История эволюционного учения

История эволюционного учения Тема: эволюция – научный факт Для того, чтобы оценивать прошлое знание, необходимо представлять знание настоящее 1

Возрождение 1 -ая революция в астрономии утверждение гелиоцентризма 13 14 15 16 17 18 Коперник Ньютон Галилей 1543 1610 (запрет) Дж. Бруно Кеплер 1600 1609 - 1617 (сожжен) 1519 – 1521 – Ф. Магеллан 2

в рамках стационарной, бесконечной во времени и пространстве Вселенной возникновение жизни только на Земле – гипотеза «Случая» - стечение редких обстоятельств «парадокс звездного неба» 3

вторая революция в астрономии (начало) Альберт Эйнштейн 1916 Теория относительности Ал. Фридман стационарная Вселенная 1922 уравнения Эдвин Хаббл Эйнштейна 1929 Закон Хаббла дают нестационарную Вселенную факт расширения расширяющаяся Вселенная 4 – проект новой теории

красное смещение (Э. Хаббл) 5 Чем дальше от Земли та или иная галактика, тем выше скорость ее удаления от нас и, соответственно, тем сильнее смещены к красному концу линии ее спектра.

расширяющаяся 6 Вселенная А. А. Фридман сингулярность - состояние Вселенной до «Большого взрыва» понятие «Большой взрыв» переход от состояния сильно сжатого вещества к состоянию расширения

7 Гамов Г. А. начало – сразу после сингулярности 1948 г. работа о «горячем начале Вселенной» : первичное вещество было не только очень плотным, но и очень горячим сингулярность – состояние вещества исключительно высокой плотности; оно сосредоточено в очень маленьком объеме; такое состояние вещества - за рамками известных законов физики но с момента преодоления сингулярности вступают в действие известные нам законы физики и дальнейшие события становятся предсказуемыми

сингулярность возникают пространство и время Как гласит теория Большого взрыва, Вселенная возникла из точки с нулевым объемом и бесконечно высокими плотностью и температурой. Это состояние, называемое сингулярностью, не поддается математическому описанию. 8

реликтовое излучение – газ ультрахолодных (ок. 3 гр. Кельвина) фотонов, заполняющих всю Вселенную; сохранилось с начальных этапов существования Вселенной; спектр абсолютно черного тела 1948 – Гамовым предсказано реликтовое излучение параметры рассчитаны российскими астрофизиками 1965 – реально обнаружено (А. Пензиас и Р. Вилсон – ам. ) карта реликтового излучения расширяющаяся Вселенная – ныне общепризнанная модель 9

происхождение и эволюция Вселенной возраст – 15 -20 млрд. лет конечна в пространстве и времени органика – одна из стадий эволюции вещества во времени 10

эволюция вещества: Вселенная не стационарна 11 - эволюция элементарных частиц - вещество изменяется во времени (по общим физическим параметрам, - эволюция галактик, звезд составу частиц и макрообъектов) и др. макрообъектов

формирование макрообъектов: 12 галактик, скоплений и сверхскоплений галактик самая далекая от нас галактика - 12, 88 млрд. св. лет мы ее видим такой, какой она была 12, 88 млрд. лет назад это – «палеонтология» космоса мы можем видеть то, что было в далеком прошлом

самая далекая от нас галактика ниже Вы видите число километров, которое примерно соответствует расстоянию 12, 88 млрд. св. лет: 113 529 600 000 000 000 13

14 наше время 1 - Пульсирующая модель Вселенной, период расширения - период сжатия; 2 - Расширение все время замедляется; 3 - Равномерно расширяющаяся по инерции Вселенная; 4 - Мир, расширяющийся со все большей скоростью. Доминирующая модель в наше время

15 выбор модели развития зависит от параметров вещества и энергии, «скрытых» от нашего наблюдения так по современным представлениям выглядит соотношение компонентов Вселенной

расширение Вселенной поначалу замедлялось за счёт взаимного притяжения вещества приблизительно 5 млр. л. назад «антигравитация» тёмной энергии стала сильнее притяжения вещества, плотность которого при расширении модель падает, и замедление сменилось ускорением ускорения в обоих сценариях существование Человечества – конечно, но времени для его самосовершенствования достаточно (десятки млрд. л. ) пульсирующая модель вслед за периодом расширения наступает период сжатия и все заканчивается Большим хлопком затем все начинается заново с Большого взрыва 16

разлет Вселенной подобен Галактическому (трехмерное пр-во) одна из современных моделей Вселенной (многомерное пр-во) 17

границы Вселенной наше положение не определены во Вселенной излучение одно из сверхскоплений и в нем Местная группа (группа галактик; ок. 20) сгустки вещества (сверхскопления) 18

