ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Электронное пособие для учащихся 11 классов Разработано учителем биологии Зайцевой С. Ю. ГОУСОШ № 1350 город Москва
Наша планета сформировалась около 4, 6 млрд. лет назад. Её историю принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия и опускания суши, изменения очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу громадного количества газов и пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной радиации, падавшей на Землю, и было одной из причин развития оледенения. Не случайно оледенения сопровождали горообразовательные процессы. Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно изменяли климатические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на растительный и животный мир.
Биологическая эволюция продолжается на Земле более 3 млрд. лет. С момента возникновения первых клеточных организмов, благодаря естественному отбору, появилось бесчисленное множество форм живых организмов. Ныне существующие на Земле виды живых организмов – лишь очень небольшая часть того видового многообразия, которое существовало на нашей планете за ее долгую историю. Всплески видового разнообразия сменялись массовымираниями, когда за сравнительно короткое время с лица нашей планеты исчезали многие виды живых существ. Но всякий раз их место занимали новые формы жизни, и некоторые из них оказывались сложнее, чем их предшественники.
Катархей – геологическая эра от образования планеты Земля до зарождения жизни на ней. Криптозой – эона «скрытой жизни» , включает архейскую эру и протерозойскую эру. Фанерозой – эона «явной жизни» , включает палеозойскую эру (6 периодов), мезозойскую эру (3 периода) и кайнозойскую эру (3 периода).
АРХЕЙСКАЯ ЭРА
Эра (продолжительность, млн. лет) Архейская, 900 Период (продолжительно сть, млн. лет) Начало (млн. лет назад) 3500 Климат и Развитие среда органического мира (глобальные Мир геологические животных растений изменения) Активная Возникновение жизни на вулканическая Земле. Появление первых деятельность. клеток – начало Анаэробные биологической эволюции. условия жизни Следы жизни в мелководном незначительны. древнем море. Обнаружены остатки Развитие анаэробных автотрофных кислородпредшественников содержащей синезелёных атмосферы. (цианобактерий), бактерий, зелёных водорослей. Первые строматолиты. Отдельные находки прокариотических организмов в породах.
Ароморфозы архейской эры 1. 2. 3. 4. Появление фотосинтеза; Появление ядра; Половой процесс; Многоклеточность.
ПРОТЕРОЗОЙСКАЯ ЭРА
Эра (продолжительность, млн. лет) Протеро зойская (ранней жизни), 2000 Период (продол житель ность, млн. лет) Начало (млн. лет назад) 2600± ± 100 Климат и среда Развитие органического мира (глобальные геологические изменения) Мир животных Мир растений Поверхность планеты представляла собой голую пустыню. Климат холодный; частые оледенения особенно обширное в середине протерозоя. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере до 1 %. Активное образование осадочных пород. Возникли все типы беспозвоноч ных животных. Широко распростран ены простейшие, кишечнополо стные, губки, черви; предки трилобитов и иглокожих. Предположи тельно – первые Распростра нены преимущест венно одноклеточные зелёные водоросли
Ароморфозы протерозойской эры 1. 2. 3. 4. Появление двухсторонней симметрии тела и мышц у плоских червей; Сегментация тела у кольчатых червей; Хитиновый покров и членистые конечности у членистоногих. Появление хорды.
Вопросы: 1. Каковы основные этапы развития Земли в докембрии? 2. В чем основное содержание развития Земли в начальный период ее существования? 3. Какова направленность развития земной коры от архея до конца раннего протерозоя? 4. Какова эволюция органического мира от архея до начала фанерозоя? 5. Что можно сказать об эволюции климата в докембрийское время?
ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА
Эра Период (продолжительность, млн. лет) (продол житель ность, млн. лет) Палеозо йская Кембр ийский (Кембр ий), 55± 10 (древней жизни), 340± 10 Климат и среда (глобальные геологические изменения) Раннекембрийск ое оледенение сменяется вначале умеренным влажным, а затем сухим тёплым климатом. Активное наступление моря, сменившееся его отступлением в конце периода. Развитие органического мира Мир животных Мир растений Расцвет морских беспозвоночных (трилобиты). Появление организмов с минерализованным скелетом. Дивергентная эволюция водорослей; возникновение многоклеточных форм. В конце кембрийского периода появились первые панцирные рыбы.
