развитие жизни в архее и протерозое

Биология в лицее

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Историю Земли и развитие жизни на ней обычно подразделяют на следующие друг за другом этапы – эры. В эрах выделяют периоды, а в периодах – эпохи. Это все очень длительные промежутки времени в истории нашей планеты, обычно выражаемые в миллионах лет.

В истории Земли выделяют шесть эр: катархей (ниже древнейшего) – начался около 4500 млн лет назад; архей (древнейший) – начался примерно 3500 млн лет назад; протерозой (первичная жизнь) – начался 2500 млн лет назад; палеозой (древняя жизнь) – начало относят к 534 млн лет назад; мезозой (средняя жизнь) – начался около 248 млн лет назад; кайнозой (новая жизнь) – начался более 65 млн лет назад и продолжается сейчас.

Представим кратко эволюцию жизни по эрам.

Катархей (от 4540 до 4000 млн лет назад) – образование «первичного бульона» в водах Мирового океана, процесс коацервации.

В это время в морях уже обитало множество разнообразных водорослей, в том числе прикрепленных ко дну. Суша была безжизненной, но по берегам водоёмов в результате деятельности бактерий и микроскопических водорослей начались почвообразовательные процессы.

В протерозойских отложениях находят многочисленных представителей беспозвоночных животных: губок, кишечнополостных, кольчатых червей, иглокожих.

Протерозой – огромная по продолжительности эра. В эту эру произошел расцвет эукариотических организмов, по своему разнообразию намного опережающих прокариот. Появление многоклеточности и дыхания обусловило прогрессивное развитие гетеротрофов и автотрофов. Наряду с плавающими формами ( водоросли, простейшие, медузы) появляются прикрепленные ко дну или какому–либо субстрату нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, губки, кораллы, а также ползающие организмы, например кольчатые черви. Последние дали начало моллюскам и членистоногим. Появляются симбиотические и паразитические формы организмов.

В протерозойских отложениях находят многочисленных представителей вполне сформировавшихся типов беспозвоночных животных: губок, кишечнополостных, кольчатых червей, моллюсков, членистоногих, иглокожих и др. В основном это были мягкотелые многоклеточные животные, не имеющие скелета, поэтому окаменелостей возраста протерозойской эры сохранилось ничтожно мало.

Источник

Архей и протерозой — время развития первобытных организмов

Окаменелости археозоя — это, в основном, только следы древней жизни, в отношении которой пока можно только догадываться. Первые одиночные доядерные клетки бактерий и сине-зеленых водорослей известны из Южной Африки, их возраст – 3 200 000 000 лет. Большие колонии этих водорослей оставили после себя массивные, часто куполообразные образования, называемые строматолитами.

Зал 8 Государственного биологического музея имени К. А. Тимирязева, посвященный протерозою и палеозою

Протерозой подразделяют на ранний, средний и поздний, а в составе последнего выделяют рифей и венд (вендский период), или Эдиакарий. Отложения протерозоя известны из Северной Америки, Австралии, Южной Африки, Евразии (в частности, Московская и Мезенская синеклизы). Эволюцию протерозойской биоты связывают с так называемой «кислородной революцией», которая состоялась еще в археозое.

Наиболее интересной и лучше всего изученной является эдиакарская (вендская) фауна, включающая странные многоклеточные бесскелетные организмы, размеры которых иногда достигали 1,5 м. После серии глобальных оледенений, которые планета пережила примерно 600–700 млн лет назад, в морях стали активно развиваться мягкотелые формы жизни. Среди них были как медузоиды радиально-симметричной формы, так и животные с двусторонней симметрией. Одни из них внешне напоминали современные кораллы, другие — кольчатых червей и членистоногих. Известны также следы ходов в иле. Большинство представителей уникальной вендской фауны вымерло еще в протерозое. Но среди них были и формы, давшие начало животным со сложной организацией, которые перешли в палеозойскую эру.

Источник

Геологическая эволюция

На настоящий момент установлено, что жизнь на Земле возникла около 3-3,5 млрд. лет назад. За это время на планете произошли существенные изменения: менялся климат, двигались материки, активно шли горообразовательные процессы. Вода то затапливала гигантские пространства на миллионы лет, то отступала под натиском испепеляющего солнца и жары.

Об этих процессах мы можем только догадываться, изучая осадочные породы, которые за это время пластами накладывались друг на друга. Химический анализ позволяет определить их возраст, а также сделать вывод о климате того периода. В определение возраста окаменелостей помогает радиоуглеродный анализ.

Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы были найдены в этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно теплых морей. Кислород отсутствовал, был возможен только анаэробный тип дыхания.

