Вопросы самоконтроля
Задание № 1
Тема 39. Развитие жизни на Земле в мезозойскую, кайнозойскую эры
Вопросы самоконтроля
1.На чем основано разделение истории развития жизни на Земле на эры?
2.Сколько эр выделяют в истории развития жизни на Земле?
3.Какие крупные ароморфозы возникли в архейскую эру, каковы были их последствия?
4.Какой крупный ароморфоз возник в протерозойскую эру?
5.Почему бактерии архейской эры не могли заселить сушу?
6.В какой период появились первые наземные растения?
7.Какие ароморфозы способствовали выходу растений на сушу?
8.В какой период появились первые земноводные?
9.Как назывались первые земноводные вышедшие на сушу?
10.Какие ароморфозы предшествовали появлению пресмыкающихся?
1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.
2.Ответьте на вопросы самоконтроля.
Периоды мезозойской эры:
Триасовый.
Юрский.
Меловой
В конце палеозоя происходит горообразование, вызвавшее поднятие суши и возникновение Урала, Тянь-Шаня, Алтая. Все это приводит к дальнейшему усилению засушливости климата, начавшемуся в Перми. Площадь суши была значительно больше, чем сейчас. Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся. Их расцвет и вымирание происходит именно в этот период. Продолжительность мезозоя составила 165 млн лет.
Триас(40 5 млн лет)
В триасе сильно сокращаются площади внутриконтинентальных водоемов, развиваются пустынные ландшафты. В условиях засушливого климата происходит вымирание большинства сухопутных организмов, у которых отдельные этапы жизни связаны с водой. Вымирает большинство земноводных, почти полностью исчезают папоротники, хвощи, плауны. Вместо них начинают преобладать наземные формы, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. Среди растений в триасе сильного развития достигают голосеменные, среди животных – пресмыкающиеся.
Из триасовых пресмыкающихся дожили до наших дней черепахи и гаттерия. Гаттерия, сохранившаяся ныне лишь на нескольких островах близ Новой Зеландии, - настоящее «живое ископаемое». Она очень мало изменилась за последние 200 млн. лет и сохранила, как и ее триасовые предки, третий глаз, расположенный в крышке черепа.
В триасе появляются растительноядные и хищные динозавры. Их размеры были относительно невелики: длина тела крупных динозавров достигала 5-6 м, мелкие были размером с курицу.
В морях развиваются костистые рыбы, тогда как разнообразие хрящевых и кистеперых рыб постепенно сокращается. Все более разнообразными становятся головоногие моллюски.
Изобилие рыб и моллюсков позволило некоторым пресмыкающимся освоить водную среду, богатую пищей. Среди водных форм наиболее известны ихтиозавры, которые по строению тела весьма напоминали акул и современных дельфинов.
Наряду с несомненными прогрессивными чертами в организации пресмыкающихся имеется одна весьма существенная несовершенная черта – непостоянная температура тела. При понижении температуры среды пресмыкающиеся становятся вялыми, оцепеневают. В теплом триасе, да и вообще в течение всего сравнительно теплого мезозоя непостоянная температура тела не была столь большим отрицательным свойством. Тем не менее, уже в триасе возникают первые представители теплокровных – мелкие примитивные млекопитающие.
Млекопитающие триаса, по – видимому, были яйцекладущими, подобно современным однопроходным – ехидне и утконосу.
Возникновение млекопитающих связано с рядом крупных ароморфозов, развившихся у представителей одного из подклассов пресмыкающихся. К ароморфозам, определившим формирование млекопитающих как класса, относится: образование волосяного покрова и четырехкамерного сердца, полное разделение артериального и венозного кровотоков, внутриутробное развитие потомства и вскармливание детенышей молоком. Вынашивание детенышей в теле матери и забота о потомстве резко повысили выживаемость млекопитающих. К ароморфозам следует отнести и развитие коры головного мозга, обусловившее преобладание условных рефлексов над безусловными и возможность приспособления к непостоянным условиям среды путем изменения поведения. Млекопитающие возникли в триасе, но не могли конкурировать с хищными динозаврами и на протяжении 100 млн лет занимали подчиненное положение.
Юра. (60 млн лет)
В юре происходит некоторое расширение площади тепловодных морей.
