Войти
Закрыть

Становлення сучасних меж біосфери

11 Клас

Чим кам’яновугільний період знаменний в історії розвитку біосфери? Кам’яновугільний період закінчився 280 млн років тому. Він був одним із найтепліших в історії Землі. На суходолі було багато зволожених низовин, де буяли ліси з різноманітних вищих спорових та голонасінних (мал. 198). Потрапляючи в заболочений ґрунт, стовбури відмерлих дерев через відсутність кисню не перегнивали, а замулювались, вкривались шарами піску та глини і врешті-решт виявились на значних глибинах під землею, де в умовах високого тиску перетворились на кам’яне вугілля (звідси походить назва періоду). В цей час з’явилися хвойні рослини, розмноження яких не було пов’язане з водою. Вони утворили основу біогеоценозів середньозволожених та посушливих місцевостей, і на кінець періоду весь суходіл був опанований життям, тобто біосфера досягла сучасних меж. У цей час з’являються також мохоподібні. Тварини швидко опановували суходіл слідом за рослинами. На початку періоду від якихось прісноводних ракоподібних утворилися спочатку безкрилі, а потім - крилаті комахи, яких на кінець періоду налічують вже 15 рядів. Деякі види кам’яновугільних бабок досягали 1 метра в розмаху крил. На суходолі з’явились черевоногі молюски, що дихали легенями. У середині періоду деякі земноводні пристосувались до розмноження на суходолі завдяки появі внутрішнього запліднення, багатих на запасні речовини яєць, вкритих товстими водонепроникними оболонками, та прямого розвитку. В одних із них зникли шкірні залози, а сама шкіра стала дуже товстою (пристосування до збереження води в тілі). Вони дали початок першим плазунам (мал. 198). В інших земноводних збереглись шкірні залози як пристосування до терморегуляції за рахунок випаровування води через шкіру. Вони стали предками послідовного ряду форм, аж до ссавців....
0 Переглянути

Опанування живими організмами суходолу в середині палеозойської ери

11 Клас

Як розвивалося життя протягом силурійського періоду? Для силурійського періоду (440- 400 млн років тому) характерна наявність мілких (до 10 м глибини) теплих морів зі зниженою солоністю. В них з’являються перші щелепні хребетні, представлені особливими викопними класами риб. Предки риб невідомі, бо у безщелепних немає зябрових дуг і вони є особливою еволюційною гілкою. Силурійські риби мали хрящовий внутрішній скелет, у них не було зябрових кришок та плавального міхура. Колючозубі досягали не більше 30 см у довжину. Для них характерна велика кількість парних плавців (до 8 пар). Їхнє тіло було вкрите кістковою лускою. Панцирні риби мали кісткові пластинки, часто злиті в суцільний захисний панцир. Деякі з них досягали 6 м завдовжки. Серед силурійських риб траплялись придонні та плаваючі форми. Вважають, що всі вони були хижаками (мал. 195). У прибережних частинах континентальних водойм утворився шар мулу внаслідок мінливості рівня води. Він став основою первісних ґрунтів, на яких утворилися наземні біогеоценози. Їхню основу складали вищі спорові рослини з відділів Риніофіти та Плауноподібні (мал. 196). З тварин там мешкали ґрунтові види (малощетинкові черви та ін.) та рослиноїдні багатоніжки. Це особливий клас членистоногих, представники якого і нині широко розповсюджені на Землі. Їхнє тіло поділене на голову та багатосегментний тулуб, кожний сегмент якого несе 2 пари кінцівок. Відомі також перші наземні хижаки — скорпіони....
0 Переглянути

Розвиток життя на початку палеозойської ери

11 Клас

Які еволюційні події відбулися в кембрійському періоді? Кембрійський період (600-500 млн років тому) відрізнявся загалом теплим кліматом. Життя сконцентрувалося переважно в мілководних морях з температурою води +20...25° С. У цей час у Південній півкулі існував материк Гондвана, до складу якого входили території сучасних Південної Америки, Африки, півострова Індостан, Австралії та Антарктиди. В Північній півкулі існувало кілька порівняно невеликих материків (Північна Америка, Східна Європа, Китай та ін.), розділених мілководними теплими морями. З цього періоду відомі рештки зелених і червоних водоростей, а також найпростіших одноклітинних тварин - форамініфер. З’являються губки - особливий тип нерухомо прикріплених багатоклітинних тварин, які були побудовані із різних типів клітин, що не утворюють тканин, і живляться за допомогою фільтрації. Кембрійські губки мали масивний скелет з вуглекислого кальцію. Їхні колонії утворювали рифи (мал. 191). Вони належали до особливого класу, один із представників якого зберігся до наших часів. Кишковопорожнинні кембрійського періоду були менш різноманітними, ніж вендського....
0 Переглянути