В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность, происходили значительные колебание температуры. На поверхности Земли жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей. Именно поэтому жизнь «спряталась» на дне океана, где не так выражены перепады температур и рассеивается УФ излучение.

К концу архея животные разделились на про- и эукариотические организмы.

Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)

Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно был холодный.

Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего огромные пространства заполняются водой.

Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные животные почти не встречались. В толще океана обитали фораминиферы и радиолярии.

Это период господства рыб в морях. Возникают активно плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время систематические группы рыб.

Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом (пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели способность переползать из одного водоема в другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и кистеперые рыбы.

К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб. Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и папоротников.

В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат сменяется к концу периода холодным и сухим.

Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание папоротникообразных в этом периоде привело к образованию обширных залежей каменного угля, в честь которого период и получил свое название.

Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не связано с наличием воды, благодаря чему они расселяются вглубь материков.

В морях все также распространены фораминиферы, радиолярии, кораллы и моллюски. Возникают первые насекомые: тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение которых не связано с наличием воды, что позволяет им заселить сухие, ранее незаселенные территории.

В перми активируется вулканическая деятельность, происходит крупнейшее отступление моря, вследствие которого образуются большие пространства суши. Климат также меняется: он становится резко континентальным.

К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды животных и растений: полностью вымирают трилобиты, многие моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.

В природе не бывает пустого места: приспособленные особи выживают, размножаются и занимают освобожденные другими видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают первые млекопитающие.

Чтобы легко запомнить периоды палеозойской эры, рекомендую взять на вооружение мнемоническое правило: «Каждый Отличный Студент Должен Курить Папиросы». Если вы обратите внимание на первые буквы этих слов, то поймете, что они совпадают с первыми буквами периодов палеозоя и расположены в нужном порядке.

Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)

Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. Если бы мы сейчас перенеслись в то далекое время, то внешне заметили бы сходство мезозойского мира с нынешним, однако более детальное изучение показало бы нам, что его составляют совершенно иные растения и животные.

Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних морей. Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми. Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.

В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют территории саговниковые, хвойные, гинкговые растения.

Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи, ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало млекопитающим, близким к однопроходным животным.

Климат становится более теплым и влажным, несколько увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались многочисленные озера и болота.

В царстве растений господство остается за голосеменными растениями, наибольший расцвет среди которых переживают беннеттитовые, гнетовые, саговниковые.

Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров заканчивается. На первый план выходят млекопитающие, ароморфозы которых, теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее положение. Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие.

Отправной точкой кайнозойской эры служит образование Альп, в это же время возникли и другие высочайшие горные системы. Я искренне рад быть вашим современником, и сообщаю, что мы с вами живем в кайнозойскую эру, которая длится уже 67 млн. лет. За это время произошло несколько материковых оледенений, возникновение человека.

В начале палеогена устанавливается теплый тропический и субтропический климат. Широко распространяются леса и редколесья. Большая часть животных представлена лесными обитателями.

Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные, широкого разнообразия достигает мир птиц.

К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса преобразуются в саванны и заросли кустарников.

Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в палеоген кустарники сменяются саванной и степной растительностью, образуются полупустыни и пустыни.

По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы, тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и многочисленного класса птиц нередко встречаются хищные гигантские бегающие птицы.

Пангея и удивительная Австралия

Особого внимания требует Австралия. Этот материк отделился раньше всех, вследствие чего флора и фауна на нем формировались изолированно от остальных континентов.

Именно по этой причине в Австралии можно обнаружить виды растений и животных, которые более нигде не встречаются: сумчатые животные (кенгуру, куница, коала), подземные орхидеи, банксии и многие другие удивительные виды.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Развитие жизни в архее и протерозое

Развитие органического мира

Развитие растительного мира

Развитие животного мира

( эра древнейшей жизни)

3500 млн лет назад

Активная вулканическая деятельность, анаэробные условия жизни в мелководном древнем море. Развитие кислородосодержащей атмосферы.

Возникновение жизни на Земле. Появление первых клеток. Сине-зеленые, бактерии, зеленые одноклеточные водоросли.

2. Протерозой-ская (эра ранней жизни)

2600 млн лет назад (2000 млн лет)

Поверхность – голая пустыня. Климат холодный, частые оледенения. Содержание кислорода в атмосфере в конце эры – 1%. Активное образование осадочных пород.

Распространены одноклеточные зеленые водоросли.

Возникли все типы беспозвоночных животных. Распространены: простейшие, кишечнополостные, губки, черви, предки трилобитов и иглокожих. Появление бесчерепных.

