"Биология (базовый уровень)", Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. и др. /Под ред. Пасечника В.В.
История жизни на Земле разворачивалась вместе с изменением самой планеты: менялись климат, атмосфера и условия обитания. Геологические этапы помогают расположить события эволюции по времени и понять, почему одни группы организмов возникали, распространялись или исчезали. Сначала жизнь существовала в воде, затем появились фотосинтезирующие организмы, эукариоты и многоклеточные формы. Позднее растения и животные освоили сушу, а массовые вымирания открывали возможности для распространения новых групп.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Геохронологическая шкала — последовательность крупных отрезков истории Земли, с которой соотносят геологические события и развитие жизни. Она нужна, чтобы расположить события в правильном порядке и сопоставлять изменения среды с появлением организмов. По ней можно понять, что жизнь развивалась не одновременно во всех группах, а постепенно.
Эра — крупный этап геологической истории, объединяющий несколько периодов и отличающийся характерными изменениями органического мира. Эры помогают разделить огромную историю планеты на большие отрезки, заметные по переменам в природе и составе живых организмов. Внутри эры выделяют периоды, то есть более короткие единицы времени.
Ароморфоз — эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации и позволяющее осваивать новые среды обитания. Например, появление сложных органов могло дать организмам возможность эффективнее жить вне воды. Это понятие помогает выделять крупные изменения, расширившие возможности целых групп.
Идиоадаптация — частное приспособление к определённым условиям среды, не приводящее к общему усложнению организации. Так, особенности формы тела могут помогать жить в конкретной среде, не меняя общий план строения организма. Понятие позволяет отличать локальную специализацию от крупных эволюционных преобразований.
Этапы эволюции рассматривают вместе с геологической историей, потому что живые организмы зависят от условий среды. Движение материков, изменения климата и состава атмосферы меняли доступные места обитания и ресурсы. Когда условия становились подходящими, некоторые группы получали возможность распространяться, а другим приходилось приспосабливаться или исчезать. Поэтому последовательность жизни на Земле нельзя понять отдельно от перемен на планете.
Первые живые организмы были простыми и обитали в воде, где условия для ранней жизни были более подходящими. Позднее фотосинтезирующие организмы стали использовать энергию света и выделять кислород. Его накопление изменило химический состав атмосферы и позволило возникнуть новым способам получения энергии. Появление эукариот — клеток с оформленным ядром — расширило возможности клеточной организации и стало основой для дальнейшего усложнения.
Многоклеточность стала важным шагом, потому что клетки одного организма могли специализироваться и выполнять разные функции. Это позволяло формировать ткани и органы, а значит — эффективнее обеспечивать питание, движение и защиту. Половое размножение создавало новые сочетания наследственных признаков у потомства. Разнообразие признаков повышало вероятность того, что часть организмов окажется приспособленной к меняющимся условиям.
Жизнь возникла в воде, а освоение суши потребовало преодолеть новые трудности: недостаток влаги, действие силы тяжести и необходимость получать вещества из почвы или воздуха. Растениям понадобились способы удерживать воду, опорные ткани и органы для обмена веществ. Животным требовались опора, передвижение и защита от высыхания. Такие изменения открывали новые местообитания и постепенно меняли сообщества живых организмов.
В разные эры наиболее распространёнными становились разные группы, поскольку условия среды и состав сообществ менялись. Крупные перемены могли сопровождаться массовыми вымираниями — исчезновением множества видов за сравнительно короткий по геологическим меркам срок. После них освобождались экологические ниши, то есть роли и места в сообществах, которые прежде занимали вымершие организмы. Выжившие группы могли распространиться, но это не означает, что они обязательно были «совершеннее»: их успех зависел от условий и особенностей приспособления.
| Эра и основные периоды | Характерные группы организмов | Ключевые эволюционные изменения | Значение этапа |
|---|---|---|---|
| Архей | Первые прокариоты, в том числе фотосинтезирующие бактерии | Возникновение жизни и фотосинтеза | Начало биологической истории; постепенное изменение атмосферы |
| Протерозой | Эукариоты, водоросли, первые многоклеточные организмы | Усложнение клеток, многоклеточность и половое размножение | Появление новых уровней организации и разнообразия |
| Палеозой | Морские беспозвоночные и рыбы, наземные растения, насекомые, земноводные и первые пресмыкающиеся | Выход растений и животных на сушу | Освоение наземной среды и формирование новых экосистем |
| Мезозой | Пресмыкающиеся, в том числе динозавры; первые птицы и млекопитающие | Широкое распространение крупных пресмыкающихся, появление цветковых растений | Смена групп после вымирания в конце эры |
| Кайнозой | Млекопитающие, птицы, цветковые растения; человек | Разнообразие современных групп и развитие человека | Формирование современного органического мира |
Сначала определите порядок эр сверху вниз, затем сравните характерные организмы и события в соседних колонках. Таблица показывает общую последовательность, а не означает, что все представители одной группы исчезали при переходе к следующей эре. Некоторые группы возникали раньше, чем становились широко распространёнными.
