Лекция 9. Живой организм как система
Эволюция жизни
Индивидуальное развитие организмов
Развитие зародыша животных
Постэмбриональное развитие
Организм как система
Эволюция жизни
Геологи делят историю Земли на два эона: криптозой, он же докембрий, и фанерозой. Фанерозойский эон начался примерно 570 миллионов лет назад и идёт по сей день; первые же геологические породы докембрия, доступные для изучения, имеют возраст около 3,5 миллиардов лет. Криптозойский эон делят на две эры: архейскую и протерозойскую. Считается, что архей закончился (и протерозой начался) 2,5-2,7 миллиарда лет назад. Иногда из архея выделяют катархей (4,5-3 миллиарда лет назад).
В докембрийских отложениях отсутствует скелетная фауна, которая служит основой для построения шкалы времени в фанерозое; тем не менее, органических остатков здесь достаточно много. Первые организмы появились уже в архее и были, по-видимому, гетеротрофами. Возрастание численности гетеротрофов должно было привести к уменьшению количества пищевых ресурсов. Возникшая конкуренция ускорила появление автотрофов, способных использовать энергию света для синтеза сложные органические вещества. Первые фотосинтезирующие организмы не выделяли кислород; лишь потом появились организмы, подобные синезелёным водорослям, наполнившие атмосферу молекулярным кислородом.
Около полутора миллиардов лет назад, в верхнем протерозое, называемом также рифей, появились первые организмы с ядром в клетках. Несколько позже от колониальных жгутиконосцев произошли многоклеточные животные. В переходном периоде между криптозоем и фанерозоем (венд; 680-570 миллионов лет назад) были представлены практически все современные царства. Особенно многочисленны остатки животных – кишечнополостных, первых кольчатых червей.
Примерно 570 миллионов лет назад организмы животных приобрели способность поглощать кальций. В отложениях той эпохи впервые появились скелетные остатки (радиолярии, губки, позднее кораллы). В отличие от криптозоя – времени скрытой жизни – следующий за ним фанерозойский эон называют временем явной жизни. Фанерозой делится на три эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую.
Палеозойская эра длилась около 350 миллионов лет. Она разделяется на шесть периодов: кембрийский, ордовиковский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский.
В кембрии (570-500 миллионов лет назад) происходит бурный расцвет многоклеточных животных; к этому времени появляются представители почти всех современных типов животных.
В ордовике (500-440 миллионов лет назад) появились первые позвоночные – бесчелюстные панцирные рыбы. В ордовике появляются морские звезды, первые головоногие моллюски. Пышного развития достигают известковые красные и зелёные водоросли.
Следующим периодом был силур (440-410 миллионов лет назад). На сушу выходят псилофиты – примитивные травянистые сосудистые растения, жившие в прибрежной полосе. Многоножки, пауки и скорпионы стали первыми животными, завоевавшими сушу.
В девоне (410-350 миллионов лет назад) появились первые хрящевые рыбы (первобытные акулы). В нижнем девоне происходит массовое переселение рыбообразных из морей в озёра и реки; появляются двоякодышащие рыбы. У группы пресноводных кистепёрых рыб имелись лапоподобные плавники с членистым скелетом, очень похожим на кисть. В конце девона появились первые земноводные – ихтиостеги.
На суше в это время происходит расцвет псилофитов, появляются первые плауны и папоротники, а в конце девона – и древовидные папоротникообразные (лепидодендроны, циклостигмы и другие) высотой в несколько метров. Происходит завоевание воздуха: появляются первые насекомые.
В карбоне (350-280 миллионов лет назад) откладываются основные залежи каменного угля. Это связано с расцветом древовидных папоротникообразных. В самом конце периода зазеленели первые боры семенных папоротников и кордаитов – настоящих голосеменных деревьев.
Карбон – время расцвета панцирноголовых земноводных (стегоцефалов); от них, скорее всего, произошли современные земноводные. От другого подкласса амфибий произошли первые рептилии – котилозавры. В этом периоде также появились белемниты – предки кальмаров.
Пермь (280-230 миллионов лет назад) – ознаменовался появлением первых зверообразных пресмыкающихся. Вымирают трилобиты и гигантские скорпионы; на их место приходят современные ракообразные и насекомые. Бурно расцветают гингковые и хвойные.
Мезозойская эра длилась около 165 миллионов лет: с 230 до 65 миллионов лет назад. Мезозой делится на три периода: триасовый, юрский и меловой.
Флора триасового периода (230-195 миллионов лет назад) всё ещё похожа на пермскую. Начинается расцвет пресмыкающихся. Появились первые млекопитающие и настоящие костистые рыбы.
В юрском периоде (195-135 миллионов лет назад) появляются гигантские хищные и растительноядные динозавры, а также летающие и морские ящеры. Из растений преобладают папоротники, гинкго, саговники, хвойные. В морях – многочисленные головоногие (аммониты, белемниты), кораллы, иглокожие, радиолярии.
В начале мелового периода (135-65 миллионов лет назад) происходит коренное изменение флоры: возникают первые цветковые растения. Появляются первые беззубые птицы, сумчатые и плацентарные млекопитающие. В конце мелового периода внезапно вымирают динозавры, летающие и морские пресмыкающиеся, аммониты и белемниты.
Кайнозой – самая молодая группа слоёв земной коры. Эта эра началась 65-67 миллионов лет назад. Ранее кайнозой разделялся на третичный и четвертичный период, теперь – на палеоген, неоген и антропоген.
В палеогеновом периоде (70-25 миллионов лет назад) начинается расцвет млекопитающих и птиц. В палеоцене (70-55 миллионов лет назад) появляются хищные звери (пока ещё мелкие), грызуны, зайцеобразные. В эоцене (55-35 миллионов лет назад) появились первые парнокопытные, древнейшие предки лошадей и слонов, зубатые киты. В олигоцене (35-25 миллионов лет назад) появляются усатые киты и первые обезьяны.
Особенно богата фауна второго периода кайнозоя – неогена, длившегося примерно 23 миллиона лет. Вымирают сумчатые и древние хищники. В миоцене (25-10 миллионов лет назад) происходит расцвет парнокопытных, появляются тюлени и ядовитые змеи. В плиоцене (10-2 миллиона лет назад) появились древнейшие родственники людей – австралопитеки.
Антропоген (четвертичный период) начался приблизительно два миллиона лет назад. Примерно 250 тысяч лет назад закончился ледниковый период или плейстоцен. В это время вымирают многие крупные млекопитающие. Причиной гибели некоторых из них были пещерные люди. Появляется Homo sapiens – человек разумный.