Биосфера. Этапы эволюции биосферы

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)

Кафедра гидрологии и охраны водных ресурсов

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ

БИОСФЕРА. ЭТАПЫ ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ

Руководитель : Ходжер Т. В.

Учебная группа: природопользование

Студент : Алексеенко С. А.

Иркутск 2013

Содержание

Введение

.0 Основные этапы развития биосферы

.1 Восстановительный этап в развитии биосферы

.2 Слабоокислительный этап в развитии биосферы

.3 Окислительный этап в эволюции биосферы

.0Ключевые этапы эволюции биосферы

.1 Возникновение

2.2 Выход жизни на сушу

2.3 Вымирание динозавров

.4 Появление гоминид

.5 Появление человека

.6 Овладение огнём

.7 Цивилизация

Заключение

Литература

Введение

Биосфера (в современном понимании) - своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Биосфера, как система динамическая и очень сложно устроенная, способна постоянно изменяться. И она действительно, с самого момента своего возникновения никогда не оставалась в одном и том же состоянии. Вся история биосферы - это ее непрерывное эволюционное развитие. Вы, конечно, помните, что состояние любой сложной системы определяется самым высокоразвитым компонентом в ее составе. А раз в биосфере таким является живое вещество, то и история развития биосферы - это в первую очередь история эволюции живых организмов и их сообществ.

Применение актуалистического метода позволило установить факт эволюционного развития биосферы и Земли в целом. Доказательства эволюционного развития биосферы базируются, главным образом, на палеонтологических данных, свидетельствующих о необратимом направленном развитии органического мира нашей планеты в направлении усложнения и появления всё более высокоразвитых форм.

В чём сохраняются следы процессов отдалённого прошлого, те самые результаты, которые мы сравниваем с результатами современных процессов? В горных породах. Их состав (минеральный и химический), особенности строения и являются производными тех условий, в которых происходило их формирование. Часть этих характеристик сохраняется или может быть реконструирована, несмотря на дальнейшие изменения, которым эти породы подвергались на протяжении миллионов лет. Поэтому, пока горная порода не разрушена полностью, а её вещество использовано для формирования других горных пород, мы можем реконструировать условия, существовавшие в эпоху её формирования.

Так что низкие скорости геологического и геохимического круговорота, в отличие от биологического - благо, дающее нам возможность проследить прошлое планеты достаточно строгими научными методами на многие сотни миллионов лет. Как Вам известно, из курса геологии, древнейшие сохранившиеся горные породы на Земле имеют возраст около 3,8 млрд. лет. Всё, что было раньше - строгой реконструкции не поддаётся, это область одних лишь гипотез.

«Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере», - этот биогеохимический принцип Вернадского утверждает высокую приспосабливаемость живого вещества, пластичность, изменчивость во времени. Живое вещество «приучалось» полнее использовать химические элементы, вовлекая их в круговорот биогенной миграции. Когда более полумиллиарда лет назад появились морские беспозвоночные, имеющие кальциевый наружный скелет, резко усилилась миграция атомов и некоторых соединений кальция. Скелет позвоночных стал фактором усиления миграции атомов фосфора, фтора. Наземная растительность резко активизировала в каменноугольную эпоху круговорот углерода. В земной коре сохраняются свидетельства вспышек, волн жизни в виде скоплений биогенных карбонатов, горючих сланцев, угля, нефти, писчего мела и других минеральных образований, связанных с деятельностью живого вещества, с проявлением организации биосферы.

.0Основные этапы развития биосферы

Если рассматривать уровни содержания кислорода в атмосфере как границы этапов развития биосферы, то с этой точки зрения биосфера прошла три этапа:

.Восстановительный;

.Слабоокислительный;

.Окислительный.

.1 Восстановительный этап в развитии биосферы

Как считают многие ученые, восстановительный этап развития биосферы начался еще в космических условиях и завершился появлением на Земле гетеротрофной биосферы. На этом этапе развития биосферы появились малые сферические анаэробы и прокариоты. Физиологические процессы этих организмов основывались не на кислородном окислении, а на дрожжевом брожении. Изначально в атмосфере Земли присутствовали лишь следы свободного кислорода. Производство свободного кислорода начали первые организмы. Но количество кислорода было незначительным и пока он приводил лишь к окислительным процессам на земной поверхности и в океане.

Поскольку первые организмы были гетеротрофами, они нуждались в питании. Пищей для них стали ранее накопленные органические соединения, растворенные в водах первичного океана, так как первичная биосфера ограничивалась водной средой. Но жизнь нуждалась в дополнительных источниках энергии. Поэтому на ранних стадиях эволюции живые организмы активно использовали различного рода радиацию. По мнению А. И. Перельмана, особенно важную роль играл радиоактивный калий, который поглощался первыми организмами. Потребность в калии впоследствии закрепилась генетически, хотя для более высокоорганизованных форм радиоактивность перестала служить источником энергии.

Продолжительность существования первичной восстановительной биосферы в геологических масштабах была невелика. Причина этого заключалась в том, что первичные гетеротрофные организмы быстро размножались и, естественно, довольно быстро исчерпали свою питательную базу. Поэтому, достигнув максимальной биомассы, они должны были либо вымереть от голода, либо перейти к автотрофному (фотосинтетическому) способу питания.