В морях кембрийского периода господствовали трилобиты – древние членистоногие, покрытые прочным панцирем. Большинство из них обитали на дне, питаясь донными остатками. В конце кембрийского периода появились первые панцирные рыбы
Палеозо Ордов Равномерно йская икский умеренный Появление Большое первых разнообразие (древней (Ордов влажный климат позвоночных – водорослей ик), с постепенным жизни), бесчелюстных 55± 10 повышением 340± 10 рыб. средней температуры. В начале периода большая часть суши занята морем, затем в связи с интенсивным горообразованием освобождение от воды значительных территорий. Господство трилобитов, иглокожих, возникновение новых классов и вымирание некоторых групп беспозвоночных.
Среди плавающих хищников – выделяются в ордовике головоногое моллюски, родственники современных наутилусов
Ароморфозы ордовикского периода 1. 2. 3. Появление двухкамерного сердца; Появление хватательного ротового аппарата; Среди плавающих хищников – выделяются в ордовике Появление парных головоногое моллюски, конечностей (плавников). родственники современных наутилусов
Палеозой ская (древней жизни), 340± 10 Силурс кий (Силур), 35± 10 В начале сухой климат, затем влажный с постепенным потеплением. Интенсивное горообразован ие (Скандинавские горы, Саяны), возникновение первых коралловых рифов. Пышное развитие кораллов и трилобитов. Появляются древнейшие рыбы и первые дышащие атмосферным воздухом наземные животные (скорпионы и пауки). Вымирают некоторые группы кораллов. В конце периода – выход растений на сушу – появление псилофитов.
В конце силурийского периода по берегам мелких лагун и озер появились первые наземно-водные растения – риниофиты.
Ароморфозы силурийского периода 1. 2. У животных – трахейное дыхание. У растений – появление тканей.
Климат Появление рыб всех характеризуетс известных (Девон я сменой сухих систематических (древней групп. Вымирание ), 55± 10 и дождливых сезонов. значительного жизни), Оледенение на количества 340± 10 территории беспозвоночных и современных большинства Южной бесчелюстных. Америки и Освоение Южной Африки. животными суши: Полное пауки клещи, и освобождение другие от моря Сибири членистоногие. В и Восточной конце периода – Европы. Палеозо Девонс йская кий, первые наземные позвоночные – стегоцефалы. Развитие, а затем вымирание псилофитов. Возникновение основных групп споровых растений: плауновидных, хвощевидных, папоротниковид ных. Возникновение грибов.
В конце девона появились первые земноводные, самыми древними из которых считается ихтиостеги. Большую часть жизни они ихтиостеги проводили в воде, но при пересыхании водоема могли переползать в другой, используя мощные конечности.
Первыми наземными животными были стегоцефалы, появившиеся примерно 350 млн. лет назад. В отличие от современных амфибий их голова и брюхо были покрыты прочным костяным панцирем. Он обеспечивал надежную защиту при передвижении как в воде, так и на суше, прикрывая самые уязвимые места.
Ароморфозы девонского периода 1. 2. У растений: Развитие тканей; Появление вегетативных органов: стеблей, листьев, корней.
Ароморфозы девонского периода У животных 1. 2. 3. Формирование мускулистых, пятипалых конечностей; Появление легочного дыхания; Появление трехкамерного сердца.
Каменно- Распространение Широкое угольный лесных болот. распространение (Карбон), Теплый влажный фораминифер, (древней 65± 10 климат сменяется кораллов, в конце периода моллюсков. жизни), холодным и сухим. Расцвет 340± 10 Период земноводных. завершается Появление обширным первых оледенением рептилий – южных котилозавров, континентов. летающих Активное горообразование насекомых, легочных (Тянь-Шань, Урал, Альпы, моллюсков. Судеты, Сокращение Кордильеры, численности Скалистые трилобитов. Альпы). Палеозо йская На суше леса с преобладанием споровых растений, появление первых примитивных голосеменных (семенные папоротники). В болотах и прибрежных районах мелких морей накапливалось большое количество растительных остатков.
В конце каменоугольного периода появились первые пресмыкающиеся, наиболее древним из которых является сеймурия. Примерно 290 млн. лет назад на Земле появилась новая группа животных — пресмыкающиеся, или рептилии. Поначалу они были невелики и напоминали современных ящериц. Их сухая кожа, покрытая плотными роговыми чешуйками, препятствовала испарению влаги. Именно это позволило пресмыкающимся прочно обосноваться на суше.
Ароморфозы каменоугольного периода 1. У растений: Появление семени, с запасом питательных веществ.
Ароморфозы каменоугольного периода У животных: Ароморфозы насекомых: 1. Хитиновый покров: 2. Крылья; 3. Мальпигиевые сосуды (органы выделения).
