Происхождение и развитие жизни на Земле

ГОУ СПО  КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

«Озерский техникум природообустройства» 
 
 
 
 

Реферат по биологии

На тему:

     «Происхождение и развитие жизни на Земле» 
 
 
 
 

 

                                                  Выполнил

                                                         Волчанин А. И 

                                                                                Проверила преподаватель

                                                                               биологии:

                                                  Рудой А.И 
 
 
 
 

      Озерск 2011 г.

       Происхождение и развитие жизни на Земле. 

       Существует  много гипотез, объясняющие возникновение  жизни на Земле. Основными считаются  следующие концепции:

1. Креационизм. Утверждает, что жизнь была сверхъестественным существом, то есть богом.
2. Самопроизвольное зарождение. Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества.
3. Теория стационарного состояния. Жизнь существовала всегда и будет существовать вечно.
4. Жизнь занесена из вне.
5. Биохимическая эволюция. Жизнь возникла в результате процессов, подчинившихся биохимическим явлениям. Автор теории Опарин А. И.

       Относительно 2-й гипотезы, то что она несостоятельна доказано Франческо Реди. На счет занесения  жизни из вне, то ее несостоятельность  доказывается тем, что через озоновый экран не может проникнуть ничего живое. Наиболее состоятельна теория биохимической эволюции.

       По  мнению ученых, занимающихся в области  астрономии Земля и другие планеты  солнечной системы образовались примерно 4,5 миллиардов лет назад  из особой газопылевой материи. Такая материя и до сих пор в межзвездном пространстве и преобладающим элементом этой материи является водород. Путем реакции ядерного синтеза водород превращается в углерод. В последствии в результате этой реакции возникали кислород и другие элементы. Под воздействием высоких температур и гравитационного сжатия, которые возникали в результате вращения облака вокруг своей оси, формировались химические вещества, которые составили основу планет и звезд, а также их атмосферу.

       Для дальнейшего развития на пути к возникновению жизни необходимы были планетарные и космические условия. Прежде всего к ним относятся: размеры планет, масса планет не должна быть особенно большой, и не слишком маленькой. Движение планет вокруг звезд должно быть или по круговой, или близко к нему; так как именно такое движение обеспечивает равномерное нагревание планеты. Планета должна, также, постоянно излучать энергию.

       Именно  всем этим условиям отвечает Земля  и поэтому на ней возникла и  развилась жизнь. 

       Теория  происхождения жизни на Земле

       А. И. Опарина.

       Среди современных теорий происхождения  жизни на Земле, наиболее обоснованной является теория академика А. И. Опарина. Согласно этой теории процесс, приведший  к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

1. Возникновение органических веществ;
2. Возникновение белков;
3. Возникновение белковых тел.

       Астрономические исследования показывают, что как  звезды, так и планетные системы  возникли из газопылевого вещества. В  некоторых случаях эта газопылевая  материя объединяется в плотный, которые можно видеть невооруженным глазом. Химические исследования находящегося в галактике газопылевого вещества показали, что в нем наряду с металлами и их окислами обнаружено:  водород, аммиак, вода и простейший углеводород – метан.

       Второй этап – возникновение белков. Условия для начала процесса формирования белковых структур создались с момента создания первичного океана. Прежде всего в водной среде производные углеводородов могли подвергаться сложным химическим изменениям и превращениям. В результате такого усложнения молекул могли образоваться более сложные органические вещества, а именно углеводы.

       Известно, что белковая молекула состоит из отдельных звеньев – аминокислот, которые соединены между собой  при помощи полиптеидных связей. Показано, что в результате применения ультрафиолетовых лучей можно искусственно синтезировать не только аминокислоты, но и другие биохимические вещества.

       Большой победой современной биохимии является первый полный синтез молекулы белков: синтезирован иксулин-гармон, управляющий углеводным обменом. Все эти эксперименты подтверждают правильность разбираемой теории.

       Согласно  теории Опарина, дальнейшим шагом по пути к возникновению белковых тел  могло явиться образование коацерватных капель, т. е. капель микроскопического размера, выпадающих при смешении двух белковых растворов. Отсюда возникла новая закономерность уже биологического характера – естественный отбор коацерватных капель. Под влиянием естественного отбора качество организации белкового вещества все время менялось. В результате возникла та согласованность процессов синтеза и распада, которая привела к возникновению первых живых организмов.

       Развитие  жизни на земле.

       Никто точно не знает, когда  возникла первая живая клетка. Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий) ,  найденных в древних отложениях земной коры, - около 3,5 млрд. лет.  

       Докембрий

       Самая древняя эпоха развития жизни  – докембрийская –длилась невероятно долго: свыше 3 млрд. лет.  Или по нашей  шкале, с начало суток до 8 часов  вечера.

          Развитие жизни в тупик. Но  эволюция благополучно нашла  из него выход.  Появлялись  первые организмы (бактерии), способные  с помощью солнечного света  превращать неорганические вещества  в органические.

          Наступил новый кризис в развитии  жизни. Выход из него “ нашли” сине-зеленые  водоросли. Они научились расщеплять воду. Это в семь раз труднее, чем  расщепить сероводород. Можно сказать, что сине-зеленые водоросли совершили подвиг. Это произошло 2 млрд. 300 млн. лет назад( по нашей шкале около 9 часов утра).

       Теперь  в качестве подобного продукта  в атмосфере начал выделятся  кислород. Накопление кислорода  представляло серьезную угрозу для жизни на Земле стало невозможным –содержание кислорода достигло 1%  от современного. А перед живыми организмами встала новая проблема, –как бороться с возрастающим количеством этого   агрессивного вещества.

