Биосфера и ее эволюция
Биосфера – это область распространения жизни на Земле как целостной, активной и динамичной системы, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, практически всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Целостное учение о биосфере и протекающих в ней процессах было создано и развито в 30-х годах акад. В.И. Вернадским. Совокупность живых организмов – «живое вещество».
Биосфера возникла с появлением жизни на Земле.
3,6 – 3,8 млрд. лет – жизненный возраст биосферы.
1016 кг – масса биосферы
Эволюция биосферы.
появление простейших клеток-прокариотов;
появление значительно более высокоорганизованных клеток-эукариотов;
объединение клеток-эукариотов с образованием многоклеточных организмов, функциональная дифференциация клеток в организмах;
появление организмов с твердыми скелетами, открывшее путь к образованию высших животных;
возникновение у высших животных развитой нервной системы и формирование мозга как центра сбора, переработки, хранения информации и управления на ее основе функционированием и поведением организмов;
формирование разума как высшей формы деятельности мозга;
образование социальной общности людей – носителей разума.
Вершиной направленного развития биосферы стало появление в ней человека, открывшего эру становления на Земле разума. В истории Земли был период чисто геологической эволюции, его сменил период геолого-биологической эволюции, а с появлением человека открылся период психогенеза – духовной эволюции.
Роль организмов в эволюции биосферы.
Криптозой
Архей (3,6 – 2,6 млрд лет тому назад)
господство одноклеточных(сине-зеленые водоросли, прокариоты)
Протерозой (2,6млрд. – 600 млн. л. т. н.)
низшие формы растений, колонии организмов, эукариоты
возникновение фотосинтеза привело к накоплению в воде и атмосфере свободного кислорода, благодаря чему возник и начал развиваться процесс аэробного дыхания – одна из основ прогрессивной эволюции живых организмов Земли.
-появление первых живых систем
-возникновение механизма репликации
-формирование клетки(мембрана)
-поверхностный слой водоемов – зарождение жизни (планктон, бактерии)
Фанерозой
Палеозой
Кембрий(680 млн. л. т. н.)
Ордовик(490 млн. л. т. н.)
процветание всех отделов водорослей и морских беспозвоночных. Наиболее распространены трилобиты.
Силур(440 млн. л. т. н.)
выход растений на сушу – появление псилофитов. Появление первых наземных беспозвоночных; в морях – первых позвоночных (бесчелюстных щитковых).
Девон(400 млн. л. т. н.)
папортникообразные, первые земноводные – стегоцефалы.
Карбон(350 млн. л. т. н.)
расцвет земноводных, появление первых пресмыкающихся, первые крылатые насекомые, пауки, скорпионы.
Пермь(280 – 230 млн. л. т. н.)
распространение голосеменных растений, развитие пресмыкающихся, насекомых.
Мезозой
Триас(230 млн. л. т. н.)
развитие голосеменных и пресмыкающихся(динозавры), появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.
Юрский(190 млн. л. т. н.)
господство голосеменных растений, появление первых птиц; первых покрытосеменных растений.
Меловой(65-70 млн. л. т. н.)
распространение покрытосеменных растений, широкое распространение насекомых; постепенное вымирание рептилий(динозавров)
Кайнозой
Палеогеновый(60 млн. л. т. н.)
появление парапитеков и дриопитеков
Неогеновый(25 млн. л. т. н.)
современные семейства млекопитающих, господство покрытосеменных растений
антропогеновый(2,5 млн. л. т. н.)
появление и развитие человека
Известковые скелеты беспозвоночных образовали осадочные породы(мел, известняк). Отмирание сине-зеленых и красных водорослей способствовало отложению кальция. Некоторые виды водорослей и губок обусловили накопление кремнезема. Каменный уголь образовался из растительных остатков, нефть – из планктона древних морей и других водоемов.
В процессе эволюции живые организмы обособлялись от непосредственной зависимости от среды. Первые организмы(бактерии, водоросли были как бы погружены в питательную среду). Постепенно появились многоклеточные организмы, менее зависимые от изменения внешней среды и имеющие свою внутреннюю среду. Эти многоклеточные организмы обладают системами органов, регулирующими жизненные процессы. Через нервную систему осуществляется связь организма с внешней средой.
Биоценоз. Деревья и травы, образующие лес, и обитающие в нем насекомые, а также разнообразные грибы, бактерии и водоросли, живущие в почве, - все объединены между собой круговоротом веществ и энергии, который осуществляется через пищевые и другие связи. Растительное сообщество вместе с обитателями образуют биоценоз. Биоценозы имеют определенный видовой состав и биомассу – общее количество живого органического вещества, выраженное в единицах массы. Биоценозы существуют в неразрывной связи с абиотической средой.
Популяция. Естественная совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которые длительно существуют на относительно обособленной территории, называют популяцией. Популяции имеют сложную структуру по полу и возрасту, различны по занимаемой площади и числу особей. Численность популяции может резко колебаться по сезонам и годам. Популяция, хотя и обладает потенциальной возможностью неограниченного увеличения численности, обычно насчитывает столько особей, сколько их может прокормиться на занимаемой территории. Например: годы, урожайные для хвойных, отличаются высокой численностью кедровок, белок и соболей, питающихся их семенами.
Главный фактор, определяющий единство популяции и ее обособленность от других, - свободное скрещивание особей. Отсюда большое сходство особей внутри одной популяции по сравнению с особями других популяций. Обособленность популяций поддерживается географической (горы, реки, пустыни) и биологической (разные сроки цветения или спаривания, половая несовместимость и др.) изоляцией. В популяции происходят все первичные эволюционные процессы, это основная единица эволюции.