.2 Слабоокислительный этап в развитии биосферы

Слабоокислительный этап в развитии биосферы связан с появлением около 4 млрд. лет назад процесса фотосинтеза. Новый способ питания был основан на том, что некоторые простые соединения обладают способностью поглощать свет, если в их составе есть атом магния (как в хлорофилле). Уловленная таким способом световая энергия может быть использована для усиления реакций обмена, в том числе и для образования органических соединений, которые при необходимости могут расщепляться с высвобождением энергии. Именно таким путем происходило образование хлорофилла, приведшее в конечном итоге к появлению фотосинтеза, позволявшего получать энергию непосредственно от Солнца.

Но первичная поверхность Земли, лишенная свободного кислорода, облучалась ультрафиолетовой радиацией Солнца. Поэтому, возможно, первые фотохимические организмы использовали радиацию ультрафиолетовой части спектра. Только после возникновения озонового экрана (в связи с появлением свободного кислорода как побочного продукта того же фотосинтеза) автотрофные фотосинтезирующие организмы начали использовать излучение в видимой части солнечного спектра.

Новый способ питания способствовал быстрому расселению организмов нового типа у поверхности первичных водоемов. Оказавшись более приспособленными, они вытеснили первичные гетеротрофные организмы. Можно предполагать, что в раннем океане шла борьба между первичными и вторичными организмами, завершившаяся победой автотрофов. Немаловажным фактором в этой борьбе стало то, что автотрофы в качестве отходов своей жизнедеятельности выделяли свободный кислород, который стал смертельным ядом для первичных гетеротрофов.

Первыми автотрофными организмами, очевидно, были цианеи, а затем зеленые водоросли. Останки их находят в породах архейского возраста (около 3 млрд. лет назад). В то время, очевидно, существовало множество видов водорослей, как свободно плавающих в воде, так и прикрепленных ко дну. Хотя свободный кислород и был ядом для первичных аэробов, не все они погибли. Некоторые остались жить в болотах, где не было свободного кислорода. Там, питаясь, они вьщеляли метан. Некоторые же первичные организмы смогли приспособиться к кислородной атмосфере.

Параллельно с этим шел процесс формирования эукариотов. Прокариоты - простые, выносливые и практически бессмертные организмы - уступали место смертным эукариотам. Прокариоты, обладавшие высокой вариабельностью, способностью к быстрому размножению, легко приспосабливались к меняющимся условиям среды, существовавшим в первые периоды истории Земли. Но с формированием кислородной атмосферы условия стабилизировались, и в этих новых условиях нужны были организмы нового типа, приспособленные к ним. Нужна была не генетическая гибкость, а генетическая стабильность. Эукариоты появились к концу второго этапа развития биосферы Земли.

Рассмотренные процессы составили содержание второго этапа в истории развития биосферы Земли, продолжавшегося до завершения осадконакопления полосчатых железистых формаций докембрия примерно 1,8 млрд. лет назад. Таким образом, этот период в истории биосферы занял почти половину всей геологической истории планеты. Дело в том, что хотя свободный кислород и появлялся в значительных количествах, но он расходовался не на образование атмосферы, а на окисление железа, сернистых соединений и других поливалентных металлов. При этом окислы железа осаждались, образуя полосчатые формации. Только после освобождения океана от железа и других металлов концентрация кислорода в атмосфере стала резко возрастать.

В естествознании существует понятие «точки Пастера» - такой концентрации свободного кислорода, при которой кислородное дыхание становится более эффективным (примерно в 50 раз) способом использования внешней энергии Солнца, чем анаэробное брожение. Этот критический уровень примерно равен 0,01 от современного показателя содержания кислорода в атмосфере. После перехода через точку Пастера преимущество в естественном отборе получают организмы, способные к кислородному дыханию. С этого момента начинается третий этап в эволюции биосферы Земли.

.3 Окислительный этап в эволюции биосферы

Третий этап эволюции биосферы связан с развитием фотоавтотрофной биосферы Земли. С этого момента количество кислорода в атмосфере начало резко повышаться. Еще в протерозое (2,6 млрд. - 570 млн. лет назад) эукариоты разделились на растительные и животные клетки. Большей частей растительных клеток использовался фотосинтез. Благодаря этому концентрация кислорода в атмосфере возрастала, и его уже стало хватать для процессов дыхания. Тогда же в океане появились первые многоклеточные организмы.

Около 400 млн. лет назад (конец ордовика - начало силура), когда концентрация свободного кислорода в атмосфере достигла 10%, возник озоновый экран, предохраняющий живое вещество от жесткого излучения, и жизнь вышла из моря на сушу. Как только это случилось, резко возросла интенсивность реакций фотосинтеза, а следовательно, и поступление кислорода в атмосферу. Всего за 100 млн. лет концентрация кислорода достигла современного значения в 21%. После этого состав атмосферы практически не менялся до наших дней.

Выход жизни на сушу обусловил резкое увеличение массы живого вещества. (Масса живого вещества суши в 800 раз больше биомассы океана.) Одновременно жизнь проникала все глубже в океан, осваивая все большие глубины. Наземные растения, отмирая, положили начало образованию угля, нефти, газа, горючих сланцев. Стал меняться биогеохимический круговорот элементов. При этом снижалась роль основных пород, и в земной коре вместо магния, кальция, железа большую роль стали играть кремний, натрий, алюминий, калий. Также благодаря деятельности живых организмов резко возрос круговорот кислорода и углекислого газа. Эти процессы, а также постепенное снижение уровня радиации стимулировали и ускоряли усложнение живого вещества, вели к появлению новых, более высокоорганизованных видов.

Так, на суше появились папоротники, хвощи, семенные папоротники. Развитие наземной растительности и образование почв создали предпосылки для выхода на поверхность континента животных. В результате эволюции растительного мира в мезозойской эре (около 200 млн. лет назад) возникли леса хвойных и цветковых растений.