19 наше положение во Вселенной Млечный путь (Галактика) Местная группа и в нем положение Солнца и в ней Млечный путь (наша Галактика)

сверхскопление Дева в нем – Местная группа в ней – наша Галактика (вторая по величине) Млечный путь (= наша Галактика) туманность Андромеды – 20 соседняя галактика

Нет ничего исключительного ни в нашем положении 21 во Вселенной, ни в устройстве Солнечной системы. гармония? Антропоцентризм – система представлений, согласно которой человек это цель мироздания, и все, что окружает его создано для него. БЭС Природа – сфинкс. И тем она верней Своим искусом губит человека, Что может статься, никакой от века Загадки нет и не было у ней. Ф. И. Тютчев

Все мы сидим в канаве, но некоторые оттуда смотрят на звезды. Оскар Уайльд (англ. писатель и драматург) 22

формирование Солнечной системы из газопылевого облака около 6 - 5 млрд. лет формирование Солнца и планет (холодное начало) образование сгустка в-ва газо-пылевое облако законы гравитации 23 большая часть материи

Данные по абсолютному возрасту пород (в млрд. л. ) Луна (из 9 мест) – 4, 5 метеориты (все известные) – 4, 6 Алдан (Сибирь) – 4, 25 Антарктида – 4, 0 Оортово облако (кометы) Солнечная система сформировалась 24 одновременно (4, 6 – 5, 0 млрд. л)

внешнее строение за орбитой Нептуна располагается пояс космических объектов (пояс Койпера) Плутон – один из его объектов (но не самый крупный) облако Оорта – сфера из космических объектов, окружающая Солнечную 25 систему (кометы)

Метеоры – твердые космические тела, Метеориты – тела, летящие через атмосферу Земли 26 упавшие на Землю крупные метеориты оставляют глубокие воронки органика в углистых метеоритах – свидетельство синтеза в космическом пространстве Аризонский метеоритный кратер

в составе углистых метеоритов обнаружены: насыщенные углеводороды, ароматические углеводороды, карбоновые кислоты и азотистые соединения а среди азотистых соединений: пиримидины, пурины, гуанилмочевина, триазины, порфирины более того, обнаружены следы организованной органики… 27

28 фрагмент метеорита Ефремовка фрагмент метеорита Мурчисон (Казахстан, 1962) (Австралия, 1969) цианобактерии и, возможно, низшие грибы в метеоритах (Розанов А. Ю. 1996) Возраст углистых хондритов в интервале 4, 39 - 4, 59 млрд лет что говорит и возрасте следов жизни

Значительное морфологическое единство земных микробных организмов как современных, так и древних, …. по микроорганизмам из углеродистых метеоритов, дает основание полагать принципиальное единство микробиологического мира Земли и космических объектов. (Розанов , 1996) если это так, то возникновение жизни скорее всего, органика в космосе не связано с «уникальными условиями» возникла раньше, чем на Земле Земли, т. е. перестает быть связанным с идеей «Случая» два принципа: то, что разрешено… то, что не запрещено… 29

30 Формирование палеонтологической летописи и ее закономерности

самое начало бомбардировка космическими телами в течении примерно 100 млн. л. наклон оси вращения первые ок. 0, 5 млрд. лет – нет ядра, а, следовательно, нет магнитного поля (магнитосферы) 31

Солнечный ветер - поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны 32 со скоростью 300— 1200 км/с в окружающее космическое пространство Магнитосфе ра — область пространства вокруг планеты или другого намагниченного небесного тела, которая образуется, когда поток заряженных частиц, например солнечного ветра, отклоняется от своей первоначальной траектории под воздействием внутреннего магнитного поля этого тела.

полная картина «листы книги» - «летопись» осадконакопления осадочные слои атмосфера магнитное поле ядро > 3000 км 5 – 60 км 33

естественное обнажение слоев осадков Земли Канада их неодинаковость определенная последовательность «номера страниц» абсолютное время формирования организмы, захороненные в них 34

листы книги «расшитая» книга сохраняются «номера страниц» триас Аризоны мел Англии 35

искусственный разрез пород 1873 – 1963 гг Мессельский разрез (Германия; эоцен) 36

эволюция поверхности Земли соотношение гидро и литосферы накопление осадков образование возвышенностей и впадин хребты Гималаев 37 Анды

движение литосферных плит 39 спрединг (раздвигание) срединно-океанический хребет рифтовая трещина движение вещества в мантии разлом коры и выход расплавленной магмы застывание магмы – образование новой коры – раздвигание плит дивергентные границы плит

движение литосферных плит 39 субдукция глубокий океанический желоб (поддвигание одной плиты под другую) вулканические горы плавящиеся осадочные породы конвергентные сдвигание литосферных плит границы плит