Поява еукаріотів і багатоклітинних організмів

11 Клас

Як розвивалось життя у протерозойську еру? Протягом першої половини протерозойської ери (почалась 2,5 млрд, закінчилась — близько 0,6 млрд років тому) прокаріотні екосистеми опанували весь Світовий океан. Близько 2 млрд років тому з’явилися первісні одноклітинні еукаріоти, які швидко дивергували на рослини (водорості), тварин (найпростіші) та гриби. Як спосіб досягнення біологічного прогресу для еукаріотів характерне ускладнення організації в процесі історичного розвитку. Вже в одноклітинних організмів (водорості, інфузорії) клітини побудовані дуже складно. Поява багатоклітинних організмів — ще один прояв здатності еукаріотів до ускладнення будови. Більшість учених вважає, що багатоклітинні організми походять від колоніальних унаслідок диференціації клітин останніх. У чому суть симбіотичної гіпотези походження еукаріотів? Є кілька гіпотез походження еукаріотів, з яких у наш час найпопулярніша симбіотична. Її послідовники вважають, що двомембранні органели, які мають свій геном і здатні до розмноження поділом (пластиди та мітохондрії) - нащадки симбіотичних прокаріотів, котрі втратили здатність до існування поза клітиною хазяїна. Спільне існування кількох видів прокаріотів привело врешті-решт до появи еукаріотичних клітин. Як розвивалося життя у вендському періоді? Вендський період - останній період протерозойської ери - тривав близько 80 млн років. У цей час на мілководдях морів сформувались біогеоценози, основними продуцентами в яких були ціанобактерії та перші зелені водорості. Найпоширенішими тваринами були різноманітні кишковопорожнинні: поліпи та медузи (мал. 190). Деякі з них досягали метра в діаметрі. Від таких форм з променевою симетрією в середині періоду утворилися повзаючі та плаваючі двобічносиметричні тварини. Серед них були несегментовані та сегментовані організми, у деяких з останніх на кожному сегменті тіла розташовувалась пара кінцівок. Наприкінці періоду внаслідок біосферної кризи, спричиненої зледенінням, вендські екосистеми зруйнувались і більшість їхніх видів вимерло....
0 Переглянути

Первинні прокаріотні екосистеми та особливості їхнього функціонування

11 Клас

Як розвивалося життя в архейську еру? Перші рештки живих організмів знайдено у австралійських та південноафриканських осадочних породах віком приблизно в 3,5 млрд років, які, на думку вчених, сформувались в архейську еру (почалась приблизно 4,5, а закінчилась - 2,5 млрд років тому). Це були прокаріоти, представлені залишками карбонатних оболонок колоній ціанобактерій та клітинними стінками бактерій різної форми (кулясті, паличкоподібні та ниткоподібні) (мал. 188, 189). На відміну від еукаріотів, еволюція яких відбувалась у більш-менш стабільних геохімічних умовах, первинні бактеріальні екосистеми докорінно змінили ці умови протягом архейської ери та самі пристосувались до них, у свою чергу, змінившись. Перші осадочні породи мають вік близько 3,8 млрд років; вони переважно є наслідком життєдіяльності залізобактерій (поклади залізної руди), зелених і пурпурних бактерій (поклади сірки), можливо, нафти та природного газу. У результаті фотосинтезуючої діяльності ціанобактерій в атмосфері поступово накопичилась значна кількість кисню та утворився озоновий шар. Це спричинило появу енергетично вигіднішого кисневого дихання і, відповідно, аеробних прокаріотів. На кінець архейської ери бактерії в морях та океанах повністю здійснювали всі ті біогенні геохімічні процеси, що й нині - біогенну міграцію різних хімічних елементів та перетворення енергії в ланцюгах живлення. Які особливості еволюції прокаріотів? Еволюційних змін у будові прокаріотів майже не відбувалось: усі їхні викопні форми не відрізняються від сучасних. Це пояснюють насамперед тим, що серед них немає багатоклітинних організмів, тобто прокаріоти нездатні до диференціації клітин та ускладнення організації. Внаслідок простої будови геному (єдина кільцева молекула ДНК) у них легко відбувається горизонтальний (між різними видами) транспорт спадкової інформації за допомогою переносу фрагментів ДНК вірусами-бактеріофагами з однієї бактеріальної клітини в іншу. Крім того, спадкові властивості бактеріальних клітин можуть значно змінюватися під впливом плазмід....
0 Переглянути

