Войти
Закрыть

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

Біогеоценоз як середовище еволюції

11 Клас

Різні рівні організації живої матерії співвідносяться між собою за принципом «матрьошки»: кожен вищий щабель містить у собі всі попередні. Так, молекули складають клітини, клітини - організм, організми - популяції, а останні - біогеоценози. Довкілля на певний рівень впливає опосередковано, через вищі. Тому від факторів навколишнього середовища найбільш залежні біогеоценози, а найменш - біомолекули. Це визначає різні ступені інтеграції живого на кожному рівні його організації (мал. 180). Що таке інтеграція в біологічних системах? Інтеграція (від лат. інтегратіо - поповнення) - структурне об’єднання окремих частин, які входять до складу цілісної системи, та узгодженість їхніх дій (наприклад, клітини в багатоклітинному організмі). Найвищий ступінь інтеграції спостерігають на молекулярному рівні, де величезна різноманітність молекул складає кілька стабільних типів сполук: білків, ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот. Навіть незначні зміни структури молекул, насамперед білків і нуклеїнових кислот, можуть докорінно змінити їхні властивості. Така інтеграція - необхідна умова нормального функціонування надзвичайно складних молекулярних систем живих істот. На клітинному рівні ступінь інтеграції зменшується: кількість і форма певних органел у клітині може значно змінюватись, не порушуючи при цьому її функцій тощо. На організмовому рівні інтеграція ще нижча: значно варіюють маса, зріст, забарвлення та багато інших ознак організму. Ще менш інтегровані популяції, в яких постійно змінюється чисельність особин, співвідношення їхніх вікових груп, різних фаз розвитку тощо....
0 Переглянути

Макроеволюція. Біологічний прогрес і регрес

11 Клас

Що таке макроеволюція? Макроеволюція — це сукупність еволюційних процесів, які сприяють утворенню надвидових систематичних категорій (родів, родин та ін.). Як відомо, реально в природі існують лише види, а надвидові категорії вчені ввели для їхньої систематизації. Належність виду до того чи іншого роду, родів - до родини і так далі дослідники встановлюють за ступенем їхньої історичної спорідненості. Тому особливих механізмів макроеволюції не існує. Певні її «закономірності» є наслідком узагальнень, накопичених протягом історичного розвитку відмінностей між спорідненими видами, які утворилися у процесі тривалих мікроеволюційних змін і послідовного ряду видоутворень. Різноманітність видів зумовлена пристосуваннями організмів до змін умов існування, що супроводжуються дивергенцією. Це явище має назву адаптивна радіація (мал. 178). Наприклад, усі ряди плацентарних ссавців походять від спільного предка внаслідок пристосувань до різних умов наземного (примати, парно- та непарнокопитні тощо), водного (ластоногі, китоподібні) та повітряного (рукокрилі) середовищ життя. Що таке біологічний прогрес і регрес? Вивчаючи закономірності історичного розвитку тварин, О.М. Сєверцов у 20-х роках XX століття розробив поняття «біологічний прогрес» і «біологічний регрес». Біологічний прогрес проявляється у збільшенні чисельності популяцій, розширенні ареалу та видоутворенні в межах тієї чи іншої систематичної групи. Він є наслідком еволюційного удосконалення певної групи організмів. Наприклад, у наш час у стані біологічного прогресу перебувають покритонасінні рослини, комахи, молюски, птахи та ссавці....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 286 287 288 289 290 291 292 293 294 ... 343
Назад

Навігація