), izumrli vretenca , koji je dosegao divovske veličine (do 50 cm), razvijaju se i drugi člankonošci (pauci i škorpioni). Postoji i širok izbor vodozemaca s izraženim udovima, koji su imali 5-8 prstiju. Pred kraj razdoblja klima postaje sve suša i kontinentalna. To je potaknulo nastanak nove skupine životinja - reptila (gmazova) prije oko 310 milijuna godina, koji su nastanjivali sušnije prostore, izbjegavajući konkurenciju i predatore. Razvili su novu evolucijsku karakteristiku - unutarnju oplodnju i razvoj embrija u jajetu. Otprilike u isto vrijeme pojavila su se četiri podrazreda gmazova koji su se razlikovali po građi lubanje: potpuno izumrli anapsidi (preci kornjača), životinjski gušteri (sinapsidi), koji su postali preci sisavaca, vrlo raznoliki dijapsidi (gušteri, zmije). , krokodili, dinosauri i njihovi potomci - ptice), morski gmazovi (ihtiosauri) - parapsidi.
^ Paleozoik: Permsko razdoblje (prije 299 do 251 milijuna godina)
Tijekom permskog razdoblja, superkontinent Gondwana i Laurasia postupno su se približavali jedan drugome. Azija se sudarila s Europom, izbacivši planinski lanac Ural. A u Sjevernoj Americi Apalači su odrasli. Do kraja permskog razdoblja potpuno je završeno formiranje divovskog superkontinenta Pangea. U permu je došlo do najvećeg povlačenja mora u povijesti Zemlje, a vulkanska aktivnost ponovno je porasla. Formirana su velika kopnena prostranstva, au unutrašnjosti kontinenata klima je postala oštro kontinentalna. Značajna glacijacija dogodila se u gotovo cijeloj modernoj Africi, Australiji i Antarktici.
U to vrijeme vladala je hladna i suha klima. Prostrane močvarne šume ugljena su nestale, jer su izumrle gotovo sve divovske mahovine, preslice i paprati, kao i kordaiti. Na njihovom mjestu pojavili su se i počeli aktivno razvijati različiti oblici golosjemenjača - ginkosi, cikasi i četinjače.
Riža. 4. Kasni paleozoik: 1-koelenterati (pojedinačni i kolonijalni koralji), 2,3-mekušci (2-puževi, 3-glavonošci (gonijatit), 4-brahiopodi, 5,6-bodljikaši (5-morske zvijezde, 6-morski ljiljani) ), 7-9-ribe (7-peraje, 8-ljuštura, 9-hrskavični), 10-vodozemci; 11-13-gmazovi (11-pelikosaurus, 12-pareiasaurus, 13-inostracevia), 14-18-biljke ( 14-psilofiti, 15-člankoviti (kalamiti), 16-likofiti (lepidodendroni i sigilarije), 17-papratnjače, 18-korditi).
U životinjskom svijetu klasa gmazova se intenzivno razvija: prvi, kotilosauri, postali su prethodnici svih ostalih oblika gmazova. Prije svega, gušteri (pelikosauri, koji su imali veliki kožni greben za regulaciju tjelesne temperature). Nešto kasnije, zamijenili su ih terapsidi (vjerojatni preci sisavaca), koji u svojoj strukturi kombiniraju karakteristike vodozemaca, gmazova i sisavaca, kao i arhosaura (drevnih guštera). Na kraju permskog razdoblja dogodio se najznačajniji događaj izumiranja u povijesti Zemlje - nestalo je oko 90-95% životinjskih i biljnih vrsta: veliki morski mekušci, trilobiti, divovske ribe (dosežu duljinu od 15 m), izumrle su oklopne životinje, veliki kukci i paučnjaci. Mnogi su vodozemci također umrli, nakon čega više nikada nisu bili velika skupina. 4 životinjski i biljni svijet druge polovice paleozoika.
^ Mezozoik: Razdoblja trijasa i jure (od prije 251 do 145 milijuna godina)
Razdoblje trijasa u Zemljinoj povijesti označilo je početak mezozoika ili "ere srednjeg života". Prije njega, svi su kontinenti bili spojeni u jedan divovski superkontinent, Pangeu. S početkom trijasa Pangea se počela postupno raspadati, a nastavljaju se procesi izgradnje planina koji su započeli u permu. Klima je u to vrijeme bila jednaka na cijeloj kugli zemaljskoj. Na polovima i na ekvatoru vremenske prilike bile su puno sličnije nego danas. Pred kraj trijasa klima je postala suša. Jezera, rijeke i golema kopnena mora počela su brzo presušivati, a na njihovom mjestu sada se nalaze naslage soli i gipsa. Ogromne pustinje nastale su u unutrašnjosti kontinenata.
Počela je era dominacije golosjemenjača u koje su ušli cikasi, slični paprati i palmama, četinjače (jela, čempres, tisa), ginko i benettidaceae - prethodnici angiospermi. Sve te biljke formirale su suhe šume. U morima su se raširili amoniti, belemniti (preci modernih hobotnica, sipa i lignji), napredniji koralji sa šest zraka, bodljikaši, morski psi i zračoperaje koji su migrirali iz slatkih vodenih tijela, a pojavili su se i razmnožili školjkaši. Na kopnu se razvijaju razni kukci, uključujući leteće; na mjesto izumrlih drevnih vodozemaca "dolaze" prvi predstavnici modernih vodozemaca - bezrepi (žabe, krastače), s repom (mladunci i daždevnjaci), bez nogu (cecilije - stvorenja slična do glista dužine 1.5 m) i već izumrli Albanepretons. Moderni predstavnici ovih organizama pojavili su se prije 50-70 milijuna godina.