Гіпотези походження життя на Землі

11 Клас

Проблема походження життя та пізнання його суті здавна хвилювала не лише вчених, а й широкі верстви населення. Однією з основних догм (догма - твердження, яке потребує віри без доказів) усіх релігій є створення життя божественною силою. Ці догми, наприклад, детально викладені в Біблії та Корані. Віра в Бога чи атеїзм є особистою справою кожної людини і має назву «свобода совісті». Природничі науки - це спосіб пізнання людиною самої себе та довкілля за допомогою встановлення причинно-наслідкових зв’язків між незалежними від її свідомості, тобто об’єктивними, явищами і предметами матеріального світу. Багато видатних учених-біологів були глибоко віруючими людьми (К. Лінней, Ч. Дарвін, І.П. Павлов), а Г. Мендель - навіть настоятелем монастиря, інші (Ж.-Б. Ламарк, Е. Геккель, M.I. Вавилов, І.І. Шмальгаузен) - атеїстами, що аж ніяк не позначилось на їхніх наукових досягненнях. Тому ми розглядатимемо лише наукові гіпотези походження життя. Їх поділяють на абіогенні (живі істоти виникли з неживої матерії) та біогенні (живі істоти походять лише від живих). У чому суть абіогенних гіпотез походження життя? Ще вчені стародавньої Греції (Демокріт, Епікур, Платон, Арістотель та ін.) вважали, що живі істоти виникають з мулу, гною, води, ґрунту тощо. Протягом XVII—XVIII століть ці погляди було спростовано завдяки вивченню фізіології розмноження багатоклітинних організмів. Так, К. Лінней в основу створеної ним наукової систематики поклав принцип «будь-який організм походить від собі подібного». Остаточно вчені відмовилися від абіогенних поглядів у другій половині XIX століття після відкриття Р. Вірховим відомого положення клітинної теорії про те, що всяка клітина виникає тільки в результаті поділу материнської клітини. Водночас видатний французький біолог Л. Пастер у серії дуже цікавих дослідів довів неможливість самозародження мікроорганізмів (на прикладі дріжджів і бактерій). З розвитком геологічних знань про історичний розвиток оболонок Землі та молекулярної біології гіпотези абіогенезу знову розвинулись у XX столітті. Їхня особливість полягає в тому, що, унеможливлюючи самозародження життя в наш час, учені вважають можливим його виникнення з хімічних сполук у минулому. Вперше цю думку висловив Ж.-Б. Ламарк 1820 року; згодом її підтримали Е. Геккель та К.А. Тимірязєв. Вони вважали, що в первісному океані внаслідок певних хімічних процесів виникли спочатку органічні речовини, а потім - доклітинні форми життя, які...
0 Переглянути

Система органічного світу як відображення його історичного розвитку

11 Клас

У складі сучасної біосфери налічують близько 3 млн видів живих істот, з них тварин - понад 2 млн, рослин - близько 600 тис., решта - це гриби, прокаріоти та віруси. Життя на Землі існує близько 3,8 млрд років. Учені підрахували, що у викопному стані збереглося не більш як 0,1-1% вимерлих видів, з яких нині відомо близько мільйона. Тому реальна кількість видів, які живуть тепер чи існували в минулому на нашій планеті, становить від 100 мільйонів до мільярда. Які систематичні категорії встановили учені? Ви вже знаєте, що вчені-систематики визначають приналежність організмів до того чи іншого виду. Різні види об’єднують у групи (таксони) вищих рангів (категорій). Основні систематичні категорії, кожна з яких має індивідуальну наукову (латинську) назву - це вид, рід, родина, ряд (у ботаніці - порядок), клас, тип (у ботаніці - відділ), царство. Кожен вид повинен обов’язково бути класифікований, тобто віднесений до кожної з вказаних категорій. Наприклад: собака домашній має таку систематичну приналежність: Крім основних, у систематиці деяких груп застосовують і допоміжні (необов’язкові) категорії. Найуживаніші з них - підвид, підродина, надродина, підряд, надряд, підклас, надклас, підтип, надтип, підцарство. Наприклад, собака належить до підтипу Хребетні (Vertebrata) та підцарства Багатоклітинні (Metazoa)....
0 Переглянути