          Но эволюция сумела преодолеть и это испытание, одержав новую блестящую победу . Около 11 часов утра на Земле  появился первый организм, вдохнувший кислород. Так возникло дыхание.

          До этого момента живые организмы  жили в океане, укрывались в  водной толще от губительных  для всего живого потоков солнечного ультрафиолета. Теперь благодаря кислороду в верхних слоях атмосферы возник слой озона, смягчивший излучение. Под защитой озона жизнь смогла выйти на сушу.

          В течение докембрия природа  сделала еще целый ряд замечательных  “изобретений” . Около 2 часов дня  (по моей шкале ) клетки получили ядро. Примерно тогда же возникло половое размножение, резко ускорившее темпы эволюции. Появилось первое многоклеточные существа.

          К  концу докембрия ( как  мы помним это 8 часов вечера)  земные моря населили разнообразные животные: медузы, полоские черви, полипы. Все они были мягкотелыми лишенными скелета. Возникновение у животных скелета –раковин, панцирей и т. д. –обозначило  начало новой геологической эры .

           

       Палеозойская  эра.

       Эта эра, начавшаяся 570млн. лет назад, длилась 340 млн. лет. Ученые делят ее на шесть периодов. Ученые делят ее на шесть частей.

       1.   Самый ранний – кембрий ( продолжался 70 млн. лет).

       2.   За ним следовал – ордовик  (длился 60 млн. лет). Появляются первые  круглоротые – родичи. Челюстей у них пока нет, но строение рта позволяет хватать живую добычу, что гораздо выгодней процеживания ила.

       3.   Силуре (30 млн. лет) на сушу выходят  первые растения (псилофит) покрывая  берега зеленным ковром высотой  25 см.

       4.   Следующий период – девон (60 млн. лет) Сушу заселяют  плауны, папоротники, хвощи, мхи. В их зарослях уже живут первые насекомые.

       5.Следующий  период – карбон, или каменный  период (65 млн. лет) В первые  огромные пространства суши покрылись  болотистыми лесами из древовидных папоротников, хвощей и плаунов.

       6.   Последний период эры – перьмь, или пермский период (55 млн.) Климат  стал холодным и суше. Влажные  леса из папоротников и плаунов  исчезли.

       Эра средней жизни ( мезозойская).

       Мезозойская эра наступила 230 млн. лет назад и длилась 163 млн. лет. Она делится на три периода : триас ( 35 млн. лет ), юру, или юрский период (58 млн. лет ), и мел, или меловой период (70 млн. лет).

       В морях ещё в пермский период  окончательно вымерли трилобиты . Но это не было закатом морских беспозвоночных . Напротив : на смену каждой вымершей форме приходило несколько новых. В течение мезозойской эры океаны Земли изобиловали моллюсками : белемнитами, похожими на кальмаров ( их ископаемые раковины зовут « чертовыми,  пальцами «), и аммонитами. Раковины некоторых аммонитов достигали 3м. В диаметре. Ни у кого больше на нашей планете, ни до того, ни позднее, не было таких колоссальных раковин!

       В лесах мезозоя господствовали хвойные  и кипарисы, а  также саговники. Мы привыкли видеть насекомых, вьющихся над цветами. Но такое зрелище стало возможным лишь с середины мезозоя, когда на Земле расцвел первый цветок. К меловому периоду цветковые растения уже начали теснить хвойные и саговники.

       Мезозоя, особенно юру, можно назвать царством рептилий . Но ещё в самом начале мезозоя ,когда рептилии только шли к своему господству, рядом с ними появились мелкие, покрытые шерстью теплокровные животные-млекопитающие. Долгие 100 миллионов лет они жили рядом с динозаврами, почти незаметные на их фоне ,терпеливо дожидаясь своего часа.

       В юре у динозавров появились и  другие теплокровные соперники –первоптицы (археоптериксы). Они имели ещё  очень много общего с рептилиями: например, челюсти, усеянные острыми  зубами. В меловом периоде от них  произошли и настоящие птицы.

       В конце мелового периода климат на Земле стал холоднее. Природа уже не могла прокормить животных, весивших более десяти килограммов. Началось массовое вымирание ( растянувшиеся, однако, на миллионы лет) гигантов-динозавров. Теперь освободившееся место могли занять звери и птицы.

       Эра новой жизни (Кайнозойская).

       Кайнозойская  эра, начавшаяся 67 млн. лет назад, стала  царством птиц, млекопитающих, насекомых  и цветковых растений. Она продолжается и сейчас.

       Ученые  разделяют её на 3 периода : палеоген, неоген и антропоген. Последний из этих периодов, в котором появляется человек, начался около 2 млн. лет назад.

       Происхождение человека.

       Впервые человек стал задумываться о своем  происхождении очень давно, в  доисторические времена. Первые приматы  появились около 70 млн. лет назад, первые человекообразные обезьяны –34 млн. лет назад.

       Во  времена жизни дриопитеков  значительную часть суши затронуло изменение  климата: тропические джунгли исчезали и сменялись пространствами, лишенными  лесов. Это обстоятельство не могло  не сказаться и на образе жизни животных. Иные отступали под прикрытие исчезающего леса, другие старались приспособится к жизни на открытой местности. Так жизнь заставила дриопитеков « спуститься с деревьев на землю».

       Следующий в эволюционной лестнице – уже  «первый человек», первый представитель рода Homo. Это человек умелый.