Еволюция на органичния свят.
Определение за еволюция.
Теории на еволюцията.
Биологичен вид, неговата популационна структура.
Ефектът на елементарни фактори върху населението.
Биологичната еволюция се основава на процесите на самовъзпроизвеждане на макромолекулите и организмите.
Биологичната еволюция е необратимо и насочено историческо развитие на живата природа.
Биологичната еволюция е придружена от:
Промени в генетичния състав на популацията;
Формиране на адаптации;
Образуване и изчезване на видове;
Трансформация на екосистемите и биосферата като цяло.
Съществува съответствие между организмите и външната среда. Всеки може да съществува и да възпроизвежда себеподобните си само в подходяща за него среда.
1809 - Жан Батист Ламарк се фокусира върху прогресивното развитие на организмите.
Принципи на еволюцията (според Ламарк)
Наличието на вътрешно желание за самоусъвършенстване в организмите.
Способността на организмите да се адаптират към обстоятелствата, т.е. външна среда.
Чести актове на спонтанно зараждане.
Унаследяване на придобити характеристики и черти.
Важно достойнство е позиция 2. Ламарк не можа да докаже своята теория и нямаше емпирични факти в подкрепа на неговата гледна точка. Неоламаркизмът възниква по-късно.
К. Рувиеразвива концепцията за възникването на органичния свят от неорганичния, за постепенната естествена промяна на организмите, за формирането на разнообразието на живите същества под влияние на променящите се външни условия, за наследствеността и изменчивостта като основни свойства на живите организми. .
Бекетовпрез 1854 г. той провежда изследване на промените в растенията.
1858 - Дарвиннаправи предварителен доклад за теорията пред обществото на Линей. А. Уолреснаправи същите заключения и написа писмо до Чарлз Дарвин, т.к По времето, когато Уолрес написва ръкописа, Дарвин вече е публикувал част от трудовете. Дарвин не беше първият, който предложи теорията за универсалната еволюция, но той доказа, че еволюцията съществува и освен това в природата има движещи сили на еволюцията.
На 24 ноември 1859 г. е публикувана цялата работа на Дарвин „Произходът на видовете чрез естествения подбор“.
Постулатите на теорията на Дарвин.
Светът около нас не е статичен, а постоянно се развива. Видовете непрекъснато се променят, някои видове възникват, други изчезват.
Еволюционният процес протича постепенно и непрекъснато. Еволюционният процес не е набор от индивидуални скокове или внезапни промени.
Подобни организми произлизат от общ прародител и са свързани чрез родство.
Теорията на естествения подбор.
До 30-те години на миналия век, когато се появи теорията за синтетичната еволюция, имаше много несъответствия. Всички теории могат да бъдат разделени на 4 групи:
Монистичен;
синтетичен;
Теория на пунктираното равновесие;
Теорията на неутралните мутации.
Монистичните теории обясняват еволюционните промени чрез действието на един единствен фактор.
Ектогенетичен – промените се причиняват директно от околната среда.
Ендогенетичен - промените се контролират от вътрешни сили, истински ламаркизъм.
Случайни събития („инциденти”) – спонтанни мутации, рекомбинации.
Естествен подбор.
Синтетичните теории обясняват еволюционните промени чрез действието на много фактори.
Повечето теории са ламаркиански;
По-късни възгледи на Чарлз Дарвин;
Ранен етап на "модерния синтез";
Модерен етап.
1926 г. - Четвериков публикува статия в „Експериментална биология“ „За някои аспекти на еволюционния процес от гледна точка на съвременната генетика“. Свърза някои факти за Дарвин.
1935 г. – И. И. Воронцов формулира основните положения на синтетичната теория на еволюцията (11 постулата).
Синтетична теория на еволюцията.
Най-малката единица на еволюцията е местното население.
Основният фактор в еволюцията е естественият подбор.
Еволюцията е дивергентна по природа (конвергентна, паралелна).
Еволюцията е постепенна, стъпка по стъпка (понякога спазматично).
Обменът на алели и генният поток се извършва само в рамките на един биологичен вид.
Макроеволюцията следва пътя на микроеволюцията.
Един вид се състои от множество подчинени единици.
Понятието вид е неприемливо за форми, които нямат полово размножаване.
Еволюцията се осъществява на базата на изменчивостта (т.нар. тихогенеза).
Таксонът има монофилен потенциал (произлиза от един прародител).
Еволюцията е непредвидима.
Стана ясно, че елементарната единица на еволюцията не е един организъм, а популация. Установено е, че причината за еволюцията не е отделен фактор, а взаимодействие между много фактори, които се реализират в резултат на естествения подбор.
Синтетичната теория на еволюцията се приема от повечето учени. Всички положения на ниво микроеволюция са доказани, на ниво макроеволюция те все още не са достатъчно потвърдени, поради което се създават нови еволюционни теории.
В допълнение към синтетичната теория е интересна концепцията за прекъснато равновесие. В еволюцията периодите на стабилност на видовете се редуват с кратки периоди на бързо видообразуване. Появата на внезапни мутации е свързана с регулаторни гени. В растенията обаче не са открити регулаторни гени.
Теорията на неутралните мутации. Автори – Кинг, Кимура – 1970г Появява се след откриването на закономерности в молекулярната биология. Основният фактор на молекулярно ниво не е естественият подбор, а случайни събития, които водят до фиксиране на неутрални или почти неутрални мутации. Настъпват промени в последователността на ДНК триплетите и протеините се променят съответно. Промените в ДНК са причинени от случаен генетичен дрейф. Теорията не отрича ролята на естествения подбор, но смята, че само малка част от промените в ДНК са адаптивни. Повечето промени нямат филогенетично влияние, не са селективни, неутрални и нямат никаква роля в еволюцията. Теорията има доказателства: левцинът се регулира съвместно от 6 триплета, с предпочитани при различни животински видове. Промяната на триплета в този случай не променя нищо, но различни триплети при различни животни изпълняват „ключовата“ функция.
Завацки - „Общи характеристики на биологичен вид“.
номер;
тип организация/специфичен набор от хромозоми;
размножаване (в процеса на размножаване видът се запазва);
дискретност (видът съществува и се развива като отделна единица);
екологична сигурност. Видът е адаптиран към определени условия, където е конкурентен;
географско определение/ареал на вида;
разнообразие от форми – вътрешно устройство на вида – популация;
историчност. Видът е система, способна на еволюционно развитие;
устойчивост;
интегритет. Видът е племенна общност, обединена от определени адаптации и вътрешновидови взаимоотношения.
Въпросът какво е биологичен вид не е разрешен. Основни понятия:
Философска и логическа концепция;
Биологична концепция;
Морфологично понятие.
Според философско-логическата концепция гледката е категория на мисленето. Общите свойства са характерни за всички представители.
Морфологичният критерий е прилагането на философска и логическа концепция към живите организми. Видовете се определят стриктно от наличието на определени характеристики в популацията (Линей, повечето натуралисти и таксономисти от 18-19 век).
Биологичната концепция се основава на факта, че всички видове са съставени от популации. Индивидите са потенциално способни да се кръстосват помежду си, видовете действително съществуват, индивидите имат обща генетична програма, която се е развила в процеса на еволюцията. Това е репродуктивна общност, екологична единица, генетична единица. Видът е генетично затворен и репродуктивно изолиран. Генетичната структура отразява същността на вида. Видът се характеризира с генетично разнообразие.
Преглед- група от морфологично сходни организми, които имат общ произход и са потенциално способни да се кръстосват помежду си при естествени условия.
Индивидите не винаги живеят в тясна връзка един с друг (непосредствена близост); те живеят в популации.
Признаци на популация.
Популацията е свободно кръстосваща се група.
Панмикс групата е репродуктивна единица.
Популацията е екологична единица. Индивидите са генетично сходни по отношение на изискванията към околната среда.
Население- група индивиди от един и същи вид, които обитават определена територия достатъчно дълго време, свободно се кръстосват помежду си при естествени условия и дават плодородно потомство.
Числеността на популацията е нестабилна. Реалните популации варират по форма и брой индивиди.
Структура на населението.
Пространствена конфигурация;
Репродуктивна система;
Скорост на миграция.
В зависимост от пространствената конфигурация има:
Големи непрекъснати популации (десетки и стотици километри).
Малки колониални популации (съответстващи на островния тип).
Има големи диапазони от стойности в развъдната система.
Автогамни популации – размножават се чрез самооплождане.
Алогамни популации – размножават се чрез кръстосано оплождане.
В автогамните организми преобладават хомозиготни организми, делът на хетерозиготите е малък.
Алогамните популации са характерни за всички животни и някои растения. Съставът на алелите се определя от мутации и в по-голямата си част рекомбинации на гени. защото потомството възниква поради кръстосване, делът на хетерозиготите е голям. Броят на генотипите достига стойности, характерни за закона на Харди-Вайнберг. Докато еволюционните фактори не влязат в сила, отношенията остават същите. Факторите на микроеволюцията причиняват хромозомни аберации, мутации и други промени - това е основният фактор на еволюцията.
Фактори на еволюцията.
Процес на мутация.
Поток на ген.
Генетично отклонение.
Естествен подбор.
Процесът на мутация и генният поток създават вариации. Генетичният дрейф и естественият подбор го сортират, работят върху него и определят съдбата му.
Процес на мутация. Всеки мутирал алел се появява първо много рядко. Ако е неутрален, настъпва елиминиране. Ако е полезно, то се натрупва в населението.
Поток на ген. Нов ген може да се появи само в резултат на мутация, но популацията може да го получи, когато носител на този ген имигрира от друга популация. Генният поток е прехвърлянето на гени от една популация в друга. Генният поток може да се счита за забавящ ефект на еволюционния процес. Носителите на генния поток са различни.
Естественият подбор се състои от различни процеси:
Движеща (насочена, прогресивна) селекция – установена от Чарлз Дарвин.
Стабилизиращ.
Разрушителен (разкъсващ) Мауер.
Избор на шофиране– насочена селекция, при която популацията се променя заедно с околната среда. Възниква, когато населението постепенно се променя заедно с околната среда.
Стабилизираща селекция– селекция, която възниква, когато средата не се променя, но популацията е добре адаптирана, екстремните форми са елиминирани и популацията нараства.
