Возникновение и эволюция жизни на Земле

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Возникновение жизни на Земле

2. Звездная стадия истории Земли

3. Гипотезы происхождения жизни

4. Основные положения теории возникновения жизни на Земле

5. Развитие жизни на Земле

Заключение

Используемая литература

Введение

Проблема происхождения жизни приобрела сейчас неодолимое очарование для всего человечества. Она не только привлекает к себе пристальное внимание ученых разных стран и специальностей, но интересует вообще всех людей мира. Сейчас считается общепризнанным, что возникновение жизни на Земле представляло собой закономерный процесс, вполне поддающийся научному исследованию. В основе этого процесса лежала эволюция соединений углерода которая происходила во Вселенной задолго до возникновения нашей Солнечной системы и лишь продолжалась во время образования планеты Земля - при формировании ее коры, гидросферы и атмосферы. С момента возникновения жизни природа находится в непрерывном развитии. Процесс эволюции длится уже сотни миллионов лет, и его результатом является то разнообразие форм живого, которое во многом до конца еще не описано и не классифицировано.

Вопрос о происхождении жизни труден в исследовании, потому, что, когда наука подходит к проблемам развития как создания качественно нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений. Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Даже наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда факторов, сопровождавших появление живого на Земле. Трудность - в невозможности проведения прямого эксперимента по возникновению жизни (уникальность этого процесса препятствует использование основного научного метода).

Вопрос происхождения жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой отличия живого от неживого, а также связью с проблемой эволюции жизни. В данной работе будут коротко освещены некоторые аспекты возникновения жизни и процесса эволюции.

1. Возникновение жизни на Земле

В наши дни на Земле существует большое разнообразие жизненных форм. По некоторым оценкам на ней обитает около 3 млн животных существ и при этом ученые ежегодно открывают большое количество новых видов животных и растений. Ныне существующие на Земле виды живых организмов - лишь очень небольшая часть того видового многообразия, которое существовало на нашей планете за ее долгую историю.

2. Звездная стадия истории Земли

Большинство современных учёных считают, что наша Вселенная образовалась около 15миллиардов лет назад в результате взрыва сингулярного (бесконечно малого и бесконечно плотного) образования, известного в космологии как Большой взрыв. В первые мгновения Вселенная (само пространство) расширялась со скоростью, значительно превышающей скорость света. За 10-30с её размеры увеличились до размеров Солнечной системы. Затем началась стадия рекомбинации, при которой почти всё вещество аннигилировало с антивеществом. Из «остатков» в течение нескольких секунд образовались ядра водорода и гелия. Примерно через миллион лет после взрыва Вселенная остыла до температуры 3000°; из ядер и электронов образовались атомы.

В результате случайных флуктуаций плотности вещества какие-то области Вселенной стали более плотными; другие - более разреженными. Под действием силы тяжести эти неоднородности ещё более усилились; таким образом появились галактики и скопления галактик. Через сотни миллионов лет в галактиках стали появляться звезды.

3. Существует несколько гипотез происхождения жизни

1. Креационисты уверены, что жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; её придерживаются последователи большинства религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести указанную концепцию за рамки научного исследования.

2. Теория спонтанного зарождения возникла в древнем Китае, Вавилоне и Греции в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала.

3. Согласно теории стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, которая, если и изменялась, то очень мало. В настоящее время приверженцев этой теории почти не осталось.

4. Сторонники теории панспермии предполагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО. Шансов обнаружить жизнь в пределах Солнечной системы (не считая Земли) ничтожно мало, однако, вполне возможно, что жизнь могла возникнуть возле какой-то другой звезды.

5. Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально температура её поверхности была очень высокой. По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100°C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время из первичных соединений и образовывалась сложные органические вещества; энергию для реакций синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие живых организмов - потребителей органики - и главного окислителя - кислорода.

4. Основные положения теории возникновения жизни на Земле

1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды.

2. Органические вещества взаимодействовали, образуя все более сложные вещества, в результате чего возникли ферменты и самовоспроизводящиеся системы - свободные гены.

3. Свободные гены соединялись с другими высокомолекулярными органическими веществами.

4. Вокруг них стали образовываться белково-липидные мембраны.

5. Возникли клетки.

5. Развитие жизни на Земле

В истории Земли принято различать промежутки времени, разделенные крупными геологическими событиями: горообразовательными процессами, поднятием и опусканием суши, изменением очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу громадного количества газов и пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной радиации, попадающее на Землю, и было одной из причин развития оледенений. Не случайно горообразовательные процессы сопровождались оледенениями. Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно изменяли климатические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на растительный и животный мир. Одни группы организмов вымирали, другие сохранялись и в межледниковые эпохи достигали расцвета.

Рис. 1 Геохронологическая шкала Период Эра

Архейская эра существовала 3.5 млрд. лет назад, продолжительность эры 900 млн. лет

Климат и среда.

Активная вулканическая деятельность. Анаэробные (бескислородные) условия жизни в мелководном древнем море. Развитие кислородосодержащей атмосферы.

Протерозойская эра - эра ранней жизни Начало 2600 ± 100 млн. назад, продолжительность 2000 млн. лет.

Рис. 2

Климат и среда.

На грани архейской и протерозойской эры в результате горообразований происходили перераспределения суши и моря. Поверхность планеты представляла собой голую пустыню: климат холодный, частые оледенения, особенно обширны в середине протерозоя. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере достигло 1%. Активное образование осадочных пород.

