Архейская, протерозойская и палеозойская эры - докембрий

(от возникновения Земли до 570 млн. лет назад)

Земля и другие планеты Солнечной системы образуются из газово-пылевого облака около 4,5 млрд. лет назад. Более 4 млрд. лет назад начинается химическая эволюция, которая, при уникальном сочетании условий, приводит к возникновению из неорганических молекул первых органических веществ, а затем, около 3,5 млрд. лет назад, – коацерватных капель (предбиологических структур). Появившиеся в результате отбора коацерватов первые клеточные организмы, знаменуют переход химической эволюции в биологическую. Этот этап продолжается более 750 млн. лет и возникают прокариоты с гетеротрофным типом питания и анаэробным обменом, а, спустя еще 250 млн. лет, – прокариоты с автотрофным питанием и аэробным обменом (карельский период архейской эры).В атмосфере появляется свободный кислород. Вся земная суша в это время представляет собой огромный сверхматерик (впоследствии он раскалывается). В рифейском периоде архейской эры (около 1,5 млрд. лет назад) на основе симбиоза различных прокариотических клеток возникают первые эукариоты. Их дальнейшая эволюция идет путем дивергенции и приводит к образованию сначала одноклеточных растений и животных, а еще спустя 800-750 млн. лет – первых многоклеточных организмов (вендский период палеозойской эры). Жизнь концентрируется в море. В течение докембрия мир переживает, по меньшей мере, дваоледенения: древнейшее – около 2,3 млрд. лет назад (карельское) и великое верхнерифейско-вендское (1 млрд. – 650 млн. лет назад). В конце докембрия (около 600 млн. лет назад) льды тают, уровень океана повышается, и вода затапливает прибрежные районы материков. Открываются новые, еще не занятые угодья с неограниченными возможностями ведения специализированного образа жизни.

Задание 1. Дайте краткую характеристику физико-химических условий, существовав-ших на первобытной Земле.Раскройте понятия «первичная атмосфера» и «первичный океан». Объясните принцип действия устройства Стенли Миллера. Опишите основные этапы химической эволюции и этапы эволюции предбиологических систем.

Физико-химические условия _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Первичная атмосфера и ее газовый состав __________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Первичный океан и содержащиеся в нем органические вещества ______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 1. Установка Стенли Миллера

Принцип действия установки С. Миллера __________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Причина образования коацерватов и их свойства ____________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Этапы эволюции коацерватов _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 2. Опишите начальные этапы биологической эволюции. Раскройте сущность гипотезы симбиогенеза. Дайте краткую характеристику основных гипотез происхождения многоклеточных.

Возникновение прокариот ________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Возникновение автотрофного типа питания и аэробного обмена _____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Возникновение эукариот. Гипотеза симбиогенеза ____________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 2. Симбиогенетическая гипотеза возникновения эукариотических клеток

Теория гастреи Э.Геккеля _________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Теория фагоцителлы И.И.Мечникова ______________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 3. Дайте краткую характеристику основных групп живых организмов, появившихся в эпоху докембрия.

Бактерии и цианеи ______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Строматолиты _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Водоросли ______________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Слизевики ______________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Медузы _________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Плоские и кольчатые черви _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Примитивные членистоногие _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 3. В докембрийском море обитало множество различных медуз (1), плоских червеоб-разных диксоний (2) и сприггин (3). Сприггина имела вдоль боков множество крохотных плавательных пластинок. Возможно это животное – предок трилобитов. Харниодиск (4), рангея (5) и птеридиний (6) – листообразные морские перья – были колониями крохотных животных, похожих на гидр, которые отфильтровывали из воды частицы пищи. А трибра-хидий (7) – полная загадка. У него был Y-образный центральный рот с щетинкообразными отростками. Возможно, что он – предок современных иглокожих

Задание 4. Как Вы считаете, что явилось основной причиной гибели большого числа примитивных одноклеточных организмов докембрия? Почему жизнь смогла переместиться к поверхности океана и даже проникнуть во влажные прибрежные районы суши?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Палеозойская эра. Кембрийский период (от 570 до 500 млн. лет назад)

Большая часть планеты покрыта океаном Япетус. Поперек экватора находится огромный материк Гондвана, включающий в себя части современных Африки, Южной Америки, Южной Европы, Ближнего Востока, Индии, Австралии и Антарктиды. На месте нынешних Европы, Сибири, Китая и Северной Америки существуют четыре небольших материка. Климат на Земле повсюду мягкий и теплый. В атмосфере намного больше кислорода, чем в рифейском периоде. Тропические побережья материков окаймлены гигантскими рифами из строматолитов. Жизнь концентрируется в воде, в особенности, на материковых отмелях (дно отмелей покрыто илом, вода очень теплая, в ней миллионы бактерий, плавающих водорослей). На суше нет ни растительности, ни почвенного слоя, поэтому в море смывается большое количество осадков. Уровень моря неоднократно изменяется, что приводит к вымиранию одних и появлению других видов животных. Велико число незанятых экологических ниш, и животный мир становится все более разнообразным. Конец кембрия знаменуется новой ледниковой эпохой, резким понижением уровня моря и вымиранием многих видов животных.

Задание 5. Дайте краткую характеристику основных групп животных кембрия:

Археоциаты ____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Стеклянные губки _______________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Морские перья ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Граптолиты ____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Примитивные кольчатые черви ___________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Мечехвосты _____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Трилобиты _____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 4. Трилобит

(вид сверху и снизу)

Брахиоподы _____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Панцирные рыбы ________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 6. Объясните выражение «кембрийский взрыв жизненных форм»

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________