3. Палеозой-ская (эра древней жизни)

Дивергентная эволюция водорослей, возникновение многоклеточных форм. В конце силурийского периода – выход на сушу – появление псилофитов. Возникновение основных групп споровых растений: Плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных. Семенные папоротники.

Возникновение грибов. Появление первых хвойных в каменноугольном периоде.

4. Мезозойская (эра средней жизни)

Ослабление климатической зональности, сглаживание температурных различий. Начало движения материков. Климат, вначале влажный, сменяется засушливым в области экватора. Движения континентов, формирование Атлантического океана. Во многих районах Земли похолодание климата. Отступление морей, поднятие суши. Интенсивные горообразовательные процессы.

Распространены папоротниковидные, хвощевидные, плауновидные. В триасе вымирают семенные папоротники. Распространены папоротники и голосеменные в юрском периоде. Появляется хорошо выраженная ботанико-географическая зональность. Появляются первые покрытосеменные растения.

«Век динозавров». Появляются черепахи, крокодилы. Возникновение первых млекопитающих, костистых рыб. Появление новых групп моллюсков. Господство пресмыкающихся. В конце юрского периода появление первоптиц – археоптериксов. В меловом периоде появление настоящих птиц, а также сумчатых и плацентарных млекопитающих. Преобладание в водоемах костистых рыб. Расцвет насекомых. Вымирание крупных рептилий.

5. Кайнозой-ская (эра новой жизни)

66 млн лет назад (66 млн лет)

Устанавливается теплый равномерный климат. Интенсивное горообразование. Движение континентов. Обособляются моря. Характерны неоднократные смены климата. Крупные оледенения Северного полушария.

Господство покрытосеменных растений. Состав флоры близок к современному, формируются ныне существующие сообщества.

Большое количество кораллов, моллюсков. Широко распространены костистые рыбы. Вымирают многие формы головоногих моллюсков. На суше среди позвоночных: хвостатые и бесхвостые земноводные, крокодилы, ящерицы, змеи и черепахи. Появляются многие отряды млекопитающих, в том числе приматы. Широкая дивергенция рыб. Расцвет насекомых. Появление и развитие человека. Животный мир приобретает современные черты.

Источник

Урок биологии по теме «Развитие жизни в архейскую и протерозойскую эры»

Разделы: Биология

Задачи: познакомить учащихся с хронологией развития живой природы и основными ароморфозами, происходившими в царствах животных и растений в архейскую и протерозойскую эры

Оборудование: компьютер, мультимедийная установка, варианты тестовых заданий (1 и 2), комплекты дополнительной литературы, презентация учителя (приложение 1), презентации учащихся (приложение 2, приложение 3), комментарий к презентации учащихся (приложение 4).

Ход урока

I. Орг. момент (распределение учащихся на группы для дальнейшей работы)

II. Проверка исходных знаний

III. Новая тема

Сегодня, ребята, мы совершим путешествие в начало времен. Мы постараемся увидеть и узнать, как шло развитие Земли, какие события происходили на ней миллионы, а то и миллиарды лет назад. Какие организмы и как появились на Земле, как они сменяли друг друга, какими путями и с помощью чего шла эволюция. К сожалению, время нашего путешествия ограниченно и мы сможем сегодня побывать только в первых эрах развития Земли.

Итак, тема нашего урока «Развитие жизни в архейскую и протерозойскую эры». (ЗАПИСЬ ТЕМЫ В ТЕТРАДЬ) (СЛАЙД 1)

Перед тем, как приступить к изучению новой темы, т.е. отправиться в путешествие, выполним небольшую проверочную работу и оценим её, выяснив при этом, хватит ли у вас запаса знаний, чтобы «путешествовать» по истории Земли.

В рабочих тетрадях поставьте вариант и выполните тестовую работу. ( два варианта, которые раздаются заранее на парты).

Взаимопроверка.

А теперь поменяйтесь тетрадями и проверьте работы друг друга, поставив за каждый правильный ответ 1 балл (СЛАЙД 2 с ответами)

Итак, вы оценили уровень знаний друг друга, у кого-то он лучше, у кого-то он хуже, но тем не менее время не ждет, будем двигаться дальше. Ведь в пути всегда сильный помогает слабому.

Рассказ учителя, сопровождающийся слайдами презентации.

Развитие жизни на Земле.

«Время – длинное», – сказал Джеймс Геттон, и действительно, для совершения титанических и удивительных преобразований, которые произошли на нашей планете, потребовалось невероятно много времени. Совершая перелет на космическом корабле около 4-х миллиардов лет назад в той части Вселенной, где расположено сегодня наше Солнце, мы наблюдали бы картину, отличающуюся от той, которую видят космонавты сегодня. Вспомним, что Солнце имеет собственную скорость перемещения – около двух десятков километров в секунду; и тогда оно находилось в другой части Вселенной, а Земля в то время ещё только родилась…

Итак, Земля только родилась и находилась в начальной стадии своего развития. Она была раскаленным маленьким шариком, спеленатым в вихревые облака, и колыбельной песнью её был рокот вулканов, шипенье пара и рев ураганных ветров.