В морях весьма многочисленны были головоногие моллюски – аммониты и белемниты. Тело аммонитов помещалось в наружной камере спирально закрученной раковины. В остальных камерах раковины был воздух. Регулируя количество воздуха в камерах, аммониты могли подниматься на поверхность воды или опускаться ко дну. Спиралевидная раковина аммонитов нередко попадается в отложениях мезозойских морей. Белемниты несколько напоминали современных кальмаров. Остаток внутреннего скелета («чертов палец») обычен в отложениях мезозойских морей.
Весьма разнообразны были морские пресмыкающиеся. Помимо ихтиозавров, в морях юры появляются плезиозавры – животные с широким туловищем, длинными ластами и змеевидной шеей. Морские пресмыкающиеся как бы поделили между собой пищевые ресурсы: плезиозавры охотились на мелководьях прибрежной зоны. А ихтиозавры – в открытом море.
В юре пресмыкающиеся начали осваивать и воздушную среду. Разнообразие летающих насекомых создавало условия для возникновения насекомоядных летающих ящеров. Мелкими летающими ящерами стали питаться крупные. Летающие ящеры - птеродактили – возникли в юре и просуществовали до конца мела.
Одновременно с этим в юре возникли и птицы. Найденные в юрских сланцах первоптицы археоптериксы причудливо сочетали признаки пресмыкающихся и птиц. Голова археоптерикса напоминала голову ящерицы, на крыльях сохранились пальцы с когтями, имелся длинный хвост. Но наряду с этими примитивными признаками археоптерикс обладал и сходством с современными птицами тело было покрыто перьями, возникшими из видоизмененных чешуй.
Птицы произошли от вполне сформированных рептилий – архозавров. Возникновение птиц сопровождалось появлением крупных ароморфозов в их строении: они утратили одну из двух дуг аорты и приобрели полную перегородку между правым и левым желудочками сердца. Полное разделение артериального и венозного кровотоков обусловило теплокровность птиц. В остальных чертах своей организации они сходны с пресмыкающимися, и их иногда называют «пернатыми рептилиями». Все особенности строения птиц – перьевой покров, преобразование передних конечностей в крылья, роговой клюв, воздушные мешки и двойное дыхание, укорочение задней кишки – являются приспособлениями к полету, т.е. идиоадаптациями.
На суше в юре встречаются гигантские растительноядные динозавры. Длина тела достигала у некоторых из них 30 м. Крупных размеров ( до 10-15 м длины) достигали и охотившиеся за ними хищные динозавры.
В юре возникают сумчатые млекопитающие.
Среди растений в этот период сохраняется господство голосеменных. Некоторые из них, например мамонтовые деревья (или секвойи), дожили до наших дней. Покрытосеменные (цветковые) растения возникают в юре, но их расцвет относится к позднейшим периодам.
У покрытосеменных произошел крупный ароморфоз – развитие цветка, ставшего широким, универсального значения приспособлением к опылению. В дальнейшем происходила идиоадаптация цветка: благодаря борьбе за существование и естественному отбору выработалась многочисленные частные приспособления к опылению. Аналогично у покрытосеменных выработалась приспособления к распространению плодов и семян, а также к уменьшению испарения воды листьями.
Мел. (70 млн лет)
Меловой период назван в связи с обилием мела в морских отложениях того времени. Он образовался из остатков раковин простейших животных – фораминифер.
В этом периоде чрезвычайно быстро распространяются покрытосеменные растения, вытесняются голосеменные. Некоторые формы меловых покрытосеменных – тополя, ивы, дубы, эвкалипты, пальмы – сохранились и поныне.
Пресмыкающиеся были представлены в мелу новыми динозаврами. Некоторые из них передвигались на задних ногах и напоминали страусов; по-прежнему встречались гигантские формы.
Защита от хищных пресмыкающихся пошла у одних растительноядных динозавров в сторону гигантизма, у других – в сторону развития защитных орудий – рогов и костных щитков. Некоторые из растительноядных динозавров отдаленно напоминают носорогов. Весьма разнообразны были летающие ящеры, размах крыльев у одного из видов достигал 8 м.
Меловые птицы еще сохранили во рту зубы, но в остальном существенно не отличались от современных птиц. Можно предположить, что в конце мела возникли плацентарные млекопитающие. Длительное вынашивание детенышей в теле матери, питание эмбрионов через плаценту, связывающую кровотоки матери и плода, - важнейшее приспособление млекопитающих к непостоянным условиям существования. Яйца пресмыкающихся нуждались в тепле, для того чтобы в них мог развиваться зародыш. Тепло было необходимо и самим пресмыкающимся с их непостоянной температурой тела.
