Ароморфозы палеозойской эры таблица. Развитие жизни в палеозойскую эру. Трехметровые ракоскорпионы… с ядовитым жалом

Палеозойская эра охватывает огромный временной промежуток приблизительно 542 - 250 миллионов лет назад. Первым его периодом был «Кембрий», продлившийся около 50 -70 (по разным оценкам) миллионов лет, вторым - «Ордовик», третьим - «Силур», четвертым - шестым, соответственно, «Девон», «Карбон», «Пермь». В начале кембрия растительность нашей планеты была представлена преимущественно красными и сине-зелеными водорослями. Эта разновидность по своему строению больше похожа на бактерии, так как не имеет ядра в клетке (настоящие водоросли это ядро имеют, поэтому являются эукариотами). Палеозойская эра, климат которой в начале был умеренным, с преобладанием морей и низменной суши, способствовал процветанию именно водорослей.

Считается, что они создали атмосферу

Сине-зеленые водоросли появились на Земле более чем давно, около 3,5 миллиардов лет назад. И, как предполагают ученые, именно они воздали земную атмосферу за счет выделения кислорода в процессе фотосинтеза. В фотосинтез водоросли смогли включиться за счет наличия в них двух веществ. Одно, синего цвета - фикоцианин, другое, зеленого цвета - хлорофилл. Причем отдельные виды и роды этих созданий имеют различные модификации вышеуказанной пары, что позволяет водорослям выживать в условиях затенения, минимального количества кислорода, высоких и низких температурах. Сегодня сине-зеленые водоросли встречаются и в коллекторах сточных вод и в водах Северного Ледовитого океана. Останки же древних водорослей сегодня встречаются в виде биостром - крупных линз, сложенных биогенными известняками.

Мхи жили на планете треть миллиарда лет назад

Наземный растительный мир палеозойской эры в самом ее начале, как предполагается (но это не доказано), мог включать в себя только мхи. В то время как первые примитивные высшие растения - псилофиты, обладавшие только стеблем, проводящим жидкость, без листьев, появились в третьем подпериоде палеозоя - «Силуре». Они продолжили свое развитие в четвертом периоде палеозоя - "Девоне" - в виде риниофитов, которые также были сосудистыми растениями. Кроме того, как официально доказано, в "Карбоне" (0,35 млрд лет назад) уже точно существовали моховидные растения с превалирующим гаметофитным циклом развития, обладающие листьями и стеблями (в отличие от водорослей), имеющими мужские и женские растения или мужские и женские элементы в одном растении.

Их споры переносил ветер

Палеозойская эра, климат которой был достаточно теплым в отдельные периоды, породила также вечнозеленые травы - хвощи и плауны. Первые, по сравнению со мхами, имеют усложненное строение в виде наличия явно выраженного стебля, чешуйчатых листьев, корней (клубеньков), проводящей системы, тканей, позволяющих растению держаться вертикально. Хвощи размножались уже корнями и были ветроопыляемыми гаметофитами (вода для размножения больше не требовалась). Плауны же, по сравнению уже с хвощами, имели более выраженные листья, развитую корневую систему, которая поглощала воду (у мхов поглощение идет за счет всей поверхности).

Палеозойская эра «создала» и папоротники, среди которых в девоне встречались трехметровые экземпляры. Они обладали не совсем листьями, так как то, что мы видим сегодня в виде красивой резной зелени, является вайей - системой веток, расположенных в одной плоскости. Древние папоротники могли размножаться как мхи, спорами, а также половым способом и корнями, или вайями (то есть вегетативно), для оплодотворения им нужна была вода, и они не могли цвести, так как не являлись и не являются покрытосеменными растениями, появившимися после окончания палеозоя.

В девоне появились предки новогоднего атрибута

А вот предки современной новогодней ёлочки зародились как раз в палеозойскую эпоху. Это были голосеменные растения, которым стопроцентно уже не нужна была вода для размножения. Они уже имели четкое разделение органов - ствол, корни, листья в виде игл, покрытое чешуйками семя. Голосеменные - раздельнополые растения, размножающиеся семенами, произошедшие, как предполагается, от отдельного вида папоротников. Таковы ароморфозы палеозойской эры в растительном мире, где под ароморфозом подразумевается прогресс в эволюции, который приводит к повышению уровня организации какого-либо организма.

Небывалые темпы ускорения

Кембрийский период интересен тем, что тогда произошел так называемый Кембрийский взрыв, который представляет собой загадку эволюции. Дело в том, что до того времени все процессы протекали очень медленно - 2,5 миллиарда лет понадобилось на появление сложных клеток из простейших, 0,7 млрд лет - на появление многоклеточных организмов. В то время как в Кембрии и далее за 100 миллионов лет образовались многоклеточные организмы в таком разнообразии, что за последующие полмиллиарда лет на планете не было обнаружено никаких принципиально новых вариантов строения тел живых организмов.

