Ароморфозы раннего палеозоя. Развитие жизни в палеозойскую эру. Роль растений в выходе животных на сушу

Палеозойская эра по своей продолжительности — свыше 300 млн лет — превосходит все последующие эры. Она включает ряд периодов.

В начале эры, на протяжении кембрийского и ордовикского периодов , господствует климат «вечной весны», не происходит смены времен года. Жизнь сосредоточена в водах океана, где обитают разнообразные водоросли, все типы беспозвоночных животных. В морях и океанах широко распространены трилобиты — беспозвоночные членистоногие животные, жившие только в палеозое. Они ползали по дну, зарываясь в ил. Размеры их тела достигали от 2-4 см до 50 см. В ордовикском периоде появились первые позвоночные — панцирные бесчелюстные.

В силурийский период изменяется климат, формируются климатические пояса. Наблюдается наступление ледника. Жизнь продолжает развиваться в воде.
В этот период на Земле широко распространились кораллы, разнообразные моллюски. Наряду с трилобитами многочисленны ракоскорпионы, достигавшие в длину двух метров. Эти животные жили в воде и дышали при помощи жабр. К концу палеозойской эры они вымерли.

В силурийский период широко распространились бесчелюстные панцирные «рыбы». Они только внешне напоминали рыб. На самом деле это особая самостоятельная ветвь хордовых. Все бесчелюстные обитали в пресных водоемах и вели придонный образ жизни. По сравнению с первыми хордовыми бесчелюстные имели преимущества в борьбе за существование. Их тело было защищено панцирем, состоящим из отдельных пластин.

В конце силура в результате горообразовательных процессов увеличилась площадь суши и создались предпосылки для выхода растений на сушу. Первыми наземными растениями были, по-видимому, псилофиты и риниофиты. Они появились примерно 440-410 млн лет назад. Предполагают, что мхи и псилофиты произошли от древних зеленых водорослей.

Появлению псилофитов способствовал ряд ароморфных изменений. Возникает механическая ткань, благод 1000 аря которой псилофиты сохраняли вертикальное положение на суше. Развитие покровной ткани обеспечило защиту фотосинтезирующих клеток и сохранение в них влаги. Формирование проводящей ткани в древесине и лубе улучшило передвижение веществ в растении.
Псилофиты достигали высоты от 20 см до 1,5-2 м. У них еще не было листьев. На нижней части стебля имелись выросты — ризоиды, которые, в отличие от корней, служили лишь для закрепления в почве. (Почва образовалась еще в архее в результате жизнедеятельности бактерий и водорослей, обитавших во влажных местах.) В конце силура на сушу вышли и первые животные — пауки и скорпионы.
В девонский период от псилофитов произошли древние папоротники, хвощи, плауны. У них формируется корневая система, с помощью которой вода с минеральными солями поглощается из почвы. Среди других ароморфозов следует назвать появление листьев.

В девоне в морях появились челюстноротые панцирные рыбы, вытеснившие бесчелюстных. Формирование костных челюстей — важный ароморфоз, который позволил им активно охотиться и побеждать в борьбе за существование.
В девоне появляются также двоякодышащие и кистеперые рыбы, у них наряду с жаберным возникало легочное дыхание. Эти рыбы могли дышать атмосферным воздухом. Двоякодышащие рыбы перешли к придонному образу жизни. Сейчас они сохранились в Австралии, Африке, Южной Америке.

У кистеперых рыб в пресных водоемах плавник по своему строению напоминал пятипалую конечность. Такая конечность позволяла рыбам не только плавать, но и переползать из одного водоема в другой. В настоящее время сохранился один вид кистеперой рыбы — латимерия, обитающая в Индийском океане.

От кистеперых рыб произошли первые наземные позвоночные — стегоцефалы, совмещающие признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Стегоцефалы обитали в болотах. Длина их тела колебалась от нескольких сантиметров до 4 м. Их появление было связано с рядом ароморфозов, среди которых важное значение для жизни на суше имело формирование пятипалой конечности, легочного дыхания.

На протяжении всего каменноугольного периода , или карбона, господствовал теплый и влажный климат Суша покрылась болотами, лесами из плаунов, хвощей, папоротников, высота которых достигала более 30 м.

Пышная растительность способствовала формированию плодородных почв и образованию месторождений каменного угля, за что этот период и получил название каменноугольного.

В карбоне появляются папоротники, размножающиеся семенами, первые отряды летающих насекомых, пресмыкающихся В эволюции жи вотных происходят ароморфозы, уменьшающие их зависимость от водной среды У пресмыкающихся увеличивается запас питательных веществ в яйцеклетке, формируются оболочки, защищающие зародыш от высыхания.

В пермский период происходят сильные горообразовательные процессы, климат становится более сухим Это привело к широкому распространению голосеменных и пресмыкающихся.

Насколько полезным был этот материал?

Для понимания эволюции жизни и экологических условий, в которых происходили ее важнейшие события, важно иметь ясное представление об основных этапах геологической истории Земли и совместной эволюции растительного и животного мира.