мел венд четвертичный изменения в 40 положении материков

41 возраст пород океанического дна – фактическое подтверждение Теории тектоники литосферных плит чем ближе к рифтовой трещине, тем моложе абсолютный возраст пород

42 эволюция Земли – научный факт эволюция живого зафиксирована в слоях осадочных пород окаменелости – минерализованные остатки вымерших организмов и следов их жизнедеятельности

основные аргументы в пользу эволюции живого не в наличии переходных форм, хотя их уже найдено достаточно а в том, что формы живого появляются на Земле постепенно (не все сразу в самом начале) при этом сложные формы появляются позднее простых креационисты жизнь на Земле имела развитие 43

44 появление, расцвет и угасание ветвей

Тафономия – наука об образовании фоссилий 45 жизнь аммонита смерть погребение в осадках данной эпохи перекрывание осадками выход слоя захоронения минерализация следующей эпохи на поверхность Не все организмы, жившие на Земле, оставляют следы в летописи.

неполнота палеонтологической летописи 46 реальная данных нет (но ожидались) и не было есть, но не найдены например, некоторые переходные формы не будут найдены еще не найдены мнимая уничтожены не сохранились сами осадки в летописи по законам тафономии

данные летописи прямые косвенные минерализованные следы жизнедеятельности остатки организмов или их частей - следы движения по грунту особенно твердых тканей - ходы, норы в грунте мумии, замороженные - следы прижизненных трупы повреждений отпечатки тел - следы питания яйца, споры, семена и др. 47

клетки и органические молекулы В термодинамических и химических условиях земной коры все природные углеродистые соединения устойчивы, если защитить их от влияния жизни. Соединения, образующие живое вещество – белки, жиры, углеводы – остаются неприкосновенными и изменяются лишь крайне медленно, не утрачивая своего строения, при условии изолированности от явлений жизни. 48 В. И. Вернадский (1934)

Следы былых биот находят в столь древних отложениях, что невольно возникает мысль – не древнее ли жизнь самой Земли? Соколов, Федонкин, 1988 49

Смена комплексов организмов 400 млн. л. 600 млн. л 75 млн. л. 50 350 млн. л.

потоп или постоянные вымирания? Ноев ковчег (старинная гравюра) 51

% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 T % вымерших P C D 52 S фоновые и массовые O вымирания

Сумма фактических данных летописи - прямые данные + косвенные данные + реконструкции строения + реконструкции обстановки и событий жизнь возникла очень рано шло постоянное изменение живого на Земле 53

изменения – закономерны (не беспорядочны) - формы жизни появляются последовательно (не сразу все) - в последовательном появлении ясно выражен прогресс - наблюдается смена не только отдельных форм, но и биологических комплексов (смена фаун и флор) законы тафономии - следы в летописи оставляют не все жившие на Земле (сохранение в виде фоссилий – вероятностный процесс) - преимущество сохранения имеют наиболее многочисленные формы (нормы) летопись отражает смену норм во времени 54

Факт изменяемости – является научным фактом 55 - эволюция Вселенной - эволюция Земли - эволюция живого на Земле представления XXI века – точка сравнения для анализа истории взглядов на эволюцию

56 последовательное разворачивание жизни на Земле - факт механизмы этого процесса – в стадии поиска, хотя уже предложено много версий

Примеры фактических данных летописи дополнительные материалы к лекции 57

стегозавр полные скелеты позвоночных и их части зубы химер карнозавры 58 авимимус

брахиоподы трилобит 59 скелеты беспозвоночных марелла хиолиты ракоскорпион

чарния дикинсония (до 1, 5 м) медуза отпечатки мягкотелых венд (более 600 млн. л) археаспис (1 см. ) 60 вендия (2 см. )

эдиакарская биота (венд Австралии; боле 600 млн. лет) 61 комплекс мягкотелых организмов мелоководных морей

мамонтенок Дима отпечатки шкур (динозавры) отпечатки оперения (пернатые динозавры) 62

остатки растений листья и части стволов кора h 30 м. d 2 м. 63 окаменевшие корни лепидедондрона

палеоген юра (> 200 млн. л. ) (> 70 млн. л) захоронение в янтаре насекомые, части растений кузнечик в смоле (40 млн. ) 64

копролиты рептилий гастролиты (желудочные камни) динозавров мезозой содержимое желудка копролиты апатозавра б/позвоночного со спорами силур (> 400 млн. л. ) 65

членистоногое динозавры (мел С. Америки) ордовик (450 млн. л) следы движения стайка мелких хищных динозавров мегатерий (плейстоцен Ю. Ам) 66

преследование хищником реконструкция по следам порядок движения стада, стайки 67

австралопитеки (Африка) 68

фактические данные о размножении 69 яйца и скорлупа гнезда эбрионы

забота о потомстве колониальное гнездование у динозавров 70