Резкая зональность (древней (Пермь), климата. Завершение жизни), 50± 10 горообразователь 340± 10 ных процессов карбона. Отступление морей и формирование полузамкнутых водоёмов. Рифообразование Палеозо Пермс йская кий Быстрое развитие рептилий, возникновение звероподобных пресмыкающих ся. Вымирание трилобитов и сокращение числа отрядов других беспозвоночных и ряда позвоночных. Исчезновение лесов карбона в результате вымирания древовидных папоротников, хвощей и плаунов. Распростране ние хвойных в Северном полушарии.
Ароморфозы пермского периода У животных: 1. 2. 3. Роговые покровы; Развитые легкие; Шейный отдел позвоночника.
У животных: 4. Тазовые почки; 5. Внутреннее оплодотворение; 6. Плотная оболочка и запас питательных веществ в яйце. Ароморфозы пермского периода
МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА
Эра (продолжительность, млн. лет) Мезозойская Период (продол жительн ость, млн. лет) Триас (средней овый жизни), Триас, 165 40± 5 Климат и среда (глобальные геологические изменения) Развитие органического мира Мир животных Ослабление Начало расцвета климатическ рептилий – ой начинается «век зональности, динозавров» ; сглаживание температурн появляются ых различий. черепахи, Начало крокодилы и др. движения Появляются материков. первые млекопитающие (яйцекладущие), настоящие костистые рыбы. Мир растений Распростране ны папоротниковидные. Вымирают семенные папоротники. Расцвета достигают голосеменные
Мезозойская Юрск (средней ий жизни), Юра, 165 60 Климат, вначале влажный, сменяется к концу периода засушливым в области экватора. Движения контингентов, формирование Атлантического океана. Широко В океане распространены появление папоротники и новых групп голосеменные, моллюсков, в появляется том числе хорошо головоногих, а выраженная ботаникогеогра также фическая иглокожих. зональность. Господство пресмыкающих ся на суше, в океане и воздухе. В конце периода появляется археоптерикс.
Примерно 130 млн лет назад в морях обитали гигантские морские черепахи — архелоны. Длина их тела, покрытого прочным панцирем, достигала 4 м. Архелоны неспешно передвигались в поисках пищи, опасаясь только 15 -метровых мозазавров, наводящих ужас на всех обитателей моря.
Жизнь в эпоху динозавро в Слово "динозавр" происходит от греческого сочетания "ужасный ящер". В то время, когда на Земле жили динозавры, то есть от 225 до 65 миллионов лет назад, планета совсем не была похожа на ту, которую мы знаем. На ней еще не существовало современных Гималаев и Альп. В лесах не было цветов - они появились Динозавры: только в мезозойскую эру, а млекопитающие 1 — бронтозавр; 2 — тираннозавр; 3 — трицератопс; 4 — стегозавр. были совсем крошечными.
Динозавры Динозавры, или древние рептилии господствовали на Земле 160 миллионов лет. Среди них были травоядные и хищники, гиганты и карлики. Ученые делят динозавров на две группы-ящеров и первобытных птиц.
Хищные динозавры Некоторые хищники юрского периода по размерам напоминали современную кошку, но большинство из них были настоящими гигантами. Гигантские хищники питались другими динозаврами, а их мелкие собратья охотились на насекомых.
Травоядные динозавры Древних травоядных динозавров называют зауроподами. Среди них были настоящие гиганты, например многотонные брахиозавры. Травоядные динозавры имели огромные тела с длинными шеями и маленькими головами. В отличие от динозавров - хищников они передвигались на всех четырех лапах и не могли быстро бегать.
Плавающие рептилии Ихтиозавр Крупные обитатели морей охотились на более мелких, а те в свою очередь, питались рыбой и примитивными кальмарами.
Летающие репти лии Летающие рептилии или птерозавры делятся учёными на две группыкороткошеих и длиннохвостых рамфоринхов и длинношеих птеродактилей. Птерозавры были самыми большими животными способными летать.
Властителями мезозойского неба были птерозавры. У них образовались настоящие кожистые крылья, похожие на крылья летучих мышей. Но в отличии от них летательная перепонка птерозавров натягивалась между телом и очень длинным 4 -м пальцем, три других оставались свободными и использовались для передвижения по суше.
Размножение динозавров Динозавры были во многом похожи на современных птиц и рептилий. Они откладывали яйца, зарывая их в рыхлый грунт. Самки некоторых видов даже воспитывали потомство в течении нескольких месяцев.