Эпоха трилобитов

Какими существами стала известна науке палеозойская эра? Животный мир Кембрия в основном был представлен трилобитами, от которых, скорее всего, произошли современные мечехвосты и некоторые другие членистоногие. Трилобиты просуществовали на земле двести миллионов лет, после чего вымерли. За этот период появилось великое разнообразие этих животных, покрытых хитиновыми панцирями. Их устройство было таково, что к панцирю внутри крепились органы, а брюшко было преимущественно мягким, поэтому специалисты называют оболочку трилобитов внешним скелетом.

У некоторых крупных видов (трилобит мог быть в длину около 0,8 метра) в состав экзоскелета входили еще и минеральные соли (карбонат кальция), что позволило многим образцам сохраниться в ископаемых породах до наших дней. Форма тела у членистоногих в кембрийском периоде была преимущественно уплощенной, что указывало на то, что эти животные вели донный малоподвижный образ жизни. Трилобиты уже тогда имели глаза, сходные с глазами современных образцов, однако угол обзора у них был близок к горизонту, поэтому для наблюдения за тем, что творится над головой, многие трилобиты имели маленький глазок, третий, на затылочной части «головы».

Их кровь по составу была идентична воде в море

Ароморфозы палеозойской эры в животном мире представлены появлением еще в период кембрия археоциатов. По форме эти животные напоминали полые бокалы из известняка, которые крепились к почве опять же известняковыми образованиями. Стенки «бокалов» были пористыми, и через них проходила вода, принося крохотные съедобные частицы. К концу кембрия эти существа исчезли из морей планеты, но от них произошли две большие современные группы животных - кораллы и губки. В морях кембрия существовали и плеченогие, которые крепились к почве уже за счет хрящевой ножки, имели желудок, пигментационные пятна на месте глаз, пульсирующее «сердце», развитую кровеносную систему. Они уже не пропускали через себя свободно воду, но имели состав бесцветной крови, идентичный морской воде.

Они произошли от червей

Палеозойская эра была временем зарождения и предков современных головоногих - кальмаров, осьминогов, каракатиц. Тогда они были мелкими существами с роговыми раковинками, по которым проходил сифон, дающий возможность животному заполнять части раковинок водой или газами, меняя свою плавучесть. Ученые полагают, что древние головоногие и моллюски произошли от древних червей, останков которых сохранилось немного, так как они состояли, преимущественно, из мягких тканей.

Палеозойская эра, растения и животные которой то сменяли друг друга, то сосуществовали рядом миллионы лет, дала жизнь еще и цистоидеям. Эти создания, прикрепленные ко дну известняковой чашечкой, уже имели руки-щупальца, которые прижимали к органам питания цистоидеи проплывающие мимо частички пищи. То есть животное перешло от пассивного ожидания, как у археоциатов, к добыче пищи. К раннему палеозою ученые отнесли и обнаруженное рыбообразное существо, которое имело позвоночник (хорду).

Трехметровые ракоскорпионы… с ядовитым жалом

А вот развитие примитивные рыбы получили в силуре и ордовике, где они были бесчелюстными, покрытыми панцирями созданиями, с органами, выбрасывающими электрические разряды для защиты. В тот же период можно обнаружить гигантских наутилоидей с трехметровыми раковинами и не менее больших ракоскорпионов, длиной до трех метров.

Палеозойская эра была богата на изменения климата. Так, в позднем ордовике существенно похолодало, потом потеплело опять, в раннем девоне море значительно отступало, шло активное вулканическое горообразование. Но именно девон называют эпохой рыб, так как в воде были сильно распространены хрящевые рыбы - акулы, скаты, кистеперые рыбы, которые имели носовые отверстия для дыхания воздухом из атмосферы и могли использовать плавники для хождения. Их считают предками земноводных животных.

Первые же стецеофаги (земноводные гигантские змеи и ящерицы) оставили свои следы в позднем палеозое, где они сосуществовали с котиломерами - древними рептилиями, которые были как хищниками, так и насекомоядными и растительноядными животными. Палеозойская эра, таблица развития жизненных форм в течение которой представлена выше, оставила много загадок, которые только предстоит разгадать ученым.

Палеозойская эра по своей продолжительности — свыше 300 млн лет — превосходит все последующие эры. Она включает ряд периодов.

В начале эры, на протяжении кембрийского и ордовикского периодов , господствует климат «вечной весны», не происходит смены времен года. Жизнь сосредоточена в водах океана, где обитают разнообразные водоросли, все типы беспозвоночных животных. В морях и океанах широко распространены трилобиты — беспозвоночные членистоногие животные, жившие только в палеозое. Они ползали по дну, зарываясь в ил. Размеры их тела достигали от 2-4 см до 50 см. В ордовикском периоде появились первые позвоночные — панцирные бесчелюстные.

