Тема: «Развитие жизни на Земле»

Тема: «Развитие жизни на Земле»
Цель: Рассмотреть, как развивалась жизнь на Земле с точки зрения биологии.
Задачи:
 Познакомить с общим ходом развития жизни на Земле;
 Сформировать представление о разделении истории Земли и развития
жизни на ней на эры и периоды;
 Показать особенности флоры и фауны разных эр органического мира;
Форма урока: Лекция с элементами презентации
Оборудование: Компьютерная презентация
План урока:
1. Развитие жизни в Архейскую эру. Ароморфозы животного и
растительного мира.
2. Развитие жизни в Протерозойскую эру. Ароморфозы животного и
растительного мира.
3. Развитие жизни в Палеозойскую эру. Ароморфозы животного и
растительного мира.
4. Развитие жизни в Мезозойскую эру. Ароморфозы животного и
растительного мира.
5. Развитие жизни в Кайнозойскую эру. Ароморфозы животного и
растительного мира.
(Слайд 1)
Тема: «Развитие жизни на Земле»
(Слайд 2)
Цель: Рассмотреть, как развивалась жизнь на Земле с точки зрения биологии.
Задачи:
 Познакомить с общим ходом развития жизни на Земле;
 Сформировать представление о разделении истории Земли и развития
жизни на ней на эры и периоды;
 Показать особенности флоры и фауны разных эр органического мира;
(Слайд 3)
Архейская эра - древнейшая геологическая эра Земли (3,5 - 2,6 млрд. лет
назад). Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли,
беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное
вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности,
образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины.
Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали
обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно
превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя
прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора
охладилась, океанические впадины заполнились водой. В архейскую эру в
теплых водах первичного океана протекали различные химические реакции
между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовали солнечная
радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами
огромных молний. Ко времени архея относится возникновение первых
прокариот (бактерий и сине-зеленых) - организмов, которые в отличие от
эукариот не обладают оформленным клеточным ядром и типичным
хромосомным аппаратом (наследственная информация реализуется и
передается через ДНК). В отложениях архея найдены также остатки
нитчатых водорослей. В этот период появляются гетеротрофные организмы
не только в море, но и на суше. Образуется почва. В атмосфере снижается
содержание метана, аммиака, водорода, начинается накопление углекислого
газа и кислорода. На рубеже архея и протерозоя произошло два крупных
эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность.
Гаплоидные организмы (бактерии и сине-зелёные водоросли) имеют один
набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в
фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется в процессе естественного
отбора, если вредна, устраняется. Гаплоидные организмы непрерывно
приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у
них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность
приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных
комбинаций в хромосомах. Диплоидность, возникшая одновременно с
оформленным ядром, позволяет сохранить мутации и использовать их как
резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных
преобразований.
(Слайд 4)
Протерозойская эра (с греч. "первичная жизнь) - огромный по
продолжительности этап исторического развития Земли (2,6 млрд.-570 млн.
лет назад).
На рубеже архея и протерозоя переход состава атмосферы от химически
активного углекислотного к нейтральному, безусловно, должен был
сказаться и на организации земной жизни. По-видимому именно это событие
послужило толчком к возникновению принципиально новых – эукариотных
форм одноклеточных организмов и водорослей с чётко обособленным ядром
и другими органоидами. Среди этих эукариотов были представители 3-х
царств: грибов, растений и животных, разнообразие которых особенно
возросло во второй половине протерозоя – 1700-542 млн. лет назад (ранее
этот период назывался рифей). В начале этого временного промежутка
появились одноклеточные растения, затем – примерно 1 млрд. лет назад –
многоклеточные растения (зелёные и красные морские водоросли) и
одноклеточные животные, и наконец 700 млн. лет назад возникли первые
представители многоклеточных животных.
(Слайд 5,6)
Палеозойская эра (от греч. "древняя жизнь") - геологическая эра (570-230
млн. лет) со следующими периодами:
 кембрий (570-500 млн.лет)
 ордовик (500-440 млн. лет)
 силур (440-410 млн. лет)
 девон (410-350 млн. лет)
 карбон (350-285 млн. лет)
 пермь (285-230 млн. лет).
В самом начале палеозоя произошло внезапное появление и быстрое
расселение форм с твёрдым минеральным скелетом: фосфатным,
известковым, кремниевым.
