§ 94. Еволюція біосфери

Поміркуйте

• Чи можуть живі організми змінити умови життя на Землі?

Згадайте

• Хемосинтез, фотосинтез
• Автотрофи, гетеротрофи

Етапи еволюції біосфери

Біосфера існує вже близько 4 млрд років. У її еволюції виокремлюють кілька етапів.

1. Утворення біосфери. Приблизно 3,5-3,8 млрд років тому на Землі виникло життя, й сформувалася первинна біосфера з біотичним колообігом речовин. Провідні чинники цього етапу — геохімічні й кліматичні зміни на Землі.

Геохронологічна шкала історії біосфери

 

3. Поява людини. Етап розпочався 4050 тис. років тому, і пов'язаний він з еволюцією людини (антропогенезом). Чинником, що змінює біосферу, є діяльність людини.2. Біологічна еволюція організмів. Етап розпочався з виникнення прокаріотичних організмів близько 3,5 млрд років тому. Структура біосфери ускладнювалась у результаті появи численних і різноманітних організмів. Головними чинниками стають рушійні сили біологічної еволюції.

Хімічна еволюція біополімерів

Синтез найпростіших органічних сполук розпочався близько 4,5 млрд років тому, у період найбільш ранньої геологічної історії Землі.

У результаті природних процесів синтезувалися достатньо великі біологічні полімери. За сучасними уявленнями, одні з таких полімерів — молекули РНК — виявили здатність до самокопіювання й каталітичної активності. Ці самокопіювальні системи вдосконалювалися в ході тривалої молекулярної еволюції. Уважають, що ці процеси відбувалися у порах глинистих порід в умовах гідротермальних джерел суші.

На подальших етапах сформувалися складні метаболічні процеси, зокрема білковий синтез. Відбулася передача функції спадкового матеріалу від РНК до ДНК. Точний плин цих подій не зовсім зрозумілий. Однак передбіологічна еволюція зараз є однією з найбільш інтенсивно досліджуваних тем науковою спільнотою.

Початкові етапи біологічної еволюції

Біологічна еволюція розпочалася з появи перших прокаріотичних клітин близько 3,5 млрд років тому. На наступному етапі (1,6-2,1 млрд років тому) виникли перші еукаріотичні клітини. А в період 0,5-1 млрд років тому — перші багатоклітинні організми.

У процесі розвитку біосфери з'являлися нові форми організмів, виникали вигідні типи обміну речовин, формувались екологічні системи з колообігом речовин (мал. 94.1). Перші організми були анаеробами. Гетеротрофи накопичували енергію за рахунок гліколізу й бродіння. Автотрофи здобували енергію та синтезували органічні речовини шляхом хемо- або фотосинтезу. Близько 2-3 млрд років тому виникли організми з оксигенним фотосинтезом — як побічний продукт вони виділяли кисень. Ці живі істоти поступово змінили склад атмосфери і зумовили появу аеробів.

Мал. 94.1. Сучасні строматоліти. Строматоліти були первісними екосистемами, що 3,5 млрд років тому, складались з аеробних і анаеробних, фотосинтезуючих і гетеротрофних бактерій

Кисень утворював озоновий екран, який захищав живі організми від сонячних і космічних променів. Ці умови спричинили вихід організмів на сушу. Рештки відмерлих рослин і тварин стали матеріалом для ґрунтоутворення.

Так організми почали свою величезну за масштабами геохімічну діяльність. У підсумку життя, що виникло на Землі, змінило ті умови, які уможливили його появу.

Еволюція біологічної різноманітності

Згідно з даними палеонтології, у протерозойську еру (0,5-2,5 млрд років тому) з'являлися бактерії, водорості, примітивні безхребетні; у палеозойську (230-570 млн років тому) — наземні рослини, амфібії, плазуни; у мезозойську (70-230 млн років тому) — ссавці, птахи, хвойні й покритонасінні рослини; у кайнозойську (70 млн років тому) — сформувалися всі сучасні групи організмів.

Ключова ідея

Еволюція біосфери спочатку відбувалася під впливом геологічних чинників, а потім самі живі організми стали потужним чинником, що змінив геохімію Землі й до сьогодні визначає еволюцію біосфери.

Запитання та завдання

1. Поясніть, які переваги для організмів дало використання фотосинтезу. 2. Із чим пов'язаний вихід організмів на сушу? 3. На вашу думку, що є рушійними силами біологічної еволюції? 4. Опішить напрямки еволюції людини.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Біологія і екологія 11 клас Задорожний, Утєвська, Леонтьєв (профільний рівень)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)