Формирование и развитие биосферы предстает как чередование этапов эволюции, прерываемых скачкообразными переходами в качественно новые состояния, в результате чего образовывались все более сложные и упорядоченные формы живого вещества. В истории биосферы бывали временные остановки прогрессивного развития, но они никогда не переходили в стадию деградации, поворота развития вспять. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть на основные вехи в истории развития биосферы:

·появление простейших клеток-прокариотов;

·появление значительно более организованных клеток-эукариотов;

·объединение клеток-эукариотов с образованием многоклеточных организмов, функциональная дифференциация клеток в организме;

·появление организмов с твердыми скелетами и формирование высших животных;

·возникновение у высших животных развитой нервной системы и формирование мозга как органа сбора, систематизации, хранения информации и управления на ее основе поведением организмов;

·формирование разума как высшей формы деятельности мозга;

·образование социальной общности людей - носителей разума.

Вершиной направленного развития биосферы стало появление в ней человека. В ходе эволюции Земли на смену геолого-биологической эволюции пришел период социальной эволюции, который принес самые крупные изменения в биосфере Земли, во всем облике нашей планеты.

.0Ключевые этапы эволюции биосферы

В истории нашей планеты, как и в жизни любого человека, существуют различные этапы самосовершенствования, от возникновения к нечто современному и совершенному иными словами эволюция. С эволюционной точки зрения биосфера прошла восемь этапов эволюции и это число отнюдь не конечное.

Около 600 млн. лет назад жизнь овладела мелководья и относительно быстро после этого вышла на сушу. Царство млекопитающих и покрытосеменных растений наступило 60 млн. лет назад, т.е., биосфера приобрела облик близкий современному. 6 млн. лет назад возникла группа приматов, являющихся прямыми и непосредственными предками современного человека, - гоминиды. 600 тыс. лет назад появился человек разумный, примерно 60 тыс. лет назад он овладел огнем и, таким образом резко выделившись из природы. Возникновение современной цивилизации можно отнести к периоду примерно 6 тыс. лет тому назад, а зарождение современного способа производства и начало Нового времени - 6 веков тому назад. Глобальных масштабов антропогенное воздействие на окружающую среду достигло, пожалуй, к середине XX века.

Исходя, из выше перечисленного биосфера прошла следующие ключевые этапы эволюции:

·Возникновение;

·Выход жизни на сушу;

·Вымирание динозавров;

·Появление гоминид;

·Появление человека;

·Овладение огнём;

·Цивилизация;

·Современный этап (наши дни).

.1Возникновение

земля живой организм биосфера

Возникновение биосферы относят к самым ранним периодам развития планеты. Первые известные окаменелые остатки живых организмов (возраст - 3,55 млрд. лет), были обнаружены в Западной Австралии Уильямом Шопфом. Они чрезвычайно похожи по структуре на современных цианобактерий (иначе называемые сине-зелёные водоросли), достаточно высокоразвитых фотосинтетиков. Геохимические данные свидетельствуют о том, что фотоавтотфная жизнь на планете существовала 4 млрд. лет тому назад. С биологической точки зрения её должна была бы предшествовать жизнь гетеротрофная. Но, как и, главное, когда она успела возникнуть?

Многовековая борьба за доказательство невозможности возникновения живого из неживого, завершилась триумфальными экспериментами Л. Пастера, которые поставили, казалось бы, точку в этом споре. Но, тогда оказалось, что жизнь могла быть сотворена лишь Богом. С этим не могла смериться материалистическая наука XX в. А. И. Опарин в 1924 г., а затем Дж. Холдейн в 1929 г. Выдвинули гипотезы биогенеза - возможности самопроизвольного зарождения жизни на Земле. Вообще говоря, было создано множество гипотез зарождения жизни, экспериментальной базой которых послужила, главным образом возможность синтеза простейших органических соединений в условиях древней Земли, как мы их себе сейчас представляем. Толчком к этому послужило открытие Миллером легкости образования аминокислот из неорганических предшественников.

Сама белковая молекула состоит из более простых частей - соединений углерода, водорода, азота и кислорода, связанных между собой определенным образом и образующих так называемые аминокислоты. Эти кислоты входят в состав любого организма, но можно ли назвать их самих «живыми»? Ученым удалось образовать аминокислоты из соединений, которые предположительно входили в состав первичной атмосферы <#"19" src="doc_zip1.jpg" />), метана (), аммиака () и водяного пара (). Эту смесь подвергали сильным электрическим разрядам, а затем конденсировали. В полученной жидкости были обнаружены аминокислоты <#"19" src="doc_zip9.jpg" />) превращается в молекулы озона (). Озон, скапливаясь в верхних слоях атмосферы, образует экран, защищающий Землю от ультрафиолетовых лучей. Сейчас мы живем как бы под зонтиком, который образует свободный кислород, а на ранних этапах истории Земли этой защиты не существовало. Поэтому в безжизненном первобытном мире, даже если бы каким-то образом возник какой-нибудь современный организм, он не мог бы выжить, потому что тогда не было этого защитного экрана.