Біогеографія та еволюція. Сучасний синтез екології та еволюційного вчення

11 Клас

Що таке біогеографічне районування біосфери? Вивчаючи ендемічні організми та основні типи біогеоценозів, учені виявили, що за цими ознаками різні частини біосфери відрізняються між собою. Ендеміки (від грец. ендемос - місцевий) - види та надвидові систематичні категорії (роди, родини та ін.), які мешкають лише в певній частині біосфери. Наприклад, бізон - ендемік Північної Америки, півонія кримська - Криму (мал. 181, 182, 184). Зоологічне і ботанічне районування не завжди збігаються. Це зумовлене здатністю тварин до активних міграцій, а в рослин - значним впливом особливостей ґрунту, клімату тощо. Розглянемо флористичне і фауністичне (зоогеографічне) районування суходолу (подібне районування створене і для Світового океану). На підставі виділення ендемічних комплексів ботаніки поділяють суходіл на 6 царств (мал. 183), у кожному з яких виділено декілька областей (усього 34), а в останніх - приблизно 150 провінцій. Україна розташована в Циркумбореальній області Голарктичного царства. Зоогеографи виділяють 7 фауністичних областей (мал. 185). Яке значення біогеографії для розвитку еволюційних поглядів? Дані біогеографії використовують для обґрунтування положення про географічну ізоляцію як необхідну умову видоутворення. Однак нині, за результатами сучасних досліджень, ізоляція не завжди спричиняє дивергенцію та видоутворення. Наприклад, багато видів прісноводних і ґрунтових тварин поширено по всьому світі; одні й ті самі види ногохвісток (дрібних безкрилих членистоногих) мешкають на більшості континентів. Незважаючи на нездатність цих організмів до міграцій чи поширення іншими способами, їхні популяції не дивергують. Отже, екологічна ніша виду зберігає його цілісність у стабільних умовах існування незалежно від можливості обміну спадковою інформацією між популяціями, а також форм розмноження....
0 Переглянути

Темпи еволюції

11 Клас

Що таке темпи еволюції? Темпи еволюції — це проміжки часу, за який виникають певні систематичні групи (від видів до царств). Ч. Дарвін вважав еволюцію безперервним і поступовим процесом, який відбувається шляхом незначних змін. Ж.-Б. Ламарк висловлював подібні погляди, однак вказував, що внаслідок «внутрішнього прагнення організмів до прогресу» ускладнення організації (градації) відбувається за незначні проміжки часу, тобто стрибкоподібно. Автори синтетичної гіпотези еволюції темпи еволюційних процесів пов’язували з частотою зміни поколінь: чим вищі темпи зміни поколінь, тим швидше корисні мутації поширюються в популяціях. Це спричиняє зміни фенотипів і врешті-решт утворення нових видів. Таким чином, частота зміни поколінь прямо пропорційна темпам еволюції. Однак дані палеонтології суперечать цій гіпотезі. Наприклад, у балтійському бурштині віком близько 40 млн років знайдено понад 20 видів комах і кліщів, які майже не відрізняються від сучасних. Один із видів невеликих прісноводних ракоподібних - щитнів, широко розповсюджений у прісних водоймах, у викопному стані відомий, починаючи з початку тріасового періоду (майже 230 млн років тому). Всім цим організмам властива висока швидкість зміни поколінь (не менше одного покоління за рік). З іншого боку, ряд Хоботні ссавці, у яких покоління змінюються дуже повільно (20-30 років), з’явився приблизно 36 млн років тому, дав у минулому велику кількість різноманітних форм, а нині близький до вимирання. Отже, темпи еволюції та історичний час існування певного виду чи надвидової систематичної групи не залежать від частоти зміни поколінь. Інші погляди на темпи еволюції висловили прихильники гіпотез неокатастрофізму та сальтаціонізму. Що таке неокатастрофізм? Неокатастрофізм (від грец. неос - новий та катастрофе) - система поглядів, яка ґрунтується на факті етапності розвитку життя на Землі. У кожному геологічному періоді існували певні порівняно стабільні угруповання з притаманними їм видами. На межах цих періодів відносно швидко (за кілька сотень тисяч років) ці екосистеми руйнувались і замінювались іншими....
0 Переглянути

Сучасні уявлення про фактори еволюції

11 Клас

Що таке фактори еволюції? Фактори еволюції - це впливи, що спричиняють адаптивні зміни організмів, популяцій і видів. Починаючи з Ж.-Б. Ламарка і Ч. Дарвіна, питання про фактори еволюції було і є предметом наукових дискусій. Найпоширеніші нині пояснення еволюції як результату впливу переважно внутрішніх факторів (наприклад, «внутрішнє прагнення організмів до прогресу», за Ж.-Б. Ламарком, чи ароморфози, за О.М. Сєверцовим). Багато вчених вважає еволюцію наслідком впливу умов довкілля. Наприклад, учення про рушійні сили еволюції надає природному добору роль скульптора, а організму - глини. Неважко помітити, що ці погляди не враховують багаторівневої організації живої матерії: те, що для клітини є зовнішнім чинником, для організму може бути внутрішнім (наприклад, обмін речовин клітини відбувається з внутрішнім середовищем організму). Згідно із сучасними уявленнями, на кожному з рівнів організації живої матерії діють особливі фактори еволюції, а їхня спільна дія зумовлює адаптації організмів і популяцій до умов довкілля. У чому полягає роль спадкової інформації як фактора еволюції? Спадкова інформація (генотип) найзахищеніша від зовнішніх впливів, бо зосереджена всередині клітини - в цитоплазмі (прокаріоти) чи додатково оточена особливою ядерною оболонкою (еукаріоти). Вона забезпечує сталість генофонду виду....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 285 286 287 288 289 290 291 292 293 ... 343
Назад

Навігація