Как развивалась жизнь на Земле... 102

Определения и обозначения

Эволюция — историческое развитие живой природы, при котором организмы постепенно изменяются и усложняются. Это не превращение отдельного животного в другое, а изменения, которые происходят в группах организмов на протяжении многих поколений. Термин помогает описывать общее направление развития жизни.

Ископаемые остатки — сохранившиеся в горных породах остатки или отпечатки древних организмов. К ним относятся кости, раковины, отпечатки листьев и следы животных. По таким находкам можно узнать, какие существа жили в прошлом.

Геологическая летопись — сведения об истории Земли и жизни, полученные по горным породам и ископаемым остаткам. Слои пород образовывались в разное время и сохраняли следы древней жизни. Изучая их, учёные восстанавливают последовательность событий.

Геологическая эра — крупный промежуток истории Земли, отличающийся определёнными этапами развития природы и жизни. Эры имеют разные климат, состав живых организмов и природные условия. Такое деление помогает не запутаться в огромном времени истории планеты.

Как это устроено

Первые живые организмы возникли в древних водоёмах, потому что вода защищала их от резких перепадов температуры и опасного излучения. В ней могли растворяться вещества, необходимые для жизненных процессов. Эти организмы были очень простыми, чаще всего одноклеточными, и не имели сложных органов, как современные растения и животные.

Позднее появились организмы, способные к фотосинтезу — образованию питательных веществ с помощью света. При этом в атмосферу выделялся кислород, которого сначала было очень мало. Кислород изменил условия на планете и позволил появиться организмам, которым для получения энергии нужно дыхание, а затем и более сложным многоклеточным формам.

Жизнь постепенно перешла из воды на сушу, потому что там было больше света и свободного пространства, но освоение суши требовало специальных приспособлений. Сначала появились наземные растения: они закреплялись в почве, поглощали воду и защищали тело от высыхания. Затем вышли животные, которые могли дышать воздухом, передвигаться по твёрдой поверхности и находить пищу среди растений.

Природные условия на Земле неоднократно менялись: происходили похолодания, потепления, изменения уровня морей и состава атмосферы. Организмы, не успевавшие приспособиться, исчезали, а другие группы получали свободные места и становились многочисленными. Поэтому в истории жизни происходили массовые вымирания и смена господствующих организмов.

Человек появился очень поздно, потому что до него жизнь должна была пройти огромный путь: от простых клеток к многоклеточным организмам, разнообразным животным и млекопитающим. Динозавры жили в мезозое и исчезли задолго до появления людей. Между этими событиями прошли миллионы лет, поэтому человек и динозавры не были современниками.

Основные этапы развития жизни на Земле

Таблицу удобно читать слева направо: сначала определить порядок этапов, затем сравнить время и характерные организмы. Последний столбец показывает не отдельные находки, а главные изменения, происходившие в природе. Примерные даты нужны для сравнения длительности периодов, а не для запоминания каждой цифры.

Разбор задач

Последовательность событий

Условие. Нужно расположить события: появление человека, выход растений на сушу, возникновение первых живых организмов, господство динозавров. События относятся к разным этапам истории Земли. Чтобы решить задачу, их надо сравнить по времени появления.

1. Сначала возникли самые простые живые организмы, вероятно в древних водоёмах.
2. Затем растения освоили сушу, создав пищу и среду для наземных животных.
3. Позже наступил мезозой, когда господствовали динозавры и другие пресмыкающиеся.
4. Человек появился значительно позднее, уже в кайнозое.

Ответ. Правильный порядок такой: возникновение первых живых организмов, выход растений на сушу, господство динозавров, появление человека. Проверить себя можно по геологическим эрам: докембрий, палеозой, мезозой, кайнозой.

Отпечаток древнего растения

Условие. В камне найден отпечаток древнего растения. Нужно объяснить, какую информацию он даёт и почему считается ископаемым остатком. Отпечаток не является живым растением, но сохраняет форму его частей.

1. Определяем находку как отпечаток, оставшийся в горной породе после разрушения или захоронения растения.
2. По форме листа, стебля или другим признакам сравниваем его с известными растениями.
3. По слою породы устанавливаем, к какому времени относится находка.
4. Делаем вывод о том, какие растения жили в прошлом и какие условия могли быть тогда на этой территории.

Ответ. Отпечаток показывает строение древнего растения и помогает узнать, когда оно жило. Он считается ископаемым остатком, потому что сохранился в горной породе и является следом древнего организма. Вместе с другими находками он дополняет геологическую летопись.

Вымирание динозавров

Условие. Нужно объяснить, почему исчезновение динозавров не остановило развитие жизни и помогло млекопитающим широко распространиться. Исчезновение одной группы не означает исчезновения всех организмов. В природе остаются свободные места и изменяются пищевые цепи.

1. Сначала учитываем изменение климата и других условий среды, из-за которых привычная пища и места обитания стали менее доступными.
2. Затем отмечаем, что часть динозавров и связанных с ними организмов вымерла.
3. Свободные места в сообществах заняли группы, которые раньше были менее многочисленными.
4. Млекопитающие стали осваивать разные условия и постепенно дали множество новых форм.

Ответ. Вымирание динозавров изменило природные сообщества, но не прекратило эволюцию. Освободившиеся места позволили млекопитающим активно распространяться и разнообразиться. Так смена господствующей группы стала частью дальнейшего развития жизни.

Типичные ошибки

Человек и динозавры жили одновременно. Так думают из-за фильмов и книг, где их часто изображают вместе. Проверьте себя по эрам: динозавры исчезли в мезозое, а человек появился в кайнозое.

Каждый организм обязательно превращается в более сложный. Ошибка возникает, если представить эволюцию как жизнь одного животного. На самом деле изменения происходят в группах организмов, а их результатом могут быть разные приспособления или вымирание.

Ископаемые остатки полностью показывают историю жизни. Сохраняются только отдельные организмы и их части, причём условия для сохранения бывают редко. Помните, что ископаемая летопись неполна и учёные постоянно дополняют её новыми находками.

Животные вышли на сушу раньше растений. Такую последовательность трудно представить, если забыть о пище и среде обитания. Проверка проста: сначала наземные растения, затем животные, которым нужны были воздух, пища и приспособления для движения по суше.

Связь с другими темами

До изучения этой темы полезно знать строение Земли, свойства природных условий, основные признаки живых организмов и различия между растениями и животными. Эти знания помогают понять, почему разные среды подходят разным организмам.

Тема связана с горными породами и полезными ископаемыми. По расположению слоёв пород и ископаемым остаткам учёные восстанавливают события далёкого прошлого.

Позже эти сведения пригодятся при изучении биологического разнообразия, происхождения человека, вымирающих видов и экосистем. Они помогают объяснить, почему охрана природы важна для сохранения современных групп организмов.

Что запомнить

• Жизнь на Земле возникла очень давно, вероятно в водной среде.
• Первые организмы были простыми и одноклеточными.
• Развитие фотосинтеза изменило атмосферу и условия жизни на планете.
• Жизнь развивалась от более простых форм к многообразным и сложным.
• Освоение суши шло постепенно: сначала её заселили растения, затем животные.
• Динозавры и человек жили в разные периоды истории Земли.
• Историю древней жизни изучают по горным породам и ископаемым остаткам.