развитие жизни в позднем палеозое

§ 57. Развитие жизни в позднем палеозое (девон, карбон, пермь)

Девон. В результате поднятия суши и сокращения морей климат девона был более континентальный, нежели в силуре. В девоне появились пустынные и полупустынные области.

В морях обитали настоящие рыбы, вытеснившие панцирных бесчелюстных. Среди них были хрящевые рыбы (современные представители — акулы), появились и рыбы с костным скелетом. В мелководных водоемах жили двоякодышащие рыбы, у которых наряду с жаберным дыханием возникло и легочное (легкое развилось из плавательного пузыря). Кистеперые рыбы (рис. 74), возникшие в девоне, обладали парными плавниками, гомологичными конечностям первых наземных позвоночных.

Рис. 74. Фауна второй половины палеозоя (девон, карбон, пермь). 1 — кистеперая рыба (девон); 2 — древнейшее земноводное — стегоцефал (карбон); 3 — стрекоза (карбон); 4 — древнейшее пресмыкающееся — хищный ящер иностранцевий (пермь); 5 — всеядный ящер — диметродон (пермь); 6 — растительноядный ящер — парейазавр (пермь); 7 — рыбоядный ящер (пермь)

Считалось, что кистеперые почти вымерли в конце палеозоя и совсем исчезли к концу мезозоя. Но недавно (начиная с 1938 г.) у берегов Южной Африки и Мадагаскара были пойманы современные кистеперые рыбы — латимерии — настоящие «живые ископаемые» (рис. 75).

В девоне на суше появляются первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Новые группы животных начинают завоевывать сушу. Представители членистоногих, вышедшие на сушу, дают начало многоножкам и первым насекомым. В конце девона потомки рыб выходят на сушу, образуя первый класс наземных позвоночных — земноводных (амфибий). Их отрыв от водной среды не был еще окончательным, так как они откладывали икру в воде. Земноводные в такой же степени зависели от водной среды, как возникшие в девоне папоротникообразные, для размножения которых тоже требуется вода. Поэтому первые наземные высшие растения и животные еще не могли завоевать внутриконтинентальные массивы суши, расположенные вдали от водоемов.

Карбон. В каменноугольном периоде, или карбоне, происходит заметное потепление и увлажнение климата. В жарких, тропического типа болотистых лесах произрастают громадные (высотой до 40 м) папоротники, хвощи и плауны. Помимо этих растений, размножающихся спорами, в карбоне начинают распространяться голосеменные растения, возникшие еще в конце девона. Их семя было покрыто оболочкой, предохранявшей от высыхания. Размножение с помощью семян сделало этот процесс независимым от водной среды (для размножения споровых она необходима). Этот ароморфоз дал возможность продвижения растений в глубь материков. Расцвет древесной растительности в карбоне привел к образованию из отмерших растений мощных пластов каменного угля.

Во влажных и теплых болотистых лесах исключительного расцвета и разнообразия достигли древнейшие земноводные — стегоцефалы. Появляются первые отряды крылатых насекомых — тараканы, длина тела которых достигает 10 см, и стрекозы, некоторые виды которых имели размах крыльев до 75 см.

К концу карбона начинается небольшое поднятие суши, некоторое иссушение климата и похолодание. К этому периоду относится появление первых пресмыкающихся — полностью наземных представителей позвоночных. Жизнь в морях карбона существенно не отличалась от девона.

Пермь. Дальнейшее поднятие суши привело в перми к развитию засушливого климата и похолоданию. Влажные и пышные леса остаются только в районе экватора; постепенно вымирают папоротникообразные. Им на смену приходят голосеменные растения.

Сухость климата способствовала исчезновению земноводных — стегоцефалов. Зато значительного разнообразия достигают древнейшие пресмыкающиеся, возникшие еще в конце карбона. Пресмыкающиеся, как известно, откладывают яйца, которые имеют специальную прослойку из жидкости, защищающую зародыш от высыхания. Эта жидкая прослойка, заключенная внутри яйца, как бы заменяет пресмыкающимся и другим высшим позвоночным ту водную среду, в которой развиваются икринки рыб и земноводных.