В силурийский период изменяется климат, формируются климатические пояса. Наблюдается наступление ледника. Жизнь продолжает развиваться в воде.
В этот период на Земле широко распространились кораллы, разнообразные моллюски. Наряду с трилобитами многочисленны ракоскорпионы, достигавшие в длину двух метров. Эти животные жили в воде и дышали при помощи жабр. К концу палеозойской эры они вымерли.

В силурийский период широко распространились бесчелюстные панцирные «рыбы». Они только внешне напоминали рыб. На самом деле это особая самостоятельная ветвь хордовых. Все бесчелюстные обитали в пресных водоемах и вели придонный образ жизни. По сравнению с первыми хордовыми бесчелюстные имели преимущества в борьбе за существование. Их тело было защищено панцирем, состоящим из отдельных пластин.

В конце силура в результате горообразовательных процессов увеличилась площадь суши и создались предпосылки для выхода растений на сушу. Первыми наземными растениями были, по-видимому, псилофиты и риниофиты. Они появились примерно 440-410 млн лет назад. Предполагают, что мхи и псилофиты произошли от древних зеленых водорослей.

Появлению псилофитов способствовал ряд ароморфных изменений. Возникает механическая ткань, благод 1000 аря которой псилофиты сохраняли вертикальное положение на суше. Развитие покровной ткани обеспечило защиту фотосинтезирующих клеток и сохранение в них влаги. Формирование проводящей ткани в древесине и лубе улучшило передвижение веществ в растении.
Псилофиты достигали высоты от 20 см до 1,5-2 м. У них еще не было листьев. На нижней части стебля имелись выросты — ризоиды, которые, в отличие от корней, служили лишь для закрепления в почве. (Почва образовалась еще в архее в результате жизнедеятельности бактерий и водорослей, обитавших во влажных местах.) В конце силура на сушу вышли и первые животные — пауки и скорпионы.
В девонский период от псилофитов произошли древние папоротники, хвощи, плауны. У них формируется корневая система, с помощью которой вода с минеральными солями поглощается из почвы. Среди других ароморфозов следует назвать появление листьев.

В девоне в морях появились челюстноротые панцирные рыбы, вытеснившие бесчелюстных. Формирование костных челюстей — важный ароморфоз, который позволил им активно охотиться и побеждать в борьбе за существование.
В девоне появляются также двоякодышащие и кистеперые рыбы, у них наряду с жаберным возникало легочное дыхание. Эти рыбы могли дышать атмосферным воздухом. Двоякодышащие рыбы перешли к придонному образу жизни. Сейчас они сохранились в Австралии, Африке, Южной Америке.

У кистеперых рыб в пресных водоемах плавник по своему строению напоминал пятипалую конечность. Такая конечность позволяла рыбам не только плавать, но и переползать из одного водоема в другой. В настоящее время сохранился один вид кистеперой рыбы — латимерия, обитающая в Индийском океане.

От кистеперых рыб произошли первые наземные позвоночные — стегоцефалы, совмещающие признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Стегоцефалы обитали в болотах. Длина их тела колебалась от нескольких сантиметров до 4 м. Их появление было связано с рядом ароморфозов, среди которых важное значение для жизни на суше имело формирование пятипалой конечности, легочного дыхания.

На протяжении всего каменноугольного периода , или карбона, господствовал теплый и влажный климат Суша покрылась болотами, лесами из плаунов, хвощей, папоротников, высота которых достигала более 30 м.

Пышная растительность способствовала формированию плодородных почв и образованию месторождений каменного угля, за что этот период и получил название каменноугольного.

В карбоне появляются папоротники, размножающиеся семенами, первые отряды летающих насекомых, пресмыкающихся В эволюции жи вотных происходят ароморфозы, уменьшающие их зависимость от водной среды У пресмыкающихся увеличивается запас питательных веществ в яйцеклетке, формируются оболочки, защищающие зародыш от высыхания.

В пермский период происходят сильные горообразовательные процессы, климат становится более сухим Это привело к широкому распространению голосеменных и пресмыкающихся.

Насколько полезным был этот материал?

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Задачи: Изучение проблем филогенетики и закономерностей эволюции органического мира, позволяющий раскрыть пути использования исторического подхода к изучению явлений живой природы. Дать научное объяснение истории развития животного и растительного мира с применением новейших технологий позволяющие показать разнообразие и многообразие древней жизни.

Образовательная задача: Добиться усвоения учащимися знаний доказательств макроэволюции основных направлений и путей исторического развития живой природы, главных ароморфозов и идиоадаптаций в мире растений и животных.