Разрушителен подбор– селекция, при която се елиминират средните форми и се запазват крайните варианти. Генетичен полиморфизъм. Колкото по-полиморфна е популацията, толкова по-лесно протича процесът на видообразуване.
Генетично отклонение. Прилагането на закона на Харди-Вайнберг е възможно само в идеални популации. При малки популации има отклонения от това разпределение. Случайни промени в генотипите и честотите на алелите по време на прехода от едно поколение към друго поколение - генетичен дрейф, който е характерен за малка популация.
популационната система се състои от редица изолирани колонии;
популацията е голяма, след това намалява и се възстановява отново поради оцелели индивиди;
голяма популация поражда няколко колонии. Родоначалните индивиди образуват колонии.
Теория еволюция органични мир
Резюме >> БиологияФормиране на идея еволюция органични миртаксономията изигра значителна роля - биологичнинаука... в материални зародишни клетки структури, предопределящи развитието на ембриона и... население-генетични изследвания, които бяха реализирани неговият ...
Биологиченкарта мир
Резюме >> Биология... еволюция органични миртаксономията изигра значителна роля - биологични...материал структури, ... видовекъм идеята еволюция, историческо развитие видовепредполага, на първо място, разглеждане на процеса на обучение видове V неговият ... населениевълни...
Теория еволюция (4)
Cheat sheet >> Биологиямодел еволюция органични мир. теория... изгледи възможности неговиятпо-нататък еволюция. С появата на човека като социално същество биологичнифактори
7.2.1. Доказателства за еволюцията на органичния свят
Доказателство за еволюция - доказателство за общия произход на всички организми от общи предци, променливостта на видовете и появата на едни видове от други
Доказателствата за еволюцията са разделени на групи.
1. Цитологичен. Всички организми (с изключение на вирусите) са съставени от клетки, които имат обща структура и функция.
2. Биохимичен. Всички организми са изградени от едни и същи химикали: протеини, нуклеинови киселини и др.
3. Сравнително анатомични:
единство на структурата на организмите в рамките на тип, клас, род и др. Например, всички представители на класа бозайници се характеризират със силно развита кора на мозъчните полукълба на предния мозък, вътрематочно развитие, хранене на малките с мляко, коса, четирикамерно сърце и пълно разделяне на артериалната и венозна кръв, топлокръвност, белите дробове на алвеоларната структура:
хомоложните органи са органи, които имат еднакъв произход, независимо от функциите, които изпълняват. Например крайници на гръбначни животни, модификации на корени, стъбла и листа в растения;
рудименти - остатъци от органи (характеристики), присъстващи в предците. Например, човек има такива зачатъци като опашна кост, апендикс, трети клепач, мъдреци, мускули, които движат ушната мида и др.;
атавизми - внезапна поява в отделни индивиди на органите (характерите) на техните предци. Например раждането на хора с опашка, гъсто окосмяване по тялото, допълнителни зърна, силно развити зъби и др.
4. Ембриологични доказателства. Те включват: сходството на гаметогенезата, наличието на едноклетъчен етап в развитието - зиготата; сходство на ембрионите в ранните етапи на развитие; връзка между онтогенезата и филогенезата.
Ембрионите на организми от много систематични групи са подобни един на друг и колкото по-близки са организмите, толкова повече до по-късния етап от развитието на ембриона се запазва това сходство (фиг. 7.8). Въз основа на тези наблюдения Е. Хекел и Ф. Мюлер формулират биогенетичния закон - всеки индивид в ранните етапи на онтогенезата повтаря някои от основните структурни характеристики на своите предци. По този начин онтогенезата (индивидуално развитие) е кратко повторение на филогенезата (еволюционно развитие).
6. Реликтови доказателства. Понастоящем има потомци на преходни форми (фиг. 7.11), например, целакантът с лобови перки е потомък на преходна форма между риби и земноводни, tuateria е потомък на преходна форма между земноводни и влечуги; птицечовка - потомък на преходна форма между влечуги и бозайници
7. Биогеографски доказателства. Прилики и разлики между организми, живеещи в различни биогеографски зони. Например торбестите бозайници оцеляват само в Австралия.
7.2.2. Произход на живота
Развитие на възгледите за произхода на живота. От дълбока древност до наши дни човечеството търси отговор на въпроса за произхода на живота на Земята. Преди това се смяташе, че е възможно спонтанно генериране на живот от нежива материя. Според учените от Средновековието рибите могат да се раждат от тиня, червеи от почва, мишки от мръсни парцали, мухи от гнило
месо. През 17 век Италианският учен Ф. Реди проведе оригинален експеримент: той постави парчета месо в стъклени съдове, някои от тях остави отворени, а други покри с муселин. Ларвите на мухите се появяват само в отворени съдове (фиг. 7.12). В средата на 19в. Френският микробиолог Л. Пастьор постави стерилизиран бульон в колба с дълга, тясна B-образна шийка. Бактериите и другите въздушни организми се заселват под въздействието на гравитацията в долната извита част на гърлото и не достигат до бульона, докато въздухът влиза в самата колба (фиг. 7.13).
 |
Тези и други подобни експерименти убедително доказват, че в съвременната епоха живите организми произлизат само от други живи организми. Невъзможността за спонтанно генериране на живот от неживи същества се нарича принцип на Реди. В резултат на това въпросът за произхода на първите живи организми е логичен.
Разнообразие от подходи към въпроса за произхода на живота. Няма консенсус сред учените по въпроса за произхода на живота, както и по въпроса за същността на живота. Има няколко подхода за решаване на въпроса за произхода на живота, които са тясно преплетени. Те могат да бъдат класифицирани по следния начин.
1) според принципа, че идеята, умът са първични, а материята е вторична (идеалистични хипотези) или материята е първична, а идеята, умът са вторични (материалистически хипотези);
2) според принципа, че животът винаги е съществувал и ще съществува вечно (хипотези за стационарно състояние) или животът възниква на определен етап от развитието на света;
3) според принципа, че живите същества произлизат само от живи същества (хипотези за биогенезата) или е възможно спонтанното генериране на живи същества от неживи същества (хипотези за абиогенезата)",
4) според принципа, че животът е възникнал на Земята или е донесен от космоса (хипотеза за панспермия).
Нека разгледаме най-важните от хипотезите.
Креационизъм. Според тази хипотеза животът е създаден от Създател. Създателят е Бог, Идея, Върховен разум и т.н.
Пшотоза в стационарно състояние. Животът, както и самата Вселена, винаги е съществувал и ще съществува вечно, защото това, което няма начало, няма край. В същото време съществуването на отделни тела и образувания (звезди, планети, организми) е ограничено във времето: те възникват, раждат се и умират. Понастоящем тази хипотеза има главно историческо значение, тъй като е общоприета „теорията за Големия взрив“, според която Вселената съществува за ограничено време; формира се от една точка преди около 15 милиарда години.
Снимка на панспермия. Животът е пренесен на Земята от космоса и се е вкоренил тук, след като на Земята са се развили благоприятни условия за това. Това предположение е направено от немския учен G. Rihyur през 1865 г. и окончателно формулирано от шведския учен S. Arrhenius през 1895 г. Бактериалните спори, които са до голяма степен устойчиви на радиация, вакуум и ниски температури, биха могли да достигнат Земята с метеорити и космически прах.Решаването на въпроса за възникването на живота в космоса поради обективни трудности се отлага за неопределено време. Може да е бил създаден от Създателя, да е съществувал вечно или да е възникнал от нежива материя. Напоследък сред учените се появяват все повече привърженици на хипотезата за панспермията.
Фотична абиогенеза (спонтанно генериране на живи същества от неживи същества и последваща биохимична еволюция). През 1924 г. руският биохимик А. И. Опарин, а по-късно през 1929 г. английският учен Дж. Халдейн предполагат, че живите същества са възникнали на Земята от нежива материя в резултат на химическа еволюция - сложни химически трансформации на молекули. Това събитие беше благоприятствано от условията, преобладаващи на Земята по това време.
Според тази хипотеза могат да се разграничат четири етапа в процеса на формиране на живота на Земята -
1) синтез на органични съединения с ниско молекулно тегло от газове на първичната атмосфера;
2) полимеризация на мономери за образуване на вериги от протеини и нуклеинови киселини;
3) образуването на фазово разделени системи от органични вещества, отделени от външната среда чрез мембрани;
4) появата на прости клетки със свойствата на живите същества, включително репродуктивния апарат, който извършва трансформация
придавайки на дъщерните клетки всички химични и метаболитни свойства на родителските клетки.
Първите три етапа принадлежат към периода на химическата еволюция; от четвъртия започва биологичната еволюция.
 |
Идеите за възможната химическа еволюция на материята се потвърждават от редица моделни експерименти. През 1953 г. американският химик С. Милър и физикът Г. Юри в лабораторни условия имитират състава на първичната атмосфера на Земята, състояща се от метан, амоняк и водни пари, и, като я излагат на искров разряд, получават прост органични вещества - аминокиселините глицин, аланин и др. (фиг. 7.14). Така беше доказана фундаменталната възможност за абиогенен синтез на органични съединения (но не и на живи организми) от неорганични вещества
По този начин органичните вещества могат да бъдат създадени в първичния океан от прости неорганични съединения. В резултат на натрупването на органични вещества в океана се образува така нареченият "първичен бульон". След това, комбинирайки се, протеини и други органични молекули образуват капчици коацервати, които служат като прототип
Клетки Капчиците коацервати са били обект на естествен подбор и са еволюирали. Първите организми са били хетеротрофни. С изразходването на запасите от „първичния бульон“ възникват автотрофи.
Трябва да се отбележи, че от гледна точка на теорията на вероятностите, вероятността за синтезиране на много сложни биомолекули при условие на произволни комбинации на техните съставни части е изключително ниска.
В И. Вернадски за произхода и същността на живота и биосферата. В И. Вернадски очерта възгледите си за произхода на живота в следните тези.
1. В космоса, който наблюдаваме, не е имало начало на живот, тъй като не е имало начало на този космос. Животът е вечен, тъй като космосът е вечен и винаги се е предавал чрез биогенеза.
