kse_lecture_4_2011_zao

Исторические эры:

катархей (3,5 млрд лет - от образования Земли до зарождения жизни)

архей (3,5 - 2,6 млрд лет) протерозой (2,6 млрд - 570 млн лет) фанерозой (570 млн лет - наше время)

В ранних теориях — Опарин, Холдейн, Миллер, Юри — предполагалось, что органические соединения, необходимые для возникновения жизни, были синтезированы в «первичном бульоне», т.е. мелководных водоемах при участии атмосферных соединений, солнечного света и разрядов молний, что было подтверждено экспериментами. В дальнейшем органические вещества при переходе в коллоидную фазу могли сформировать отдельные сгустки-капли — коацерваты, которые могут увеличиваться в размерах, делиться на части и подвергаться химическим изменениям.

В более современных теориях (В. Мартин, М. Руссель) рассматривается возможность первичного синтеза вблизи гидротермальных скважин. Их воды богаты растворенными минералами и имеют высокую температуру. При исследовании морского дна около «черных курильщиков» были обнаружены целые экосистемы, цикл питания которых основан на хемоавтотрофных бактериях, которые расщепляют соединения серы и не зависят от солнечного света.

Первичные живые организмы были анаэробными, т. е. жили без кислорода, питаясь готовыми органическими веществами. Однако резерв органики, поставляемой естественными процессами синтеза из неорганических соединений, вероятно, был ограничен. Поэтому преимущество в адаптации получили те клетки, которые могли сами использовать энергию среды, химических реакций, а затем и солнечного излучения. Появились первые автотрофные организмы, постепенно развившие способность к фотосинтезу (около 3 млрд. лет назад).

Благодаря фотосинтезирующим организмам в гидросфере и затем в атмосфере появился свободный кислород, быстро меняющий состав атмосферы. Насыщение вод кислородом также способствовало переходу растворенных металлов в связанное состояние. Океан теряет кислотность, становясь хлоридно-сульфатным. К началу палеозоя атмосфера стала почти современной - азотно-кислородной по составу, хотя и со значительным количеством CO2. Примерно в это же время в прибрежных районах микроорганизмы начинают формировать почву.

В начале палеозоя (кембрийский взрыв) жизнь окончательно переходит на сушу, занимая области с влажным климатом, формируя наземные флору и фауну. Меняется качественный состав живого, организмы начинают усваивать минеральные вещества (Са и Si) для формирования своего скелета. Это сделало состав морской воды щелочным. Наконец в середине палеозоя при образования углей в каменноугольный и пермский периоды атмосфера еще больше освобождается от СО2.

Биологическая эволюция на Земле

Биологическая эволюция — необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся

1)изменением генетического состава популяций,

2)образованием, адаптацией и вымиранием видов

3)преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Существует несколько эволюционных теорий. Их отличие друг от друга в основном состоит в объяснении механизмов эволюции. Но сходятся они в том, что ныне живущие формы жизни являются потомками других форм жизни, существовавших ранее. На сегодняшний день наиболее распространённой является синтетическая теория эволюции (Дж. Хаксли, С. Райт, И.И. Шмальгаузен и др.), являющаяся развитием теории Дарвина.

Наименьшей функциональной единицей эволюции является популяция — группа организмов одного вида, обитающих на одной территории. С точки зрения СТ эволюция носит постепенный, длительный, но при том не направленный характер. Каждый этап эволюции представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

Вид состоит из множества соподчиненных, морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций. Вид существует как целостное и замкнутое образование. Его целостность поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, сопровождающимися обменом наследственным материалом.