Примерно 150 млн. лет назад на Земле появились первые птицы. Самой древней из них считается археоптерикс. Внешне он больше всего напоминал покрытого перьями маленького динозавра. Его челюсти были вооружены острыми зубами. А на каждом крыле было развито по три пальца с сильными когтями.
Первые настоящие птицы 1 — гесперорнис; 2 — ихтиорнис.
Мезозойская Мело (средней вой жизни), (Мел) 165 70 Во многих районах Земли похолодание климата. Отступление морей, сменяется увеличением площади мирового океана и новым поднятием суши. Интенсивные горообразовательные процессы (Альпы, Анды, Гималаи). Резко Появление настоящих птиц, сокращается численность а также папоротников и сумчатых и голосеменных. плацентарных Появляются млекопитающих. первые В водоемах покрытосеме преобладание нные костистых рыб. растения. Расцвет насекомых. Вымирание крупных рептилий и примитивных мезозойских млекопитающих.
Ароморфозы мелового период: Ароморфозы птиц: 1. 2. 3. 4. 5. 4 -х камерное сердце (утрата левой дуги аорты); Теплокровность; Перьевой покров; Большой головной мозг и сложное поведение; Забота о потомстве. Колибри
Примерно 250 млн. лет назад на Земле появились весьма интересные рептилии — циногнаты. Эти хищники были размером с волка, а их тело покрывала короткая шерсть. Пасть была вооружена крупными зубами, что позволяло им охотиться на довольно крупных, но медлительных растительноядных животных.
Первые млекопитающие появились примерно 170 млн лет назад. Они были невелики и внешне напоминали современных грызунов. Оставаясь до поры в тени своих исполинских соседей — динозавров, они терпеливо ждали своего часа, который пробил спустя почти 120 млн. лет.
Ароморфозы мелового периода: 1. 2. 3. Ароморфозы млекопитающих: 4 -х камерное сердце; Теплокровность; Волосяной покров;
Ароморфозы млекопитающих: 4. Внутриутробное развитие; 5. Выкармливание детеныша молоком;
Ароморфозы млекопитающих: 7. Развитие коры больших полушарий; 8. Дифференциация зубов, потовые железы, наружное ухо.
Ароморфозы мелового периода У растений: 1. 2. Цветок – орган перекрестного опыления. Хорошо развитая проводящая система.
Ароморфозы у растений: 1. 2. 3. Двойное оплодотворение. Зародыш снабжен запасом питательных веществ (эндосперм – 3 n) и защищен оболочками. Семяпочка находится внутри завязи.
Первые цветковые растения Первые растения с цветами появились примерно 130— 125 млн. лет назад. Яркие цветки привлекали различных насекомых, которые обеспечили надежную транспортировку пыльцы с одного растения на другое.
КАЙНОЗОЙСКА Я ЭРА Среди беспозвоночных кайнозоя господствующее положение заняли насекомые. Это связано с бурной эволюцией покрытосеменных растений. Эволюция цветковых растений и насекомых идет параллельно (коэволюция).
Эра (продолжительность, млн. лет) Период Кайнозойская (новой жизни), 66± 3 Палеоге новый (нижнетретичный), 41± 2 Климат и среда (глобальные геологические изменения) Климат теплый равномерный, влажный. Интенсивное горообразование. Движение материков, обособление Черного, Каспийского и Средиземного морей. Неогено Климат теплый равномерный, вый (верхнетретичный), 23 сухой. Происходит остепнение суши Развитие органического мира Мир животных Мир растений В морях и пресных водах распространяют ся костистые рыбы. На суше среди появляются многие отряды млекопитающих, в том числе приматы. Широкая дивергенция птиц. Расцвет насекомых. Господство покрытосеменных растений. Распространены леса тропического и субтропического типа. Состав флоры близок к современному; в конце периода появляются тайга и тундра. В степных районах травянистые формы вытесняют древесные.
Диатрима – бескрылая хищная птица
В начале кайнозойской эры завершаются горообразовательные процессы, начавшиеся в конце мезозоя. Обособляются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря. Устанавливается теплый равномерный климат. На севере преобладали хвойные, на юге – растительность теплого и умеренного климата. Вся Европа была покрыта лесами, состоящими из дуба, березы, сосны, каштана и др. В тропиках росли фикусы, лавровые, гвоздичные, эвкалипты и др. Развитие животного мира в кайнозойскую эру характеризуется дальнейшей дифференциацией насекомых, интенсивным видообразованием у птиц и чрезвычайно быстрым прогрессивным развитием млекопитающих.