Mezozoik je također bio doba prosperiteta za gmazove. Postupno su osvojili sva tri elementa: vodu, zemlju i zrak. U to vrijeme (počevši prije 220 milijuna godina) pojavio se širok izbor gmazova. Od arhosaura je nastalo nekoliko evolucijskih linija: rano izumrli tekodonti, danas postojeći (ukupno tri obitelji) krokodili, pterosauri (leteći gmazovi) i dinosauri, potonji se dijele u dvije podskupine - gušteri hipiji (dijele se na biljojede - sauropode - i mesožderi - teropodni - oblici) i ornithischians, koji su bili vegetarijanci. Paralelno s njima razvijali su se potomci kotilosaura - kornjače, koje su se na Zemlji pojavile prije 210 milijuna godina i preživjele do danas, morski gmazovi (ihtiosauri nalik dupinima i pleziosauri, nalik križancu krokodila, tuljana i žirafe). ), kljunaste glave (preživjela je samo jedna vrsta, koja živi na Novom Zelandu, - hatteria), ljuskave (razni gušteri i zmije) i životinjske (terapside). Od malih terapsida prije otprilike 225 milijuna godina razvili su se primitivni sisavci koji nalikuju malim glodavcima (rovke i ježevi) i kroz cijeli mezozoik u razvoju nisu prelazili veličinu mačke. Kasnije su ih zamijenili monotremi (proto-zvijeri), koji kombiniraju kvalitete gmazova i životinja; do danas su u Australiji preživjele samo 3 vrste takvih životinja - kljunar i 2 vrste ehidne.
Tijekom jurskog razdoblja klima je postala topla i vlažna, prilično ujednačena, te su nastale velike močvare i jezera. Na vlažnim i sjenovitim mjestima prevladavala je paprat. Oko 80% flore planeta u to su vrijeme bile golosjemenjače. A u tadašnjoj fauni najrašireniji su bili gmazovi, koji su dosegli doista rekordne divovske veličine. Među njima su bili brontosauri i diplodokusi, koji su živjeli na obalama akumulacija i dosezali 25-30 metara duljine i 20 tona mase, te grabežljivi dvonožni tiranosauri do 15 metara. Njihovim staništima dominirali su leteći gušteri (pterosauri) s rasponom krila do 12 m i ihtiosauri dugi do 20 m. Prije oko 150 milijuna godina drevne ptice razvile su se iz jednog od oblika grabežljivih dinosaura, koji su se razvijali u nekoliko smjerova diljem razdoblje krede. Najpoznatiji i najbolje opisani (10 kostura) predstavnik starih ptica je Arheopteriks (što znači "prastaro pero"), čiji je prvi kostur pronađen 1861. godine, nekoliko godina nakon pojave Darwinove teorije evolucije.
^ Mezozoik: razdoblje krede (prije 145 do 65 milijuna godina)
U tom razdoblju površina našeg planeta počela je poprimati suvremeni izgled: odvojila se Sjeverna Amerika, nastavio se raspad Gondvane, pojavile su se neovisne Južna Amerika, Afrika, Australija i Antarktika. U središtu Indijskog oceana bila je Hindustanska ploča. Između južnih kontinenata i Euroazije ostao je drevni ocean Tethys. Naziv razdoblja povezuje se s otkrićem sedimentnih naslaga bijele krede na svim kontinentima, koja je najkarakterističnija stijena tog vremena. Procesi izgradnje planina odvijali su se u zapadnoj Americi i istočnoj Aziji.
Sredinom razdoblja mnoga kopnena područja bila su poplavljena.
U ranoj i srednjoj kredi pojavio se veliki izbor specijaliziranih oblika gmazova: stegosauri, pterodaktili, mosasauri itd. Počelo je širenje ptica, koje su još imale zube, poput gmazova. Sredinom krede pojavile su se prve cvjetnice (angiosperme), koje potječu vjerojatno od nekih benettidolikih predaka prije ne više od 150 milijuna godina. Brzo su se razvijale i prilagođavale različitim prirodnim uvjetima. Prije otprilike 90 milijuna godina, cvjetnice su podijeljene u dvije klase - dvosupnice (koje su sada većina) i monokotiledone (ukupno 50 tisuća vrsta, uključujući žitarice). Na kraju razdoblja pojavili su se novi, napredniji oblici sisavaca - tobolčari i placentari. Na granici mezozoika i kenozoika dogodila se globalna katastrofa (najvjerojatnije pad velikog meteorita, čiji je krater pronađen u Sjevernoj Americi na poluotoku Yucatan.). U to je vrijeme izumrlo 75% svih vrsta koje su nastanjivale planet - svi dinosauri, pterosauri, sve drevne ptice (s izuzetkom predaka modernih lepezastih ptica), morski gmazovi, veliki mekušci (amoniti i belemniti), koralji , planktonski organizmi, velika većina golosjemenjača (stoga je u Trenutno ovu skupinu biljaka predstavljaju samo četinjače, cikasi i jedina preživjela reliktna vrsta ginka).
Glavni predstavnici živih organizama mezozojske ere prikazani su na sl. 5.