Широко распространены древнейшие членистоногие – трилобиты. Они
составляли значительную часть органического мира кембрийских и
ордовикских морей, менее многочисленны они были в силуре и вымерли в
конце палеозойской эры. К беспозвоночным палеозойской эры, свободно
плававшим на поверхности моря, относятся граптолиты, время
существования которых в основном ограничено ордовиком и силуром, и
головоногие моллюски из группы наутилоидов, особенно богато
представленные в ордовике. В девонском периоде они отходят на второй
план, но быстро развиваются гониатиты с более сложно построенной
раковиной; наконец, в верхнем палеозое широко распространились
одноклеточные животные – фораминиферы, среди которых особенно важны
фузулиниды, имевшие раковины необычайно сложного строения. Изменения
раковин фузулинид в сравнительно короткие отрезки времени позволяют с
большей
детальностью
сопоставлять
одновозрастные
отложения,
заключающие их остатки в разных районах. Поверхность суши в
палеозойскую эру заселяли многоножки, появившиеся ещё в кембрии,
скорпионы, пауки, клещи, насекомые. В карбоне, в связи со значительным
расцветом наземной флоры, появились брюхоногие моллюски с лёгочным
дыханием, первые летающие насекомые; возросло разнообразие пауков и
скорпионов. Среди насекомых было много довольно крупных форм. Как
считают учёные, гигантизм насекомых был вызван более высоким уровнем
кислорода в атмосфере того времени. Из позвоночных в кембрии и ордовике
распространены примитивные бесчелюстные: телодонты и разнощитковые, а
в силурийском, и особенно в девонском периоде, широко представлены
двоякодышащие, кистепёрые и лучепёрые рыбы. Девон даже называют
"веком рыб", ведь, наряду с костными рыбами, в водах девонских морей
плавали пластинокожие, хрящевые и акантоды. В карбоне среди рыб
преобладали акуловые и лучепёрые. Из кистепёрых рыб в конце девона
развились земноводные (амфибии) – первые животные, вышедшие на сушу.
Растительный мир палеозойской эры развивался так же быстро, как и
животный.
В кембрии и ордовике растения были представлены главным образом
водорослями. Вопрос о существовании высших наземных растений в это же
время остаётся открытым: известны немногочисленные остатки спор и
отпечатков, видовая принадлежность которых неясна. В отложениях силура
встречаются остатки спор, а в породах нижнего девона повсеместно имеются
отпечатки примитивных низкорослых растений – риниофитов, по-видимому,
населявших прибрежные районы. В среднем и верхнем девоне
растительность становится значительно разнообразнее: распространены
древовидные плауновые, первые членистостебельные (в том числе
клинолисты), прапапоротники, прогимноспермы и первые голосеменные.
Образуется почвенный покров.
Следующий за девоном карбон – время расцвета наземной флоры,
представленной хвощеподобными каламитами, древовидными плауновыми
(лепидодендроны, сигилярии и др.), различными папоротниками,
папоротникообразными семенными (птеридоспермами) и кордаитами. Густая
лесная растительность этого времени послужила материалом для
образования многочисленных пластов каменного угля. В самом конце
палеозоя, на границе пермского периода и триаса, произошло грандиозное
вымирание многих представителей флоры и фауны, именуемое «Великим
вымиранием». За короткий временной промежуток исчезло 96% всех
морских видов, 70% видов речных позвоночных и 83% всего класса
насекомых. Значительно сократилось разнообразие споровых растений:
плауновидных и хвощевых.
Причины самого грандиозного из вымираний до конца не известны. Из
существующих гипотез наиболее убедительной выглядит гипотеза, согласно
которой причиной катастрофы явилось излияние траппов – огромного объёма
базальтов за геологически короткое время. Огромные массы изверженных
пород могли создать эффект вулканической зимы, либо прямо
противоположный – парниковый. В любом случае последствия для живых
организмов были губительными.
(Слайд 7,8)
Мезозойская эра (с греч. "средняя жизнь") - это геологическая эра (230-67
млн. лет) со следующими периодами:
 триас (230-195 млн.лет)
 юра (195-137 млн.лет)
 мел (137-67 млн.лет).
Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся. Их расцвет,
широчайшая дивергенция и вымирание происходят именно в эту эру.