Задача 1. Расположите архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой от древнейшего этапа к современному. Решение строим по геохронологической шкале, двигаясь от начала истории жизни к настоящему. Не нужно смешивать эры с периодами: все названия в условии относятся к крупным этапам. Ответом будет последовательность от более древней эры к более молодой.
Ответ: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой.
Задача 2. Соотнесите появление первых наземных растений, господство динозавров и широкое распространение млекопитающих с соответствующими эрами. Для решения используем характерные события, а не просто запоминаем отдельные названия. Освоение суши растениями относится к палеозою, когда наземные экосистемы начали активно формироваться. Господство динозавров связывают с мезозоем, а широкое распространение млекопитающих — с кайнозоем.
Ответ: первые наземные растения — палеозой; господство динозавров — мезозой; широкое распространение млекопитающих — кайнозой.
Задача 3. Объясните, почему вымирание господствовавших групп на рубеже эр могло способствовать распространению других организмов. Здесь требуется показать причинную связь, а не утверждать, что одни виды обязательно были лучше других. Если группа исчезает, освобождаются места обитания и ресурсы, которыми она пользовалась. Это меняет отношения между выжившими организмами и создаёт для некоторых из них новые возможности.
Ответ: массовое вымирание меняет сообщества и освобождает экологические ниши, поэтому выжившие организмы получают возможность распространяться и разнообразиться.
Ошибка — считать, что все группы организмов появились одновременно. Её допускают, когда представляют современное разнообразие как изначально существовавшее целиком. Проверка: расположите важные события по геохронологической шкале и проследите, какие группы известны с более ранних этапов.
Ошибка — путать эру и период, хотя период является более короткой частью геологической истории и входит в состав эры. Путаница возникает потому, что оба понятия называют отрезки времени. Проверка: спросите себя, объединяет ли названный этап несколько более мелких единиц; если да, речь идёт об эре.
Ошибка — считать, что каждая новая группа полностью вытесняла предыдущую. Так можно подумать, если воспринимать историю как цепочку, в которой сменяется только один главный организм. На самом деле многие группы сосуществовали, хотя их численность и роль менялись. Проверка: различайте появление группы, её распространение и вымирание.
Ошибка — объяснять смену господствующих групп только их «совершенством». Такое объяснение кажется простым, но не учитывает влияние климата, вымираний и доступности местообитаний. Проверка: назовите условия среды и изменения сообществ, которые могли повлиять на распространение организмов. Успех группы зависит от её приспособленности к конкретным условиям, а не от единой шкалы совершенства.
Для понимания этапов эволюции нужны основные положения эволюционного учения и представление о естественном отборе: они объясняют, как меняются популяции. Различия между прокариотами и эукариотами помогают проследить усложнение клеточной организации. Знания о строении растений, животных и грибов позволяют понять, какие приспособления связаны с освоением среды. Эти сведения пригодятся при изучении происхождения человека, биоразнообразия и современных эволюционных процессов.
Почему историю органического мира делят на эры и периоды?
История Земли очень длительна, и её делят на отрезки, чтобы упорядочить геологические события и изменения жизни. Эры объединяют несколько более коротких периодов; границы этапов связаны с крупными переменами в природе и составе организмов.
Какие изменения в атмосфере связаны с появлением фотосинтеза?
Фотосинтезирующие организмы поглощали углекислый газ и выделяли кислород. Постепенное накопление кислорода изменило атмосферу и создало условия для дыхания с использованием кислорода и формирования озонового слоя.
Когда живые организмы начали осваивать сушу?
Освоение суши происходило постепенно в палеозое. Первыми наземными растениями были простые формы, а позднее на суше распространились животные, в том числе членистоногие и позвоночные.
Почему динозавры не относятся к кайнозойской эре?
Динозавры были одной из господствующих групп мезозоя. Большинство нептичьих динозавров вымерло в конце этой эры, а кайнозой начался позже, когда широко распространились млекопитающие и птицы.
Как массовые вымирания влияли на дальнейшую эволюцию?
Массовое вымирание резко сокращало число видов и изменяло сообщества организмов. Освободившиеся экологические ниши могли занять выжившие группы, которые затем распространялись и разнообразились.
§ 28. Основные этапы эволюции органического мира на Земле
