Эволюция биосферы Земли

ПЛАН:

Введение _1

Развитие биосферы в докембрии _ 1

1. Добиогенное развитие земли 1

2. Возникновение органических соединений 3

3. Возникновение живых организмов _4

4. Возникновение биосферы 5

5. Появление автотрофов 5

6. Изменение состава атмосферы _6

7. Эволюция живого вещества и климат 7

Развитие биосферы в фанерозое 7

1. Развитие животных со скелетными образованиями 7

2. Основные итоги развития биосферы _9

3. Появление наземных растений 10

Особенности эволюции органического мира , важные для развития биосферы 11

Появление человека _13

Аннотация

Человек связан с природой неразрывными узами . Начиная с первобытного периода своего существования он пытался ее познать в целях использования . Природа давало ему пищу , растительную и животную ; одежду, жилище ; орудия и оружие - каменные , металлические; энергию огня , воды , ветра .

Постепенно из наблюдений и опыта использования различных природных объектов возникли науки . Наука о природе - естествоведение - дифференцировалась на отдельные отрасли знания : биологию , геологию , физику , химию . Каждая из них углублялась в изучение деталей и выделяла новые науки , например ботаника : анатомию , морфологию, физиологию , систематику , филогению растений , микробиологию . То же происходило с зоологией и многими другими науками .

С развитием отдельных наук о природе все настоятельнее проявляется потребность в выявлении всеобъемлющей картины жизни на планете Земля и общих процессов , происходящих на ней .

Ламарк впервые вводит термин “биосфера” , обозначающий область жизни и влияние живых организмов на процессы , происходящие на Земле .

Биосфера тесно связана с деятельностью человека , и сохранность равновесия ее состава зависит от него .

В настоящее время в связи с весьма ощутимыми последствиями научно-технического прогресса , ставящим под угрозу дальнейшее существования человека , во всех странах мира испытывается настоятельная потребность в охране биосферы. А чтобы устранить опасности , нависшие над Землей , необходимо знать историю биосферы , знать ,как она существовала до возникновения человека . Знание процессов , происходящих в биосфере , и соответственно разумная организация всей деятельности и жизни человечества может помочь восстановить былую красоту природы.

Под биосферой принято понимать сложную внешнюю оболочку Земли , населенную организмами . Биосфера качественно отличается от всех других сфер Земли , так как в ее пределах проявляется геологическая деятельность живых существ : растений , животных , микроорганизмов , а на последнем этапе истории Земли - и человека . При этом характерно , что определенные группы живых существ могут оказывать различное , вплоть до диаметрально противоположного , влияния на окружающую среду . Например , зеленые растения обогащают ее кислородом , животные - углекислым газом ,растения извлекают громадные массы углерода из атмосферы , а микроорганизмы , разлагая органическое вещество , возвращают большую часть углерода обратно , и т.д.

Современная биосфера включает в себя полностью гидросферу , верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы.

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ДОКЕМБРИИ

ДОБИОГЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЗЕМЛИ

По современным представлениям ,возраст Земли оценивается около 5 млрд. лет . Во время своего образования Земля , вероятно представляла холодное тело , близкое по составу к метеоритам .Материал , из которого она образовалась , содержал радиоактивные элементы . Присутствовали , очевидно , и короткоживущие изотопы . Вещество Земли первоначально характеризовалась однородностью состава .

Вследствие выделения тепла при гравитационном сжатии и особенно при радиоактивном распаде недра Земли стали постепенно разогреваться . Однако из-за постоянной потери тепла через поверхность и недостаточности радиогенного тепла полного расплавления Земли не произошло .

В начальные моменты плавки вещества Земли процессы выплавления и дегазации , очевидно , охватывали всю поверхность , которая была относительно ровной и слагалась лишь материалом излившихся базальтов и первичным веществом планеты .Однообразие и монотонность ландшафтов нарушалось лишь бесчисленным количеством вулканов да беспрепятственно достигавшими земной коры солнечными лучами .

Проходили миллионы лет .И по мере того , как шло время , постепенно менялся облик планеты : формировались гидросфера и атмосфера . В результате процессов плавления Земли , на ее поверхность выносилась вода и разнообразные газы . За счет этой воды и начала формироваться гидросфера , масса которой постепенно росла , а соответственно увеличивалась и площадь ее поверхности .

С увеличением площадей , покрытых водой , все меньше становилось наземных вулканов , и все больше увеличивалось число подводных извержений или вулканических построек в виде очень пологих островов , поднимающихся над водой.

Помимо воды , выделявшейся в виде паров и жидком состоянии , из недр Земли одновременно поступали газы и дымы : CH4,CO,S,HCl,HF,HBr и др. Одни из них растворялись в водах гидросферы и участвовали тем самым в формировании ее солевого состава ; другие же , которые практически не растворялись в воде , образовывали атмосферу .

Одновременно с образованием гидросферы происходило формирование атмосферы . Основными компонентами ее были водяные пары , метан , окись углерода , аммиак , азот , CO2. Состав атмосферы примерно отвечал составу современных вулканических газов . Естественно , параллельно с увеличением объема гидросферы происходило возрастание содержания газов в атмосфере.

С какого-то момента , когда содержание паров воды и газов в атмосфере достигло существенного уровня стали существовать условия , благоприятствующие возникновению жизни .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В то время атмосфера была проницаема для космического излучения в несравненно большей степени , чем сейчас , поскольку основные компоненты современной атмосферы - азот и кислород - не играли заметной роли , отсутствовал озоновый экран , меньше было паров воды . Можно предположить , что в таких условиях в древней атмосфере должны были постоянно образовываться сложные органические молекулы ( эксперименты показали , что при особых воздействиях ( ультрафиолетовое излучение , ионизирующее излучение ) на смеси газов и паров воды , сходные с возможным первичным составом атмосферы , могут возникать разнообразные органические вещества , которые входят в состав биологических макромолекул ). Но эти соединения под влиянием коротковолнового излучения должны были подвергаться и постоянному разрушению . Поэтому предполагают , что образовавшиеся соединения сохранялись лишь в том случае , если они попадали в водоемы , в которых верхний слой воды был достаточен , чтобы задержать губительную коротковолновую радиацию .

Таким образом , органические соединения постепенно могли накапливаться в первичном океане и должны были служить не только материалом для создания первых организмов , но и необходимой питательной средой для них .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Предполагается , что органические соединения , рассеянные в воде , в результате бесчисленных взаимодействий друг с другом , переодических образований привели в конце концов к возникновению специфических скоплений органического вещества . Эти скопления могли не только длительно существовать , но и расти , а затем постепенно обмениваться веществом с окружающей средой , делиться на части себе подобные. Это момент был революционным скачком , в результате которого “капля “ органического вещества превратилась в живое существо . Дальше все было относительно проще , так как не требовалось радикального изменения состояния вещества , а шло лишь усовершенствование живой материи.

Конечно , это лишь одна из наиболее возможных схем пути возникновения жизни на Земле . В действительности все могло быть иначе . Нельзя с полной уверенностью сказать ,что жизнь возникла именно на Земле . Она могла быть и принесена в виде каких-то простейших организмов с метеоритным веществом из космоса , в то время , когда еще не было плотной атмосферы , которая могла сильно разогреть или даже сжечь метеорит .