Riža. 5. Život u mezozoiku: 1-šestozrakasti koralji, 2-bodljikaši, 3-6-mekušci (3-školjke, 4-puževi, 5-amoniti, 6-belemniti), 7-arheopteriks, 8-11-zemaljski dinosauri (8 -stegosaurus, 9-diplodocus, 10-triceratops, 11-tyrannosaurus), 12-13-vodeni dinosauri (12-plesiosaur, 13-ichthyosaur), 14,15-leteći dinosauri - pterosauri (14-rhamphorhynchus, 15- pteronodon), 16 - paprati, 17 - benenetiti, 18 - cikasi, 19 - ginkosi, 20 - golosjemenjače.
^ Kenozoik: razdoblje paleogena (od prije 65 do 24,6 milijuna godina)
Paleogen je označio početak kenozoika. U to su vrijeme kontinenti još uvijek bili u pokretu dok se "veliki južni kontinent" Gondwana nastavljao raspadati. Južna Amerika sada je bila potpuno odsječena od ostatka svijeta i pretvorena u neku vrstu plutajuće "arke" s jedinstvenom faunom ranih sisavaca. Afrika, Indija i Australija su se još više udaljile jedna od druge. Tijekom cijelog paleogena, Australija se nalazila u blizini Antarktika. Razina mora je pala i pojavile su se nove kopnene mase u mnogim dijelovima svijeta.
Početak kenozojske ere povezan je s velikom izgradnjom alpskih planina (gotovo svi najviši planinski sustavi svijeta nastali su u to vrijeme). Tijekom kenozoika dogodilo se nekoliko kontinentalnih glacijacija koje su pokrivale golema područja (osobito na sjevernoj hemisferi).
Početkom paleogena na većem dijelu planeta razvila se tropska i suptropska klima. U prvoj polovici ovog razdoblja u Europi se formirala tropska takozvana poltavska flora, koja je zamijenila golosjemenjače i bila zastupljena raznim palmama (sabal, nipa), paprati, fikusima, magnolijama, lovorima, cimetovcima, mirtama itd. Četinjače (tise i sekvoje) također su se nastavile razvijati. Šume i šumarci bili su široko rasprostranjeni. Nije slučajno da je većina životinja bila stanovnik šume. Tobolčari i placentni sisavci razvijali su se paralelno. Međutim, prvi su preživjeli samo u Australiji, pojedinim otocima Tihog oceana i nešto malo u Južnoj Americi. To je zbog činjenice da su se ti kontinenti rano odvojili od ostalih, kada se placente tamo još nisu razvile. Među posljednjima, mesojedi su nastali od kukcojeda, a papkari su evoluirali da jedu različitu biljnu hranu, što je postalo širok izbor sisavaca; oni uključuju kopitare (koji su se pojavili prije 55 milijuna godina, široko rasprostranjeni, ali su uglavnom izumrli i sada ih predstavljaju samo tri obitelji - konji, tapiri i nosorozi), artiodaktile (trenutačno uspješni i vrlo raznoliki - vodenkonji, deve, žirafe, jeleni, svinje itd.), proboscideani (pojavili su se nešto kasnije i formirali su nekoliko različitih oblika (dinoterij, mamuti), ali su preživjela samo dva roda - afrički i indijski slonovi), kitovi (kitovi, dupini), sirene (koje su danas na pragu izumiranja) itd. Među morskim životinjama vrijedi istaknuti širenje novih oblika mekušaca (uključujući goleme hobotnice i lignje), morskih ježeva, rakova (rakova, jastoga) i riba koštunjača.
U drugoj polovici paleogena klima postaje kontinentalnija (na Arktiku i Antarktiku pojavljuju se prve ledene kape). Poltavsku floru u Europi na sjeveru zamjenjuje turgajska flora koju predstavljaju listopadne vrste: hrastovi, bukve, breze, johe, topole, javorovi, kao i četinjače. Šume su ustupile mjesto savanama i grmlju. Većina velikih sisavaca živjela je uz obale rijeka i jezera. To su bili nosorozi, tapiri, brontoteri, ogromni indikateri (više od 8 m duljine), divovske grabežljive svinje (entelodoni - više od 3 m duljine), veliki rogati jeleni (hornspan 3 m). Zanimljiva je povijest razvoja kopitara, njihov predak bio je Hyracotherium, veličine psa; u tercijaru su živjeli uglavnom u Sjevernoj Americi, ali su kasnije tamo izumrli i vratili su se tek doseljavanjem Amerike od strane Europljana. . U kenozoiku (kasnije prije 60 milijuna godina), nakon širenja biljojeda, pojavili su se i namnožili grabežljivci, među kojima su kukcojedi (krtice, šišmiši), mustelidi (morske vidre, jazavci), medvjedi i peraje (tuljani, morski lavovi). ), i mungosi (lovci na zmije), i hijene (čistači). Ali najkarakterističniji od njih su mačke i vukovi. Mogli su loviti najveće životinje zahvaljujući pojavi snažnih očnjaka dugih do 20 cm (mačke sa sabljastim zubima, na primjer, Smilodon). Svijet modernih ptica koje su se pojavile prije 65-60 milijuna godina bio je vrlo raznolik - nandu (nojevi), ždralovi (ždralovi, droplje), Anseriformes (guske, patke, labudovi itd.), Sove (sove, orlovi ušari). bio je olakšan postojanjem mnogih kukaca, plodova i sjemenki cvjetnica. Zbog nepostojanja ozbiljnih neprijatelja postojale su dijatrime - velike trkače ptice grabljivice do 2,5 m visine, sove visine 1 m, pelikani s rasponom krila od 6 m. Prije 60-55 milijuna godina, nova faza u razvoju vodozemaca počele, razvile su se zmije i gušteri, široko rasprostranjeni primljeni glodavci (2000 vrsta), čiji broj sada čini oko polovicu svih sisavaca. Tu spadaju vjeverice (vjeverice i dabrovi), puhovi, mišoliki (hrčci, voluharice, miševi i štakori, posljednja dva oblika pojavljuju se tek sredinom neogena), dikobrazi, svinje i zaseban, drevniji red lagomorfa.