Вся геологическая история Земли делится на эры, а те, в свою очередь, на периоды.

Названия эр греческие (например, протерозой - эра ранней жизни). Названия периодов отражают либо наименование местностей, где впервые были обнаружены ископаемые останки древних растений и животных этого периода (например, юрский период палеозойской эры происходит от названия горного массива Юра на юге Франции), либо другие особенности периода (например, формирование запасов каменного угля в каменноугольном периоде).

Катархей и архей (древнейшая эра)

Катархей (эра позже древнейшей) начинается 5 млрд лет т.н. возникновением Земли как небесного тела.

3,5 млрд лет т.н. (по геологическим меркам чрезвычайно быстро) на Земле появляются первые живые клетки. С возникновением первых живых организмов начинается древнейшая эра - архей. В архее последовательно возникают 3 поколения прокариот - бактерии-анаэробы, бактерии-фотосинтетики и бактерии-аэробы (или окислители) и соответственно важнейшие биохимические процессы: анаэробное дыхание (или гликолиз), фотосинтез и, наконец, аэробное, или кислородное, дыхание.

В конце архея, 2 млрд лет т.н., в результате симбиоза 3 видов прокариот возникают первые эукариотические клетки. При этом анаэробные прокариоты дают начало основной клетке-носителю, бактерии-фотосинтетики превращаются в хлоропласты, а бактерии-окислители - в энергетические станции клетки - митохондрии.

Таким образом, архей заканчивается появлением первых эукариотических клеток.

Крупнейшие ароморфозы архея - возникновение жизни, появление прокариотических клеток, возникновение фотосинтеза, бескислородного и кислородного дыхания, появление первых эукариотических клеток.

Протерозой (эра ранней жизни) 2 млрд-600 млн лет т.н. (2 млрд-590 млн лет т.н.)

В протерозое жизнь как в растительном, так и в животном царстве развивается только в воде. Происходит быстрое развитие эукариот. Около 1,5 млрд лет т.н. от первых примитивных эука-риот возникает общий предок растений и животных - древнее жгутиковое. По современным представлениям жгутики, так же как митохондрии и хлоропласты, произошли от каких-то древних свободноживущих прокариот.

От древнего жгутикового возникают два важнейших царства живых организмов - растения и животные.

Эволюция растений направлена на переход от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам - нитчатым и пластинчатым водорослям. Утрата растениями подвижности в процессе эволюции связана с полным переходом их к автотрофному питанию за счет фотосинтеза и потерей способности к гетеротрофному питанию. Возникающие в конце протерозоя водоросли - это низшие растения, не имеющие дифференцированных органов и тканей.

Эволюция животных в протерозое идет значительно более высокими темпами. В отличие от растений, животные в процессе эволюции утрачивают хлоропласты и полностью переходят к гетеротрофному питанию (т.е. питанию готовыми органическими веществами). В связи с необходимостью активного поиска источников пищи животные не только не утрачивают подвижности, а наоборот, совершенствуют опорно-двигательную систему и механизмы, управляющие движением.

Из одноклеточных подвижных форм вначале возникают подвижные колониальные жгутиковые - однослойные животные, не имеющие дифференцированных органов и тканей, затем 2-слой-ные и 3-слойные животные с дифференцированными тканями (3 зародышевых слоя впоследствии дадут начало различным типам тканей и у человека). Из среднего зародышевого слоя, который впервые появился у примитивных плоских червей, развиваются мышцы и опорные ткани, связанные с активным передвижением.

Последние 50 млн лёт протерозоя - венд - период очень бурного развития животного мира: в этот период возникают все типы беспозвоночных животных, за исключением хордовых, в том числе губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски.

Крупнейшие ароморфозы протерозоя - возникновение многоклеточное (около 1 млрд лет т.н.), диплоидности и полового процесса. У животных появляются дифференцированные органы и ткани, возникает опорно-двигательная и нервная система.

Бурный эволюционный прогресс животных связан с полным переходом их к гетеротрофному питанию и возникающей в связи с этим необходимостью совершенствования опорно-двигательной системы и управляющей ее работой нервной системы.

Растения в протерозое переходят от одноклеточных подвижных форм к одноклеточным неподвижным, а затем к многоклеточным неподвижным формам. Однако все растения протерозоя - это низшие растения (водоросли), не имеющие дифференцированных органов и тканей.

Крупнейшие ароморфозы протерозоя - возникновение царства растений и царства животных. Появление многоклеточности и полового процесса у растений и животных. Появление всех типов беспозвоночных.

Палеозой (эра древней жизни) 600-250 млн лет т.н. (590-248 млн лет т.н.)

Палеозойская эра - одна из самых бурных в истории развития жизни на Земле. В течение палеозоя как в царстве растения, так и в царстве животные происходят крупнейшие эволюционные изменения.

Палеозой делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь.

Кембрий 600-500 млн лет т.н. (590-505 млн лет т.н.)

Климат кембрия - умеренный, материки - низменные.