2. Животът, вечно присъщ на Вселената, се появи нов на Земята, неговите зародиши бяха постоянно донесени отвън, но се затвърдиха на Земята само когато възможностите бяха благоприятни за това.
3. Животът на Земята винаги е съществувал. Животът на една планета е само животът на живота на нея. Животът е геологически (планетарно) вечен. Възрастта на планетата е неопределима.
4. Животът никога не е бил нещо случайно, сгушено в някакви отделни оазиси. Тя е била разпространена навсякъде и живата материя винаги е съществувала под формата на биосфера.
5. Най-древните форми на живот - трошачките - са способни да изпълняват всички функции в биосферата. Това означава, че е възможна биосфера, състояща се само от прокариоти. Вероятно тя е била такава в миналото.
6. Живата материя не може да произлезе от инертна материя. Няма междинни стъпки между тези две състояния на материята. Напротив, в резултат на влиянието на живота е настъпила еволюцията на земната кора.
По този начин трябва да се признае, че досега нито една от съществуващите хипотези за произхода на живота няма преки доказателства и съвременната наука няма недвусмислен отговор на въпроса за произхода на живота.
7.2.3. Кратка история на развитието на органичния свят
Възрастта на Земята е около 4,6 милиарда години. Животът на Земята се е зародил в океана преди повече от 3,5 милиарда години.
Кратка история на развитието на органичния свят е дадена в табл. 7.2. Филогенията на основните групи организми е показана на фиг. 7.15. Органичният свят на отминали епохи е пресъздаден на фиг. 7.16-7.21.
Геохронологична скала и история на развитието на живите организми
|
| Ера, възраст, милиони години | Климат и геоложки процеси | Животински свят | Светът на растенията | Най-важните ароморфози | |
| Мезозой, 240 | археоптерикс; древните хрущялни риби измират | голосеменни | |||
| триас | Отслабване на климатичната зоналност Началото на движението на континентите | Преобладават земноводните, главоногите, тревопасните и хищните влечуги; появяват се телеостни риби, яйценосни и торбести бозайници | Преобладават древните голосеменни; появяват се съвременните голосеменни, семенните папрати измират | Появата на четирикамерно сърце; пълно разделяне на артериалния и венозния кръвен поток, поява на топлокръвност, поява на млечни жлези | |
| палеозойска | Перм (Перм), 50± 10 | Рязка зоналност на климата, завършване на планиностроителните процеси | Доминират морските безгръбначни и акулите; влечугите и насекомите се развиват бързо; появяват се животнозъбите и тревопасните влечуги; Стегоцефалите и трилобитите изчезват | Богата флора от семенни и тревисти папрати; появяват се древни голосеменни; измират дървовидните хвощове, мъхове и папрати | Поленова тръба и образуване на семена |
| Карбон (въглерод), b5± 10 | Разпространение на горските блата. Равномерно влажна те- | Доминират земноводни, мекотели, акули, белодробни риби и | Изобилие от дървоподобни | Появата на вътрешно оплождане 1-во |
| Ера, възраст, милиони години | Период, продължителност, милиони години | Климат и геоложки процеси | Животински свят | Светът на растенията | Най-важните ароморфози |
| топлият климат се заменя със сух в края на периода | Бързо се развиват крилати форми на насекоми, паяци, скорпиони и се появяват първите влечуги; трилобитите и стегоцефалите значително намаляват | птеридофити образуват „въглищни гори“, появяват се семенни папрати, изчезват излофитите | феноменът на плътните черупки на яйцата; кератинизация на кожата | ||
| девон (девон). | Смяна на сухи и дъждовни сезони, заледяване на територията на съвременна Южна Африка и Америка | Преобладават бронирани миди, мекотели, трилобити и корали; cysteleres, белодробни риби и лъчеперки риби, се появяват стегоцефали | Появяват се богата флора и офитни сили, мъхове, папрати и гъби | Разчленяване на растителното тяло на органи; превръщане на перките в сухоземни крайници; поява на въздушни дихателни органи | |
| силур | Първо сух, след това влажен климат, планинско строителство | Появява се богата фауна от трилобити, мекотели, ракообразни, корали, бронирани риби, първите сухоземни безгръбначни: стоножки, скорпиони, безкрили насекоми. | Изобилие от водорасли; растенията излизат на сушата - появяват се PS или офити | Диференциация на растителното тяло в тъкани, разделяне на животинското тяло на дялове, образуване на челюсти и пояси на крайниците при гръбначните животни |
| Ера, възраст, милиони години | Период, продължителност, милиони години | Климат и геоложки процеси | Животински свят | Светът на растенията | Най-важните ароморфози |
| палеозойска | Ордовик (Ордовик), \ 55± 10 | камбрий) (камбрий), I 80±20) | Заледяването отстъпва място на умерено влажен, след това сух климат. По-голямата част от земята е заета от море, планинска сграда | Преобладават гъбите, червеите, червеите, бодлокожите и трилобитите; безчелюстни гръбначни (щитници), появяват се мекотели | Просперитет на всички отдели на водораслите | |
| Протеро | Повърхността на планетата е гола пустиня. Чести заледявания, активно образуване на скали | Протозоите са широко разпространени; всички видове безгръбначни, появяват се бодлокожите: първичнохордови - подтип Черепни | Широко разпространени са бактериите, синьо-зелените и зелените водорасли; появяват се червени водорасли | Появата на двустранна симетрия | |
| Архейская, 3 500 (3 800) | Активна вулканична дейност Анаеробни условия на живот в плитки води | Появата на живот, прокариоти (бактерии, синьо-зелени водорасли), еукариоти (зелени водорасли, протозои), примитивни многоклетъчни организми | Поява на фотосинтеза, аеробно дишане, еукариотни клетки, полов процес, многоклетъчност™ | ||
Историята на развитието на живота на Земята се изучава от изкопаеми останки на организми или следи от тяхната жизнена дейност. Срещат се в скали с различна възраст.
Геохронологичната скала на историята на развитието на органичния свят на Земята включва ери и периоди (виж таблица 7.2). Разграничават се следните епохи: архей (архей) - ерата на древния живот, протерозой (протерозой) - ерата на първичния живот, палеозой (палеозой) - ерата на древния живот, мезозой (мезозой) - ерата на средния живот, Кайнозой (кайнозой) - ерата на новия живот. Имената на периодите се формират или от имената на местата, където за първи път са открити съответните находища (град Перм, окръг Девън), или от процесите, протичащи по това време (през въглищния период - карбон - полагането на находища на въглища се състоя, в креда - креда и др. .).
Архейска ера (ера на древен живот: 3500 (3800 2600 милиона години). Първите живи организми на Земята са се появили, според различни източници, преди 3,8-3,2 милиарда години. Това са били прокариотни хетеротрофни анаероби (предядрени, хранещи се с готови органични вещества, които не се нуждаят от кислород). Те живееха в първичния океан и се хранеха с органични вещества, разтворени във водата му, създадени абиогенно от неорганични вещества под въздействието на енергията на ултравиолетовите лъчи на Слънцето и мълниите.
Атмосферата на Земята се състои главно от C0 2, CO, H 2, N7, водна пара, малки количества N113, H 2 5, CH 4 и почти не съдържа свободен кислород 0 2. Липсата на свободен кислород дава възможност за натрупване на абиогенно създадени органични вещества в океана, в противен случай те веднага ще бъдат разградени от кислорода.
Първите хетеротрофи извършват окислението на органичните вещества анаеробно - без участието на кислород чрез ферментация. По време на ферментацията органичните вещества не се разграждат напълно и се произвежда малко енергия. Поради тази причина еволюцията в ранните етапи на живота е била много бавна.
С течение на времето хетеротрофите се размножиха значително и започнаха да им липсва абиогенно създадена органична материя. Тогава възникват прокариотни автотрофни анаероби. Те могат сами да синтезират органични вещества от неорганични, първо чрез хемосинтеза и след това чрез фотосинтеза.
Първата беше анаеробна фотосинтеза, която не беше придружена от освобождаване на кислород:
6С0 2 + 12Н 2 5 -> С(,Н 12 0 6 + 125 + 6 Н,0
Тогава се появи аеробна фотосинтеза:
6С0 2 + 6Н 2 0 -> СБН, 2 0 6 + 60,
Аеробната фотосинтеза е характерна за същества, подобни на съвременните цианобактерии.
Свободният кислород, освободен по време на фотосинтезата, започна да окислява двувалентното желязо и съединенията на сярата и мангана, разтворени в океанската вода. Тези вещества се превърнаха в неразтворими форми и се утаиха на океанското дъно, където образуваха находища на желязо, сяра и манганови руди, които в момента се използват от хората.
Окисляването на разтворените вещества в океана е ставало в продължение на стотици милиони години и едва когато запасите им в океана са били изчерпани, кислородът е започнал да се натрупва във водата и да дифундира в атмосферата.
Трябва да се отбележи, че предпоставка за натрупването на кислород в океана и атмосферата е погребването на част от органичната материя, синтезирана от организмите на дъното на океана. В противен случай, ако цялата органична материя беше разградена с участието на кислород, нямаше да остане излишък и кислородът нямаше да може да се натрупва. Неразградените тела на организми се утаяват на океанското дъно, където образуват залежи от изкопаеми горива – нефт и газ.
Натрупването на свободен кислород в океана направи възможно появата на автотрофни и хетеротрофни аероби.Това се случи, когато концентрацията на 0 2 в атмосферата достигна 1% от сегашното ниво (и е равно на 21 6C0 2 + 6H 2 0 + 38АТР.
Тъй като аеробните процеси започнаха да освобождават много повече енергия, еволюцията на организмите се ускори значително.
В резултат на симбиозата на различни прокариотни клетки се появяват първите еукариоти (ядрени).
В резултат на еволюцията на еукариотите възниква половият процес - обмен на генетичен материал между организмите - ДНК. Благодарение на сексуалния процес еволюцията върви още по-бързо, тъй като комбинираната променливост се добавя към мутационната променливост.
Първоначално еукариотите са били едноклетъчни, а след това се появяват първите многоклетъчни организми. Преходът към многоклетъчност™ при растения, животни и гъби е настъпил независимо един от друг.