Кроме того, усложнение легких создало предпосылки для защиты покровов тела пресмыкающихся чешуей, которая предохраняет тело от высыхания и не допускает кожного дыхания. Благодаря этим приспособлениям пресмыкающиеся смогли широко расселиться по суше. Они были самой высокоорганизованной группой животных в перми.

Итак, наиболее существенный этап развития жизни в палеозое — завоевание суши многоклеточными растениями и животными. Выход многоклеточных растений на сушу был подготовлен бактериями, водорослями, а возможно, и лишайниками, которые в течение протерозоя образовали верхний слой земной коры, богатой органическими веществами и минеральными солями, — почву.

Источник

Развитие жизни в палеозойскую эру

Палеозойская эра состоит из шести периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон (каменноугольный), пермь.

Кембрий. Название происходит от местности, где впервые обнаружили геологические пласты с остатками организмов. Климат кембрия был теплый, на суше не было почвы, поэтому жизнь развивалась в водной среде. На суше встречались только бактерии и синезеленые водоросли. В морях свободно плавали зеленые диатомовые, золотистые водоросли, а красные, бурые водоросли были прикреплены ко дну. В начальный период кембрия смывающиеся с суши соли повышали соленость морей, особенно концентрацию кальция, магния. Морские животные свободно поглощали поверхностью тела минеральные соли. Появились трилобиты — древние представители членистоногих, по форме тела похожие на современных мокриц. Минеральные соли, которые впитывались в их тело, образовывали снаружи хитиновый панцирь. У самого дна моря свободно плавали трилобиты с хитиново- панцирным телом, разделенным на 40-50 отделов (рис. 39).

Рис. 39. Фауна раннего палеозоя (кембрий, ордовик, силур): 1 — колония археоцит; 2 —- скелет силурийского коралла; 3 — медузы; 4 — раковины силурийских головоногих моллюсков; 5 — плеченогие; 6 — трилобиты — примитивнейшие ракообразные (кембрий)

В кембрийский период появились различные виды губок, кораллов, моллюски, морская лилия, позднее морской еж. Этот период также называют периодом развития беспозвоночных.

Ордовик (название дано по имени племени, жившего когда-то на месте обнаружения ископаемых останков). В море продолжали развиваться бурые, красные водоросли, трилобиты. Появились предки современных осьминогов, кальмаров — головоногие улитки (моллюски), а также плеченогие, брюхоногие моллюски. В геологических пластах найдены предки современных миног, миксин — скелет бесчелюстных позвоночных. Тело и хвостовая часть их были покрыты плотной чешуей.

Силур (по названию племени). В связи с началом активных горообразовательных процессов изменилось распределение моря и суши, размеры суши увеличились, появились первые позвоночные. В морях жили огромные ракоскорпионы—хищные членистоногие, достигавшие 2 м в длину, имевшие 6 пар конечностей. Передняя пара из расположенных вокруг ротовой полости конечностей была превращена в клешни для измельчения пищи. В силурийском периоде появились первые позвоночные животные — панцирные рыбы (рис. 40).

Рис. 40. Бесчелюстные панцирные «рыбы»

Внутренний скелет у них был хрящевым, а снаружи тело было заключено в костный панцирь, состоящий из щитков. Из-за отсутствия парных плавников они больше ползали по дну, чем плавали. Они напоминали рыб по форме тела, но на самом деле относились к классу бесчелюстных (круглоротые). Неповоротливые панцирники не развивались и вымерли. Современные круглоротые миноги и миксины — близкие родственники панцирных рыб.

В конце силура начинается интенсивное развитие наземных растений, подготовленное более ранним выходом из воды бактерий и синезеленых водорослей, образованием почвы. Первыми начали заселять сушу растения — пеилофиты (рис. 41).