Самыми ранними породами, которые могли сформироваться на стадии этого бурного младенчества, были вулканические породы, но они не могли долго оставаться неизменными, ибо подвергались яростным атакам воды, тепла и пара. Земная кора прогибалась, и на них изливалась огненная лава. Следы этих ужасных сражений несут горные породы архейской эры – самые древние породы, известные нам сегодня. В основном это сланцы и гнейсы, залегающие в глубинных слоях и обнажающиеся в глубоких каньонах, шахтах, карьерах.

В таких породах – они образовались около полутора миллиардов лет назад – почти не встречается свидетельств жизни.

Историю живых организмов на Земле изучают по сохранившимся в осадочных горных породах остаткам, отпечаткам и другим следам их жизнедеятельности. Этим занимается наука палеонтология. Для удобства изучения и описания вся история Земли разделена на отрезки времени, имеющие различную длительность и отличающиеся друг от друга климатом, интенсивностью геологических процессов, появлением одних и исчезновением других групп организмов и т.д.

Названия этих отрезков времени греческого происхождения. Самые крупные такие подразделения – ЭОНЫ, их два – криптозой (скрытая жизнь) и фанерозой (явная жизнь). Эоны делятся на эры. В криптозое две эры – архей (древнейший) и протерозой (первичная жизнь). Фанерозой включает в себя три эры – палеозой (древняя жизнь), мезозой (средняя жизнь) и кайнозой (новая жизнь). В свою очередь, эры разделены на периоды, периоды иногда делят на более мелкие части. (СЛАЙД 3).

Схему необходимо после объяснения учителя перенести в тетрадь.

Далее по ходу рассказа учителя можно делать в тетрадь краткие записи событий, о которых рассказывает учитель.

По мнению ученых, планета Земля формировалась 4,5-7 млрд. лет назад. Около 4 млрд. лет назад стала остывать и затвердела земная кора, на Земле возникли условия, позволившие развиваться живым организмам.

Никто точно не знает, когда именно возникла первая живая клетка. Возраст самых ранних следов жизни (остатков бактерий), найденных в древних отложениях земной коры, около 3,5 млрд лет. Поэтому предположительно возраст жизни на Земле – 3 млрд. 600 млн. лет. (СЛАЙД 4)

Представим себе, что этот огромный отрезок времени уместился в пределах одних суток. Сейчас на наших «часах» – ровно 24 ч, а в момент возникновения жизни они показывали 0 ч. Каждый час вместил 150 млн. лет, каждая минута – 2,5 млн. лет.

Самая древняя эпоха развития жизни – докембрийская (архей + протерозой) длилась невероятно долго: свыше 3 млрд лет. (с начала суток до 8 часов вечера). (СЛАЙД 5)

Так что же происходило в то время?

К этому времени в водной среде уже были первые живые организмы.

Условия жизни первых организмов: (СЛАЙД 6)

Но эволюция нашла выход: (СЛАЙД 7)

НАЧАЛАСЬ НОВАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭРА.

Учитель: Более подробно об архее и протерозое вы узнаете из сообщений (с презентациями) ребят и вашей самостоятельной работы с дополнительной литературой (материалами).

Перед началом работы, учащиеся, распределенные на группы, получают вопросы, задания. Их задача – прослушать выступления ребят, поработать с дополнительными материалами и ответить на вопросы, выбрав одного выступающего от группы.

Самостоятельная работа с учебником и дополнительной литературой. Необходимо просмотреть предложенную информацию и найти ответы на вопросы.

ВОПРОСЫ

1 команда

2 команда

3 команда

Выступление ребят, просмотр презентаций.

(Презентация 2«Архей». Презентация 3«Протерозой»)

Выступление представителей групп.

Запись в тетрадь событий архея и протерозоя. (СЛАЙДЫ 12-13)

Закрепление

Написание небольшого итогового теста и его самопроверка (текст теста можно раздать учащимся, можно вывести на экран).

Итоговый тест.

Самопроверка – поменяйтесь тетрадями и проверьте тесты по ключу.

Ответы к тесту: (СЛАЙД 14)

Подведение итогов урока

(СЛАЙД 15) Учитель показывает на экране основные итоги эволюционного процесса (что было), а учащиеся называют событие, произошедшее за время архейской и протерозойской эр.

Источник