Многоклетъчните организми са получили редица предимства пред едноклетъчните:
1) дълга продължителност на онтогенезата, тъй като по време на индивидуалното развитие на организма някои клетки се заменят с други;
2) многобройно потомство, тъй като организмът може да отдели повече клетки за възпроизвеждане;
3) значителни размери и разнообразна структура на тялото, което осигурява по-голяма устойчивост на външни фактори на околната среда поради стабилността на вътрешната среда на тялото.
Учените нямат консенсус по въпроса кога е възникнал сексуалният процес и многоклетъчността - в архейската или протерозойската ера.
Протерозойска ера (ера на първичен живот: преди 2600-570 милиона години). Появата на многоклетъчните организми допълнително ускорява еволюцията и за сравнително кратък период (в геоложки мащаб) се появяват различни видове живи организми, приспособени към различни условия на живот. Нови форми на живот заемат и формират все нови екологични ниши в различни области и дълбочини на океана. Скалите на възраст 580 милиона години вече съдържат отпечатъци от същества с твърди скелети, което прави много по-лесно изучаването на еволюцията от този период. Твърдите скелети служат като опора за телата на организмите и помагат за увеличаване на техния размер.
До края на протерозойската ера (преди 570 милиона години) се е развила система производител-потребител и се е формирал биогеохимичен цикъл кислород-въглерод от вещества.
Палеозойска ера (ера на древен живот: преди 570-240 милиона години).
В първия период на палеозойската ера - камбрий (преди 570-505 милиона години) - настъпи така наречената „еволюционна експлозия“: за кратко време бяха формирани почти всички известни в момента видове животни. Цялото еволюционно време, предхождащо този период, се нарича докамбрий или криптозоик („ера на скрит живот“) - това е 7/jj от историята на Земята. Времето след камбрия се нарича фанерозой („ера на проявен живот“).
С образуването на все повече и повече кислород атмосферата постепенно придобива окислителни свойства. Кога концентрацията на 0 2 в атмосферата е достигнала lOfS? от съвременното ниво (на границата силур-девон), на надморска височина 20-25 km, озоновият слой започва да се образува в атмосферата. Образува се от 0 2 молекули под въздействието на енергията на ултравиолетовите лъчи на Слънцето:
o 2 + o -> o,
Молекулите на озон (0 3) имат способността да отразяват ултравиолетовите лъчи. В резултат на това озоновият екран се превърна в защита на живите организми от вредните ултравиолетови лъчи в големи дози. Преди това волът е служил за защита. Сега животът има възможност да излезе от океана на сушата.
Появата на живи същества на сушата започва през камбрийския период: бактериите са първите, които достигат до нея, а след това гъбите и низшите растения. В резултат на това се е образувала почва на сушата и в Силурийския период (преди 435-400 милиона години) на сушата се появяват първите съдови растения - псилофити. Достъпът до земята допринесе за появата на растителни тъкани (покривни, проводими, механични и др.) И органи (корени, стъбла, листа). В резултат на това се появиха висши растения. Първите сухоземни животни са членестоноги, произлезли от морски ракообразни.
По това време хордовите са се развили в морската среда: гръбначните риби са еволюирали от безгръбначните хордови, а през девона земноводните са еволюирали от рибите с перки. Те доминираха на земята в продължение на 75 милиона години и бяха представени от много големи форми. През пермския период, когато климатът става по-студен и сух, влечугите придобиват превъзходство над земноводните.
Мезозойска ера (ера на среден живот: преди 240-66 милиона години). В мезозойската ера - "ерата на динозаврите", влечугите достигат своя разцвет (формират се многобройните им форми) и упадък. През триаса се появяват крокодилите и костенурките, а класът Бозайници възниква от влечугите със зъбни зъби. През цялата мезозойска ера бозайниците са били малки и не са широко разпространени. В края на периода Креда настъпи застудяване и настъпи масово измиране на влечуги, окончателните причини за което не са напълно изяснени. Покритосеменните (цъфтящи растения) се появяват през периода Креда.
Кайнозойска ера (ера на новия живот: преди 66 милиона години - настояще). През кайнозойската ера бозайниците, птиците, членестоногите и цъфтящите растения са широко разпространени. Появи се мъж.
В момента човешката дейност се е превърнала във важен фактор за развитието на биосферата.
До края на 17в. Повечето европейци вярваха, че всичко в природата е останало непроменено от деня на сътворението, че всички видове растения и животни днес са същите, каквито Бог ги е създал. Въпреки това през 18в. Нови научни данни поставиха под съмнение това. Хората започнаха да намират доказателства, че растителните и животинските видове се променят за дълги периоди от време. Този процес се нарича еволюция.
Първите теории за еволюцията
Жан-Батист дьо Моне (1744-1829), Шевалие дьо Ламарк, е роден във Франция. Той беше единадесетото дете в обедняло аристократично семейство. Ламарк живя труден живот, умря като беден сляп човек и творбите му бяха забравени. На 16 години той се присъединява към армията, но скоро подава оставка поради лошо здраве. Нуждата го принуждава да работи в банка, вместо да се занимава с това, което обича – медицината.
Кралски ботаник
В свободното си време Ламарк изучава растенията и придобива толкова обширни знания, че през 1781 г. е назначен за главен ботаник на френския крал. Десет години по-късно, след като Ламарк е избран за професор по зоология в Природонаучния музей в Париж. Тук той изнася лекции и организира изложби. Забелязвайки разликите между вкаменелостите и съвременните животински видове, Ламарк стига до извода, че видовете и характеристиките на животните и растенията не са постоянни, а напротив, се променят от поколение на поколение. Това заключение му подсказват не само вкаменелости, но и геоложки доказателства за промени в ландшафта в продължение на много милиони години.
Ламарк стигна до извода, че през целия живот на животното характеристиките на животното могат да се променят в зависимост от външните условия. Той доказа, че тези промени се предават по наследство. По този начин вратът на жирафа може да се е удължил по време на живота му поради факта, че е трябвало да посегне към листата на дърветата и тази промяна е била предадена на потомството му. Днес тази теория се признава за погрешна, въпреки че е използвана в теорията за еволюцията на Дарвин и Уолъс, която се появява 50 години по-късно.
Експедиция в Южна Америка
Чарлз Дарвин (1809-1882) е роден в Шрусбъри в Англия. Той беше син на лекар. След като напуска училище, Дарвин отива да учи медицина в университета в Единбург, но скоро се разочарова от предмета и по настояване на баща си отива в университета в Кеймбридж, за да се подготви за свещеник. И въпреки че подготовката е успешна, Дарвин отново е разочарован от кариерата, която му предстои. В същото време той се интересува от ботаника и ентомология (изучаване на насекоми). През 1831 г. професорът по ботаника Джон Хенслоу забелязал способностите на Дарвин и му предложил позиция като натуралист в експедиция до Южна Америка. Преди да отплава, Дарвин прочете трудовете на геолога Чарлз Лайъл (виж статията „”). Те изумиха младия учен и повлияха на собствените му възгледи.
Откритията на Дарвин
Експедицията е плавала на кораба "Бийгъл" и е продължила 5 години. През това време изследователите са посетили Бразилия, Аржентина, Чили, Перу и Галапагоските острови - десет скалисти острова край бреговете на Еквадор в Тихия океан, всеки от които има своя собствена фауна. По време на тази експедиция Дарвин събра огромна колекция от скални вкаменелости, състави хербариуми и колекция от препарирани животни. Той води подробен дневник на експедицията и впоследствие използва много материали, направени на Галапагоските острови, когато представя своята теория за еволюцията.
През октомври 1836 г. бигълът се завръща в Англия. Следващите 20 години Дарвин посвещава на обработката на събраните материали. През 1858 г. той получава ръкопис на Алфред Уолъс (1823-1913) с идеи, много близки до него. И въпреки че и двамата естествоизпитатели са били съавтори, ролята на Дарвин в представянето на новата теория е много по-значима. През 1859 г. Дарвин публикува „Произхода на видовете чрез естествен подбор“, в който очертава теорията за еволюцията. Книгата имаше огромен успех и предизвика много шум, тъй като противоречи на традиционните представи за произхода на живота на Земята. Една от най-смелите идеи беше твърдението, че еволюцията е продължила много милиони години. Това противоречи на учението на Библията, че светът е създаден за 6 дни и не се е променил оттогава. В наши дни повечето учени използват модернизирана версия на теорията на Дарвин, за да обяснят промените в живите организми. Някои отхвърлят теорията му по религиозни причини.
Естествен подбор
Дарвин открива, че организмите се борят помежду си за храна и местообитание. Той забеляза, че дори в рамките на един и същи вид има индивиди със специални характеристики, които увеличават шансовете им за оцеляване. Потомството на такива индивиди наследява тези характеристики и те постепенно стават общи. Индивидите, които нямат тези характеристики, измират. Така след много поколения целият вид придобива полезни характеристики. Този процес се нарича естествен подбор. Нека да разгледаме например как един молец се адаптира към промените в околната среда. Първоначално всички молци бяха сребристи на цвят и не се виждаха по клоните на дърветата. Но дърветата потъмняха от дима - и молците станаха по-забележими, птиците по-активно ги ядоха. Молците с по-тъмен цвят оцеляха. Това тъмно оцветяване се предава на тяхното потомство и впоследствие се разпространява сред видовете.
Ролята на трудовете на Чарлз Дарвин в създаването на научната еволюционна теория
Към средата на 19в. Възникнаха обективни условия за създаване на научна еволюционна теория. Те се свеждат до следното.
1. По това време в биологията се е натрупал много фактически материал, доказващ способността на организмите да се променят, и е създадена първата еволюционна теория.
2. Направени са всички най-важни географски открития, в резултат на които са описани повече или по-малко подробно най-важните представители на органичния свят; бяха открити голямо разнообразие от животински и растителни видове и бяха идентифицирани някои междинни форми на организми.
3. Бързото развитие на капитализма изисква проучване на източниците на суровини (включително биологични) и пазарите за продажба, което засилва развитието на биологичните изследвания.
4. Бяха направени големи крачки в селекцията на растения и животни, което помогна да се идентифицират причините за променливостта и консолидирането на нововъзникващите черти в организмите.