Kenozoik: razdoblje neogena (prije 24,6 do 2,6 milijuna godina)
Tijekom neogena kontinenti su još bili “u maršu”, a tijekom njihovih sudara dogodio se niz grandioznih kataklizmi. Afrika se "srušila" na Europu i Aziju, što je rezultiralo pojavom Alpa. Kad su se Indija i Azija sudarile, Himalajske planine su se uzdigle. U isto vrijeme, Stjenjake i Ande su se formirale dok su se druge divovske ploče nastavile pomicati i kliziti jedna na drugu. Međutim, Australija i Južna Amerika ostale su izolirane od ostatka svijeta, a svaki od tih kontinenata nastavio je razvijati svoju jedinstvenu faunu i floru.
U neogenu šumsku i livadnu grmoliku vegetaciju zamjenjuje stepska i savanska, te nastaju prve polupustinje i pustinje. Javljaju se zajednice trava i šaša; drveće i grmlje nalazimo u obliku otoka lješnjaka, breze, oraha, kleke, jasena, javora, bora i dr., a uz obale rijeka i jezera rastu vrbe, topole i johe. U to su vrijeme posebno raširene životinje - stanovnici otvorenih prostora (tzv. fauna Hippariona): primitivni konji (Hipparions), antilope, žirafe, bikovi, slonovi (velika raznolikost), nosorozi, koji su postali žrtve sabljozubih mačke (Mahairodus, a kasnije - Smilodon), hijene, medvjedi i primitivni vukovi. Široko su rasprostranjene goleme ptice trkačice, kao i lešinari, kondori, korvide, guseničari i druge. Neogen označava široku raznolikost primata, koji su se pojavili prije oko 60 milijuna godina i početak razvoja antropoida. Sada je poznato oko 200 vrsta majmuna: prosimians (lemuri, tarsiers), niži majmuni (majmuni sa širokim nosom u Južnoj Americi i marmozeti u Starom svijetu), antropoidi (čimpanze, gorile, orangutani) i srodni hominidi (ljudi). Svi imaju zajedničke karakteristike - jedan par mliječnih žlijezda, nokte umjesto kandži, suprotan palac, oči usmjerene naprijed, visoko razvijen mozak i ponašanje. Čovjekoliki majmuni pojavili su se prije 20-25 milijuna godina. Njihovi drevni izumrli predstavnici bili su Dryopithecus (preci gorila), Sivapithecus (preci orangutana i gibona), Oreopithecus i Ouranopithecus - preci čimpanza i hominida. Na sl. Slika 6 prikazuje glavne životinje i biljke karakteristične za kenozoik.
Riža. 6. Živi organizmi i paleogena i neogena: 1-šestozrakasti koralji, 2,3 mekušci (2-školjke, 3-puževi), 4-rakovi (rakovi), 5,6-ribe (5-kosti, 6-hrskavični - morski pas ) , 7-ptice (Anseri), 8-13-sisavci (8-artiodaktili (Eohippus), 9-sabljozubi tigar (Smilodon), 10-oddaktili (Hipparion), 11-indicatherium 12-dinotherium, 13-lemur), 14 - palme, 15 - crnogorice, 16 - cvjetnice (hrastovi).
Kenozoik: razdoblje antropocena (od prije 2,6 milijuna godina do danas)
Na početku razdoblja većina kontinenata zauzimala je isti položaj kao i danas, a neki od njih su za to trebali prijeći pola zemaljske kugle. Uski kopneni most povezivao je Sjevernu i Južnu Ameriku. Australija se nalazila na suprotnoj strani Zemlje od Britanije. Divovski ledeni pokrovi puzali su sjevernom hemisferom. Svijet je bio u rukama velike glacijacije koja je završila prije 10.000 godina. Klima se zagrijala, ledenjaci su se povukli (njihove ostatke danas predstavljaju ledene kape na Arktiku i Antarktiku) i došlo je vrijeme procvata ljudske rase.
Riža. 7. Život u antropocenu: 1,2-mekušci (1-puževi, 2-glavonošci - lignje), 3-ribe, 4,5-kitovi (4-kit, 5-dupin), 6-velikorogi jelen, 7-mamut, 8-nosorog, 9-špiljski medvjed, 10-homo sapiens, 11-ptica, 12-cvjetnice - breza, 13-cvjetnice - smreka i bor.