В кембрии жизнь развивается практически только в воде. На суше обитают лишь бактерии и сине-зеленые водоросли. Благодаря их деятельности начинается образование почвы, подготовившее выход на сушу многоклеточных растений и животных.

Это время pacifeema водорослей и беспозвоночных. Большинство ученых считает, что именно в кембрии появляются первые примитивные хордовые типа ланцетника.

Крупнейший ароморфоз кембрия - появление первых примитивных хордовых.

Ордовик 500-450 млн лет т.н. (505-438 млн лет т.н.)

Климат ордовика - мягкий, моря мелководные. Континенты в основном плоские. Площадь морей по сравнению с кембрием увеличилась.
В ордовике, так же как и в кембрии, жизнь развивается в основном в воде.

Царство растения представлено водорослями.

Важнейшим событием в царстве животные является прогрессивное развитие хордовых. От примитивных хордовых типа ланцетника возникают хордовые с хрящевым скелетом, напоминающие представителей современного класса круглоротые - миног и миксин, а затем бесчелюстные панцирные «рыбы» - щитковые. По типу питания щитковые были фильтраторами.

Предполагают, что в ордовике, около 450 млн лет т.н., на суше появились разнонитчатые водоросли типа калеохете, которые стали предками первых сосудистых растений - риниофитов.

Крупнейший ароморфоз ордовика - появление хордовых, имеющих хрящевой скелет (щитковых).

Силур 450-400 млн лет т.н. (438-408 млн лет т.н.)

В результате интенсивных горообразовательных процессов в силуре значительно увеличивается площадь суши. По сравнению с ордовиком климат становится более сухим.

В силуре, около 430 млн лет т.н., на суше появляются первые сосудистые растения - риниофиты (или псилофиты). Тело риниофитов еще не имело дифференцированных органов - у них не было ни листьев, ни корней, фотосинтез осуществляли голые безлистные стебли. Однако в связи с выходом на сушу у риниофитов появляются хорошо развитые покровная и проводящая ткани.

В Силуре впервые выходят на сушу не только растения, но и животные. Это представители типа членистоногих - паукообразные, внешне напоминавшие скорпионов. Членистоногие оказались первыми животными, вышедшими на сушу, потому что уже имели сформированные ходильные конечности и наружны:: скелет, являющийся опорой тела и защитой от высыхания.

В силуре происходит и важнейший ароморфоз животных типа хордовых - в пресноводных водоемах от бесчелюстнь хордовых с хрящевым скелетом возникают первые челюстнъ.-: рыбы.

Крупнейшие ароморфозы силура - выход на сушу расте ний (риниофиты) и животных (членистоногие); появление челюстных рыб.

Девон 400-350 млн лет т.н. (408-360 млн лет т.н.)

В девоне происходит поднятие суши. Площадь морей сокращается. Климат становится еще более сухим. Появляются пустынные и полупустынные области.

В начале девона происходит еще одно важное событие в царстве растений - около 370 млн лет т.н. появляются мхи.

Часть водоемов в Девоне пересыхает, и рыбы вынуждены либо впадать в спячку и дышать в этот период легкими (двоякодышащие рыбы), либо переползать по суше в другой водоем (кистеперые рыбы). Эволюционный прогресс хордовых связан с последним направлением развития. Кистеперые рыбы оказались способны перемещаться по суше, поскольку в связи с придонным образом жизни, связанным с недостатком кислорода, у них уже развились легкие и мясистые плавники для перемещения по дну водоема.

К концу девона от кистеперых рыб возникают первые земноводные - стегоцефалы.

Крупнейшие ароморфозы девона: в царстве растения - появление папоротникообразных (папоротников, хвощей и плаунов), мхов и голосеменных; в царстве животные - появление кистеперых рыб и первых земноводных - стегоцефалов.

Карбон (каменноугольный период) 350-300 млн лет т.н. (360-286 млн лет т.н.)

В карбоне климат становится влажным и теплым. Сезонные колебания температуры невелики. Значительная часть современных континентов залита мелководными морями. Во влажном и теплом климате достигают исключительного расцвети высшие споровые (папоротникообразные) - папоротники, хвощ;-: и плауны. На громадных территориях они образуют заболоченные леса, в которых доминируют древовидные плауновидные липидодендроны (высотой до 40 м), древовидные папоротники (высотой 20-25 м) и гигантские хвощи - каламиты (высотой 8-10 м). Из отмерших стволов этих деревьев позднее образуются запасы каменного угля.

Во влажном и теплом климате основные недостатки споровых растений - размножение, связанное с водой, и плохо приспособленный к существованию в засушливых условиях свободно живущий гаметофит - не важны. В то же время мелкие, легкие споры, в отличие от тяжелых семян голосеменных, прекрасно переносятся ветром. Поэтому, хотя голосеменные появились еще в девоне, в каменноугольном периоде доминируют не голосеменные, а споровые. Одновременно со споровыми - «земноводными» растениями, чье размножение связано с водой, в карбоне доминируют и земноводные животные (амфибии), размножение которых также связано с водой.

В конце карбона от земноводных возникают значительно лучше приспособленные к жизни на суше пресмыкающиеся, или рептилии.