Воспитательные задачи: Использовать доказательства эволюции для отстаивания взглядов на реальность исторического развития живой природы и продолжить формирование научного мировоззрения учащихся при раскрытии картин эволюции органического мира, выявление противоречивого характера этого процесса.

Развивающие задачи: Формирование умения выявлять основные ароморфозы и идиоадаптации в мире растений и животных, раскрыть причинно-следственные связи между путями и направлениями эволюции, дать материалистическое объяснение исторических изменений живой природы. Развитие творческой активности учащихся используя новейшие технологии.

Тип урока: Комбинированный (проблемный)

Метод: Дидактический

Оборудование: компьютер, таблица, рисунки, полезные ископаемые.

Ход урока

1 . Закрепление изученного материала.

Здравствуйте.

На прошлом уроке мы с Вами начали изучать очень интересную и важную тему «Развитие жизни на Земле».

Какую эру Земли и основные направления эволюции мы изучали?

Сейчас наша с вами задача состоит в том, чтобы закрепить изученный материал. 4 ученика работают за компьютером, где они выполняют домашнее тестовое задание на 5-10 мин. А с остальными работаем устно- фронтальный опрос.

Тест (компьютер):

1. Какова длительность архейской эры
   а.900 млн лет
   б.3500 млн лет
   в. 2000 млн лет
2. Каков возраст архейской эры
   а. 2000 млн лет
   б. 3500 млн лет
   в. 900 млн лет
3. Ароморфозы в архейской эре
   а. становление фотосинтеза
   б. кислородное дыхание
   в.половой процесс
   г. многоклеточность
4. Как называется архейская эра
   а. эра ранней жизни
   б.древнейшая жизнь
   в.древняя жизнь
5. К чему открывает ароморфоз широкий простор
   а. дивергенции
   б.биологическому прогрессу
   в.дегенерации
   г.идиоадаптации

Работа с классом:

1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды.
2. Расскажите, как и как возникли первые живые организмы.
3. Какие важные ароморфозы произошли в архейскую эры. Какое это имело значение для развития жизни на Земле.
4. Когда и в, результате, каких процессов появился в атмосфере Земли кислород. Как это, отразилось,на развитие жизни.
5. Объясните одновременно существование различных способов дыхания, питания, размножения и простых и сложных организмов.
6. Какова идиоадаптация архейской эры.
7. По какому принципу шло развитие архейской эры. Докажите.
8. Приведите примеры живого мира архейской эры.

Подвести итоги тестового задания и опроса домашнего задания.

3. Новая тема.

Объяснение с использованием компьютера. Презентация по теме « Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах»

Учащиеся записывают новую тему урока в тетрадях «« Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах».

На границе архейской и протерозойской эр произошло усложнение строения и функций организмов, что положило начало биологической эволюции. Протерозойская эра длилась 2000 млн лет.

Каков ландшафт протерозойской эры, где сосредоточена жизнь.

Климат: Стал более суровым, ледниковый покров распространился почти по всей планете.

Суша: Была безжизненной, но по берегам начались почвообразовательные процессы в результате деятельности бактерий, водорослей и грибов. Господствовали сине-зеленые водоросли, сменившиеся обилием зеленых водорослей, в том числе и многоклеточных, которые в эволюционном отношении были более совершенными по способу питания, размножения и строения(листья, стебель, корень). Но все же жизнь была сосредоточена в воде.

Проследить эволюцию протерозойской эры сложно, т.к. происходил процесс перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В результате сохранились остатки бактерий, водорослей, грибов, низших беспозвоночных и низших хордовых.

Крупным шагом было появление организмов с:

1. 2-х сторонней симметрией тела(передний, задний отдел, левая и правые стороны, спинная и брюшная поверхности, каждая из которых выполняет свою функцию.
2. Многоклеточность.

Как называется гипотеза о возникновении многоклеточных организмов и кем она была создана?

Какой живой организм был взят за основу гипотезы многоклеточности, какие ткани образовались и какие функции они выполняли?.

Отсюда делаем вывод, что ароморфозы – 3-хслойное тело червеобразной формы, у которых появились новые органы- это новообразование, от них произошли членистоногие давшие начало древним хордовым.

Каковы ароморфозы растений и животных протерозойской эры?

Заполните таблицу (заполняется учащимися)

Третья очень важная эра Земли – протерозойская эра- эра древней жизни, возраст ее оставляет 570 млн. лет, а длилась она330 млн.лет, она состоит из 6 периодов (см. таблицу)

Вспомнив главные ароморфозы архейской и протерозойской эр, подведите итог этой жизни? (в течение примерно 3-х млрд. лет жизнь на Земле под влиянием движущих сил эволюции достигла разнообразия и была в основном сосредоточена в воде)

Действительно, в начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но уже в ордовике и силуре появляются первые наземные растения –псилофиты.