Млекопитающие представлены тремя подклассами: однопроходными (утконос и ехидна), сумчатыми и плацентарными. Однопроходные, или яйцекладущие, млекопитающие возникли независимо от других млекопитающих еще в юрском периоде от звероподобных рептилий. Сумчатые и плацентарные млекопитающие произошли от общего предка в меловом периоде и сосуществовали до наступления кайнозойской эры, когда произошел «взрыв» в эволюции плацентарных, в результате чего эти млекопитающие вытеснили сумчатых с большинства континентов. Наиболее примитивными были насекомоядные млекопитающие, от которых произошли первые хищные и приматы. Древние хищные дали начало копытным. В палеогене млекопитающие начинают завоевывать море (китообразные, ластоногие и др. ). К концу неогена встречаются уже все современные семейства млекопитающих. Одна из групп обезьян – австралопитеки – стала родоначальницей ветви, ведущей к роду Человек.
Эволюция млекопитающих М Е З О Й К А Й Н О З О Й Триас Появились первые примитивные млекопитающие - яйцекладущие Юра Мел Во второй половине периода появляются сумчатые и плацентарные (насекомоядные) Палеопервые хищные отряд Приматы ген Современные Копытные предки группы: Хоботные Гоминид Неоген медвежьи Морские кошачьи и др. млекопитающие Человек
Эра новой жизни по праву принадлежит млекопитающим. Настоящий «взрыв» произошел около 25 млн. лет назад, когда на Земле появились разнообразные травоядные млекопитающие. Это было связано с возникновением обширных безлесных пространств, занятых травянистой растительностью.
В Северном полушарии сложился особый тип фауны, который называется ледниковой или мамонтовой. Ее представителями являются 1 – мамонт, 2 – шерстистый носорог, 3 – саблезубый тигр, 4 – большерогий олень, 5 – пещерный медведь. Крупнейшими слонами за всю историю Земли были мамонты. Их высота в плечах достигала 4, 3 м, что на целый метр выше по сравнению с современными африканскими слонами. Громадные размеры и длинная косматая шерсть позволяли мамонту удерживать тепло и жить в условиях холодного Севера, даже за Полярным кругом. Однако около 10 тыс. лет назад мамонты неожиданно вымерли. Скорее всего, они не смогли приспособиться к более теплому климату, установившемуся после ледникового периода.
Кайнозойская (новой жизни), 66± 3 Антро погено вый 1, 5 -2, 0 Характерны неоднократн ые смены климата. Крупные оледенения Северного полушария. Появление и развитие человека. Животный мир приобретает современные черты. Растительный мир приобретает современный облик, формируются ныне существующие сообщества
В четвертичном периоде кайнозойской эры (2 -3 млн лет назад) наступило оледенение значительной части Земли. Ледяной покров доходил в среднем до 57° с. ш. , достигая в отдельных районах 40° с. ш. Теплолюбивая растительность отступает на юг или вымирает, появляется холодоустойчивая травяная и кустарниковая растительность, на больших территориях леса сменяются степью, полупустыней и пустыней. Формируются современные растительные сообщества.
Оледенения четвертичного периода, достигшие максимального распространения около 250 тыс. лет назад, способствовали развитию холодоустойчивости фауны. На Северном Кавказе и в Крыму встречались мамонты, шерстистые носороги, северные олени, песцы, полярные куропатки. Образование больших масс льда вызывало понижение уровня Мирового океана. Это понижение в разные периоды составляло 85 -120 м по сравнению с современным. В результате обнажались материковые отмели Северной Америки и Северной Евразии и появились сухопутные «мосты» , соединявшие североамериканский континент с евразийским (на месте нынешнего Берингова пролива), Британские острова с европейским материком и т. д. По таким «мостам» происходила миграция видов, приведшая к формированию современной нам фауны материков. Изменения климата в четвертичном периоде кайнозойской эры оказали влияние на эволюцию предков человека.
Около 2 млн. лет назад на Северное полушарие Земли с полюса начали наступать ледники. Европа, Азия и Северная Америка оказались в их цепких объятиях. Начался ледниковый период, в течение которого периоды резкого похолодания сменялись относительно теплыми периодами. Последнее оледенение в Европе началось около 200— 100 тыс. лет назад, а потепление климата произошло всего 10 тыс. лет назад.
Схема эволюционных изменений растений: увеличение размеров и значения бесполого поколения – спорофилов (2 n), редукция размеров полового поколения – гаметофитов (n).
Скачать презентацию ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ Электронное пособие для учащихся
эволюция на земле 11 класс.ppt