В карбоне появляются и первые летающие насекомые -потенциальные опылители растений. Наиболее интересное из-них - гигантская стрекоза меганевр с размахом крыльев до 1,5 м.

Крупнейшие ароморфозы карбона - появление пресмыкающихся и летающих насекомых.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Задачи: Изучение проблем филогенетики и закономерностей эволюции органического мира, позволяющий раскрыть пути использования исторического подхода к изучению явлений живой природы. Дать научное объяснение истории развития животного и растительного мира с применением новейших технологий позволяющие показать разнообразие и многообразие древней жизни.

Образовательная задача: Добиться усвоения учащимися знаний доказательств макроэволюции основных направлений и путей исторического развития живой природы, главных ароморфозов и идиоадаптаций в мире растений и животных.

Воспитательные задачи: Использовать доказательства эволюции для отстаивания взглядов на реальность исторического развития живой природы и продолжить формирование научного мировоззрения учащихся при раскрытии картин эволюции органического мира, выявление противоречивого характера этого процесса.

Развивающие задачи: Формирование умения выявлять основные ароморфозы и идиоадаптации в мире растений и животных, раскрыть причинно-следственные связи между путями и направлениями эволюции, дать материалистическое объяснение исторических изменений живой природы. Развитие творческой активности учащихся используя новейшие технологии.

Тип урока: Комбинированный (проблемный)

Метод: Дидактический

Оборудование: компьютер, таблица, рисунки, полезные ископаемые.

Ход урока

1 . Закрепление изученного материала.

Здравствуйте.

На прошлом уроке мы с Вами начали изучать очень интересную и важную тему «Развитие жизни на Земле».

Какую эру Земли и основные направления эволюции мы изучали?

Сейчас наша с вами задача состоит в том, чтобы закрепить изученный материал. 4 ученика работают за компьютером, где они выполняют домашнее тестовое задание на 5-10 мин. А с остальными работаем устно- фронтальный опрос.

Тест (компьютер):

Какова длительность архейской эры
а.900 млн лет
б.3500 млн лет
в. 2000 млн лет
Каков возраст архейской эры
а. 2000 млн лет
б. 3500 млн лет
в. 900 млн лет
Ароморфозы в архейской эре
а. становление фотосинтеза
б. кислородное дыхание
в.половой процесс
г. многоклеточность
Как называется архейская эра
а. эра ранней жизни
б.древнейшая жизнь
в.древняя жизнь
К чему открывает ароморфоз широкий простор
а. дивергенции
б.биологическому прогрессу
в.дегенерации
г.идиоадаптации

Работа с классом:

По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды.
Расскажите, как и как возникли первые живые организмы.
Какие важные ароморфозы произошли в архейскую эры. Какое это имело значение для развития жизни на Земле.
Когда и в, результате, каких процессов появился в атмосфере Земли кислород. Как это, отразилось,на развитие жизни.
Объясните одновременно существование различных способов дыхания, питания, размножения и простых и сложных организмов.
Какова идиоадаптация архейской эры.
По какому принципу шло развитие архейской эры. Докажите.
Приведите примеры живого мира архейской эры.

Подвести итоги тестового задания и опроса домашнего задания.

3. Новая тема.

Объяснение с использованием компьютера. Презентация по теме « Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах»

Учащиеся записывают новую тему урока в тетрадях «« Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах».

На границе архейской и протерозойской эр произошло усложнение строения и функций организмов, что положило начало биологической эволюции. Протерозойская эра длилась 2000 млн лет.

Каков ландшафт протерозойской эры, где сосредоточена жизнь.

Климат: Стал более суровым, ледниковый покров распространился почти по всей планете.

Суша: Была безжизненной, но по берегам начались почвообразовательные процессы в результате деятельности бактерий, водорослей и грибов. Господствовали сине-зеленые водоросли, сменившиеся обилием зеленых водорослей, в том числе и многоклеточных, которые в эволюционном отношении были более совершенными по способу питания, размножения и строения(листья, стебель, корень). Но все же жизнь была сосредоточена в воде.

Проследить эволюцию протерозойской эры сложно, т.к. происходил процесс перекристаллизации осадочных пород и уничтожения органических остатков. В результате сохранились остатки бактерий, водорослей, грибов, низших беспозвоночных и низших хордовых.

Крупным шагом было появление организмов с:

2-х сторонней симметрией тела(передний, задний отдел, левая и правые стороны, спинная и брюшная поверхности, каждая из которых выполняет свою функцию.
Многоклеточность.

Как называется гипотеза о возникновении многоклеточных организмов и кем она была создана?

Какой живой организм был взят за основу гипотезы многоклеточности, какие ткани образовались и какие функции они выполняли?.

Отсюда делаем вывод, что ароморфозы – 3-хслойное тело червеобразной формы, у которых появились новые органы- это новообразование, от них произошли членистоногие давшие начало древним хордовым.

Каковы ароморфозы растений и животных протерозойской эры?