5. Интензивният добив направи възможно откриването на гробища на праисторически животни, отпечатъци от древни растения и животни, което потвърди еволюционните идеи.
Основател на научната еволюционна теория е Чарлз Дарвин (1809-1882). Основните му разпоредби са публикувани през 1859 г. в книгата „Произходът на видовете чрез естествен подбор или запазването на предпочитаните раси в борбата за живот“. Чарлз Дарвин продължава да работи върху развитието на еволюционната теория и публикува книгите „Промяната на домашните животни и култивираните растения“ (1868) и „Произходът на човека и половият подбор“ (1871). Еволюционната теория непрекъснато се развива и допълва, но нейните основи са очертани в гореспоменатите книги.
Създаването на теорията на Дарвин е улеснено от ситуацията, която се е развила в биологията по времето, когато ученият започва научната си дейност, фактът, че той живее в най-развитата (по това време) капиталистическа страна - Англия, и възможността да пътува ( Чарлз Дарвин е обиколил света на кораба Бийгъл), както и личните качества на учения.
При разработването на научната еволюционна теория Чарлз Дарвин създава своя собствена дефиниция за „вид“ и предлага нови принципи за систематизиране на органичния свят, които се състоят в намирането на свързани (генетични) връзки, възникнали поради същия произход на целия органичен свят; даде определение за еволюцията като способността на видовете бавно, постепенно да се развиват в процеса на тяхното историческо съществуване. Той правилно разкри причината за еволюцията, която се състои в проявата на наследствена изменчивост, а също така правилно разкри факторите (движещите сили) на еволюцията, включително естествения подбор и борбата за съществуване, чрез които се осъществява естественият подбор.
Теорията за еволюцията на органичния свят, разработена в трудовете на Чарлз Дарвин, е в основата на създаването на съвременна синтетична еволюционна теория.
Синтетичната теория за еволюцията на органичния свят е набор от научно обосновани разпоредби и принципи, които обясняват появата на съвременния органичен свят на Земята. При разработването на тази теория са използвани резултатите от изследванията в областта на генетиката, развъждането, молекулярната биология и други биологични науки, получени през втората половина на 19 век и през целия 20 век.
Карл Линей и ролята на работата му в развитието на еволюционната теория
Човекът винаги се е интересувал откъде идва такъв прекрасен свят на животни и растения, дали винаги е бил същият, какъвто е сега, дали организмите, съществуващи в природата, се променят. През очите на едно поколение е трудно, а понякога и невъзможно, да се открият значителни промени в околния свят, така че човек първоначално формира идеята за неизменността на околния свят, особено света на животните (фауната ) и растения (флора).
Идеите за неизменността на органичния свят се наричат метафизични, а хората (включително учените), които споделят тези възгледи, се наричат метафизици.
Най-запалените метафизици, които вярват, че всичко живо е създадено от Бог и не се променя от деня на сътворението, се наричат креационисти, а псевдоучението за божественото сътворение на живите същества и неговата неизменност се нарича креационизъм. Това е изключително реакционна доктрина, тя забавя развитието на науката, пречи на нормалната човешка дейност както в развитието на цивилизацията, така и в обикновения живот.
Креационизмът е бил широко разпространен през Средновековието, но дори и днес вярващите и църковните лидери се придържат към това учение, но дори и сега църквата признава променливостта на живите същества и вярва, че само душата е създадена от Бог.
С натрупването на знания за природата и систематизирането на знанията се разкрива, че светът е променлив и това впоследствие води до създаването и развитието на еволюционната теория.
Изключителен биолог, който беше метафизик и креационист, но чиято работа проправи пътя за развитието на еволюционната теория, беше шведският натуралист Карл Линей (1707-1778).
К. Линей създава най-съвършената изкуствена система на органичния свят. То беше изкуствено, защото Линей го основаваше на характеристики, които често не отразяваха връзката между организмите (което беше невъзможно по онова време поради непълни познания за организмите). Така той класифицира люляка и ароматния колос (растения от напълно различни класове и семейства) в една група, тъй като и двете растения имат две тичинки (ароматния колос принадлежи към класа на едносемеделните, семейството на житните, а люлякът - към класа на двусемеделни, семейство Маслинови).
Системата, предложена от К. Линей, беше практична и удобна. Той използва бинарна номенклатура, която е въведена от Линей и която се използва и днес поради своята рационалност. В тази система най-високият таксон беше клас. Растенията бяха разделени на 24 класа, а животните - на шест. Научният подвиг на К. Линей беше включването на човека в царството на животните, което по време на неразделното господство на религията далеч не беше безопасно за учения. Значението на системата на К. Линей за по-нататъшното развитие на биологията е следното:
1) създаде основата за научна систематизация, тъй като беше ясно видимо, че има взаимовръзка и семейни отношения между организациите;
2) тази система постави задачата да изясни причините за сходството между организмите, което беше стимул за изследване на основните характеристики на сходството и обяснение на причините за такова сходство.
Към края на живота си К. Линей изоставя идеята за неизменността на видовете, тъй като предложената от него система на органичния свят не се вписва в рамката на метафизичните и креационистките идеи.
Обща характеристика на еволюционната теория, разработена от Ж. Б. Ламарк
В края на 18 - началото на 19 век. Идеята за променливостта на органичния свят все повече завладява умовете на учените. Появяват се първите еволюционни теории.
Еволюцията е постепенното дългосрочно развитие на органичния свят, придружено от неговата промяна и появата на нови форми на организми.
Първата, повече или по-малко обоснована еволюционна теория е създадена от френския натуралист Жан Батист Ламарк (1744-1829). Той беше виден представител на трансформизма. Трансформисти са били още Ж. Бюфон (Франция), Еразъм Дарвин - дядото на Чарлз Дарвин (Англия), Й. В. Гьоте (Германия), К. Ф. Рулие (Русия).
Трансформизмът е учението за променливостта на видовете различни организми, включително животни, растения и хора.
Дж. Б. Ламарк очертава основите на своята теория за еволюцията в книгата „Философия на зоологията“. Същността на тази теория е, че организмите се променят в процеса на историческото съществуване. Промените в растенията се случват под прякото влияние на условията на околната среда; животните са засегнати косвено от тези условия.
Причината за появата на нови форми на организми (особено животни) е вътрешното желание на тялото за съвършенство и произтичащите от това промени се консолидират поради упражняване или липса на упражнение на органите. Промените, които настъпват, се наследяват от тялото, когато е изложено на последователни условия, които са причинили тези промени, ако тези състояния продължават няколко поколения.
Централният принцип на еволюционната теория на Ламарк е идеята за видовете организми, тяхната градация и желанието на вида да премине от по-ниско ниво (градация) към по-високо (оттук и желанието за съвършенство).
Пример, илюстриращ упражняването на органите, е разтягането на врата на жираф за получаване на храна, което води до неговото удължаване. Ако жирафът не изпъне врата си, той ще стане по-къс.
Факторите на еволюцията (според Ламарк) са:
1) адаптиране към условията на околната среда, поради което настъпват различни промени в организмите;
2) наследяване на придобити характеристики.
Движещите сили на еволюцията (според Ламарк) се състоят в желанието на организмите да се усъвършенстват.
Основното постижение на теорията на Ламарк е, че за първи път е направен опит да се докаже наличието на еволюция в органичния свят в процеса на историческото съществуване, но ученият не успя да разкрие правилно причините и движещите сили на еволюцията (при онзи етап от развитието на научната мисъл това беше невъзможно поради липсата на научни ).
Подобни възгледи за развитието на органичния свят изрази професорът от Московския университет К. Ф. Рулие. В своите теоретични позиции той отиде по-далеч от Дж. Б. Ламарк, тъй като отрече идеята за организмите, които се стремят към подобрение. Но той публикува своята теория по-късно от Ламарк и не успя да създаде еволюционна теория във формата, в която Чарлз Дарвин я разви.
Обща характеристика на доказателствата за еволюцията на органичния свят
Изследването на организмите през дълъг исторически период от човешкото развитие показа, че организмите са претърпели промени и са били в състояние на постоянно развитие, т.е. те са еволюирали. Има четири групи доказателства за еволюционната теория: цитологични, палеонтологични, сравнително анатомични и ембриологични. В този подраздел ще разгледаме тези доказателства в обща форма.
Обща характеристика на цитологичните доказателства за еволюцията на организмите
Същността на цитологичните доказателства е, че почти всички организми (с изключение на вирусите) имат клетъчна структура. Животинските и растителните клетки се характеризират с общ структурен план и органели, които са общи по форма и функция (цитоплазма, ендоплазмен ретикулум, клетъчен център и др.). Въпреки това, растителните клетки се различават от животинските клетки по различни начини на хранене и различна адаптивност към околната среда в сравнение с животните.
Клетките имат еднакъв химичен и елементен състав, независимо от принадлежността им към който и да е организъм, като имат специфичност, свързана с характеристиките на организма.
Съществуването в природата на междинен тип едноклетъчни организми - флагелати, които съчетават характеристиките на растителни и животински организми (те, подобно на растенията, са способни на фотосинтеза и като животните, те са способни на хетеротрофен начин на хранене), показва. единството на произхода на животните и растенията.
Преглед на ембриологичните доказателства за еволюцията
Известно е, че в индивидуалното развитие (онтогенезата) всички организми преминават през стадия на ембрионално (вътрематочно - за живородящите) развитие. Изследването на ембрионалния период на различни организми показва общия произход на всички многоклетъчни организми и способността им да еволюират.
Първото ембриологично доказателство е, че развитието на всички (и животински, и растителни) организми започва с една клетка - зиготата.
Второто най-важно доказателство е биогенетичният закон, открит от Ф. Мюлер и Е. Хекел, допълнен от А. Н. Северцов, А. О. Ковалевски и И. И. Шмалхаузен. Този закон гласи: „В ембрионалното развитие на онтогенезата организмите преминават през основните ембрионални етапи на филогенетичното (историческото) развитие на вида.“ Така отделните индивиди от вида, независимо от нивото на неговата организация, преминават през етапа на зигота, морула, бластула, гаструла, три зародишни листа и органогенеза; Освен това, както рибите, така и хората имат стадий, подобен на ларви, а човешкият ембрион има хриле и хрилни процепи (това се отнася за животните).