Таким образом, непостоянная температура тела и откладка яиц ставила пресмыкающихся в большую зависимость от температурных колебаний, ограничивала возможность их проникновения в приполярные районы. Приобретая живорождение, заботу о потомстве и теплокровность, млекопитающие стали менее зависимыми от изменений среды, нежели пресмыкающиеся. Эти обстоятельства и привели в кайнозое к смене господства пресмыкающихся господством млекопитающих.
Широкое распространение насекомых и появление первых покрытосеменных растений привело со временем к связи между ними. У покрытосеменных возник цветок- орган размножения, привлекающий насекомых окраской, запахом и запасами нектара. Насекомые, питались нектаром, стали переносчиками пыльцы. Перенос пыльцы насекомыми приводит к меньшей растрате гамет, нежели при ветроопылении. Тот же процесс экономного расходования гамет наблюдается и в ряду позвоночных. Расход и гибели гамет при наружном оплодотворении (рыбы, земноводные) гораздо больше, чем при внутреннем 9пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).
В конце мела наступает новый период интенсивного горообразования – альпийская складчатость. Поднимаются наиболее молодые горные хребты – Альпы, Анды, Гималаи. Климат стал меняться в сторону резкой континентальности и общего похолодания. Сужается площадь морей.
В морях вымирают аммониты и белемниты, а вслед за ними вымирают питавшиеся ими морские ящеры – плезиозавры и ихтиозавры. На суше стала исчезать околоводная растительность, служившая пищей растительноядным динозаврам, что привело к их исчезновению, вымерли и хищные динозавры. Из пресмыкающихся лишь в экваториальном поясе сохранились крупные формы – крокодилы, черепахи и гаттерии. Большинство выживших пресмыкающихся (ящерицы, змеи) было небольших размеров.
В условиях резко континентального климата и общего похолодания исключительные преимущества получили теплокровные животные – птицы и млекопитающие, чей расцвет относится к следующему периоду –кайнозою. Быстрое вымирание большинства пресмыкающихся способствовало процветанию теплокровных животных.
Развитие жизни в кайнозойской эре.
Кайнозойская эра – эра расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих. Она началась около 66 млн. лет назад и продолжается до настоящего времени. В течении кайнозойской эры сформировались континенты и моря в их современном виде.
Периоды:
Палеогеновый (нижнетретичный).
Неогеновый (верхнетретичный).
Антропогеновый (четвертичный)
Это самые короткие периоды в истории Земли.
Палеоген(40 млн лет)
Палеоцен, эоцен, олигоцен
В начале палеогена уже существовали примитивные плацентарные млекопитающие. От насекомоядных произошли первые хищники, от них ответвились современные группы хищных: медведи, куньи, кошачьи, псовые. В первой половине палеоцена хищные начали завоевывать море – от них ответвились ластоногие и китообразные.
В палеогене покрытосеменные заселили материки, горы, пустыни и пресноводные водоемы. Теплый климат благоприятствовал пышному развитию тропической и субтропической растительности. Далеко на севере произрастали вечнозеленые леса. На острове Шпицберген нашли остатки бука, липа и болотного кипариса. В Гренландии обнаружили остатки секвой.
Во второй половине палеогена на месте теплых морей поднялись горные хребты Кавказа, Крыма, Альп, Карпат, Пиринеев, Гималаев. С наступившим похолоданием, когда зимой стали замерзать реки, высокие горные цепи отгородили нашу стану от тропиков и субтропиков. В преимущественном положении оказались популяции растений с опадающими листьями: клен, липа, ольха. Тополь, дуб и т.д. Вечнозеленые леса в значительной мере сменились листопадными. Происходила быстрая идиоадаптация форм в различных местных условиях.
Появились первые примитивные приматы – лемуры, а затем и настоящие обезьяны – парапитеки, дриопитеки.
Бурный расцвет насекомых. В развитии класса насекомых происходил ароморфоз. Особенно важную роль сыграло появление трахейной системы, а также ротового аппарата, хитинового покрова, нервной системы и органов чувств.