U Euroaziji je zbog glacijacije bila raširena vegetacija tundre i tajge (sve do Francuske, sjeverne Španjolske, Italije itd.) Za Europu se razlikuju tri razdoblja glacijacije: Likhvin, Dnjepar i Valdai. Faunu su predstavljali bizoni, špiljski medvjedi, mamuti, vunasti nosorozi itd. (tzv. fauna mamuta). Prije oko 2 milijuna godina prvi put se pojavio Homo habilis (istočna Afrika) i započeo je razvoj hominida, koji su predstavljeni s tri uzastopna fosilna oblika čovjeka - habilis, erectus i sapiens. Biljni i životinjski svijet dobio je moderan izgled. Riža. 7 predstavlja životinje i biljke moderne starom čovjeku, a na sl. 8 glavne faze antropogeneze i značajke svake od njih u biološkom i društvenom razvoju čovjeka.
Riža. 8. Glavne faze ljudske evolucije.
Budućnost Zemlje
Znanstvenici razmatraju scenarije daljnjeg razvoja našeg planeta i života na njemu. Ovise o specifičnim pojavama koje mogu utjecati na razvoj Zemlje.
1) Prvo, životni vijek našeg Sunca nije beskonačan; za otprilike 4-5 milijardi godina ono će ostati bez vodikovog goriva. Proširit će se do veličine crvenog diva i "progutati" sve obližnje planete Sunčevog sustava. To je najvjerojatniji proces, ali neće se dogoditi tako skoro.
2) Aktivna ljudska aktivnost može dovesti do ozbiljnih promjena. Već sada ljudi mogu mijenjati neke ekološke sustave i utjecati na geološke procese. A uporaba nuklearnog oružja može dovesti do nepopravljivih posljedica kada su odnosi između različitih zemljopisnih područja ozbiljno poremećeni.
3) Vrlo je moguće da će se Zemlja sudariti s kozmičkim tijelom – asteroidom ili kometom. U tom slučaju, ovisno o veličini objekta koji pada na Zemlju, može doći do katastrofe regionalne ili globalne prirode. Tipičan primjer takvog događaja je
G.B. Mikhnenko
Diferencirani zadaci za samostalan rad na nastavi biologije na temu “Evolucijska nastava”
U posljednje vrijeme školska praksa uključuje učinkovitije metode i nastavna sredstva koja pomažu u jačanju kognitivne aktivnosti učenika.
Pozornost zaslužuju oni koji pomažu razvijanju sposobnosti usustavljivanja stečenog znanja; kupite ih sami; koristiti u praksi. Tu spadaju razne vrste didaktičkog materijala.
Zadatci su koncipirani tako da se mogu ponuditi na rješavanje pojedinom učeniku, skupini učenika ili cijelom razredu, čime je moguće ostvariti diferencirani pristup nastavi i uz pomoć zadatka identificirati obuku na obveznoj i višoj razini.
U nastavku su samo neke od različitih opcija testova i samostalnih zadaća na temu „Evolucijska nastava“ koje omogućuju kako tekuću tako i završnu kontrolu znanja učenika.
Test “Evolucijska doktrina. Razvoj organskog svijeta"
1. Evolucija je:
A - ideja o promjenama i transformacijama oblika organizama;
B - objašnjenje povijesnih promjena oblika živih organizama globalnim katastrofama;
B - nepovratan i u određenoj mjeri usmjereni povijesni razvoj žive prirode;
G je dio biologije koji daje opis svih postojećih i izumrlih organizama.
2. Pokretačka i vodeća sila evolucije je:
A - divergencija karakteristika;
B - raznolikost uvjeta okoliša;
B - prilagodljivost uvjetima okoline;
G - prirodna selekcija nasljednih promjena.
3. Jedinica evolucijskog procesa je:
A - individualno;
B - stanovništvo;
B - mutacija;
G - pogled
4. Materijal za evolucijske procese je:
A - genetička heterogenost populacije;
B - stečene karakteristike;
5. Početak biološke evolucije povezan je s pojavom na Zemlji:
A - predstanični oblici života - virusi;
B - biopolimeri;
G - fazno odvojeni sustavi.
6. Sa stabilizacijskom selekcijom, karakteristike organizama se ne mijenjaju, jer:
A - geni koji određuju te karakteristike se ne mijenjaju; B - uvjeti okoline se ne mijenjaju;
B - selekcija čuva svojstva koja su korisna, a eliminira svojstva koja su u danim uvjetima štetna;
D - sačuvani su “živi fosili”.
7. Svaka sposobnost organizama je relativna, jer:
A - život završava smrću;
B - postoji borba za egzistenciju;
D - prilagodbe možda neće dovesti do stvaranja nove vrste.
8. Primjer aromorfoze je:
A - zaštitna boja;
B - spljoštenost tijela ribe dna;
D - prilagodba cvjetova na oprašivanje.
9. Biološki napredak podrazumijeva:
A - povećanje ukupne organizacije;
B - povećanje broja vrsta;
G - visoka razina metabolizma.
Odgovori na pitanja
Pitanje treba probuditi učenikove misli, eliminirati jukstapozicije u odgovoru, prisiliti ih da daju glavno bitno gradivo, a po potrebi i korištenje različitih spoznaja stečenih životnim iskustvom. Pitanja koja se koriste tijekom ispitne ankete ne mogu biti ista kao za anketu u nastavi. Trebaju biti oblikovani tako da učenici u svom odgovoru mogu šire koristiti gradivo iz tema ispitnog dijela, temeljne pojmove, prikazati njihove odnose, razvoj te izvući praktične i ideološke zaključke.
Dajte definiciju pojma "biološki sustav". Mogu li se “vrsta”, “populacija”, “pojedinac” smatrati biološkim sustavom?