Рассмотрите ландшафт этого периода, каковы его особенности.

Как вы думаете, чем можно объяснить освобождение суши от воды и гибель многих водорослей.

Рассмотрите рисунок первого наземного растения- псилофита и выявите черты приспособленности к новой среде. (наличие тканей защищающие клетку от высыхания, проводящая воду сосудистая система, поддерживающая тело в вертикальном положении, наличие корнеподобных выростов укрепляющие растение в воде)

Назовите предков псилофитов.

Дальнейшая эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствовалась система.

Но, к сожалению, в засушливом девоне псилофиты исчезают и появляются хвощи, плауны и папоротникообразные, которые в связи с влажным и теплым климатом достигли большого развития в каменноугольном периоде, в это время также появились и голосеменные растения произошедшие от семенных папоротников.

Как вы думаете сравнивая наземные растения палеозойской эры, от какого растения произошли папоротники.

Почему естественный отбор действовал в направлении сохранения папоротникообразнных.

Только ли по пути идиоадоптации шло дальнейшее развитие папоротникообразных.

Учащиеся просматривают презентацию о растениях палеозойской эры.

Задание: Заполните таблицу - ароморфозы растений.

Ароморфозы растений :

Животный мир палеозойской эры развивался очень бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. В кембрийском периоде - это все основные типы животных (кроме хордовых) – это губки, кораллы, иглокожие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы, панцерники.

Затем в ордовике произошел ароморфоз- появление челюстей с помощью которых челюстноротые захватывали пищу и выжили панцирников.

Каков характер взаимоотношения панцирниками и челюстноротыми.

Эволюция животных палеозоя шла по пути ароморфоза, идиоадаптации, прогресса и регресса.

В силурийском периоде на сушу вместе с первыми наземными растениями – псилофитами, вышли первые дышащие воздухом животные- членистоногие пауки, скорпионы, многоножки.

В девонских морях обитали двоякодышащие рыбы- поэтому этот век называют «веком рыб». Они могли дышать атмосферным воздухом (плавательный пузырь), но в основном жилив воде.

Какие рыбы осуществили выход на сушу.

Как передвигались.

Каков климат девонского периода и почему именно этот период способствовал появление кистеперых рыб (работа с учебником)

Кистеперые дали начало первым земноводным – стегоцефалам, которые достигли расцвета в каменноугольном периоде. Они разделились (дивергировали) на несколько групп от мелких, питавшиеся беспозвоночными до крупных рыбоядных хищников. Сохранилась та группа которая потерпела большие изменения:

1. Возникло внутреннее оплодотворение
2. Яйцо-запас желтка и плотная оболочка
3. Развитие зародыша в яйце на суше.
4. роговой покров.

Это особенности пресмыкающихся в пермского периода – которых называли котилозаврами. Они были травоядными и хищниками(зверозубые ящеры). От этой группы в дальнейшем п произошли рептилии и млекопитающие.

Какие ароморфозы животного мира характерны для этой эры.

Заполните таблицу (один ученик работает у доски, а остальные в тетради)

Ароморфозы животных:

Возникновение челюстей

Легочное дыхание

Строение плавников

Внутреннее оплодотворение- яйцо

Эволюция кровеносной системы

Появление крупных систематических групп.

Приведите примеры идиоадаптаций палеозойской эры.

По какому пути шло развитие палеозойской эры.

4. Закрепление.

Решение кроссворда (работа за компьютером).

1. Назовите первого представителя земноводных
2. В каком периоде исчезают псилофиты
3. Назовите идиоадаптацию к недостатку кислорода в воде.
4. Назовите крупный ароморфоз в эволюции позвоночных.
5. Как называется форма эволюции благодаря которой стегоцефалы разделились на большое число форм.
6. Какой период называют «век рыб»
7. Первые наземные растения.
8. В каком периоде достигает наибольшего расцвета наземная растительность.
9. Назовите группу, животных от которых произошли рептилии и млекопитающие.

Подвести итог работы.

5. Домашняя работа: выучить параграф и ответить на вопросы.

Вопрос 1. Когда появились первые наземные растения? Как они назывались и какие отличительные особенности имели?

В начале палеозойской эры (эры древней жизни) растения населяют в основном моря, но спустя 150–170 млн. лет появляются первые наземные растения – псилофиты, занимающие промежуточное положение между водорослями и наземными сосудистыми растениями. Псилофиты уже имели слабо дифференцированные ткани, способные к проведению воды и органических веществ, и могли укрепляться в почве, хотя настоящие корни (как и настоящие побеги) у них ещё отсутствовали. Такие растения могли существовать только во влажном климате, при установлении засушливых условий псилофиты исчезли. Однако они дали начало более приспособленным наземным растениям.

Вопрос 2. В каком направлении шла эволюция растений на суше?