Изясняването на биогенетичния закон от руски учени се отнася до факта, че организмите преминават през основните етапи на филогенетичното развитие, повтаряйки етапите, характерни за ембрионалния период на развитие, а не за възрастните състояния на организмите.
Сравнително анатомично доказателство за еволюцията
Това доказателство се отнася до еволюцията на животните и се основава на информация, получена от сравнителната анатомия.
Сравнителната анатомия е наука, която изучава вътрешната структура на различни организми в сравнение един с друг (тази наука е от най-голямо значение за животните и хората).
В резултат на изследване на структурните особености на хордатите беше открито, че тези организми имат двустранна (двустранна) симетрия. Те имат мускулно-скелетна система, която има единен структурен план, общ за всички (сравнете човешкия скелет и скелета на гущер или жаба). Това показва общия произход на хората, влечугите и земноводните.
Различните организми имат хомоложни и подобни органи.
Хомоложни са органи, които се характеризират с общ структурен план и единство на произхода, но могат да имат различна структура поради изпълнението на различни функции.
Примери за хомоложни органи са гръдната перка на риба, предният крайник на жаба, крилото на птица и човешката ръка.
Аналогични са тези органи, които имат приблизително еднаква структура (външна форма) поради изпълнението на сходни функции, но имат различен строеж и различен произход.
Подобни органи включват ровещият крайник на къртица и щурец на къртица (насекомо, което води подземен начин на живот), крилото на птица и крилото на пеперуда и др.
Сравнителните анатомични доказателства включват също наличието на рудименти и атавизми в организмите.
Рудиментите са остатъчни органи, които не се използват от тези организми. Примери за рудименти са апендиксът (слепият процес на червата), кокцигеалните прешлени и др. Рудиментите са останките от онези органи, които някога са били необходими, но на този етап от филогенезата са загубили значението си.
Атавизмите са признаци, които преди са били присъщи и характерни за даден организъм, но на този етап от еволюцията са загубили значението си за повечето индивиди, но са се проявили в този конкретен индивид в неговата онтогенеза. Атавизмите включват опашка при някои хора, човешка полимастия (много зърна) и прекомерно развитие на косми. Суеверните хора придават някакво религиозно значение на опашките и повишеното окосмяване, смятат такива хора за близки до дявола, а през Средновековието дори са били изгаряни на клада.
Палеонтологични доказателства за еволюцията
Палеонтологията е наука за органичния свят от минали геологични епохи, тоест за организми, които някога са живели на Земята и сега са изчезнали. Палеонтологията включва палеозоология и палеоботаника.
Палеозоологията изучава останките от изкопаеми животни, а палеоботаниката - останките от изкопаеми растения.
Палеонтологията пряко доказва, че органичният свят на Земята е бил различен в различните геоложки епохи, променял се е и се е развивал от примитивни форми на организми към по-високо организирани форми.
Палеонтологичните изследвания позволяват да се установи историята на развитието на различни форми на организми на Земята, да се идентифицират свързаните (генетични) връзки между отделните организми, което допринася за създаването на естествена система от органичния свят на Земята.
В заключение можем да заключим, че накратко разгледаните явления доказват, че органичният свят на Земята се намира в състояние на постоянно бавно постепенно развитие, т.е. еволюция, докато развитието е протичало и продължава да напредва от просто към сложно.
Ролята на наследствеността и изменчивостта в еволюцията на органичния свят
Най-важните фактори в еволюцията са изменчивостта и наследствеността. Ролята на наследствеността в еволюцията е предаването на черти, включително тези, възникнали в онтогенезата, от родители към потомци.
Изменчивостта на организмите води до появата на индивиди, които имат различни нива на различия помежду си. Всяка промяна, настъпила по време на онтогенезата, наследява ли се? Вероятно не. Модификационните промени, които не засягат генома, не се наследяват. Тяхната роля в еволюцията е, че такива промени позволяват на организма да оцелее в сложни, понякога екстремни условия на околната среда. По този начин малките листа спомагат за намаляване на транспирацията (изпарението), което позволява на растението да оцелее в условия на липса на влага.
Основна роля в процесите на еволюцията играе наследствената (мутационна) изменчивост, засягаща генома на гаметите. В този случай получените промени се предават от родители на потомци и новата черта или се фиксира в потомството (ако е полезна за организма), или организмът умира, ако тази черта влоши адаптивността му към околната среда.
По този начин наследствената променливост „създава” материал за естествен подбор, а наследствеността консолидира възникналите промени и води до тяхното натрупване.
Понятие за еволюционизъм 1. Понятие за "еволюция". 2. Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. 3. Принципи на глобалния еволюционизъм.
Концепцията за „еволюция“ 1. Сега еволюционната теория не се разглежда като единно описание на недвусмислен път на развитие, който е напълно разбран от науката, а по-скоро еволюционизмът в съвременната наука е спектър от концепции, които са обосновани в различна степен. 2. Еволюцията предполага всеобщо постепенно развитие, организирано и последователно.
Концепцията за „еволюция“ До втората половина на 18 век са се развили обективни предпоставки за появата на научно обосновани еволюционни възгледи: описания на много нови видове в резултат на географски открития; установено е единството на структурния план на много известни преди това групи организми; появата на специална биологична дисциплина - палеонтология; появата на научно обосновани теории за произхода на Земята и Слънчевата система
Понятието "еволюция". В края на 18-ти и 19-ти век разкриването на закономерностите на историческото развитие на флората и фауната става приоритетна задача.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Френският биолог Жан-Батист Ламарк (1744 – 1829) излага хипотезата за механизма на еволюцията. Той публикува своите възгледи, сега считани за същността на ламаркизма, във Философия на зоологията през 1809 г. Прилагането на принципа на градацията, според Ламарк, става възможно поради наличието в организмите на вътрешно желание за подобрение.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Основното обобщение на възгледите на Ламарк са две разпоредби, които влязоха в историята на науката под името "закони на Ламарк". 1. При всички животни, които не са достигнали предела на своето развитие, органите и органните системи, които са били подложени на продължителни интензивни упражнения, постепенно се увеличават по размер и стават по-сложни, докато тези, които не са упражнявани, се опростяват и изчезват. 2. Признаците и свойствата, придобити в резултат на продължително и стабилно излагане на външна среда, се наследяват и запазват в потомството, при условие че присъстват и в двата родителски организма.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Концепцията на Ламарк представлява първата пълна система от еволюционни възгледи и в същото време първият опит за обосноваване на тези възгледи. Като цяло Ламарк правилно характеризира еволюцията като прогресивен процес, движещ се в посока на усложняване на структурата на организмите. Възгледите на Ламарк за адаптивния характер на еволюционния процес са напреднали за времето си. Концепцията на Ламарк съдържаше редица погрешни положения: 1. обяснение на еволюционния процес като резултат от вътрешно желание за подобрение. 2. предположение за възможността за възникване на наследствени адаптивни черти в отговор на влиянието на околната среда. 3. отричане на реалността на вида.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Теорията за еволюцията на Чарлз Дарвин (на английски Charles Robert Darwin;) се счита за една от основните научни революции, тъй като освен чисто научното си значение, тя доведе до преразглеждане на широк кръг от идеологически, етични и социални проблеми.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Теорията за еволюцията на Чарлз Дарвин има няколко научни компонента. 1. Идеята за еволюцията като реалност, което означава определяне на живота като динамична структура на естествения свят, а не като статична система. 2. В резултат на излишната плодовитост възниква конкуренция за местообитание и храна между организмите в природата - „борбата за съществуване“. Прието е да се разграничават три форми: борба с фактори от небиологичен (абиотичен) произход, междувидова и вътревидова борба.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Поради наличието на променливост различните индивиди в процеса на борба за съществуване се оказват в неравностойно положение. Индивидуалните промени, които улесняват оцеляването, предоставят на техните носители предимство, в резултат на което индивидите, по-адаптирани към дадените условия, по-често оцеляват и произвеждат потомство, докато най-слабите са по-склонни да умрат или да бъдат елиминирани от кръстосване. Дарвин нарича това явление естествен подбор.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Адаптивният характер на еволюцията се постига чрез избиране от множество произволни промени на онези, които улесняват оцеляването в дадени специфични условия на околната среда. Приспособимостта на организмите като правило е относителна.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. Дарвин извежда идеята, че видовете са възникнали чрез естествен подбор въз основа на пет основни постулата: 1. Всички видове имат биологичния потенциал да увеличат броя на индивидите до големи популации. 2. Популациите в природата демонстрират относително постоянство в броя на индивидите във времето. 3. Ресурсите, необходими за съществуването на видовете, са ограничени, така че броят на индивидите в популациите е приблизително постоянен във времето. Заключение 1. Между представители на един и същи вид има борба за ресурси, необходими за оцеляване и размножаване. Само малка част от индивидите оцеляват и произвеждат потомство.
Основни постулати на концепцията за еволюцията на органичния свят. 4. Няма два индивида от един и същи вид, които да имат еднакви свойства. Членовете на един и същи вид показват голяма променливост. 5. По-голямата част от изменчивостта се определя генетично и следователно се предава по наследство. Заключение 2. Конкуренцията между представители на един и същи вид зависи от уникалните наследствени свойства на индивидите, които осигуряват предимства в борбата за ресурси за оцеляване и възпроизводство. Тази неравна способност за оцеляване е естествен подбор. Извод 3. Натрупването на по-благоприятни свойства в резултат на естествения подбор води до постоянна смяна на видовете. Ето как се случва еволюцията.
Доказателства за еволюционната концепция Доказателствата в подкрепа на съвременните идеи за еволюцията идват от различни източници. Някои от събитията, цитирани като доказателство за еволюционната теория, могат да бъдат възпроизведени в лабораторията, но това не означава, че те действително са се случили в миналото, те просто показват възможността за такива събития.
Доказателства за еволюционна концепция. Таксономия Естествената класификация може да бъде филогенетична или фенотипна. Филогенетичната класификация се използва по-често, защото отразява еволюционните връзки, основани на произхода на организмите и тяхното наследяване на определени характеристики. Приликите и разликите между организмите могат да се обяснят като резултат от прогресивното приспособяване на организмите във всяка таксономична група към определени условия на околната среда за определен период от време.