Как мы уже говорили, ископаемые остатки, найденные в породах, показывают, что приблизительно 3,2 миллиарда лет назад в море <#"19" src="doc_zip13.jpg" />). Поэтому при достаточном количестве растений, производящих кислород, он тоже должен был в свою очередь накапливаться в море. В этих новых условиях в присутствии свободного кислорода становится возможным процесс дыхания. Дыхание - процесс, обратный фотосинтезу, - не только производит углекислый газ, необходимый для растений, но также высвобождает большое количество энергии - приблизительно в тридцать пять раз больше, чем ферментация. Эта энергия имеет такую форму, которая может использоваться для роста и движения организмов. При этих очевидных преимуществах дыхание должно было сделать возможным существование животных. Животные с пользой употребили избыток энергии, образующейся при дыхании. Они научились свободно перемещаться, некоторые очень быстро, в поисках пищи. Движение требовало координации частей тела, точного контроля и способности быстро принимать сложные решения. Для этого нужен был мозг, еще одно имеющее большую ценность отличие животных от растений.

Таким образом, возникновение биосферы начинается с химических процессов, которые позднее приобретают характер биохимических. Последовательность этих процессов в схематизированном виде представляется в следующем виде:

Такова химически обоснованная последовательность событий в образовании жизни в самом простейшем виде. Она выглядит логичной, но нельзя забывать, что это все еще не более чем гипотеза <#"justify">I.Внеземные:

.Снижение астероида - 1 из самых популярных версий (т.н. «гипотеза Альвареса»). Она базируется основным образом на приблизительном соответствии времени образования кратера Чикшулуб, который считается отпечатком от падения астероида объемом около 10 км в пределах 65 млн. лет назад на полуострове Юкатан в Мексике и временем вымирания основной массы из исчезнувших видов динозавров. Также, астрофизические расчёты, основанные на наблюдениях ныне имеющих место быть астероидов, демонстрируют, что астероиды объемом наиболее 10 км сталкиваются с территорией примерно в пределах одного раза в 100 млн. лет, что по порядку величины соответствует, вроде как, датировкам знаменитых кратеров, оставленных этими метеоритами, а с иной - зазорам времени меж пиками вымираний биологических видов в фанерозое. Нужно обнаружить, что авторы и союзники данной гипотезы в научной среде, практически в ста процентах случаев, считаются не палеонтологами, а адептами иных научных направлений (физиками, астрономами, геологами и пр.) Теорию одобряет увеличенное содержание платиноидов в слое на границе мела и палеогена. Увеличенное содержание платиноидов отмечается на границе мезозоя и кайнозоя везде где только можно в земной коре. Эти составляющие, например изотоп Os-187, в такой сосредоточения не имели возможности образоваться по неким иным причинам и имеют явно метеоритный генезис;

.Версия «многократного падения» ("multiple impact event"), допускающая некоторое количество последовательных ударов. Она привлекается, например, для обоснования того, что вымирание состоялось не одномоментно (см. раздел Дефекты гипотез) Косвенно в её пользу говорит тот прецедент, что астероид, создавший кратер Чикшулуб, был одним из кусков наиболее солидного небесного тела. Некоторые геологи считают, что «кратер Шива» на дне Индийского океана, датируемый приблизительно таким же временем, считается отпечатком падения второго огромного метеорита, хотя эта сторона медали считается дискуссионной;

.Взрыв сверхновой звездные небеса или ближайший гамма-всплеск;

.Конфликт Территории с кометой..Земные абиотические :

.Ужесточение вулканической активности, с коей связывают ряд эффектов, которые имели возможность бы повлиять на биосферу:

·перемена газового состава атмосферы;

·парниковый эффект, стимулированный выбросом углекислого газа при извержениях;

·перемена освещённости Территории в связи выбросов вулканического пепла (вулканическая зима). В пользу данной гипотезы заявляют геологические свидетельства о огромном излиянии магмы меж 68 и 60 млн. лет назад на земли Индостана, в - следствии которого возникли деканские траппы;

.Внезапное снижение значения моря, произошедшее в последней (Маастрихтской) фазе мелового периода («Маастрихтская регрессия»);

.Перемена среднегодовых и сезонных температур, при том, что инерциальная гомойотермия солидных динозавров, настоятельно просит ровного тёплого климата. Вымирание, впрочем, не совпадает по времени с солидной переменой климата;

.Внезапный скачок магнитного поля Земли;

.Переизбыток воздуха в атмосфере Земли;

.Внезапное замораживание океана;

.Перемена состава морской воды..Земные биотические:

.Эпизоотия;

.Динозавры не сумели приспособиться к изменению вида растительности и получили отравление алкалоидами, содержащимися в появившихся цветковых растениях;

.Динозавров истребили первые хищные млекопитающие, уничтожая кладки яиц и детёнышей;

.Версия взаимозависимости биологических видов от региона обитания. Очень вероятно, что наиболее солидная по количестве категория травоядных динозавров(диплодоков) не соблюла равновесие экосистемы, поедая зеленую массу в грандиозных числах, что привело в первую очередь к инверсии в растительном мире и выходу в свет покрытосеменных, а так же к сокращению популяции диплодоков, коим просто-напросто стало нечего есть. Настолько же биогеоценотическим образом имели возможность закончить свое существование и прочие виды.

Вышеперечисленные гипотезы имеют все шансы дополнять друг друга, что некоторыми исследователями применяется для выдвижения различного семейства комбинированных гипотез. К примеру, удар огромного метеорита имел возможность спровоцировать ужесточение вулканической активности и выброс немаленький массы пыли и пепла, что в совокупности могло стать причиной перемена климата, а это, к тому же - перемена вида растительности и пищевых цепочек, и т.д.; перемена климата кроме того могло мотивироваться снижением значения Крупного океана.

Ни одна из перечисленных гипотез не имеет возможности гарантированно пояснить весь ансамбль явлений, связанных с вымиранием динозавров и прочих видов в конце мелового периода.