Mnoge životinjske vrste pokazuju stroge rituale ponašanja za križanje. Objasnite zašto su takvi rituali povezani s jednom od važnih karakteristika vrste – njezinom reproduktivnom izolacijom.
Ukratko opišite glavne odredbe teorije Charlesa Darwina. Ime:
a) materijal za evoluciju;
b) pokretačka snaga evolucije;
c) rezultat evolucije.
Zašto se višak potomaka divljih vrsta biljaka i životinja povezuje s prirodnom selekcijom i borbom za opstanak? Koji je oblik borbe za opstanak najvažniji za evoluciju?
Odredite koji je oblik evolucije doveo do pojave sličnosti u klizećim oblicima životinja:
a) tobolčarska vjeverica; b) vunasto krilo; c) leteće vjeverice. Objasnite razlog ove pojave.
Odredite principe filogenetskih promjena organa i njihove funkcije na sljedećim objektima: a) stabljika kaktusa;
b) udovi javanske leteće žabe;
c) pingvinove peraje;
d) promjene u srcu kralješnjaka tijekom evolucije.
Saznajte podrijetlo bodlji kod sljedećih biljnih vrsta:
a) žutika;
b) bagrem;
c) glog;
d) kupine. Kako se ti organi mogu nazvati?
Usporedite pipke jantarne ribe, hobotnice i hidre. Objasnite njihovo podrijetlo. Kako se zovu ti organi?
"Korištenje slova"
Zadaci za prepoznavanje slijeda događaja u živoj prirodi omogućuju vam da ispitate sposobnost učenika da uspostave veze između pojava, procesa i objekata. Izvršenje ovih zadataka zahtijeva složene mentalne operacije: pronalaženje potrebnih elemenata, određivanje njihovog slijeda i konstruiranje odgovora u cjelini. Učenici dobivaju 5 točnih elemenata odgovora na pitanje i od njih moraju konstruirati jedan odgovor. Navest ću neke primjere takvih zadataka.
Od zadanih elemenata slovima zapišite odgovor kojim ćete opravdati zaključak da je populacija jedinica evolucije.
O. Postoji borba za opstanak i prirodna selekcija u populaciji.
B. Nasljedne promjene stalno se događaju kod jedinki populacije.
B. Nasljedne promjene se šire populacijom kao rezultat križanja i ona postaje heterogena.
D. U populaciji preživljavaju i ostavljaju potomstvo samo jedinke s nasljednim promjenama koje su korisne u danim uvjetima.
D. Postupno, pod utjecajem pokretačkih sila evolucije, populacija se mijenja i postaje predak nove vrste.
Od predloženih elemenata, koristeći slova, sastavite odgovor na pitanje: kako se formira prilagodba okolini?
A. Zbog heterogenosti jedinki u populaciji dolazi do borbe za egzistenciju.
B. Zbog nasljedne varijabilnosti i reprodukcije populacija je heterogena.
B. Prirodna selekcija djeluje u heterogenoj populaciji.
D. Bez nasljedne varijabilnosti ne može doći do selekcije.
D. U populaciji jedinke s nasljednim promjenama koje su korisne u određenim uvjetima prežive i ostavljaju potomstvo.
Od predloženih elemenata, koristeći slova, sastavite odgovor na pitanje: kako se u prirodi događa stvaranje novih vrsta?
A. Kao rezultat borbe za opstanak i prirodne selekcije, očuvane su jedinke s nasljednim promjenama korisnim u danim uvjetima okoliša.
B. Nasljedne promjene se nakupljaju u populacijama.
B. Nakon mnogo generacija, populacije se mijenjaju; njihove jedinke se ne križaju s jedinkama drugih populacija.
D. Populacije mogu postati geografski ili ekološki izolirane.
D. Nastaje nova vrsta.
Terminološki diktat
Učenicima je teško zapamtiti pojmove koji se koriste za karakterizaciju smjerova evolucije, pa je preporučljivo voditi diktate na ovu temu. Primjerice, daju se mali diktati za pamćenje pojmova i svladavanje pojmova aromorfoze, idioadaptacije, degeneracije, biološkog napretka, biološke regresije.
Evolucijske promjene koje uzrokuju opći uspon organizacije, povećanje intenziteta života, daju značajne prednosti u borbi za opstanak i omogućuju prijelaz u novu sredinu nazivaju se ………
Smanjenje veličine populacije, sužavanje njenog područja, smanjenje broja vrsta karakteristično je za ………….
Drevne paprati i drevni gmazovi izumrli su prije mnogo milijuna godina, krenuvši putem …………..
Manje evolucijske promjene koje dovode do pojave prilagodbi u populacijama na određene životne uvjete nazivaju se ………….
Za razliku od aromorfoze, idioadaptacija nije popraćena promjenom osnovnih obilježja organizacije ili općim porastom njezine razine, već je karakterizirana posebnim......
Povećanje broja jedinki u populaciji, širenje njezina areala, stvaranje novih populacija, ubrzanje nastanka novih vrsta karakteristično je za......
Izbacite nepotrebne stvari
Opcija br. 2
Primjeri idioadaptacija kod biljaka: a) pojava fotosinteze, b) prilagodbe cvjetova na unakrsno oprašivanje, c) prilagodbe plodova i sjemenki na širenje, d) mozaik listova.
Opcija br. 3
Primjeri aromorfoza: a) pojava toplokrvnosti kod ptica, b) stvaranje zaštitne obojenosti kod kukaca, c) pojava fotosinteze, d) pojava plućnog disanja.