Доказателства за еволюционна концепция. Таксономията използва следните основни йерархични единици: Царство; Тип (разделение в растенията); клас; Ред (ред в растенията); Семейство; Род; Преглед. Всеки таксон може да съдържа няколко таксономични единици с по-нисък ранг. Но в същото време един таксон може да принадлежи само на един таксон, разположен точно над него. Може да има няколко таксона на всяко йерархично ниво, но всички те са различни един от друг.
Доказателства за еволюционна концепция. Сравнителна анатомия Наличието на хомоложни и рудиментарни органи се счита за доказателство за произхода на животните от общ предшественик Мигателната мембрана е „рудимент“ на човека.
Концепцията за катастрофизма Хипотезите на катастрофистите могат да бъдат разделени на две основни групи. 1. Земен катастрофизъм: бедствията са свързани с геоложки процеси (възраждането на вулканизма, което води до глобално охлаждане и изпускането на големи количества токсични вещества в атмосферата, процесите на изграждане на планини, свързани с изменението на климата).
концепция за катастрофизъм 2. Космически катастрофизъм: бедствията имат космически произход: катастрофално увеличение на радиацията, причинено от експлозия на свръхнова; колебания в слънчевата активност; b бомбардиране на Земята от комети и гигантски астероиди, свързано с колебания в положението на Слънчевата система спрямо равнината на галактиката; преминаването на голямо небесно тяло през кометния облак, заобикалящ Слънчевата система.
Концепцията за катастрофизма През 1980 г. американският физик, лауреат на Нобелова награда Л. Алварес и неговият син геолог У. Алварес предположиха, че иридиевата аномалия е следствие от удара на голям астероид върху Земята, чието вещество е разпръснато през цялата земна повърхност. Което доведе до пълно краткотрайно спиране на фотосинтезата и масова смърт на зелените растения, а след зелените растения смъртта на тревопасни, животни, а след това и хищници.
Концепцията за катастрофизъм Нито един от катастрофичните модели не обяснява смисъла на процесите, протичащи на Земята през критични епохи, а по-скоро повдига нови въпроси. Психологическите фактори (новостта на идеята за астероидите) играят голяма роля в разпространението на алтернативни, антидарвинови концепции за еволюцията.
Връзката между микро- и макроеволюцията. Микроеволюцията е набор от еволюционни процеси, протичащи в популациите на даден вид и водещи до промени в генофонда на тези популации и формирането на нови видове. Макроеволюцията е еволюционни трансформации, водещи до образуването на таксони с по-висок ранг от вида.
Еволюцията на органичния свят на Земята е неразривно свързана с еволюцията на литосферата. Историята на развитието на литосферата на Земята е разделена на геоложки епохи: катархей, архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Всяка епоха е разделена на периоди и епохи. Геоложките ери, периоди и епохи съответстват на определени етапи от развитието на живота на Земята.
Катархей, архей и протерозой са комбинирани в криптозоик- „ерата на скрития живот“. Фосилните останки от криптозоя са представени от отделни фрагменти, които не винаги могат да бъдат идентифицирани. Палеозой, мезозой и кайнозой са комбинирани в фанерозой- „ерата на очевидния живот“. Началото на фанерозоя се характеризира с появата на животни, образуващи скелет, които са добре запазени във вкаменелости: фораминифери, черупкови мекотели и древни членестоноги.
Ранни етапи на развитие на органичния свят
В условията на излишък на готови органични вещества хетеротрофният (сапротрофен) метод на хранене е основен. б О Повечето от архебионтите са специализирани специално в хетеротрофно сапротрофно хранене. Те развиват сложни ензимни системи. Това доведе до увеличаване на обема на генетичната информация, появата на ядрена мембрана, различни вътреклетъчни мембрани и органели на движение. Някои хетеротрофи претърпяват преход от сапротрофендоставка на холозойски. Впоследствие се появяват хистонови протеини, които правят възможно появата на истински хромозоми и съвършени методи за клетъчно делене: митоза и мейоза. По този начин има преход от прокариотен тип клетъчна организацияДа се еукариотни.
Друга част от архебионтите се специализираха в автотрофно хранене. Най-старият метод за автотрофно хранене е хемосинтеза. Въз основа на ензимно-транспортни системи на хемосинтеза възниква фотосинтеза– набор от метаболитни процеси, основани на абсорбцията на светлинна енергия с помощта на различни фотосинтетични пигменти (бактериохлорофил, хлорофили а, b, ° С, ди други). Излишъкът от въглехидрати, образуван по време на фиксирането на CO 2, направи възможно синтезирането на различни полизахариди.
Всички изброени белези при хетеротрофите и автотрофите са големи ароморфози.
Вероятно в ранните етапи на еволюцията на органичния свят на Земята обменът на гени между напълно различни организми (трансфер на гени чрез трансдукция, междувидова хибридизация и вътреклетъчна симбиоза) е бил широко разпространен. По време на синтеза свойствата на хетеротрофните и фотоавтотрофните организми бяха комбинирани в една клетка. Това доведе до образуването на различни отдели водорасли - първите истински растения.
Основни етапи от еволюцията на растенията
Водораслите са голяма разнородна група от първични водни фотоавтотрофни организми. Във вкаменелостно състояние водораслите са известни от докамбрия (преди повече от 570 милиона години), а през протерозоя и ранния мезозой вече са съществували всички известни понастоящем подразделения. Нито едно от съвременните разделения на водораслите не може да се счита за прародител на друго разделение, което сочи мрежест характереволюцията на водораслите.
В края на Силур (преди ≈ 400 милиона години) По-висок(земя) растения.
През силура океанът се плитчи и водата се обезсолява. Това създаде предпоставки за заселване на крайбрежната и супралиторалната зона ( крайбрежие– част от брега, която се наводнява по време на приливи и отливи; крайбрежната зона заема междинно положение между водните и сухоземно-въздушните местообитания; супралиторален– част от брега над нивото на прилива, навлажнена от пръски; по същество супралиторалът е част от земно-въздушното местообитание).
Съдържанието на кислород в атмосферата преди появата на сухоземни растения е било значително по-ниско от днешното: протерозой - 0,001 от съвременното ниво, камбрий - 0,01, силур - 0,1. Когато има недостиг на кислород, ограничаващият фактор в атмосферата е ултравиолетовата радиация. Появата на растенията на сушата беше придружена от развитието на метаболизма на фенолни съединения (танини, флавоноиди, антоцианини), които участват в защитни реакции, включително срещу мутагенни фактори (ултравиолетово, йонизиращо лъчение, някои химикали).
Преместването на растенията на сушата е свързано с появата на редица ароморфози:
1) Появата на диференцирани тъкани: покривни, проводими, механични, фотосинтетични. Появата на диференцирани тъкани е неразривно свързана с появата на меристемите и основния паренхим.
2) Появата на диференцирани органи: издънка (орган на въглеродно хранене) и корен (орган на минерално хранене).
3) Появяват се многоклетъчни гаметангии: антеридии и архегонии.
4) Настъпват значителни промени в метаболизма.
Предците на висшите растения се считат за организми, подобни на съвременните водорасли Characeae. Най-старото известно наземно растение е Cooksonia. Cooksonia е открита през 1937 г. (W. Lang) в силурийските пясъчници на Шотландия (възраст около 415 милиона години). Това растение беше подобен на водорасли храст от клонки, носещи спорангии. Прикрепени към субстрата с помощта на ризоиди.
По-нататъшната еволюция на висшите растения е разделена на две линии: гаметофитни и спорофитни
Представители на гаматофитната линия са съвременните бриофити. Това аваскуларни растения, при които липсват специализирани проводими и механични тъкани.
Друга линия на еволюция доведе до появата съдови растения, в който спорофитът доминира в жизнения цикъл и присъстват всички тъкани на висшите растения (образователен, покривен, проводящ, основен паренхим и неговите производни). Благодарение на появата на всички видове тъкани, тялото на растението се диференцира в корени и издънки. Най-старите васкуларни растения вече са изчезнали Rhineaceae(псилофити). По време на девон се формират съвременни групи спорови растения(Мъхове, хвощ, папрати). Въпреки това, в споровите растения липсващо семе, а спорофитът се развива от недиференциран ембрион.
В началото на мезозоя (преди ≈ 220 милиона години) първият Голосеменни, който доминира през мезозойската ера. Най-големите ароморфози на голосеменните:
1) Външен вид яйцеклетки; Женският гаметофит (ендосперма) се развива в яйцеклетката.
2) Външен вид поленови зърна; При повечето видове поленовите зърна, когато покълнат, образуват поленова тръба, образувайки мъжки гаметофит.
3) Външен вид семе, което включва диференциран ембрион.
Въпреки това, голосеменните запазват редица примитивни характеристики: яйцеклетките са разположени открито върху семенните люспи (мегаспорангиофори), опрашването става само с помощта на вятъра (анемофилия), ендосперма е хаплоиден (женски гаметофит), примитивни проводящи тъкани (ксилема). включва трахеиди).
Първо Покритосеменни(Цъфтеж)растениявероятно са се появили през юрския период и са започнали през периода Креда адаптивно излъчване. Понастоящем покритосеменните са в състояние на биологичен прогрес, което се улеснява от редица ароморфози:
1) Външен вид пестик– затворен плодник с яйцеклетки.
2) Външен вид околоцветник, което направи възможен преходът към ентомофилия (опрашване от насекоми).
3) Външен вид ембрионален сакИ двойно торене.
Понастоящем покритосеменните са представени от много форми на живот: дървета, храсти, лози, едногодишни и многогодишни треви и водни растения. Структурата на цветето постига особено разнообразие, което допринася за точността на опрашването и осигурява интензивно видообразуване - около 250 хиляди вида растения принадлежат към покритосеменните.
Основни етапи от еволюцията на животните
Еукариотните организми, специализирани в хетеротрофното хранене, са довели до ЖивотниИ гъби.