Рис. 41. Первые растения, вышедшие на сушу, — псилофиты риниофиты

Их строение было похоже на строение многоклеточных зеленых водорослей, настоящие листья отсутствовали. С помощью тонких нитевидных отростков они укреплялись в грунте, впитывали воду и минеральные соли. Вместе с псилофитами на сушу вышлипаукообразные, напоминающие современных скорпионов. В конце силура жили также акулообразные хищные рыбы с хрящевым скелетом. Возникновение челюстей сыграло большую роль в развитии позвоночных животных. Началось заселение суши растениями и животными.

Девон (назван по имени графства Девоншир в Южной Англии) называют периодом рыб. Размеры морей уменьшались, пустыни увеличивались, климат стал сухим. В морях появились хрящевые (потомки — современные акулы, скаты, химера) и костные рыбы. В зависимости от строения плавников костные рыбы разделились на луче- перые (плавники похожи на опахало) и кистеперые (плавники похожи на кисть). У кистеперых рыб плавники были мясистые и короткие. С помощью двух грудных и двух брюшных плавников они перебирались в те озера, где еще оставалось достаточно воды. С наступлением засухи они приспособились к дыханию. Дышали эти рыбы при помощи плавательного пузыря, снабженного кровеносными сосудами. Со временем парные плавники превратились в пятипалые конечности, а плавательный пузырь — в легкие. До последнего времени считалось, что кистеперые рыбы вымерли в конце палеозоя. Однако в 1938 г. в музей Южной Африки была сдана рыба длиной 1,5 м, весом 50 кг. Рыба названа латимерией в честь сотрудника музея, госпожи К. Латимер. Ученые считают, что латимерия появилась 300 млн. лет назад. В строении латимерии сохранены признаки земноводных, других позвоночных животных, в том числе человека (пятипалые конечности). В конце девона из кистеперых рыб появились первые земноводные — стегоцефалы (рис. 42).

Рис. 42. Фауна второй половины палеозоя (девон, карбон, пермь): 1 — кистеперая рыба (девон); 2 — древнейшее земноводное — стегоцефал (карбон); 3 — стрекоза (карбон); 4 — древнейшее пресмыкающееся — хищный ящер — иностранцевий (пермь); 5 — всеядный ящер — диметродон (пермь); 6 — растительноядный ящер — парейазавр (пермь); 7 — рыбоядный ящер (пермь)

В девонском периоде из растений образовались споровые хвощи, плауны, папоротники. Широко распространялись семенные папоротники. Наземные растения обогатили воздух кислородом, обеспечили животных пищей.

Карбон (каменноугольный период) (назван в связи с мощными отложениями в этот период каменного угля). Климат в этот период стал влажным, теплым, снова болота наступали на сушу. Гигантские древовидные плауны — лепидодендрон и сигиллярия,каламниты — высотой 30—40 м, шириной 1—2 м образовывали густые леса. Особенно бурно стала развиваться растительность в середине каменноугольного периода (рис. 43).

Рис. 43. Древовидные растения каменноугольного периода

Семенные папоротники дали начало голосеменным, в эволюции растений появился семенной способ размножения. Большого развития достигли стегоцефалы, появившиеся в верхнем девоне. Форма тела стегоцефал напоминала тритона и саламандру, размножа лись они метанием икры. Благодаря развитию личинок в воде и дыханию с помощью жабр развитие земноводных до сих пор связано с водой. Между земноводными и пресмыкающимися лежит период в 50 млн. лет. Среда обитания всегда влияла на эволюцию организмов.

Пермь (по названию города). Происходило поднятие гор, уменьшение размеров суши и изменение климата. На экваторе климат стал влажным, тропическим, севернее — теплым и сухим. Вымирали папоротники, хвощи, плауны, приспособленные к влажному климату. На смену споровым растениям пришли голосеменные растения.

Произошли существенные изменения и в животном мире. Сухость климата способствовала исчезновению трилобитов, палеозойских кораллов, земноводных — стегоцефалов. Зато значительного разнообразия достигли древнейшие пресмыкающиеся. Они откладывали яйца, которые имеют специальную прослойку из жидкости, защищающую зародыш от высыхания. Кроме того, усложнение легких создало предпосылки для защиты покровов тела пресмыкающихся чешуей, которая предохраняла тело от высыхания и не допускала кожного дыхания. Благодаря таким признакам пресмыкающиеся широко распространились на Земле.