Говоря о причинах вымирания непосредственно динозавров, нужно отметить некоторые актуальные отличительные черты этого вымирания:

·Вымирание возможно назвать «быстрым» лишь по геологическим меркам, вместе с тем основная масса палеонтологов считают, что в реальности оно заняло минимум нескольких сотен тыс. лет;

·Как говорится, заявлять о «быстром вымирании динозавров» не абсолютно адекватно. В каждый группе живых существ неустанно идёт образование свежих видов и вымирание раньше имеющих место быть. Эти процессы идут в одно и тоже время, и при равенстве скоростей вымирания и образования свежих видов категория присутствует. С данной стороны медали во время «великого вымирания» скорость непосредственно вымирания динозавров (именно динозавров, с морскими рептилиями картина смотрится иначе), т.е. пропадания раньше существовавших видов, не выше скорости вымирания в прошедшее время. Хотя на смену вымиравшим видам динозавров не приходили свежие, вследствие чего категория, в конечном итоге, всецело вымерла;

·Гипотезы фокусируются непосредственно на вымирании, которое, как думает часть изыскателей, шло теми же темпами, что и в предшествующее время;

·Часть гипотез имеют недостаточно фактических подтверждений. Так, не найдено практически никаких отпечатков того, что инверсии магнитного поля Территории оказывают большое влияние на биосферу; нет убедительных доказательств того, что маастрихтская регрессия значения Крупного океана имела возможность вызвать групповое вымирание этих масштабов; нет доказательств внезапных скачков температуры океана непосредственно в этот период; кроме того не доказано, что ужасающий вулканизм, вследствие которого возникли деканские траппы, был повсеместным, либо что его интенсивность была необходимой для массовых перемен климата и биосферы;

·Все импактные гипотезы (гипотезы ударного воздействия), даже астрономические, не поясняют избирательности вымирания (почему какие-нибудь организмы вынесли все тяготы, как скоро иные были убиты) и вовсе не отвечают допускаемой продолжительности его периода (многие категории животных начали вымирать еще до конца мела) Переход таких же аммонитов к гетероморфным формам также говорит о некой нестабильности. Довольно быть может, что практически все виды уже были подточены некими долговременными процессами и стояли на пути вымирания, а катастрофа просто ускорила процесс;

С иной стороны, надлежит подразумевать, что продолжительность периода вымирания не быть может наверняка оценена в связи эффекта Синьора-Липпса, связанного с неполнотой палеонтологических данных (время захоронения последнего найденного ископаемого имеет возможность не соответствовали времени пропадания таксона).

«Биосферная» версия:

В российской палеонтологии востребована биосферная версия «великого вымирания», даже вымирания динозавров. Нужно отметить, что основная масса палеонтологов, специализируются не на изучении динозавров, а иных животных: млекопитающих, насекомых, и т.д. Сообразно ей, ключевыми исходными факторами, предопределившими пропадание динозавров, стали:

·Выход в свет цветковых растений;

·Постепенная перемена климата, вызванная дрейфом материков.

Последовательность событий, приведшая к вымиранию, видится грядущим образом:

·Цветковые растения, имеющие наиболее развитую корневую систему и лучше использующие плодородие основы, довольно резко, везде, где только можно выдавили многие другие виды растительности. При всем при этом были замечены насекомые, специальные на питании цветковыми, а насекомые, «привязанные» к раньше существовавшим видам растительности, начали вымирать;

·Цветковые растения образуют дернину, которую являются наилучшим из природных подавителей эрозии. Вследствие их распространения уменьшилось размывание плоскости суши и, в соответствии с этим, поступление в океаны сытных препаратов. «Обеднение» океана едой привело к гибели солидной части водорослей, являвшихся ключевым изначальным изготовителем биомассы в океане. По цепочке такое положение вещей способствовало абсолютному нарушению всей морской экосистемы и повлекло за собой групповых вымираний в море. Это же вымирание затронуло и солидных летающих ящеров, какие, по имеющимся представлениям, были трофически связаны с морем. Часть солидных морских рептилий, также, имела возможность не выдержать конкуренции с появившимися непосредственно в это время акулами передового типа;

·На суше животные энергично приспосабливались к питанию зелёной массой (кстати, и травоядные динозавры также) В небольшом размерном классе были замечены небольшие фитофаги-млекопитающие (типа крыс) Их выход в свет привело к выходу в свет и надлежащих хищников, коими также стали млекопитающие. Малоразмерные хищники-млекопитающие были неопасны для совершеннолетних динозавров, хотя питались их яйцами и детёнышами, создавая динозаврам вспомогательные проблемы в воспроизводстве. При всем при этом служба охраны потомства для динозавра фактически неосуществима в связи очень немаленькой разности в объемах совершеннолетних особей и детёнышей;

·Вследствие дрейфа материков в конце мелового периода поменялась система невесомых и морских течений, что привело к некоторому похолоданию на солидной части суши и ужесточению сезонного температурного градиента. Инерциальная гомойотермия, обеспечивавшая динозаврам эволюционное превосходство в прошедшее время, в этих условиях уже мешала эффекта.

В итоге всех перечисленных причин для динозавров создались негативные условия, какие и дали почву остановке выходы в свет свежих видов. «Старые» виды динозавров ещё некоторое время присутствовали, хотя со временем вымерли всецело. По всей видимости, твердой прямой конкуренции динозавров и млекопитающих не было, они занимали различные размерные классы, существуя вдоль. Только впоследствии пропадания динозавров млекопитающие захватили освободившуюся экологическую нишу, и то не сразу.