Протерозой - огромный по продолжительности этап истории Земли. В течение этой эры бактерии и водоросли достигли исключительного расцвета. Интенсивный процесс образования осадочный пород шел с участием этих организмов. К протерозою относится образование крупнейших залежей железных руд органического происхождения (осадочное железо- продукт жизнедеятельности железобактерий). Господство прокариот сине-зеленых в протерозое сменяется расцветом эукариот- зеленых водорослей. Наряду с плавающими в танце воды растениями появляются нитчатые формы, прикрепленные ко дну. Около 1350 млн. лет назад отмечены представители низших грибов. Первые многоклеточные животные возникли 900-1000 млн. лет назад. Древние многоклеточные растения и животные жили в придонных слоях океана. Жизнь в придонном слое потребовала расчисления тела на части, одни из которых служили для прикрепления к субстрату, другие для питания. У одних форм это достигалось за счет развития гигантской многоядерной клетки. Однако более перспективным оказалось приобретение многоклеточности и образования органов. Большинство животных позднего протерозоя были представлены многоклеточными формами. Конец протерозоя можно назвать "веком медуз". Возникают кольчатые черви от которых произошли моллюски и членистоногие.

Таблица 1 Геохронологическая таблица

Палеозойская эра - эра древней жизни Начало 4600 млн., конец: 248 млн. лет назад

Палеозойская эра состоит из 6 периодов: Кембрий(570 - 500 млн. лет), Ордовик(500 - 438 млн. лет), Силур(438 - 408 млн. лет), Девон(408 - 360 млн. лет), Карбон(360 - 286 млн. лет), Пермь(286 - 248 млн. лет)

Краткая информация о палеозойской эре

Палеозойская эра, или эра ранней жизни, имеет продолжительность около 350 млн.(палеозой начался 542миллионов лет назад и продолжался около 290 миллионов лет.) лет. В течение этого времени существенному изменению подверглись площади эпиконтинентальных морей и конфигурация суши, взаимное расположение материков, возникали и исчезали океаны и моря, появлялись наземные и подводные хребты, перемещались полюса и менялась климатическая зональность. Все это не могло не отразиться на развитии, эволюции и расселении представителей животного и растительного царства. Именно в палеозой живые организмы вышли на сушу.

Таблица 2 Геохронологическая таблица

Мезозойская эра - эра ранней жизни Начало: 248 млн., конец: 65 млн. лет назад

Мезозойская эра состоит из трех периодов:

Триасовый период (248 - 213 млн. лет) Юрский период (213 - 144млн. лет) Меловой период (144 - 65млн. лет)

Мезозой -- эра тектонической, климатической и эволюционной активности. Происходит формирование основных контуров современных материков и горообразование на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов; разделение суши способствовало видообразованию и другим важным эволюционным событиям. Климат был тёплым на протяжении всего временного периода, что также сыграло важную роль в эволюции и образовании новых видов животных. К концу эры основная часть видового разнообразия жизни приблизилась к современному её состоянию.

Таблица 3 Геохронологическая таблица

Кайнозойская эра (эра новой жизни)

Кайнозойская эра разбивается на 2 периода: Третичный (65 - 2 млн. лет назад) Четвертичный (2 млн. лет назад - наше время), которые в свою очередь разбиваются на эпохи

Третичный период состоит из эпох:

<Палеоцен><Эоцен><Олигоцен><Миоцен><Плиоцен>

Четвертичный период состоит из эпох:

<Плейстоцен><Голоцен>

КАЙНОЗОЙ - расцвет покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих и появление человека. Уже в середине кайнозоя имеются почти все основные группы представителей всех царств живой природы. У покрытосеменных растений образуются такие жизненные формы, как травы и кустарники. Появляются степи, луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. С появлением человека и развитием его общества создаются культурные флора и фауна, образуются агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. Различное воздействие человека на природу произвело в ней существенные изменения. Произошли большие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и природе в целом.

Таблица 4 Геохронологическая таблица

Человеческий вид отнесен к роду Ноmо. Современный человек -- анатомически говоря -- называется Ноmо sapiens (каковое понятие включает и таких «пещерных людей» как кроманьонец). Нашим непосредственным предком считается более примитивный вид человека, именуемый Ноmо erectus, чьи останки находят в разных частях мира -- от Африки и Европы до Китая.

жизнь эволюция земля

Заключение

Жизнь представляет собой особую форму существования и движения материи с двумя характерными признаками: самовоспроизведением и регулируемым обменом веществ с окружающей средой. Все современные гипотезы происхождения жизни и попытки ее моделирования «в пробирке» исходят из этих двух фундаментальных свойств живой материи. Экспериментально удалось установить основные этапы, по которым могла возникать жизнь на Земле: синтез простых органических соединений, синтез полимеров, близких к нуклеиновым кислотам и белкам, образование первичных живых организмов (протобионтов).

Собственно биологическая эволюция начинается с образования клеточной организации и в дальнейшем идет по пути совершенствования строения и функций клетки, образования многоклеточной организации, разделения живого на царства растений, животных, грибов с последующей их дифференциацией на виды. И все же, как ни была бы сомнительна теория о развитии жизни на земле, она имеет право на существование, раз имеет сторонников. Но человечество не остановится на этом -- оно будет искать единственно правильную теорию, даже если нужно будет разрушить то, что есть. Человечество поставило перед собой мучительную и сладкую загадку, теперь появилась проблема на нее ответить.

Используемая литература

1. Ридерз Дайджест «Удивительная ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ» 2003г

2. Поннамперума С. «Происхождение жизни», М., Мир, 1999 г.

3. Георгий Скарлато «Удивительная планета Земля», Серия: Мир увлечений, Издательство: Прибой, 1997 г.

4. Борисяк А.А. Из истории палеонтологии (идея эволюции). М.--Л.:1966.

5. Иорданский Н.Н. Развитие жизни на Земле. М. 1989.

6.Варсанофьева В.А. Развитие жизни на Земле. М.:1988.

7.Бернал Д. Возникновение жизни. М.:1969.

Размещено на Allbest.ru