Триас
Уровень моря по всему миру был очень низок. Климат, почти повсеместно
теплый, постепенно становился более сухим, и во внутриматериковых
областях сформировались обширные пустыни. Мелкие моря и озера
интенсивно испарялись, из-за чего вода в них постепенно становилась все
более соленой.
Динозавры и прочие рептилии стали доминирующей группой наземных
животных. Появились первые лягушки, а чуть позже сухопутные и морские
черепахи и крокодилы. Возникли также и первые млекопитающие, возросло
разнообразие моллюсков. Образовались новые типы кораллов, креветок и
омаров. К концу периода вымерли почти все аммониты. В океанах
утвердились морские рептилии, такие, как ихтиозавры, а птерозавры начали
осваивать воздушную среду.
Возросло разнообразие голосеменных растений, образовавших обширные
леса саговников, араукарий, гинкго и хвойных деревьев. В нижней части леса
сформировались ковры из плаунов и хвощей, а также пальмовидных
беннеттитов.
Юра
Пангея продолжала раскалываться, и море затопило большую часть суши.
Происходило интенсивное горообразование. В начале периода климат был
повсеместно теплым и сухим, затем стал более влажным.
Увеличилось количество и стали более разнообразными морские черепахи и
крокодилы, появились новые виды плезиозавров и ихтиозавров. На суше
процветали насекомые, включая предшественников современных муравьев,
пчел, уховерток, мух и ос. Появилась и первая птица - археоптерикс.
Господствовали динозавры, эволюционировавшие во множество форм - от
зауроподов до более мелких быстроногих хищников.
Климат стал более влажным, и вся суша поросла обильной растительностью.
В лесах появились предшественники нынешних кипарисов, сосен и
мамонтовых деревьев.
Мел
С удалением материков друг от друга Атлантический океан, разделяющий
Африку и Южную Америку, расширился до весьма значительных размеров.
Африка, Индостан и Австралия, находившиеся на экваторе и южнее него,
приобрели направление раздвижения. Море затопило обширные участки
суши. Останки твердопокровных планктонных организмов образовали на
океанском дне огромные толщи отложений писчего мела и мелоподобных
пород. Поначалу климат был теплым и важным, однако затем наступило
весьма заметное похолодание.
В океанах господствовали гигантские морские черепахи и хищные морские
рептилии. На суше появились змеи, кроме того, возникли новые
разновидности динозавров, а также насекомых, таких, как мотыльки и
бабочки. В конце с периода произошло гигантское массовое вымирание:
исчезли аммониты, ихтиозавры и многие другие морские животные, а на
суше вымерли все динозавры и птерозавры.
Появились
первые
цветковые
растения,
которые
создали
"взаимообслуживающие" связи с насекомыми, которые переносили пыльцу и
частично ею питались. Эти растения весьма активно распространялись по
всему пространству суши.
(Слайд 9,10)
Геологическая эра, в которую мы живем, называется кайнозой.
Кайнозойская эра (от греч. "новая жизнь") - это эра (67 млн. лет - наше
время) расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих.
Кайнозой делится на два неравных периода: третичный (67-3 млн.лет) и
четвертичный (3 млн.лет - наше время).
Третичный период Палеоген - 65 млн. лет назад. Южные материки
продолжали раскалываться. Южная Америка оказалась полностью
отрезанной от остальных участков суши. Африка, Индостан и Австралия
разошлись друг от друга на значительные расстояния, при этом Австралия
заняла позицию вблизи Антарктиды. Обнажились новые участки суши и
произошло дальнейшее понижение уровня моря. На суше началось время
активного развития млекопитающих. Появились грызуны и насекомоядные,
"планирующие" млекопитающие и ранние приматоподобные. В морях на
смену морским рептилиям пришли новые виды хищных костных рыб и акул.
Возникли новые разновидности двустворчатых моллюсков и фораминифер.
Продолжали распространяться все новые виды цветковых растений и
опылявших их насекомых.
Эоцен - 55 млн. лет назад. Индостан придвинулся к Азии. Антарктида и
Австралия в начале периода располагались рядом, но в дальнейшем начали
расходиться. Северная Америка и Европа также разделились, при этом
возникли новые горные цепи. Море затопило часть суши. Климат
повсеместно был теплым. На суше появились летучие мыши, лемуры,
долгопяты; предки нынешних слонов, лошадей, коров, свиней, носорогов и
оленей, а также прочие крупные травоядные. Другие млекопитающие типа
китов и сирен вернулись в водную среду. Увеличилось число видов
пресноводных костных рыб. Эволюционировали и другие группы животных,
в том числе муравьи и пчелы, скворцы и пингвины, гигантские нелетающие
птицы, кроты, верблюды, кролики и полевки, кошки, собаки и медведи и др.