.4 Появление гоминид

Первые гоминиды <#"19" src="doc_zip16.jpg" />. В 1959 году супруги-антропологи Луис и Мэри Лики находят примитивный гориллообразный череп, обладающий отдалённо человеческими чертами, объёмом мозга около 500 . Возраст находки - от 1,6 до 1,9 млн лет назад. Объект назвали Зинджантропом (Зиндж - старинное арабское название Восточной Африки). Но, по существу, это разновидность австралопитека. После примерного рубежа в 300 тысяч лет назад в раскопках их более не находили, они просто исчезли.

Год спустя там же супруги Лики находят несколько останков, по выражению антропологов, великолепного человека, получившего название Homo habilis - Человек умелый. Его мозг - объёмом приблизительно 700 , а кисть руки снабжена цепкими пальцами, способными создавать простейшие орудия труда. Рядом находились обработанные этими гоминидами образцы гальки. Возраст Человека умелого - не менее 2 млн лет назад. Некоторые учёные назвали находку предком Человека разумного, но существует также мнение, что прямым предком Человека был представитель некоей пока неизвестной линии, отличной от остальных гоминидов.

В 1891 году впервые была обнаружена ещё одна ветвь эволюционного куста гоминидов - они получили название питекантропов. Антропологами найдено немалое количество останков питекантропов, что позволило оценить период их процветания от 700 до 500 тысяч лет назад. Эти представители гоминидов по строению и объёму черепа, не превышающему 400 кубических сантиметров, и по ряду других признаков близки к обезьянам. Но они передвигались на двух ногах, и у них были свободны руки для владения орудиями защиты, что даёт им право относиться к гоминидам.

После исчезновения питекантропов с промежутком в несколько сотен тысячелетий обнаружена следующая ветвь в эволюционном развитии гоминидов. В 1937 году в пещерах недалеко от Пекина была найдена стоянка человекообезьян нового вида, получивших название синантропов (пекинский человек). Они близки к питекантропам, но более позднего развития. Объём мозга увеличился в среднем до 1050 см3. Они добывали и умели поддерживать огонь, имели постоянные места проживания в пещерах, их верхние конечности - в основном настоящие человеческие руки, способные производить довольно сложные трудовые действия. По деталям строения черепа обнаружена некоторая асимметрия мозга, что позволяет говорить о преимущественном значении правой руки. Их исчезновение в раскопках можно отнести примерно к 70 тысячам лет назад. В пещерах имелись обработанные орудия из камней, костей и оленьих рогов. На этом заканчивается эволюционная история гоминидов - происходит переход к истории человека.

К сожалению, в эволюционном потоке, каким мы его представляем сегодня, невозможно выделить непрерывную цепочку протекавших процессов развития, в такой цепи выпадают важные звенья. Одно из таких звеньев - неизвестен переход от обезьяны к человекообезьянам, а второе выпадающее звено - переход от человекообезьян к человеку. Вряд ли нас должно смущать отсутствие плавности в переходах. Современные научные знания говорят, что в природе протекают скачкообразные переходные процессы в качественно новые состояния материи. Но в истории происхождения человека очень хотелось бы узнать механизмы, осуществляющие такие переходы.

Пока можно отметить, что в последние годы проведены генетические оценки близости Человека с человекообразными обезьянами. Биологи научились точно идентифицировать родство среди людей и животных путём сравнения внутриклеточных ДНК любых двух особей. Оказалось, что ДНК человека отличается от ДНК шимпанзе всего на 2,5 процента. Немного больше оно отличается от ДНК гориллы. Это означает несомненное родство людей с высшими обезьянами, существование в прошлом общего их предка. Если бы факт родства был известен в 1859 году, когда вышел в свет капитальный труд Дарвина Происхождение видов, то автору этого выдающегося труда не пришлось бы страдать от грязных нападок тех, кто не мог смириться с известием о своём животном происхождении и отдалённом родстве с обезьяной.

В 1856 году в Германии, в долине Неандерталь, были найдены останки гоминида, явно представляющего первый чисто человеческий вид. Он получил название неандерталец. Останки неандертальцев стали находить по всей Европе, а период их существования на этом континенте оценён от примерно 200 тысяч до 30 тысяч лет назад. Внешне неандертальца характеризовал вдавленный назад подбородок, внушительные надбровные дуги, очень большие челюсти, широкий нос с горбинкой, большая голова, объём его мозга на 10 процентов превышал объём мозга Человека Разумного, но имел иную конфигурацию. Средний рост мужчины - 1,65 метра, средний рост женщины - 1,55 метра. Это были физически очень сильные люди.

Следующим сюрпризом в истории Человека стало открытие в 1886 году в раскопках у селения Кро-Маньон (Франция) скелетов пяти людей, получивших название кроманьонцев. Хорошо сохранившийся скелет мужчины позволил определить его внешние особенности: рост 180 см, прямой лоб, небольшие надбровные дуги, нос узкий и длинный, чётко выраженный подбородок, высокий черепной свод, объём мозга свыше 1600 см3. По всем признакам кроманьонец почти не отличается от современного человека (Homo Sapiens), но он появился в Европе только 50 тыс. лет назад. Без сомнения, он является нашим прямым прародителем.

В свете этого открытия, дополненного последующими находками, возникает два вопроса. Первый: в каких отношениях, в какой степени родства находится новый пришелец, кроманьонец, с давно обосновавшимся в этих местах неандертальцем? Второй - откуда появился в Европе полностью оформленный тип современного человека?