Opcija br. 5
Primjeri idioadaptacija: a) bojanje tijela u skladu s bojom podloge kod riba koje žive na dnu, b) različiti tipovi kljunova kod ptica zbog različitih načina dobivanja hrane, c) pojava toplokrvnosti kod sisavaca.
Budući da je stupanj težine zadataka različit, oni se mogu koristiti za individualni rad s učenicima u skladu s njihovom pripremljenošću.
Preporučljivo je koristiti zadatke koji zahtijevaju dodatnu literaturu ili veliku količinu vremena za samostalan rad kod kuće.
U praksu nastave biologije u srednjoj školi uvodim bodovni sustav prema kojem provodim nekoliko tematskih kolokvija tijekom akademske godine. Na ovaj način moguće je izvršiti tematsku provjeru znanja učenika o pojedinim temama ili većim blokovima znanja o većem broju tema, provjeriti stupanj usvojenosti cjelokupnog sustava znanja od strane srednjoškolaca te savladati glavne nedostatak - ocjena za poznavanje ograničenog kruga pitanja.
Za provođenje takvog testa dodijeljena je cijela lekcija. Kako bi se spriječilo varanje odgovora, priprema se više varijanti zadataka, a oni moraju biti sastavljeni tako da se može provoditi diferencirani pristup pri provjeri znanja. U tu svrhu sastavljaju se zadatci različitog stupnja složenosti: jedna skupina zadataka je na razini koju moraju savladati svi učenici, a druga je na višoj razini.
Sustav raznolikih pitanja, dijagrama, zbirnih tablica, situacijskih zadataka, crteža, testova različitih stupnjeva složenosti, kreativnih izvješća čini tehnike i metode rada raznolikima i zanimljivima.
Predloženi zadaci mogu se koristiti iu tradicionalnim satima (učenje novog materijala, ponavljanje itd.), Iu nestandardnim satima koji se provode u obliku rasprava, konferencija, poslovnih igara. Neki od predloženih zadataka prikladni su i za izvannastavne aktivnosti - kvizove, večeri, olimpijade.
G.B. Mikhnenko
Profesor biologije Općinske obrazovne ustanove Srednja škola br. 54 s produbljenim proučavanjem društvenih i humanitarnih predmeta
2. Početni stadiji biološke evolucije
Pojava primitivne stanice značila je kraj prabiološke evolucije živih bića i početak biološke evolucije života.
Prvi jednostanični organizmi koji su se pojavili na našem planetu bile su primitivne bakterije koje nisu imale jezgru, odnosno prokarioti. Kao što je već navedeno, to su bili jednostanični organizmi bez jezgre. Bili su anaerobi, jer su živjeli u okruženju bez kisika, i heterotrofi, jer su se hranili gotovim organskim spojevima "organskog bujona", odnosno tvarima sintetiziranim tijekom kemijske evolucije. Energetski metabolizam kod većine prokariota odvijao se prema tipu fermentacije. Ali postupno se "organska juha" smanjivala kao rezultat aktivne konzumacije. Kako je bio iscrpljen, neki su organizmi počeli razvijati načine za stvaranje makromolekula biokemijskim putem, unutar samih stanica uz pomoć enzima. U takvim uvjetima pokazalo se da su konkurentne stanice koje su mogle primiti većinu potrebne energije izravno iz sunčevog zračenja. Proces stvaranja klorofila i fotosinteze išao je tim putem.
Prijelaz živih bića na fotosintezu i autotrofni tip prehrane bila je prekretnica u evoluciji živih bića. Zemljina atmosfera počela se “puniti” kisikom, koji je bio otrov za anaerobe. Stoga su mnogi jednostanični anaerobi umrli, drugi su se sklonili u okruženja bez kisika - močvare i, dok su se hranili, ispuštali ne kisik, već metan. Drugi su se ipak prilagodili kisiku. Njihov središnji metabolički mehanizam bilo je disanje kisika, što je omogućilo povećanje prinosa korisne energije za 10-15 puta u usporedbi s anaerobnim tipom metabolizma - fermentacijom. Prijelaz na fotosintezu bio je dug proces i dovršen je prije otprilike 1,8 milijardi godina. Pojavom fotosinteze sve više energije Sunčeve svjetlosti akumuliralo se u organskoj tvari Zemlje, što je ubrzalo biološki ciklus tvari i evoluciju živih bića općenito.
U okruženju s kisikom nastali su eukarioti, odnosno jednostanični organizmi s jezgrom. To su već bili napredniji organizmi sa sposobnošću fotosinteze. Njihova je DNA već bila koncentrirana u kromosome, dok je u prokariotskim stanicama nasljedna tvar bila raspoređena po cijeloj stanici. Eukariotski kromosomi bili su koncentrirani u staničnoj jezgri, a sama stanica već se razmnožavala bez značajnih promjena. Dakle, stanica kćer eukariota bila je gotovo točna kopija stanice majke i imala je iste šanse za preživljavanje kao i stanica majka.
Obrazovanje biljaka i životinja.
Naknadna evolucija eukariota bila je povezana s podjelom na biljne i životinjske stanice. Ova podjela dogodila se u proterozoiku, kada su Zemlju naseljavali jednostanični organizmi.
Eukarioti su se od početka evolucije razvijali dualno, odnosno istovremeno su imali skupine s autotrofnom i heterotrofnom prehranom, što je osiguravalo cjelovitost i značajnu autonomiju živog svijeta.