Среди пресмыкающихся стали развиваться промежуточные между земноводными формы — котилозавры длиной 25 см. Тело у них было похоже на ящериц, а голова — на лягушку, питались они рыбой. Найдены ископаемые останки зверозубых ящеров, от которых произошли млекопитающие).

Пермский ароморфоз.

1. Размножение путем откладывания яиц (жидкость внутри яйца предохраняет зародыш от высыхания), появилось внутреннее (организм самки) оплодотворение яйца.

2.Ороговение тела (защищает от высыхания).

1. Подвижность шейной части позвонка, свободное поворачивание головы и быстрая реакция на действия окружающей среды.

2. Развитие мышц, органов дыхания, кровообращения, появление зачатков мозга.

3. Свободное поддерживание тела на конечностях (необходимо для быстрого передвижения).

Палеозой. Кембрий. Ордовик. Силур. Девон. Карбон (каменноугольный период). Пермь. Псилофиты. Стегоцефалы. Голосеменные растения.

1.Периоды палеозойской эры.

1.Дайте характеристику каждого периода палеозоя.

2.Приведите примеры видов растений и животных, появившихся в силуре и девоне.

1.Докажите преимущество палеозоя по сравнению с археем и протерозоем.

2.Назовите первые виды растений и животных, вышедших на сушу. К какому периоду они принадлежат?

1.Составьте сравнительную схему развития органического мира в каменноугольном и девонском периодах.

Источник

Конспект урока по биологии «Развитие жизни в позднем палеозое» 11 класс

Тема: Развитие жизни в позднем палеозое

Цели урока : 1. Продолжить формирование понятия о биологической эволюции как

необратимом и направленном историческом развитии живой природы, сопровождающимся

формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием

биосферы в целом; продолжать формировать УУД (коммуникативной, регулятивной

компетенции) у воспитанников, умения у учащихся оценивать свою деятельность на уроке

2. Развивать умения применять теоретические знания в практической деятельности;

3. Воспитывать бережное отношения к природе на основе уважения к жизни, человеку и

Тип урока: комбинированный

Методы обучения : репродуктивные, эвристические

Межпредметные связи : ботаника, зоология, география

Наглядные пособия, оборудование, раздаточный материал:

видеофрагмент «Палеозойская эра. Жизнь до динозавров», печатный дополнительный материал

I. Оргмомент. Проверка домашнего задания.

1. Письменный опрос

1. Биологический диктант.

Никто не видел, какими были первые живые организмы, но можно предположить, какие признаки были им присущи. Выпишите цифры, обозначающие признаки первых живых организмов и сред обитания:

1. Одноклеточные.2. Многоклеточные.3.Автотрофы.4. Гетеротрофы.5. Аэробы.6. Анаэробы.7. Водная среда. 8. Суша. 9. Водная среда, суша.

2. Дописать правую часть:

Коацерватная капля – одноклеточный организм

Прокариотическая клетка – Эукариотическая клетка

Анаэроюное дыхание – аэробное дыхание

Гетеротрофное питание – автотрофное питание

Бесполое размножение – половое размножение

Отсутствие свободного кислорода – наличие свободного кислорода

3. Ответьте на вопросы теста:

1. Какова длительность архейской эры
а.900 млн лет б.3500 млн лет в. 2000 млн лет

2. Каков возраст архейской эры
а. 2000 млн лет б. 3500 млн лет в. 900 млн лет

3. Ароморфозы в архейской эре
а. становление фотосинтеза б. кислородное дыхание
в. половой процесс г. многоклеточность

4.Как называется архейская эра
а. эра ранней жизни б. древнейшая жизнь в. древняя жизнь

5. К чему открывает ароморфоз широкий простор
а. дивергенции б. биологическому прогрессу
в. Дегенерации г. идиоадаптации

3). 1. а; 2. в; 3. а-г; 4. б; 5.б 18-19 –«5»

2. Беседа по вопросам

1. Какие важнейшие ароморфозы произошли в архейскую эру? Какое это имело значение для развития жизни на Земле?