Дальнейшая эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствования сосудистой системы (обеспечивающей быстрое передвижение воды на большую высоту). Широко распространяются споровые растения (хвощи, плауны, папоротниковидные).

Вопрос 3. Какие эволюционные преимущества даёт переход растений к семенному размножению?

Переход к семенному размножению дал растениям много преимуществ: зародыш в семени теперь защищён от неблагоприятных условий оболочками и обеспечен пищей. У части голосеменных (хвойных) процесс полового размножения уже не связан с водой. Опыление у голосеменных осуществляется ветром, а семена снабжены приспособлениями для распространения животными. Всё это способствовало расселению семенных растений.

Вопрос 4. Охарактеризуйте животный мир палеозоя.

Животный мир в палеозойскую эру развивался чрезвычайно бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. В самом начале этой эры (570 млн. лет назад) уже существовали все основные типы животных, кроме хордовых. Губки, кораллы, иглокожие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы – вот неполный перечень обитателей морей того времени.

Вопрос 5. Назовите основные ароморфозы в эволюции позвоночных в палеозое.

У позвоночных животных палеозойской эры можно проследить ряд ароморфозов. Из них отмечается возникновение челюстей у панцирных рыб, легочного способа дыхания и строение плавников у кистеперых рыб. Позднее крупными ароморфозами в развитии позвоночных было появление внутреннего оплодотворения и формирование ряда оболочек яйца, защищающих зародыш от высыхания, усложнение в строении сердца и легких, ороговение кожных покровов. Эти глубокие изменения привели к возникновению класса пресмыкающихся.

Вопрос 6. Какие условия внешней среды и особенности строения позвоночных животных послужили предпосылками их выхода на сушу?

Большая часть суши была безжизненной пустыней. По берегам пресноводных водоёмов в густых зарослях растений обитали кольчатые черви, членистоногие. Климат сухой, с резкими колебаниями температуры в течение суток и по сезонам. Уровень воды в реках и водоёмах часто менялся. Многие водоёмы полностью высыхали, зимой промерзали. Водная растительность при пересыхании водоёмов гибла, накапливались растительные остатки. На их разложение расходовался кислород, растворённый в воде. Всё это создавало очень неблагоприятную среду для рыб. В этих условиях их могло спасти только дыхание атмосферным воздухом.

Вопрос 7. Почему земноводные каменноугольного периода достигли биологического процветания?

Рептилии (пресмыкающиеся) приобрели некоторые свойства, позволившие им окончательно порвать связь с водной средой обитания. Внутреннее оплодотворение и накопление желтка в яйцеклетке сделали возможным размножение и развитие зародыша на суше. Ороговение кожи и более сложное строение почки способствовали резкому уменьшению потерь воды организмом и, как следствие, широкому расселению. Возникновение грудной клетки обеспечило более эффективный, чем у амфибий, тип дыхания – всасывающий. Отсутствие конкуренции вызвало широкое распространение рептилий на суше и возвращение некоторых из них – ихтиозавров – в водную среду.

Вопрос 8. Сведите информацию, полученную из данного параграфа, в единую таблицу «Эволюция растительного и животного мира в палеозойскую эру».

Вопрос 9. Приведите примеры взаимосвязи эволюционных преобразований растений и животных в палеозое.

В палеозое шло совершенствование органов размножения и перекрестного оплодотворения у покрытосеменных параллельно с эволюцией насекомых;

Вопрос 10. Можно ли утверждать, что в основе ароморфозов лежат идиоадаптации - частные приспособления к конкретным условиям внешней среды? Приведите примеры.

В основе ароморфозов действительно лежат частные приспособления к конкретным условиям внешней среды. примером этого служат появление голосеменных растений из-за изменения климата – он стал более теплым и влажным. У животных таким примером может служить появление парных конечностей как следствие ухудшение условий среды обитания и последующим выходом на сушу.

Для понимания эволюции жизни и экологических условий, в которых происходили ее важнейшие события, важно иметь ясное представление об основных этапах геологической истории Земли и совместной эволюции растительного и животного мира.

Вся геологическая история Земли делится на эры, а те, в свою очередь, на периоды.

Названия эр греческие (например, протерозой - эра ранней жизни). Названия периодов отражают либо наименование местностей, где впервые были обнаружены ископаемые останки древних растений и животных этого периода (например, юрский период палеозойской эры происходит от названия горного массива Юра на юге Франции), либо другие особенности периода (например, формирование запасов каменного угля в каменноугольном периоде).

Катархей и архей (древнейшая эра)

Катархей (эра позже древнейшей) начинается 5 млрд лет т.н. возникновением Земли как небесного тела.