Всички известни видове възникват през протерозойската ера Многоклетъчни безгръбначни животни. Има две основни теории за произхода на многоклетъчните животни. Според теорията гастрия(E. Haeckel), първоначалният метод за образуване на двуслоен ембрион е инвагинация (инвагинация на стената на бластулата). Според теорията фагоцитела(I.I. Мечников), първоначалният метод за образуване на двуслоен ембрион е имиграцията (движение на отделни бластомери в кухината на бластулата). Може би тези две теории се допълват взаимно.
Коелентерати- представители на най-примитивните (двуслойни) многоклетъчни организми: тялото им се състои само от два слоя клетки: ектодерма и ендодерма. Нивото на тъканна диференциация е много ниско.
В долните червеи ( АпартаментИ Кръгли червеи) появява се третият зародишен лист – мезодермата. Това е голяма ароморфоза, поради която се появяват диференцирани тъкани и системи от органи.
След това еволюционното дърво на животните се разклонява на протостоми и дейтеростоми. Сред протостомите Анелидиобразува се вторична телесна кухина ( общо взето). Това е голяма ароморфоза, благодарение на която става възможно тялото да се раздели на части.
Анелидите имат примитивни крайници (параподии) и хомономна (еквивалентна) сегментация на тялото. Но в началото на камбрия се появяват Членестоноги, при които параподиите се трансформират в съчленени крайници. При членестоногите се появява хетерономна (неравномерна) сегментация на тялото. Те имат хитинов екзоскелет, който допринася за появата на диференцирани мускулни снопове. Изброените характеристики на членестоногите са ароморфози.
Най-примитивните членестоноги са Trilobitiformes- доминира в палеозойските морета. Модерен Хрилно дишанепредставени са първичните водни членестоноги Ракообразни. Въпреки това, в началото на девон (след като растенията достигнаха сушата и формирането на сухоземни екосистеми), настъпи сушата ПаякообразниИ Насекоми.
Паякообразните дойдоха на сушата благодарение на множество аломорфози (идиоадаптации):
1) Непропускливост на капаците за вода.
2) Загуба на ларви на развитие (с изключение на кърлежите, но нимфата на кърлежите не се различава фундаментално от възрастните животни).
3) Образуване на компактно, слабо разчленено тяло.
4) Образуване на дихателни и отделителни органи, съответстващи на новите условия на живот.
Насекомите са най-адаптирани към живот на сушата, благодарение на появата на големи ароморфози:
1) Наличие на зародишни мембрани - серозни и амниотични.
2) Наличието на крила.
3) Пластичност на устния апарат.
С появата на цъфтящи растения през периода Креда започва съвместната еволюция на насекомите и цъфтящите растения ( коеволюция), и те образуват съвместни адаптации ( коадаптация). В кайнозойската ера насекомите, подобно на цъфтящите растения, са в състояние на биологичен прогрес.
Сред животните Deuterostome най-високият разцвет се постига от Хордови, в който се появяват редица големи ароморфози: нотохорда, неврална тръба, коремна аорта (и след това сърцето).
Произходът на нотохордата все още не е точно установен. Известно е, че нишки от вакуолизирани клетки присъстват при нисшите безгръбначни. Например, в червея на миглите Целогинопораклонът на червата, разположен над нервните ганглии в предния край на тялото, се състои от вакуолизирани клетки, така че вътре в тялото се появява еластична пръчка, която помага да се копае в пясъчната почва. В северноамериканския червей за мигли Нематоплана нигрокапитулав допълнение към описаното предстомашие, цялата дорзална страна на червата се трансформира във връв, състояща се от вакуолизирани клетки. Този орган се нарича чревна хорда (chordaintestinalis). Възможно е дорзалната хорда (chordadorsalis) с ендомезодермален произход да е възникнала директно от вакуолизираните клетки на дорзалната страна на червата.
От примитивен Хордовипървите се срещат през силур Гръбначни(Без челюст). При гръбначните животни се формира аксиалният и висцералният скелет, по-специално мозъчната кутия и челюстната област на черепа, което също е ароморфоза. Непълноценен Ghostostomesгръбначните животни са представени от разнообразие Риби. Съвременните класове риби (хрущялни и костни) се формират в края на палеозоя - началото на мезозоя).
Някои от костните риби (месести риби), благодарение на две ароморфози - белодробно дишане и появата на истински крайници - дават началото на първата Четириноги–Земноводни(Земноводни). Първите земноводни излязоха на сушата през девонския период, но разцветът им настъпи през карбонския период (многобройни стегоцефали). Съвременните земноводни се появяват в края на юрския период.
Успоредно с това сред четириногите се появяват организми с ембрионални мембрани - Амниоти. Наличието на ембрионални мембрани е голяма ароморфоза, която за първи път се появява в Влечуги. Благодарение на ембрионалните мембрани, както и на редица други характеристики (кератинизиращ епител, тазови пъпки, външен вид на мозъчната кора), влечугите напълно са загубили зависимостта си от водата. Появата на първите примитивни влечуги - котилозаври- датира от края на карбонския период. През перма се появяват различни групи влечуги: зъбозъби, протогущери и др. В началото на мезозоя се образуват клонове на костенурки, плезиозаври и ихтиозаври. Влечугите започват да процъфтяват.
От групи, близки до протогущерите, се отделят два клона на еволюционното развитие. Един клон в началото на мезозоя даде началото на голяма група псевдосухиан. Псевдозухията дава началото на няколко групи: крокодили, птерозаври, предци на птици и динозаври, представени от два клона: гущери (бронтозавър, диплодок) и орнитиши (само тревопасни видове - стегозавър, трицератопс). Вторият клон в началото на периода Креда доведе до появата на подклас люспест(гущери, хамелеони и змии).
Влечугите обаче не могат да загубят зависимостта си от ниските температури: топлокръвието е невъзможно за тях поради непълното отделяне на кръвообращението. В края на мезозоя, с изменението на климата, настъпва масово измиране на влечуги.
Само при някои псевдосухи в юрския период се появява пълна преграда между вентрикулите, лявата аортна дъга се намалява, настъпва пълно разделяне на кръговете на кръвообращението и става възможно топлокръвно. Впоследствие тези животни придобиха редица адаптации към полета и дадоха началото на класа Птици.
В юрските отлагания на мезозойската ера (преди ≈ 150 милиона години) са открити отпечатъци от първите птици: археоптерикс и археорнис (три скелета и едно перо). Те вероятно са били дървесни катерещи се животни, които са можели да се плъзгат, но не са били способни на активен полет. Още по-рано (в края на триаса, преди ≈ 225 милиона години) съществува протоавис (два скелета са открити през 1986 г. в Тексас). Скелетът на Protoavis се различаваше значително от скелета на влечугите, мозъчните полукълба и малкия мозък бяха увеличени по размер. През периода Креда е имало две групи изкопаеми птици: Ichthyornis и Hesperornis. Съвременните групи птици се появяват едва в началото на кайнозойската ера.
Значителна ароморфоза в еволюцията на птиците може да се счита за появата на четирикамерно сърце в комбинация с намаляване на лявата аортна дъга. Имаше пълно разделяне на артериалната и венозната кръв, което направи възможно по-нататъшното развитие на мозъка и рязкото повишаване на нивото на метаболизма. Разцветът на птиците през кайнозойската ера е свързан с редица основни идиоадаптации (появата на пера, специализация на опорно-двигателния апарат, развитие на нервната система, грижа за потомството и способност за летене), както и с редица признаци на частична дегенерация (например загуба на зъби).
В началото на мезозойската ера, първият Бозайници, които са възникнали поради редица ароморфози: увеличени полукълба на предния мозък с развита кора, четирикамерно сърце, намаляване на дясната аортна дъга, трансформация на окачването, квадратните и ставните кости в слухови кости, поява на козина, млечна жлеза жлези, диференцирани зъби в алвеолите, преустна кухина. Предците на бозайниците са били примитивни пермски влечуги, които са запазили редица характеристики на земноводните (например, кожните жлези са били добре развити).
В юрския период на мезозойската ера бозайниците са представени от най-малко пет класа (многотуберкули, тритуберкули, трикодонти, симетродонти, пантотерии). Единият от тези класове вероятно е дал началото на съвременните протозвери, а другият на торбестите и плацентните. Плацентарните бозайници, благодарение на появата на плацентата и истинското живородене, влизат в състояние на биологичен прогрес в кайнозойската ера.
Първоначалният ред на плацентарните са насекомоядни. В началото насекомоядните са били отделени от непълнозъбите, гризачите, приматите и вече изчезналата група креодонти - примитивни хищници. От креодонтите се отделят два клона. Един от тези клонове даде началото на съвременните месоядни, от които се отделиха перконоги и китоподобни. Друг клон дава началото на примитивните копитни животни (Condylarthra), а след това на разредите Непарнопръсти, Чифтокопитни и сродни.
Окончателното обособяване на съвременните групи бозайници е завършено през ерата на големите заледявания - през плейстоцена. Съвременният видов състав на бозайниците е значително повлиян от антропогенния фактор. В исторически времена са били унищожени следните видове: зубр, стелерова крава, тарпан и други видове.
В края на кайнозойската ера някои ПриматиВъзниква особен вид ароморфоза - свръхразвитие на кората на главния мозък. В резултат на това възниква напълно нов вид организми - Хомо сапиенс.
|
растения |
Животни |
|||||
|
криптозоик |
Архейски |
Възстановена атмосфера, първичен океан, високо налягане и температура |
Прокариотна биосфера, химио- и фотосинтеза, оплождане, поява на еукариоти на границата с протерозоя |
|||
|
протерозой |
2,6 милиарда-650 милиона |
Еукариоти, клетъчни, тъкани, 2 слоя |
||||
|
фанерозой |
палеозойска |
Сух морски климат |
60% трилобити, скелет, всички видове животни. |
|||
|
Планина и морета |
Главоноги, брахиоподи цъфтящи мекотели |
|||||
|
Членестоноги, безчелюстни гръбначни животни |
Растенията дойдоха на сушата - риниофити |
|||||
|
Земноводни и риби |
спори |
|||||
|
затопляне |
влечуги | |||||
|
Захлаждане, ледников период | ||||||
|
триас |
Пангея се разцепи |
Млека и птици | ||||
|
Континентално разделение |
Появата на плацентата | |||||
|
Ледена епоха, разпад на континента |
изчезване |
| ||||