2. Когда, в результате каких процессов появился в атмосфере Земли кислород? Как это отразилось на развитии жизни?

3. Индивидуальное задание. Объясните одновременное существование различных способов дыхания, питания, размножения, простых и сложных организмов.

II. Изучение нового материала.

1. Постановка проблемного вопроса:

Какие изменения в органическом мире произошли в протерозойскую эру? Почему оказались перенаселенными моря в эту эру? (ответы с помощью дополнительного материала по протерозойской эре).

Нас сегодняшнем уроке мы проследим, как проходило развитие жизни на Земле в палеозойскую эру – эру древней жизни.

2. Самостоятельная работа по учебнику. Работа в группах. Задание:

Палеозойская эра (работа с учебником)

«возраст» (начало) палеозойской эры … ( 570 млн. лет )

продолжительность … ( 340 млн. лет )

палеозойская эра делится на … ( 6 ) периодов

Просмотр видеофрагмента «Эволюция жизни (Кембрий)»

Ордовик: влажный климат с постепенным повышением средней температуры. Площадь океана имеет максимальные размеры. Наблюдается трансгрессия (под запись!) (наступление моря на сушу) за счет опускания суши, затем – регрессия (отступление моря). Отмечается оледенение. Преобладание морской флоры и фауны. Растительный и животный мир не отличается от Кембрия.

Просмотр видеофрагмента « Эволюция жизни (Ордовик)»

Просмотр видеофрагмента « Эволюция жизни (Силур)»

Просмотр видеофрагмента « Эволюция жизни (Девон)»

Найти ответ на вопрос: какие преимущества дал переход к семенному размножению? (стр 444) Папоротники и плауны достигают полного развития. Сформировались железные и марганцевые месторождения. Отложения каменного угля.

Просмотр видеофрагмента « Эволюция жизни (Карбон)»

Пермь: довольно сухой климат в северном полушарии, в южном – карбонское оледенение. Максимальная регрессия моря. Вымирают стегоцефалы, леса каменноугольного периода (папоротники и плауны). Господствуют акулы, пресмыкающиеся, морские беспозвоночные, насекомые, голосеменные. Появляются зверозубые пресмыкающиеся, травоядные пресмыкающиеся, голосеменные. Найдены каменные угли и калийные соли.

Просмотр видеофрагмента «Палеозойская эра. Жизнь до динозавров»

После просмотра ответить на вопросы:

В девонском периоде палеозойской эры появились кистеперые и двоякодышащие рыбы. Чем они отличаются от современных костных рыб? Считают, что от рыб произошли стегоцефалы. Что представляли собой эти организмы? Почему их считают родоначальниками земноводных?

Какие ароморфозы способствовали выходу древних земноводных из водной среды на сушу?

Почему двоякодышащих рыб считают тупиковой ветвью эволюции? Почему их нельзя считать предками земноводных?

Какие условия внешней среды послужили причиной выхода позвоночных на сушу?

Подведение к выводу:

В палеозойской эре жизнь на планете достигает удивительного многообразия и обилия. А особенности это характерно для водной среды. Палеозой ознаменовался выходом позвоночных на сушу. Наземную среду также осваивают прогрессивные группы растений.

1. Беседа по вопросам:

1. Когда и при каких условиях произошел выход растений на сушу?

2. Какие усложнения должны были произойти с первыми растительными обитателями суши, чтобы они стали распространяться вдаль от водной среды?

3. Какими были первые животные, завоевавшие сушу?

4. Какие морфофизиологические особенности позволили рептилиям стать основными завоевателями суши?

Домашнее задание: §49,стр.117, Проанализировать геохронологическую таблицу с целью установления взаимосвязи развития органического мира и особенностей климата и среды на протяжении основных периодов палеозоя.