3,5 млрд лет т.н. (по геологическим меркам чрезвычайно быстро) на Земле появляются первые живые клетки. С возникновением первых живых организмов начинается древнейшая эра - архей. В архее последовательно возникают 3 поколения прокариот - бактерии-анаэробы, бактерии-фотосинтетики и бактерии-аэробы (или окислители) и соответственно важнейшие биохимические процессы: анаэробное дыхание (или гликолиз), фотосинтез и, наконец, аэробное, или кислородное, дыхание.

В конце архея, 2 млрд лет т.н., в результате симбиоза 3 видов прокариот возникают первые эукариотические клетки. При этом анаэробные прокариоты дают начало основной клетке-носителю, бактерии-фотосинтетики превращаются в хлоропласты, а бактерии-окислители - в энергетические станции клетки - митохондрии.

Таким образом, архей заканчивается появлением первых эукариотических клеток.

Крупнейшие ароморфозы архея - возникновение жизни, появление прокариотических клеток, возникновение фотосинтеза, бескислородного и кислородного дыхания, появление первых эукариотических клеток.

Протерозой (эра ранней жизни) 2 млрд-600 млн лет т.н. (2 млрд-590 млн лет т.н.)

В протерозое жизнь как в растительном, так и в животном царстве развивается только в воде. Происходит быстрое развитие эукариот. Около 1,5 млрд лет т.н. от первых примитивных эука-риот возникает общий предок растений и животных - древнее жгутиковое. По современным представлениям жгутики, так же как митохондрии и хлоропласты, произошли от каких-то древних свободноживущих прокариот.

От древнего жгутикового возникают два важнейших царства живых организмов - растения и животные.

Эволюция растений направлена на переход от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам - нитчатым и пластинчатым водорослям. Утрата растениями подвижности в процессе эволюции связана с полным переходом их к автотрофному питанию за счет фотосинтеза и потерей способности к гетеротрофному питанию. Возникающие в конце протерозоя водоросли - это низшие растения, не имеющие дифференцированных органов и тканей.

Эволюция животных в протерозое идет значительно более высокими темпами. В отличие от растений, животные в процессе эволюции утрачивают хлоропласты и полностью переходят к гетеротрофному питанию (т.е. питанию готовыми органическими веществами). В связи с необходимостью активного поиска источников пищи животные не только не утрачивают подвижности, а наоборот, совершенствуют опорно-двигательную систему и механизмы, управляющие движением.

Из одноклеточных подвижных форм вначале возникают подвижные колониальные жгутиковые - однослойные животные, не имеющие дифференцированных органов и тканей, затем 2-слой-ные и 3-слойные животные с дифференцированными тканями (3 зародышевых слоя впоследствии дадут начало различным типам тканей и у человека). Из среднего зародышевого слоя, который впервые появился у примитивных плоских червей, развиваются мышцы и опорные ткани, связанные с активным передвижением.

Последние 50 млн лёт протерозоя - венд - период очень бурного развития животного мира: в этот период возникают все типы беспозвоночных животных, за исключением хордовых, в том числе губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски.

Крупнейшие ароморфозы протерозоя - возникновение многоклеточное (около 1 млрд лет т.н.), диплоидности и полового процесса. У животных появляются дифференцированные органы и ткани, возникает опорно-двигательная и нервная система.

Бурный эволюционный прогресс животных связан с полным переходом их к гетеротрофному питанию и возникающей в связи с этим необходимостью совершенствования опорно-двигательной системы и управляющей ее работой нервной системы.

Растения в протерозое переходят от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам. Однако все растения протерозоя - это низшие растения (водоросли), не имеющие дифференцированных органов и тканей.

Крупнейшие ароморфозы протерозоя - возникновение царства растений и царства животных. Появление многоклеточности и полового процесса у растений и животных. Появление всех типов беспозвоночных.

Палеозой (эра древней жизни) 600-250 млн лет т.н. (590-248 млн лет т.н.)

Палеозойская эра - одна из самых бурных в истории развития жизни на Земле. В течение палеозоя как в царстве растения, так и в царстве животные происходят крупнейшие эволюционные изменения.

Палеозой делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь.

Кембрий 600-500 млн лет т.н. (590-505 млн лет т.н.)

Климат кембрия - умеренный, материки - низменные.

В кембрии жизнь развивается практически только в воде. На суше обитают лишь бактерии и сине-зеленые водоросли. Благодаря их деятельности начинается образование почвы, подготовившее выход на сушу многоклеточных растений и животных.

Это время pacifeema водорослей и беспозвоночных. Большинство ученых считает, что именно в кембрии появляются первые примитивные хордовые типа ланцетника.

Крупнейший ароморфоз кембрия - появление первых примитивных хордовых.

Ордовик 500-450 млн лет т.н. (505-438 млн лет т.н.)

Климат ордовика - мягкий, моря мелководные. Континенты в основном плоские. Площадь морей по сравнению с кембрием увеличилась.
В ордовике, так же как и в кембрии, жизнь развивается в основном в воде.