Biljne stanice su evoluirale tako da smanjuju sposobnost kretanja zbog razvoja čvrste celulozne membrane, ali da koriste fotosintezu.
Životinjske stanice su evoluirale kako bi povećale svoju sposobnost kretanja i poboljšale svoju sposobnost apsorpcije i izlučivanja prehrambenih proizvoda.
Sljedeća faza u razvoju živih bića bilo je spolno razmnožavanje. Nastala je prije otprilike 900 milijuna godina.
Daljnji korak u evoluciji živih bića dogodio se prije otprilike 700-800 milijuna godina, kada su se pojavili višestanični organizmi s diferenciranim tijelima, tkivima i organima koji obavljaju specifične funkcije. To su bile spužve, koelenterati, člankonošci itd., srodni višestaničnim životinjama.
Kroz proterozoik i početkom paleozoika biljke su nastanjivale uglavnom mora i oceane. To su zelene i smeđe, zlatne i crvene alge. Nakon toga, mnoge vrste životinja već su postojale u kambrijskim morima. Kasnije su se specijalizirali i usavršavali. Među morskim životinjama tog vremena bili su rakovi, spužve, koralji, mekušci i trilobiti.
Krajem ordovicijskog razdoblja počinju se pojavljivati velike zvijeri, ali i kralježnjaci.
Daljnja evolucija kralješnjaka išla je u smjeru čeljusnih riba sličnih životinja. U devonu su se počele pojavljivati plućnjake - vodozemci, a potom i kukci. Živčani sustav postupno se razvijao kao posljedica usavršavanja oblika refleksije.
Posebno važna faza u evoluciji živih oblika bio je izlazak biljnih i životinjskih organizama iz vode na kopno i daljnji porast broja vrsta kopnenih biljaka i životinja. U budućnosti, iz njih nastaju visoko organizirani oblici života. Pojava biljaka na kopnu započela je krajem silura, a aktivno osvajanje kopna od strane kralješnjaka počelo je u karbonu.
Prijelaz na život u zraku zahtijevao je mnoge promjene od živih organizama i pretpostavljao razvoj odgovarajućih prilagodbi. Naglo je povećao stopu evolucije života na Zemlji. Čovjek je postao vrhunac evolucije živih bića. Život u zraku je “povećao” tjelesnu težinu organizama, zrak ne sadrži hranjive tvari, zrak drugačije od vode propušta svjetlost, zvuk, toplinu, a količina kisika u njemu je veća. Trebalo se svemu tome prilagoditi. Prvi kralježnjaci koji su se prilagodili uvjetima života na kopnu bili su gmazovi. Njihova su jajašca bila opskrbljena hranom i kisikom za embrij, prekrivena tvrdom ljuskom i nisu se bojala isušivanja.
Prije otprilike 67 milijuna godina, ptice i sisavci stekli su prednost u prirodnoj selekciji. Zahvaljujući toplokrvnosti sisavaca, brzo su stekli dominantan položaj na Zemlji, što je povezano s uvjetima hlađenja na našem planetu. U to je vrijeme toplokrvnost postala odlučujući faktor za preživljavanje.
Osigurao je stalnu visoku tjelesnu temperaturu i stabilan rad unutarnjih organa sisavaca. Živost sisavaca i hranjenje mladih mlijekom bili su snažan čimbenik u njihovoj evoluciji, omogućujući im reprodukciju u različitim uvjetima okoliša. Razvijen živčani sustav pridonio je različitim oblicima prilagodbe i zaštite organizama. Došlo je do podjele mesoždera na kopitare i grabežljivce, a prvi sisavci kukcojedi označili su početak evolucije placentnih i tobolčarskih organizama.
Odlučujuća faza u evoluciji života na našem planetu bila je pojava reda primata. U kenozoiku, prije otprilike 67-27 milijuna godina, primati su se podijelili na niže i velike majmune, koji su najstariji preci modernog čovjeka. Preduvjeti za nastanak suvremenog čovjeka u procesu evolucije stvarali su se postupno.
U početku je postojao stadni način života. Omogućio je stvaranje temelja buduće društvene komunikacije. Štoviše, ako je kod insekata (pčele, mravi, termiti) biosocijalnost dovela do gubitka individualnosti, onda je kod drevnih predaka ljudi, naprotiv, razvila individualne osobine pojedinca. To je bila snažna pokretačka snaga za razvoj tima.
Ryadov) N.I. Vavilov doveo je do formulacije hipoteza o evoluciji koja se temelji na uzorcima, a ne na slučajnoj varijabilnosti (nomogeneza L.S. Berga, batmogeneza E.D. Kopa, itd.). U 1920-1940-im godinama ponovno je oživljeno zanimanje za selekcionističke teorije u evolucijskoj biologiji zahvaljujući sintezi klasične genetike i teorije prirodne selekcije. Dobivena sintetička teorija evolucije...
Klasifikacijski sustavi K. Linnaeusa, uzgoj biljaka i životinja, komparativna anatomija, komparativna embriologija, komparativna biokemija hipoteze su koje zajedno čine prilično dobro utemeljenu teoriju. 3. Evolucijska doktrina slobodnih padova Sam koncept nomogeneze, te argumenti u prilog tome da, suprotno Darwinu, evolucija nipošto nije slučajan, već prirodan proces u detalje...