Во многих частях света произрастали леса с пышной растительностью, в
умеренных широтах росли пальмы.
Олигоцен - 38 млн. лет назад. Индостан пересек экватор, Австралия
полностью оторвалась и отошла от Антарктиды. Климат стал прохладнее,
над Южным полюсом сформировался огромный ледяной покров, что
привело к понижению уровня моря.
С распространением степей начался бурный расцвет травоядных
млекопитающих. Среди них возникли новые виды кроликов, зайцев,
гигантских ленивцев, носорогов и прочих копытных. Появились первые
жвачные.
Тропические леса уменьшились в размерах и начали уступать место лесам
умеренного пояса, появились и обширные пространства со степной травянистой - растительностью. Быстро распространились новые виды трав,
к которым приспосабливались новые виды травоядных животных.
Неоген. Миоцен-25 млн. лет назад. Африка столкнулась с Европой и Азией,
образовав Альпы. Индостан "врезался" в Азию и воздвиг Гималаи. По мере
наползания материковых плит друг на друга начали формироваться Альпы и
Скалистые горы. Ледниковый покров в южном полушарии закрыл всю
Антарктиду, что привело к дальнейшему охлаждению климата.
Млекопитающие
мигрировали
с
материка
на
материк
по
новообразовавшимся сухопутным мостам, что резко ускорило эволюционные
процессы. Слоны из Африки перебрались в Евразию, а в обратном
направлении началась миграция буйволов, жирафов, свиней, кошек.
Появились саблезубые кошки и обезьяны, в том числе человекообразные. В
отрезанной от других материков Австралии продолжали развиваться
однопроходные и сумчатые.
Внутриматериковые области становились все холоднее и засушливее и в них
все больше распространялись степи.
Плиоцен - 5 млн. лет назад. Материки почти достигли их современного
положения. Громадные ледниковые покровы распространились по всему
северному полушарию; такое же оледенение было и в Антарктиде, на юге
Южной Америки. Климат стал еще более холодным.
Травоядные копытные млекопитающие продолжали бурно размножаться и
эволюционировать. Ближе к концу периода сухопутный мост связал Южную
и Северную Америку, что привело к грандиозному "обмену" животными
между двумя материками. Полагают, что обострившаяся межвидовая
конкуренция вызывала вымирание многих древних животных. В Австралию
проникли крысы, а в Африке появились первые человекоподобные существа.
По мере охлаждения климата леса заменились степями.
Четвертичный период
Плейстоцен - 2 млн. лет назад. Это была эпоха великого оледенения с
чередованием периодов похолодания и потепления и колебаниями уровня
моря.
Некоторые животные сумели адаптироваться к усилившимся холодам,
обзаведясь густой шерстью, к примеру шерстистые мамонты и носороги. Из
хищников наиболее распространены саблезубые кошки, пещерные львы. Это
было время расцвета гигантских сумчатых в Австралии и громадных
нелетающих птиц типа моа или эпиорнисов, обитавших во многих районах
южного полушария. Появились первые люди; многие крупные
млекопитающие начали постепенно исчезать.
С полюсов постепенно наползали льды и хвойные леса уступали место
тундре. Дальше от края ледника лиственные леса стали заменяться
хвойными. В более теплых областях земного шара раскинулись обширные
степи.
Голоцен-0,01 млн. лет назад. В течение всего голоцена материки занимают
практически современные места, климат очень похож на нынешний, только
каждые несколько тысячелетий становясь то теплее, то холоднее. В
настоящее время имеет место один из периодов потепления. По мере
уменьшения ледниковых покровов уровень моря поднимался.
В настоящий период многие виды животных вымерли в основном из-за
усиленной охоты человека на них; при перемещении животных в другие
места Земли возникла новая конкуренция. Человеческая цивилизация
постепенно развилась до современного состояния.
С возникновением земледелия крестьяне уничтожали все больше
дикорастущих растений, возникли агроценозы, сформировались современные
растительные сообщества.