Царство растения представлено водорослями.

Важнейшим событием в царстве животные является прогрессивное развитие хордовых. От примитивных хордовых типа ланцетника возникают хордовые с хрящевым скелетом, напоминающие представителей современного класса круглоротые - миног и миксин, а затем бесчелюстные панцирные «рыбы» - щитковые. По типу питания щитковые были фильтраторами.

Предполагают, что в ордовике, около 450 млн лет т.н., на суше появились разнонитчатые водоросли типа калеохете, которые стали предками первых сосудистых растений - риниофитов.

Крупнейший ароморфоз ордовика - появление хордовых, имеющих хрящевой скелет (щитковых).

Силур 450-400 млн лет т.н. (438-408 млн лет т.н.)

В результате интенсивных горообразовательных процессов в силуре значительно увеличивается площадь суши. По сравнению с ордовиком климат становится более сухим.

В силуре, около 430 млн лет т.н., на суше появляются первые сосудистые растения - риниофиты (или псилофиты). Тело риниофитов еще не имело дифференцированных органов - у них не было ни листьев, ни корней, фотосинтез осуществляли голые безлистные стебли. Однако в связи с выходом на сушу у риниофитов появляются хорошо развитые покровная и проводящая ткани.

В Силуре впервые выходят на сушу не только растения, но и животные. Это представители типа членистоногих - паукообразные, внешне напоминавшие скорпионов. Членистоногие оказались первыми животными, вышедшими на сушу, потому что уже имели сформированные ходильные конечности и наружны:: скелет, являющийся опорой тела и защитой от высыхания.

В силуре происходит и важнейший ароморфоз животных типа хордовых - в пресноводных водоемах от бесчелюстнь хордовых с хрящевым скелетом возникают первые челюстнъ.-: рыбы.

Крупнейшие ароморфозы силура - выход на сушу расте ний (риниофиты) и животных (членистоногие); появление челюстных рыб.

Девон 400-350 млн лет т.н. (408-360 млн лет т.н.)

В девоне происходит поднятие суши. Площадь морей сокращается. Климат становится еще более сухим. Появляются пустынные и полупустынные области.

В начале девона происходит еще одно важное событие в царстве растений - около 370 млн лет т.н. появляются мхи.

Часть водоемов в Девоне пересыхает, и рыбы вынуждены либо впадать в спячку и дышать в этот период легкими (двоякодышащие рыбы), либо переползать по суше в другой водоем (кистеперые рыбы). Эволюционный прогресс хордовых связан с последним направлением развития. Кистеперые рыбы оказались способны перемещаться по суше, поскольку в связи с придонным образом жизни, связанным с недостатком кислорода, у них уже развились легкие и мясистые плавники для перемещения по дну водоема.

К концу девона от кистеперых рыб возникают первые земноводные - стегоцефалы.

Крупнейшие ароморфозы девона: в царстве растения - появление папоротникообразных (папоротников, хвощей и плаунов), мхов и голосеменных; в царстве животные - появление кистеперых рыб и первых земноводных - стегоцефалов.

Карбон (каменноугольный период) 350-300 млн лет т.н. (360-286 млн лет т.н.)

В карбоне климат становится влажным и теплым. Сезонные колебания температуры невелики. Значительная часть современных континентов залита мелководными морями. Во влажном и теплом климате достигают исключительного расцвети высшие споровые (папоротникообразные) - папоротники, хвощ;-: и плауны. На громадных территориях они образуют заболоченные леса, в которых доминируют древовидные плауновидные липидодендроны (высотой до 40 м), древовидные папоротники (высотой 20-25 м) и гигантские хвощи - каламиты (высотой 8-10 м). Из отмерших стволов этих деревьев позднее образуются запасы каменного угля.

Во влажном и теплом климате основные недостатки споровых растений - размножение, связанное с водой, и плохо приспособленный к существованию в засушливых условиях свободно живущий гаметофит - не важны. В то же время мелкие, легкие споры, в отличие от тяжелых семян голосеменных, прекрасно переносятся ветром. Поэтому, хотя голосеменные появились еще в девоне, в каменноугольном периоде доминируют не голосеменные, а споровые. Одновременно со споровыми - «земноводными» растениями, чье размножение связано с водой, в карбоне доминируют и земноводные животные (амфибии), размножение которых также связано с водой.

В конце карбона от земноводных возникают значительно лучше приспособленные к жизни на суше пресмыкающиеся, или рептилии.

В карбоне появляются и первые летающие насекомые -потенциальные опылители растений. Наиболее интересное из-них - гигантская стрекоза меганевр с размахом крыльев до 1,5 м.

Крупнейшие ароморфозы карбона - появление пресмыкающихся и летающих насекомых.