Источник

Общая характеристика

Палеозойской эрой или палеозоем принято называть геологический период со временными рамками от 541−252 миллионов лет назад. Перед этим промежутком времени проходила неопротерозойская эра, после нее — мезозой.

В связи с тем что период очень продолжителен и богат событиями, эра была разделена на 6 периодов:

Эра охватывает огромное число процессов, от продолжения формирования земной коры, климата и рельефа планеты до появления животных и растительных организмов. Именно в этот временной отрезок появляются первые позвоночные, а жизнь покидает море и выбирается на сушу.

Можно выделить следующие важнейшие изменения, произошедшие на планете:

В эту эру происходит практически полное вымирание всех живых организмов. Это пятый подобный процесс в истории развития жизни. Погибло более 96% жителей океана и более 70% обитателей суши.

Описание по периодам

Очень сильные изменения произошли на планету в эру палеозой: таблица поможет представить информацию более наглядно.

Таково краткое описание палеозойской эры. Это очень важное время для развития жизни на планете, поскольку именно сейчас появились животные, которые в дальнейшем эволюционируют до млекопитающих.

Климатические условия

Именно в эпоху палеозоя климатические условия на планете походят на современные. В первые периоды климат очень теплый, зональность выражена незначительно, однако в конце условия становятся более засушливыми, резко разделяется на зоны. Можно выделить такие особенности развития климата на Земле:

Таким образом, эпоха отличается формированием нескольких климатических полюсов: тропических, субтропических и умеренных — по два. Также сформировалась зона экватора. Климат вновь меняется с холодного на теплый.

Многообразие животного мира

Самые знаменитые представители мира фауны палеозойской эры — трилобиты, членистоногие беспозвоночные создания, внешне напоминающие раков. Их тела покрыты крепким панцирем, неоднородным по своей структуре. Его слагают хитиновые пластины — примерно 40 штук. Особенности трилобитов:

Археоциаты — многоклеточные представители фауны ордовика, внешне напоминают коралловые рифы. Для силура характерно изобилие морских звезд и морских лилий, моллюсков (брюхоногих и головоногих), морских ежей. В конце периода началось формирование первых позвоночных — простейших по строению рыб. Длина некоторых моллюсков превышала 30 см. Их раковины стали основой известняковых залежей, которые применяются человечеством по сей день.

В девон подводная фауна становится все более многообразна: появляются рыбы с длиной более 4 метров, они ведут хищный образ жизни. Нередко снаружи тела покрыты прочным панцирем. Самое известное создание той поры — дунклеостеус. Появляются два вида рыб — хрящевые и костные. Первые стали предками нынешних скатов и акул. У них были очень острые зубы, тело покрывала прочная чешуя. Костные не отличались внушительными размерами, имели подвижные плавники.

К концу эпохи начинается пора пресмыкающихся, которые очень быстро осваивают все уголки планеты, даже самые неприветливые. Примером фауны тех лет является мосхопс, рептилия длиной более 4 метров, с длинным хвостом и бочковидным телом.

Представители флоры и полезные ископаемые

Первые растительные организмы — псилофиты. Они стали предками хвощей, плаунов, папоротников, а также других современных видов. Продолжает развиваться подводная флора, в частности, морские лилии, которые крепились ко дну своими крепкими стеблями. Часто они образовывали густые заросли.

Все растения палеозоя делятся на две группы: клинолистные и каламиты. В первом случае речь идет о представителях водной флоры, у них длинный стебель с листьями и почками, в которых развивались споры. Каламиты — это растения в высоту более 30 метров, которые образовали леса.

Именно палеозой стал временем развития полезных ископаемых. Погибшие растения и животные, разлагаясь, постепенно образовали залежи каменного угля. Кроме того, сформировались месторождения нефти и газа, железа, фосфорита, минеральных солей. Практически все ресурсы, которые использует современная промышленность, зародились именно в этот далекий период.

Таковы особенности и периодизация палеозойской эры, очень важного периода в развитии планеты.

Источник