На первый вопрос ответ формулируется так. Проведённые сравнительные исследования ДНК неандертальца и современного человека показали очень сильные их отличия друг от друга. Так что кроманьонцы не произошли от неандертальцев. Видимо, речь идёт о двух далеких друг от друга эволюционных линиях. Оба человеческих вида примерно десять тысяч лет проживали совместно. Но при этом отсутствуют основания для предположений о возможных их смешиваниях, дающих совместных потомков. Генетически это маловероятно.

Неандертальцы оказались тупиковой ветвью, они незаметно исчезли примерно 24 тысячи лет до н.э. Существует несколько предположений о причинах их исчезновения. Кроманьонцы уступали в физическом отношении более мощным неандертальцам, но они оказались умнее их и, главное, отличались хорошо согласованными коллективными действиями в повседневных делах, на охоте и в стычках с враждебными племенами. Известно, что на стоянках неандертальцев находили обглоданные кости кроманьонцев, что говорит о признаках ритуального каннибализма. Но и на стоянках кроманьонцев также обнаружили обглоданные кости неандертальцев. Возможно, что между этими видами шла война, и первое предположение утверждает, что кроманьонцы постепенно вытеснили из равнинных мест и затем уничтожили неандертальцев. Другое предположение - 30 тысяч лет назад был разгар последней ледниковой эпохи. Неандертальцы, в отличие от кроманьонцев, не сумели приспособиться к резкому похолоданию, к уменьшению числа животных, которых они добывали для своего пропитания (а они кормились только охотой). В результате неандертальцы не пережили трудной эпохи и исчезли.

На второй вопрос пока нет чёткого ответа. Есть признаки того, что средиземноморский район был местом формирования кроманьонца, после чего он в готовом виде оказался в Европе. Высказывается предположение, что его предок - гейдельбергский человек, останки которого обнаружены в Германии и в пещерах на севере Испании, где этот вид гоминидов проживал примерно 400 тысяч лет назад. Эти древние люди обладали речью, носили одежду и пользовались примитивными орудиями. Их относят к виду Homo erectus (Человек прямоходящий), близкому к синантропу. Других переходных видов гоминидов на пути к современному человеку не найдено.

Правда, есть в истории антропологии таинственный случай. Супруги Лики в 1960 году обнаружили останки особи, явно очень близкой к современному человеку. Эти останки обнаружены в породах, возраст которых оценивался примерно в 2,9 млн лет, когда в заметных количествах находили только ранних австралопитеков. Такая находка настолько потрясла антропологов, что о ней предпочли забыть, поскольку других подтверждений найденного не было. Этот единичный объект никто не решился признать возможным предком кроманьонца и современного человека - слишком давний возраст без последующего продолжения данной линии не даёт необходимых оснований для такого предположения. Кстати, это не единственный пример того, что в прошлом встречаются и другие таинственные объекты, оставленные антропологами без внимания из-за их единственности.

По поводу происхождения Человека вернее всего звучит высказывание П. Тейяра де Шардена, блестящего учёного, участвовавшего в раскопках и изучении питекантропов и синантропов. В своей книге Феномен человека он писал: Я охотно представляю себе нового пришельца (Человека разумного) возникшим из автономной, долгое время скрытой, хотя и втайне активной эволюционной линии, которая в один прекрасный день выступила победоносно среди всех других линий, несомненно, из самой сердцевины этих псевдонеандерталоидов. Решение этой загадки - дело будущего.

Пока уверенно можно говорить, что двадцать тысяч лет назад в биосфере остался единственный вид людей - Человек Разумный. И дальнейшее развитие биосферы протекало в условиях, когда обладатель Разума своей активной деятельностью начал вмешиваться в процесс её развития. Об этом наше следующее повествование.

2.6 Овладение огнём

В палеолите и неолите человек не мог выделить себя из природы, был ее неотъемлемой составной частью, и его деятельность была направлена на борьбу за выживание. Однако с овладением огнём человек стал меньше зависеть от климатических особенностей среды обитания и он к рубежу 34 - 40 тыс. лет назад расселился практически на всех континентах. Он уничтожил до 60% крупных млекопитающих суши. Практически полностью уничтожил мамонта, шерстистого носорога, пещерного медведя и других животных. Так что роль первобытного человека в изменении окружающего его мира уже в те далекие времена была огромна. Но это была неосознанная роль борьбы за выживание животного среди себе подобных (вначале австралопитека (australopithecus), затем человека умелого (Homo habilis), человека прямоходящего (Homoerectus), человека современного (Homo sapiens). Быстрый рост численности Homo sapiens, использование им огня, как способа защиты от холода, зверей, а также способа охоты (пускание палов в лесостепных и лесных районах с целью легкой добычи животных), создало обстановку нарастающего влияния человека на среду обитания. Он стал силой, способной изменять ландшафты, но еще не мог влиять на существо процессов, происходящих в биосфере. Лишь убедившись в том, что одной охотой нельзя создать необходимый прожиточный уровень, он стал приручать животных и тем самым открыл путь к скотоводству, а потом уже (в неолите) занялся и земледелием, осваивая постепенно долины больших и малых рек. Разумная деятельность человека, т.е., уже начинает формировать новую среду обитания, которая позволила ему меньше зависеть от стихии природы.

.7 Цивилизация

С того момента, как человек резко выделился из природы овладев огнём и став независимым от природных особенностей, резко возросли его потребности. Не сразу, постепенно, человек начал строить себе жильё, изначально из шкур животных, затем из камня, глины, и дерева. Всё это требовало ресурсов, которые, как нам сейчас известно, бывают исчерпаемые и неисчерпаемые, потребность в пище привело к полному уничтожению отдельных видов, с появлением орудий труда и перехода на земледелие человек смог сам производить пищу, выращивая хлеб и иные культуры. Изначально человек пользовался природными площадками, а затем занялся вырубкой лесов, скотоводством, завоеванием новых земель порой через войны. Появление первых государств, культур, одним словом цивилизация.