Неоген. (23,5 млн лет)
В неогене климат стал более холодным и сухим. Тропические и саванновые леса, росшие некогда в умеренной зоне сменяются степями. Это привело к широкому распространению злаковых растений, которые стали источником пищи для травоядных млекопитающих. В этом периоде сформировались все современные отряды млекопитающих, появились первые человекообразные обезьяны. Одна из групп обезьян –австралопитеки – стала родоначальницей ветви, ведущей к роду Человек.
Антропоген(1,5 млн лет)
Антропоген – последний период кайнозоя, период в котором живем и мы. Его название обусловлено тем, что именно в этом периоде появился человек. В антропогене выделяют два века ( не столетия, а века в геологическом смысле) – плейстоцен и голоцен. В начале плейстоцена, несмотря на происходившее к этому времени похолодания, еще было довольно тепло, на территории Евразии и Северной Америки сохранялся субтропический климат. В течение плейстоцена наблюдались очень сильные изменения климата - произошли четыре гигантских оледенения, сменявшихся отступлением ледников. Во время оледенений мощные ледяные щиты закрывали поверхность Земли, доходя до широты современно Киева, Харькова, Воронежа. Эти изменения климата привели к развитию групп млекопитающих, приспособленных к существованию в суровых условиях. – мамонтов, шерстистых носорогов, гигантских оленей, овцебыков и питавшихся ими крупных хищников – пещерных львов ( вопреки своему названию живших не в пещерах, а на равнинах и в предгорьях)
Отрицательные температуры в зоне оледенения приводили к тому, что пары воды конденсировались в виде снега, а таяние льдов и снегов ежегодно давало меньше воды, чем выпадало снега. Накопление гигантских запасов льда на суше привело к существенному понижению уровня Мирового океана (на 60-90 м). В результате возникли сухопутные мосты между континентальной Европой и Британскими островами, Азией и Северной Америкой, между полуостровом Индокитай и островами Зондского архипелага. По этим участкам суши происходил обмен животными и растениями.
Те же сухопутные мосты, которые служили путями обмена наземными животными и растениями, препятствовали обмену фауной и флорой в сообщавшихся ранее морях. Отсутствие сухопутного моста между Азией и Австралией, которая с мелового периода была островом, сохранило жизнь примитивнейшим млекопитающим – клоачным и сумчатым, которые еще в неогене были вытеснены на других континентах плацентарными млекопитающими.
В Старом Свете (за исключением Мадагаскара) человек расселился, как минимум 500 тыс. лет назад, а возможно, значительно раньше. Перед последним оледенением ( около 35-40 тыс. лет назад) через сухопутный моста в районе современного Берингова пролива древние охотники из Азии перешли в Северную Америку, которую заселили до Огненной Земли. К началу голоцена, когда началось глобальное потепление климата и таяние ледников, вымерли многие крупные млекопитающие – мамонты, шерстистые носороги, пещерный медведь. По-видимому, это вымирание было обусловлено не только изменением климата, но и активной деятельностью человека.
Около 10 тыс. лет назад в умеренно теплых областях Земли (средиземноморье, Ближний Восток, Индия, Китай, Мексика, Перу и др.) наступила «неолитическая революция», связанная с переходом человека от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству. Началось одомашнивание животных и введение растений в культуру.
Бурная деятельность человека: распашка земель, раскорчевка и выжигание лесов, стравливание пастбищ домашними животными – привела к вымиранию или сокращению ареалов степных животных (тур, тарпан и др), к расширению площадей пустынь (Сахара, Каракумы, Такла- Макан), появлению подвижных песков.
Все это определило тот видовой состав органического мира, который существует в настоящее время, повлияло на современное географическое распространение организмов, создало их современные сообщества. Огромную роль в расселении видов и видообразовании сыграли как сухопутные мосты, так и изоляция ледниками. Множество видов и подвидов сформировалось в течение плейстоцена и голоцена.
1.В какой период возникли первые млекопитающие?
2.Какие ароморфозы сопровождали появление млекопитающих?
3.Когда появились первые птицы?
4.Какое ароморфозы предшествовали появлению птиц?
5.Как происходило развитие растений и животных в кайнозойскую эру?
6.В какой период кайнозойской эры появились предки человека?
7.Какое значение для развития организмов имели ряд оледенений антропогенового периода кайнозойской эры?