Заполните таблицу (заполняется учащимися)

Третья очень важная эра Земли – протерозойская эра- эра древней жизни, возраст ее оставляет 570 млн. лет, а длилась она330 млн.лет, она состоит из 6 периодов (см. таблицу)

Вспомнив главные ароморфозы архейской и протерозойской эр, подведите итог этой жизни? (в течение примерно 3-х млрд. лет жизнь на Земле под влиянием движущих сил эволюции достигла разнообразия и была в основном сосредоточена в воде)

Действительно, в начале палеозойской эры растения населяют в основном моря, но уже в ордовике и силуре появляются первые наземные растения –псилофиты.

Рассмотрите ландшафт этого периода, каковы его особенности.

Как вы думаете, чем можно объяснить освобождение суши от воды и гибель многих водорослей.

Рассмотрите рисунок первого наземного растения- псилофита и выявите черты приспособленности к новой среде. (наличие тканей защищающие клетку от высыхания, проводящая воду сосудистая система, поддерживающая тело в вертикальном положении, наличие корнеподобных выростов укрепляющие растение в воде)

Назовите предков псилофитов.

Дальнейшая эволюция растений на суше шла в направлении расчленения тела на вегетативные органы и ткани, совершенствовалась система.

Но, к сожалению, в засушливом девоне псилофиты исчезают и появляются хвощи, плауны и папоротникообразные, которые в связи с влажным и теплым климатом достигли большого развития в каменноугольном периоде, в это время также появились и голосеменные растения произошедшие от семенных папоротников.

Как вы думаете сравнивая наземные растения палеозойской эры, от какого растения произошли папоротники.

Почему естественный отбор действовал в направлении сохранения папоротникообразнных.

Только ли по пути идиоадоптации шло дальнейшее развитие папоротникообразных.

Учащиеся просматривают презентацию о растениях палеозойской эры.

Задание: Заполните таблицу - ароморфозы растений.

Ароморфозы растений :

Животный мир палеозойской эры развивался очень бурно и был представлен большим количеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигла жизнь в морях. В кембрийском периоде - это все основные типы животных (кроме хордовых) – это губки, кораллы, иглокожие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы, панцерники.

Затем в ордовике произошел ароморфоз- появление челюстей с помощью которых челюстноротые захватывали пищу и выжили панцирников.

Каков характер взаимоотношения панцирниками и челюстноротыми.

Эволюция животных палеозоя шла по пути ароморфоза, идиоадаптации, прогресса и регресса.

В силурийском периоде на сушу вместе с первыми наземными растениями – псилофитами, вышли первые дышащие воздухом животные- членистоногие пауки, скорпионы, многоножки.

В девонских морях обитали двоякодышащие рыбы- поэтому этот век называют «веком рыб». Они могли дышать атмосферным воздухом (плавательный пузырь), но в основном жилив воде.

Какие рыбы осуществили выход на сушу.

Как передвигались.

Каков климат девонского периода и почему именно этот период способствовал появление кистеперых рыб (работа с учебником)

Кистеперые дали начало первым земноводным – стегоцефалам, которые достигли расцвета в каменноугольном периоде. Они разделились (дивергировали) на несколько групп от мелких, питавшиеся беспозвоночными до крупных рыбоядных хищников. Сохранилась та группа которая потерпела большие изменения:

Возникло внутреннее оплодотворение
Яйцо-запас желтка и плотная оболочка
Развитие зародыша в яйце на суше.
роговой покров.

Это особенности пресмыкающихся в пермского периода – которых называли котилозаврами. Они были травоядными и хищниками(зверозубые ящеры). От этой группы в дальнейшем п произошли рептилии и млекопитающие.

Какие ароморфозы животного мира характерны для этой эры.

Заполните таблицу (один ученик работает у доски, а остальные в тетради)

Ароморфозы животных:

Возникновение челюстей

Легочное дыхание

Строение плавников

Внутреннее оплодотворение- яйцо

Эволюция кровеносной системы

Появление крупных систематических групп.

Приведите примеры идиоадаптаций палеозойской эры.

По какому пути шло развитие палеозойской эры.

4. Закрепление.

Решение кроссворда (работа за компьютером).

Назовите первого представителя земноводных
В каком периоде исчезают псилофиты
Назовите идиоадаптацию к недостатку кислорода в воде.
Назовите крупный ароморфоз в эволюции позвоночных.
Как называется форма эволюции благодаря которой стегоцефалы разделились на большое число форм.
Какой период называют «век рыб»
Первые наземные растения.
В каком периоде достигает наибольшего расцвета наземная растительность.
Назовите группу, животных от которых произошли рептилии и млекопитающие.

Подвести итог работы.

5. Домашняя работа: выучить параграф и ответить на вопросы.

Палеозойская эра в кембрийский период была представлена организмами, обитающие преимущественно в водной среде. Большое распространение получили крупных размеров многоклеточные бурые и зеленые водоросли.

Переход растений к жизни на сушу

В силурийский, а возможно, еще в ордовикский или кембрийский период в каких-то популяциях зеленых водорослей, обитавших во временно пересыхавших водоемах, в результате ароморфоза сформировались ткани, возникшие впервые у наземных растений - псилофитов.

Псилофиты - сборное название. Они имели небольшие размеры, не выше полуметра, со стеблевидной наземной частью и корневищем, от которого отходили ризоиды. Иные из них еще очень напоминали водоросли, другие уже несли признаки, сближающие их с мохообразными и папоротникообразными растениями.

Произрастание растений на суше было возможным, так как небольшой слой почвы был уже сформирован деятельностью бактерий, синезеленых водорослей и простейших. К этому времени появились и грибы, также своей жизнедеятельностью способствовавшие почвообразованию.

Морская фауна

В морях кембрийского, ордовикского, силурийского периодов обитали простейшие, губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие, низшие хордовые. В силурийский период появляются наиболее примитивные позвоночные - круглоротые. У них еще нет челюстей, но благодаря ароморфозу появляется череп и позвонки. В девонский период имел место расцвет щитковых из класса круглоротых.

В эволюции позвоночных - снова существенное повышение организации. В черепе появился челюстной аппарат, давший им возможность активно охотиться, схватывать добычу. Это способствовало в процессе естественного отбора повышению организации нервной системы, органов чувств, совершенствованию инстинктов. Из современной фауны наиболее близки к этим древнейшим рыбам - акулы и скаты.

Появились и кистеперые рыбы. Немногочисленные их представители в настоящее время обнаружены в Индийском океане, у берегов Африки. Кистеперые рыбы, обитавшие в пересыхающих водоемах, в девонский период осуществили важный шаг в эволюции животных - выход на сушу.

Первыми наземными позвоночными были древнейшие земноводные стегоцефалы - потомки кистеперых рыб. Скелет плавников кистеперых гомологичен скелету пятипалой конечности. У стегоцефалов, как и у современных земноводных, яйца и личинки могли развиваться лишь в воде, поэтому они вынуждены были обитать лишь вблизи водоемов.

Повышение организации наземных растений

В девонский период у растений произошел важный ароморфоз: развивается специальный аппарат для всасывания минеральных растворов (корень); как основной орган ассимиляции углекислого газа формируется лист. Таким образом, появилась дифференцировка на стебель, листья и корень. Первыми листостебельными растениями были мхи. Родство их с водорослями и псилофитами обнаруживается в том, что их протонема сходна с зелеными водорослями, вместо корней - ризоиды, оплодотворение происходит в водной среде. В девонский период от псилофитов произошли высшие споровые: плауны, хвощи, папоротники. У них появились хорошо сформированные корни, но для размножения им необходима вода, в которой передвигаются половые клетки.

Расцвет папоротникообразных

В растительном мире произошел еще один ароморфоз - появление семенных папоротников. Семя снабжено наружной кожурой, предохраняющей от неблагоприятных условий, а внутри накапливается питательный материал. Семенным растениям для оплодотворения вода не нужна, что обеспечило им завоевание суши.

Климат наступившего каменноугольного периода был теплым, влажным. Атмосфера содержала большой процент углекислого газа. Это способствовало пышному развитию папоротникообразных и, как следствие, периоду их расцвета. Некоторые хвощи достигали высоты 30 метров.

Роль растений в выходе животных на сушу

Развитие наземной растительности благоприятствовало формированию почв. Из остатков растительности того периода образовался каменный уголь. В нем оказалась как бы законсервированной значительная часть углерода атмосферы. В результате интенсивного фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, атмосфера обогатилась кислородом. Изменением химического состава атмосферы была подготовлена возможность заселения суши животными.

Первые наземные животные

Климат каменноугольного периода способствовал также расцвету земноводных (стегоцефалов). На суше врагов у них еще не было, а многочисленные черви и членистоногие, особенно паукообразные и насекомые, заселившие сушу, служили обильной пищей. В результате дивергенции и идиоадаптаций существовали многочисленные виды стегоцефалов. Некоторые из них достигали гигантских размеров (до 47м в длину).

Смена климата

В конце каменноугольного, и особенно во время пермского периода, климат изменился, стал сухим. Это повлекло вымирание папоротникообразных и земноводных. Лишь из немногочисленных популяций тех и других сформировались выжившие виды. В большинстве своем сохранившиеся папоротникообразные растения и земноводные представлены видами небольшой величины, обитающих во влажных местах. От стегоцефалов произошли не только земноводные, но и пресмыкающиеся.

Адаптация к новым условиям

Происхождение пресмыкающихся связано с ароморфозами, обеспечивающими размножение на суше: внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, покрытом плотной оболочкой, защищающей его от иссушающего действия воздуха. Внутри оболочек развивающегося яйца накапливается жидкость, в которой, как в аквариуме, происходит развитие зародыша. Это позволило пресмыкающимся завоевать все среды обитания: сушу, воздух и вторично переселиться в воду.

Прогрессу пресмыкающихся способствовало развитие рогового покрова, предохраняющего от высыхания, более совершенное развитие легких, кровеносной системы, конечностей, головного мозга. Все это дает основание признавать пресмыкающихся первыми настоящими наземными позвоночными.

Страница 1 из 7

Палеозойская эра занимает временной интервал в 289 млн лет. Третья эра развития Земли продолжалась с 540-252 млн лет назад и следовала за протерозоем (протерозойской эрой). Палеозойская эра делится на 6 геологических периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон (каменноугольный период) и пермь (пермский период).

Давайте немного поподробнее рассмотрим периоды палеозойской эры .

Кембрий . Первый период палеозойской эры продолжается 56 млн лет. В это время происходит активное формирование горных массивов. На земле все так же могут обитать лишь бактерии и водоросли. Зато в морских глубинах царит разнообразие живых организмов. Появляются трилобиты - беспозвоночные членистоногие, похожие на современных представителей семейства раков. В водоемах увеличивается количество магния и кальция. Минеральные соли, содержащиеся в земле, в больших количествах начинают поступать в моря. Это дает возможность животным, обитающим в воде, эволюционировать - создавать твердый скелет.

Ордовик . Вторая эратема палеозойской эры занимает временной промежуток в 42 млн лет. Данный период характеризуется расцветом жизни на планете. Образуются главные типы морских жителей. Появляются первые панцирные бесчелюстные рыбы, морские звезды и лилии, громадные скорпионы. В конце ордовикского периода появляются первые представители позвоночных.

Силур . Следующий за ордовиком силур длится 24 млн лет. Это эпоха покорения суши древними предками пауков, многоножек и скорпионов. Появляются панцирные челюстные рыбы. В начале силура вымирает больше половины существующих живых организмов. В северной части Земли формируется континент Лаврентия. Гондвану делит на 2 части новообразованный морской залив. Суша постепенно уходит под воду - это приводит к образованию осадочных пород. В конце силурского периода завершается этап каледонского развития. Начинают активно формироваться горные массивы Шотландии и Гренландии, образована небольшая часть Кордильер. На месте современной Сибири образуется континент Ангарида.

Девон . Девонский период продолжается 61 млн лет. Появляются первые акулы, насекомые и амфибии. Суша все больше зеленеет. Теперь на ней обитают папоротники и псилофиты. Остатки отмирающих растений образуют пласты каменного угля. На территории современной Англии формируются первые скалы. Материки Лаврентия, Балтика и Авалония сталкиваются и образуют единый континент. Гондвана смещается с юга на север. Внутри континентов формируются громадные пустыни. В середине девона полярные ледники начинают таять. В результате уровень океана поднимается - это способствует образованию коралловых рифов у берегов Лаврентии.

Каменноугольный период (карбон) . Пятый период палеозойской эры носит еще одно название - карбон. Его продолжительность составляет 60 млн лет. Это время формирования основных месторождений каменного угля. В начале карбона Землю покрывают папоротники, лепидодендроны, плауны, кордаиты. К концу эратемы появляются хвойные леса. Зарождаются высшие насекомые - тараканы и стрекозы. Появляются первые рептилии и предки кальмаров - белемниты. Основные континенты того времени - Лавразия и Гондвана. Насекомые начинают освоение воздуха. Первыми взлетают стрекозы. Затем в воздух поднимаются бабочки, жуки и кузнечики. В лесах появляются первые грибы, мох и лишайники. Занимаясь исследованиями карбонской флоры, можно пронаблюдать эволюционный процесс растений.

Пермский период (пермь) . Заключительный период палеозойской эры длится около 46 млн лет. Начинается он с очередного оледенения на юге планеты. По мере продвижения материка Гондвана с юга на север ледниковые шапки начинают таять. В Лавразии устанавливается очень жаркий климат, который приводит к образованию гигантских пустынных зон. На границе карбона и пермского периода бактерии начинают перерабатывать древесину. Благодаря этому знаменательному событию, очередная кислородная катастрофа, грозящая всему живому, так и не произошла. На земле возникает господство позвоночных. Появляются предки млекопитающих - звероподобные ящеры терапсиды. В морях преобладают костные рыбы. К концу эпохи происходит вымирание трилобитов, ракоскорпионов и некоторых видов кораллов. Становится меньше лепидодендронов и сигиллярий. Развиваются языковые папоротники, хвойные и гингковые деревья, саговники (предки пальм), кордаиты (предки сосен). Живые организмы начинают осваиваться в засушливых районах. Лучше всего акклиматизация происходит у рептилий.

Климат палеозойской эры

Климат палеозойской эры больше всего схож с климатом современного мира. В начале эры преобладает теплый климат с низко проявленной климатической зональностью. В конце палеозоя развивается засушливость и формируется резкая зональность.

В первой половине кембрийского периода в атмосфере преобладало содержание азота, уровень углекислого газа был не выше 0,3%, а количество кислорода постепенно повышалось. На континентах держалась влажная жаркая погода.

Во второй половине ордовика на планете резко похолодало. В этот же период сформировались зоны с тропическим, субтропическим, умеренным и экваториальным климатом. В субтропиках средняя температура воздуха снизилась на 15, в тропиках - на 5 градусов. Горные массивы Гондваны, находящиеся на Южном полюсе, покрыли ледники.

К началу каменноугольного периода на Земле воцарились тропический и экваториальный типы климата.

Развитие растительной жизни на суше способствовало активному процессу фотосинтеза с усиленным уменьшением уровня углекислого газа в атмосфере и повышением содержания кислорода. Формирование континента Пангеи привело к прекращению образования осадков и ограничению связи морей экватора с полярными. В результате этих событий наступило сильное похолодание с резко выраженной разницей температур на экваторе и полюсах.

Во время палеозойской эры на планете сформировались 2 тропических, 2 субтропических, 2 умеренных и 1 экваториальный климатических пояса. К концу палеозойской эры прохладный климат вновь сменился на теплый.

Животные палеозойской эры

В эпоху кембрия палеозойской эры в океанах и морях господствуют трилобиты - беспозвоночные членистоногие ракоподобные существа. Тела их были защищены крепкими хитиновыми панцирями, разделенными примерно на 40 частей. Некоторые особи достигали длины более 50 см. Питались трилобиты морскими растениями и останками других животных. Еще один вид многоклеточных животных кембрия, вымерший к началу ордовика - археоциаты. Эти существа похожи на коралловые рифы нашего времени.

В силурийском периоде лидировали трилобиты, моллюски, брахиоподы, морские лилии, морские звезды и морские ежи. Отличительной особенностью двустворчатых моллюсков силура являлся загиб их створок в разные стороны. У большей части брюхоногих моллюсков раковины заворачивались в правую сторону. Их головоногие собратья имели гладкие роговые раковины. В это же время появляются первые позвоночные существа - рыбы.

В каменноугольном периоде распространение получили представители морских жителей - фораминиферы и швагерины. Из их раковин сформированы многие залежи известняка. Развиваются морские лилии и ежи, продуктусы - представители плеченогих моллюсков. Размеры их достигали 30 см. Вдоль края шли длинные отростки, с помощью которых продуктусы прикреплялись к подводным растениям.

Во время девона в морях преобладали плакодермы - рыбы с сильными челюстями и твердым панцирем, который защищал голову и переднюю часть туловища. Это самые большие хищные рыбы того времени. Дунклеостеус - разновидность плакодермов - доходил длиной до 4 метров и строением походил на кладоселахии - первых акул. В водоемах данного временного промежутка водились беспанцирные рыбы, похожие на современных. Делятся они на 2 группы: хрящевые и костные. Хрящевые рыбы - предшественники акул и скатов нашего времени. Пасти их были полны острых зубов, а тела покрывали жесткие чешуйки. Костные рыбы были небольших размеров, с тонкой чешуей и подвижными плавниками. По мнению ученых, от лопастиперых костных рыб произошли четвероногие позвоночные. В девонский период появляются первые аммониты - хищные моллюски со спиральной раковиной. Они имели верхнюю раковину с перегородками. Пустое пространство между этими перегородками аммониты заполняли водой и газом. Благодаря этому, их плавучие свойства изменялись в лучшую сторону.

К концу палеозойской эры начинается расцвет пресмыкающихся. Рептилии быстрее всех остальных живых существ адаптировались к изменчивому климату. Найденные окаменелые скелеты позволяют воссоздать облик животных полностью. Одним из самых крупных травоядных того времени был мосхопс. Рептилия имела длинный хвост, большой череп, тело, похожее на бочку. Размеры ее доходят до 4 метров в длину. Хищником, схожим по размерам с мосхопсом, является антозавр.

Растения палеозойской эры

Первыми растениями, заполнившими сушу, стали псилофиты. Позднее от них произошли и другие виды сосудистых - плауны, хвощи, папоротники. Влажный климат карбона дал развитие прообразам тропических лесов. В них произрастали лепидодендроны и сигиллярии, каламиты и кордаиты, папоротники.

К середине пермского периода климат становится сухим. В связи с этим исчезают влаголюбивые папоротники, каламиты и древовидные плауновые.

В ордовике развитие получают морские лилии. Ко дну они крепились стеблем, состоящим из кольцевидных частей. Вокруг рта у них находились подвижные лучи, которыми лилии ловили пищу в воде. Часто морские лилии формировали густые заросли.

В середине палеозойской эры возникли членистостебельные растения, которые делятся на 2 группы - клинолистые и каламиты. Первая группа - это растения, живущие в воде. Имели длинный неровный стебель с листьями. В почках формировались споры. На поверхности воды клинолистые держались при помощи ветвистых стебельков. Каламиты - древовидные растения, образующие болотные леса. В высоту достигают 30 метров.

Полезные ископаемые палеозойской эры

Палеозойская эра богата на полезные ископаемые. В период карбона останки животных и отмирающих растений образовали огромные залежи каменного угля. В палеозойской эре сформировались месторождения нефти и газа, каменной и минеральной соли, меди, марганцевых и железных руд, известняков, фосфоритов и гипса.

Палеозойская эра и ее периоды более подробно будут рассмотрены в следующих лекциях .