Некоторые народы долгое время жили в единстве с природой и брали только самое необходимое. Но к конечном итоге на помощь людям пришёл промышленный, а затем и технический прогресс. Зависимость человека от природы списана на нет, за исключением природных аномалий и стихийных бедствий.

Развитие промышленности будь то легкой, будь то тяжёлой, влечет за собой загрязненнее окружающей среды, выбросы в атмосферу, сбросы в воду и засорение больших территорий бытовыми отходами, которые словно бомбы замедленного действия превращают жизнь вокруг в невыносимое испытание. Но самое страшное стало овладение человеком ядерной энергии, с одной стороны дешёвая энергия с другой настолько непредсказуемая и опасная, что люди во многих странах мира требуют от своего руководства отказаться от использования энергии АЭС. Миру уже известны случаи: Чернобыльская АЭС и Фукусима яркий пример непредсказуемости. А что касается ядерного оружия, эта ноу-хау человека, которая способна уничтожить весь мир и всё что на нем обитает.

С увеличением численности населения увеличиваются его потребности. Истории ещё не известен случай когда человек массово отказался от всех благ цивилизации, наоборот, но требует и требует, всё больше и больше, нефть, газ, уголь, золото, бриллианты и многое другое, что находится под землёй и над ней. А что человек даёт в замен? Самыми опасными продуктами человеческого производства считаются выбросы свинца, ртути, формальдегида мышьяк, бензапирен, кадмий, в некоторых городах, в том числе и в России, обнаружен радиоактивный радон. А что происходит с озоновым экраном, появление которого и способствовало выходу жизни на сушу? Появление озоновых дыр и их увеличение ведет к тому, что в конце концов наша планета станет не пригодной для жизни на ней.

О том какой вред наносит природе цивилизация можно говорить долго и не смотря на то что предпринимаются различные экологические мероприятия лучше пока не становится. Но это уже тема современного этапа эволюции биосферы, который только что начался, и которому ещё предстоит пройти по планете, принеся свои результаты в её почти 4 млрд. историю.

Заключение

История нашей планеты насчитывает 4 млрд. лет. За это время на ней произошло немало очень важных и значимых событий, одно из которых появление жизни и само собой появление человека - разумного. Как говорил один из киноперсонажей « Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе, это науке пока не известно…», но вот то, как жизнь зарождалась на нашей планете науке известно. И пусть в этом вопросе существует немало споров, и происходят столкновения сторонников различных идей, одно от себя скажу, что жизнь на нашей планете образовалась не случайно. Пусть как предполагают, некоторые гипотезы и доказывают эти предположения практически, жизнь образовалось в ходе абсолютно случайных химических либо физических реакций и действий и пусть некоторые с этим не согласятся, в любом случае в этих реакция и действиях был смысл. Я не сторонник того, что жизнь на земле создал Бог, меня в таких случаях всегда интересовал вопрос, а кто создал Бога? Науке в наше время это пока не известно?

Биосфера это с одной стороны сильный и мощный механизм на котором держится планета и так оно было до определенного момента, а точнее до того момента когда человек стал независим от природы. Биосфера и посей день главный механизм жизни на нашей планете, но как некогда её угрожает большая опасность, нет, это не огромный астероид и не конец света, который в этом году, почему то не произошёл, это губительная хозяйственная деятельность человека, без которой он не видит своё существование и которое медленно но верно губит нашу планету, тянет в пропасть неизвестного. Сколько времени потребуется планете, чтобы вновь стать обитаемой, если жизнь её в итоге покинет неизвестно, но учитывая то, сколько времени потребовалось, чтобы жизнь зародилась на ней, то это очень много.

Человеку стоит беречь свой мир, стараться как можно меньше оказывать своё влияние на биосферу. История знает о массовых вымираниях и человек не должен попасть в этот список, поэтому ему надо в корень пересмотреть свои планы и по возможности чаще думать о последствиях.

Литература

1.Алексеев А.С. Типизация фанерозойских событий массового вымирания организмов/ Алексеев А.С. - 11 вестник МГУ, сер.4 «Геология», №5, 2000.

.Бурзин М.Б. Лаборатория докембрийских организмов/ Бурзин М.Б. - источник в интернете

.Бурзин М.Б. Тенденции в эволюции бентосной растительности в позднем докембрии / Бурзин М.Б. - Альгология. 1996. Т.6. №4. С.407-426.

.Вернадский В.И. Общее понятие о биосфере. // Вернадский В.И. Начало и вечность жизни./Сост., вступ. ст., коммент. М.С.Бастраковой, И.И.Мочалова, В.С.Неаполитанской. - М.: Сов. Россия 1989.

.Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды/ Голдовская Л.Ф. - М.: Мир 2005 - 296 с.

.Зилов Е. А. Химия окружающей среды/ Зилов Е. А. Уч. пособ. - Иркутск: Ирк. ун - т, 2006 - 148 с.

.Иорданский Н.Н. Эволюция жизни./ Иорданский Н.Н - М. «Академия», 2001.

.Пономаренко А.Г. Основные события в эволюции биосферы. Проблемы доантропогенной эволюции биосферы./ Пономаренко А.Г. - М.: Наука, 1993. С.15-25.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНН

Больше работ по теме: