Эволюция биосферы

 

Автотрофные организмы , как и гетеротрофные , практически мгновенно  , в смысле геологического времени , распространились на все пространство Земли  .

Ограничивающими факторами  были , вероятно , лишь коротковолновое излучение , которое не давало возможности выйти организмам на сушу , но и делало непригодным для обитания самую поверхностную часть гидросферы , и недостаток  солнечного света в воде не глубине , превышающей несколько десятков метров.

 

 

 1.6.ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА АТМОСФЕРЫ

 

 

Для первой половины архея было характерно резкое преобладание  в воде и атмосфере углекислого газа  , значительно количество аммиака  , а так же вероятно  , присутствие метана  и паров соляной  , фтористой  и серной кислот .

 

Во вторую половину архея  и в раннем протерозое в атмосфере и гидросфере уже присутствовал свободный кислород, увеличилось содержание азота  и уменьшилось распространение CO2 .

 

Третий этап развития газовой оболочки Земли , начавшийся около 2 млрд. лет назад  , качественно отличается от предшествующих ему этапов . Для него характерно полное отсутствие аммиака , преобладание свободного азота , значительное содержание свободного кислорода . Атмосфера имела уже состав , аналогичный ее современному составу.

 

 

 

1.7.ЭВОЛЮЦИЯ  ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА И КЛИМАТ

 

Полагают , что очень  большое воздействие на среднегодовую температуру воздуха на Земле оказывает содержание в атмосфере углекислого газа  . Он  пропускает солнечные лучи , но  поглощает основную часть тепловых лучей , идущих от поверхности земли  , что препятствует охлаждению Земли  и повышает общую температуру на ее поверхности . Наличие CO2  обуславливает так называемый оранжерейный эффект воздушной оболочки Земли .

 

По мере изменения  состава и массы атмосферы  среднегодовая температура должна была существенно меняться . В архее она значительно превышала современную . Уже примерно около 2 млрд. лет назад температура должна была быть близкой к современной .

 

Великие оледенения , аналогичные  известному оледенению Европы и Северной Америки  и каменноугольному оледенению были в обоих полушариях и позднем протерозое.

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ФАНЕРОЗОЕ

      

 

2.1.РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ СО СКЕЛЕТНЫМИ                                                            ОБРАЗОВАНИЯМИ .

 

Начало кембрийского периода , а следовательно и начало фанерозоя , ознаменовались очень важным событием в развитии органического мира . Впервые появились организмы , обладающие карбонатными , фосфатными  и хитиновыми скелетными образованиями .

 

Чрезвычайно большую геологическую роль в кембрии играли археоциаты: морские беспозвоночные животные с внутренним известковым скелетом очень сложного и тонкого строения , иногда напоминающие вазочки и кубики величиной от нескольких миллиметров до 40см.

Эти животные наподобие кораллов строили на дне  мелких участков морей своеобразные береговые и барьерные  известковые рифы . Они вероятно питались микроскопическим  фитопланктоном , спорами водорослей и бактериями . Археоциаты очень быстро распространились в морях , захватывая средние и небольшие глубины и вытесняя из них обитавшие там водоросли. Археоциаты появились в кембрийском периоде и в этом же периоде вымерли. 

 

Карбонатным или реже фосфатным скелетным образованием (двустворчатая раковина с неодинаковыми створками ) обладали плеченогие , одиночные двусторонне-симметричные животные , ведущие прикрепленный образ жизни . Обитали они на морском дне  . В кембрии появилась и большая группа древнейших членистоногих - трилобитов , имевших хитиновый панцирь  . Это уже были преимущественно ползающие по дну животные

 

В общем с начала кембрийского периода мир животных , несомненно , начал развиваться очень бурно , сложно  , с вымиранием одних  групп организмов и появлением других , более многочисленных  . В результате к концу кембрия существовали представители почти всех типов животного мира , хотя наиболее распространенными были трилобиты и археоциаты .

   

С чем связано появление  на границе докембрия и кембрия  организмов с карбонатными и фосфатными скелетами , до сих пор точно  не ясно , но главная причина - изменение содержания кислорода в атмосфере  . Распространено представление , что именно к кембрийскому периоду содержание его в атмосфере достигло почти 1% от содержания его в современной атмосфере . Это привело к образованию у поверхности Земли озонового экрана   , благодаря чему  жесткое излучение Солнца стало проникать в верхние слой гидросферы  и животный мир смог проникнуть в крайнее мелководье - наиболее благоприятную для обитания зону. Именно мелководье наиболее благоприятно для образования карбонатных и некоторых фосфатных материалов, поскольку в водах его содержится наименьшее количество углекислого газа  , резко повышающего растворимость минералов. Появление у организма того или иного скелета давало им большое преимущество перед бесскелетными формами . Поэтому в процессе борьбы за существование у многочисленных форм организмов стали возникать скелетные образования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Основные итоги развития биосферы

 

Итак , живые организмы  создали свободный кислород на Земле  .Увеличение его количества привело к образованию озонового экрана  , что расширило границы распространения жизни в гидросфере . Фотосинтез растений стал идти более интенсивно  . Увеличилась в связи с этим масса автотрофных организмов и количество выделяемого ими кислорода  и поглощаемого углекислого газа  . 

 

На границе криптозоя  и фанерозоя появился новый мощный фактор , повлиявший на эволюцию биосферы - образование осадочных пород  вследствие накопления извести в результате жизнедеятельности многоклеточных животных .До этого карбонатные породы образовывались лишь в результате деятельности водорослей .

 

Этот фактор был полезен  для развития животного мира  в целом  , поскольку постоянно  приводило к изъятию из гидросферы значительной части углекислого газа  . В связи с этим породообразующая роль живых организмов с ходом времени все увеличивалась  , что сопровождалось параллельным уменьшением роли водорослей и бактерий в процессах образования биогенных карбонатных отложений.

 

 

2.3.Появление наземных растений

 

По-видимому , в конце  силурийского периода произошло  событие первостепенной важности для  всего дальнейшего развития биосферы - появление наземных растений . Это  событие стало возможным благодаря тому , что к концу силура содержание кислорода в атмосфере достигло уровня в 10% от современного . Образование озона стало  происходить на большой высоте  , поэтому ультрафиолетовое излучение солнца уже не должно было оказывать губительное влияние  на организмы  , находящиеся на поверхности суши .

  

Первой растительностью , появившейся на суше , по мнению Давиташвили  и ряда других ученых  , была группа растений , которую иногда выделяют  в особый тип нематофитов , являющийся как бы промежуточным звеном между водорослями и сосудистыми растениями   .

Можно полагать , что нематофиты произрастали в прилежащей к  морю полосе суши . Остатки нематофитов встречены в отложениях позднего силура и девона .

В верхнесилурийских  отложения известны остатки и  древнейших  сосудистых растений  - псилофитов . Это были очень своеобразные споровые растения , имевшие вид невысоких кустарников  без листьев  . Эти растения не могут быть названы  деревьями  , а их скопления - лесом , тем более  , что у этих растений тело еще не было дифференцировано не только на листья , но и даже на                    стебель и корень . Был лишь многократно ветвящийся вверху  и внизу ствол .

Псилофитовая флора  может рассматриваться как следующий шаг , после появления нематофитов , эволюции растений  . Появившиеся в дальнейшем новые типы споровых наземных  растений ( плуановые , членистостебельные , папоротники ) уже более интенсивно наступали на сушу   и постепенно захватывали ее .

В среднем девоне уменьшение  содержания углекислого газа  было значительно больше ,  чем увеличение кислорода  .Животный мир девона  характеризовался пышным расцветом  брахиопод , кораллов , строматопороидей, мшанок. В общем фауна беспозвоночных в девоне достигла наибольшего расцвета .

Возможно , значительное увеличение содержания в девоне кислорода  и уменьшение углекислого газа способствовали   появлению в девоне кистеперых рыб , способных не только поглощать кислород из воды , но и дышать воздухом .

 

3.ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА , ВАЖНЫЕ ДЛЯ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ.

 

 

В каменноугольной флоре  широко были распространены споровые влаголюбивые растения  (плуан , хвощи и папоротники). Затем началось появление голосеменных растений, в том числе и хвойных  .Эти растения обладали значительными преимуществами  по сравнению со своими предшественниками и поэтому не только шире  их расселились по поверхности суши , но и в значительной мере вытеснили их из зон , которые те вначале безраздельно занимали. В связи с этим в мезозойскую эру господствующее  положение на суши приобрели голосеменные растения.

 

Затем на смену им пришло господство покрытосеменных растений , еще  более высокоорганизованных  . 

Первые покрытосеменные  появились в середине  мезозойской эры . В кайнозое они быстро завладели всей поверхностью Земли .

 

С точки зрения развития биосферы , большой интерес представляет возможная направленность эволюции покрытосеменных .Травянистый тип покрытосеменных растений произошел  от древесного . Процесс развития  трав из древесных растений представляется следующим: деревья - кустарники -полукустарники - многолетние травы - однолетние травы. Травы являются наиболее приспособленными представителями  растительности . Темпы эволюции травы был очень высок  , и очень быстро после своего возникновения  покрытосеменные растения расселились на громадных территориях .

 

Благодаря развитию биосферы Земля постепенно приобрела всевозможные цвета и оттенки и стала планетой-оазисом среди других планет солнечной системы. Живое вещество не только является главным и необходимым  компонентом  биосферы , определяющим ее развитие , но и наиболее изменчивой и наиболее быстро эволюционирующей составной частью земной коры .

 

Разнообразные процессы, связанные с существованием и  развитием  живого вещества, не только представляют собой главные факторы эволюции всей биосферы и осадочного породообразования на протяжении длительной геологической истории Земли , но и , очевидно , являются основной причиной образования самой земной коры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

 

Появление на Земле человека представляло собой одно из самых значительных событий в длительной истории биосферы. По существу ,неизмененные ландшафты , не несущие на себе заметных следов воздействия человека , в настоящее время ,возможно , сохранилось только в пределах значительных глубин океанов . Все остальные  ландшафты изменены под влиянием деятельности человека.

 

Вначале своего существования  человек являлся ординарным компонентом биогеоценозов , принципиально не отличавшихся от других входивших в эти биогеоценозы организмов по воздействию на окружающую его природу. В начальный период воздействие человека на биогеоценозы , в которые он входил  , ограничивалось лишь потреблением   им некоторой части  продуцировавшейся в них растительностью и животной биомассой .

 

Несмотря на то   ,  что уже раннего  питекантропа   от животных отличала способность трудиться , длительное время воздействие человека на биосферу  было  чрезвычайно ничтожным . Собирательство  растительной пищи и охота на животных  мало отличали этого древнейшего человека от животных.

 

Время , отвечающее раннему и среднему палеолиту , которое окончилось примерно  30-40 тыс. лет назад , представляло собой эпоху складывания человеческого общества в виде первобытного человеческого стада  .

 

Это стадо уже не было чисто биологическим объединением , поскольку представители его уже не только использовали примитивные орудия , но и изготавливали их. Однако оно не было и настоящим человеческим обществом , так ка в нем господствовали силы естественного отбора.

 

Лишь на рубеже среднего и позднего палеолита , после появления современного , в биологическом смысле , человека , возникла первая настоящая общественно-экономическая формация - первобытнообщинный строй . С этого времени чисто биологические законы развития человека оказались оттесненными социальными законами развития человеческого общества .

 

В позднем палеолите  одновременно с появлением родового  строя и развитием человеческого общества происходило относительно быстрое развитие материальной и духовной культуры . Значительно совершеннее стали орудия охоты и труда , люди стали строить себе жилища, шить одежду.

 

Мезолит , неолит и бронзовый  век охватывает следующий период воздействия человека на природу  , имевший продолжительность около 7 тысяч лет  и длившийся примерно от 10 до 3 тыс. лет назад.

 

Развитию человеческого общества в этот период способствовало в какой-то мере улучшение природных условий - послеледниковое время . Климат стал более теплым , из-подо льда освободились обширные территории суши , на которых расселились люди .Широкое развитие приобретают рыболовство , скотоводство и земледелие .

Воздействие человека на биосферу в рассматриваемый период времени  было уже не только разнообразным , но и достаточно глубоким . Это было воздействие  не  только на животный мир , но и на растительный и даже почвенный покров.

С начала исторического  этапа  для все возрастающего  воздействия человеческой деятельности на биосферу имели основное значение быстро увеличивающийся рост численности населения и развитие те