Основи екології - Мягченко О. П. - 1.3.1. Еволюція біосфери Землі

Еволюція - це результат сукупної дії багатьох факторів і передусім - хімічних. Саме хімічні реакції складають основу всіх процесів у будь-якому організмі. Вся історія еволюційного розвитку біосфери розглядається протягом двох дуже тривалих проміжків часу - Еонів, що складаються з двох інтервалів - криптозой ( гр. криптос - таємниця ) та фанерозой ( гр. фанерос - відкритий, гр. зоос - життя), протягом яких відбувалися еволюційні, тобто повільні зміни в біосфері. Вони складаються з ер (лат. ера - початок літочислення), епох і періодів. Біосфера еволюціонує за принципом одночасності перервності і неперервності розвитку. Процес поступових еволюційних змін організмів закономірно переривається фазами їх бурхливого розвитку та вимирання практично без перехідних палеонтологічних форм.

Двигун еволюції - хімічні реакції між простими сполуками - вода, аміак, оксид вуглецю, формальдегід за участю каталізаторів - неорганічних речовин та електричних розрядів. У результаті утворилися складні молекулярні структури - амінокислоти, білки, нуклеїнові кислоти.

Через само впорядкування, зменшення ентропії виникли надмолекулярні структури - органоїди, з яких побудовані клітини. Після хімічної еволюції 3,5 млрд років тому розпочалася біологічна еволюція, основу якої складають надскладні хімічні процеси в живих об'єктах, і яка триває й тепер.

Отже, основа еволюційних процесів - хімічні реакції, які відбуваються як у клітинах, так і поза ними, в оточуючому середовищі.

В цьому небезпека для сучасних біологічних процесів, бо через антропогенну діяльність середовище насичується дуже активними хімічними речовинами. Вони включаються в біохімічні процеси на молекулярно-клітинному рівні і викликають мутації в клітинах, тканинах, організмах. На ранніх етапах виникнення життя це сприяло утворенню життєвого різноманіття в подальших біологічних процесах - ерах. Але на сучасному етапі еволюції, через діяльність людини, виникла велика кількість різноманітних речовин - ксенобіотики, тератогени, мутагени, які негативно впливають на еволюційні процеси.

Основні первинні еволюційні процеси, які відбувалися протягом майже 4 мільярдів років, зображені на схемі (рис. 4):

схема первинних еволюційних процесів

Рис. 4. Схема первинних еволюційних процесів

Перша ера - Археозойська, або архейська (гр. архео - першо-початковий, початковий) - ера найдревнішого життя - почалася близько 3,5 млрд років тому і продовжувалася близько 2 млрд років. За цей час, поряд із формуванням твердої кори - літосфери, в результаті хімічних реакцій - хімічної еволюції, виникли спочатку білкові молекули, а потім примітивні живі об'єкти - віруси, бактерії, синьо-зелені водорості. Наприкінці ери клітини диференціювалися на рослинні і тваринні, тобто почалися процеси дивергенції - розбіжності у властивостях і ознаках.

Цей процес посилився в Протерозойській (гр. - простий) ері - ера найпростішого, примітивного життя, коли почали формуватися умови для "виходу" рослин на сушу. В атмосфері з'являється кисень - 0,021 % (точка Кюрі), а пізніше - 0,21 % (точка Пастера). Ці процеси тривали ще майже 900 мільйонів років, а дві ери склали Криптозойський еон.

Наступний еон - Фанерозой складають три ери, що продовжувалися 600 млн років. Починає його палеозойська (гр. палео - старий, древній) ера, що продовжувалася 350 млн років. Ця ера почалася " біологічним вибухом", в результаті якого з'явилися панцирні риби, наземні рослини - псилофіти. Наприкінці ери, близько 400 млн років тому концентрація кисню в атмосфері складала вже понад 2% і тому почав формуватися озоновий екран. Завдяки йому стабілізуються життєві форми, зменшуються летальні мутації і виникають умови для активного розвитку тваринних форм життя - з'являються комахи, рептилії. Починають формуватися сучасні контури теперішніх материків.

Цей великий проміжок часу розділяють на шість періодів: кембрій (від древньої назви англійської провінції Уельс), який продовжувався 70 млн років; Ордовик (від назви древнього кельтського племені) - тривав 70 млн років; Силур (від назви кельтського племені) - продовжувався 30 млн років; Девон (від назви графства Девоншир в Англії) - 60 млн років; карбон (від лат. - вугілля) - тривав 50 млн і пермський період - 70 млн років.

Наступна - четверта ера - Мезозойська (гр. мезо - проміжний), або ера проміжного життя, для якого характерні перехідні форми, тобто такі, що існують на планеті і в даний час. Почалася вона 250 млн років тому і тривала 160 млн., які склали три періоди: триасовий (гр. триас - троїчність), юрський (від назви гір у Західній Європі - Юрські) і крейдяний.

Для цієї ери характерно поширення гігантських форм життя - папоротей, голонасінних рослин. Наприкінці ери змінюються кліматичні умови на планеті - відбувається глобальне похолодання, через що голонасінні рослини поступаються місцем покритонасінним, з'являються перші птахи.

Подальша еволюція всіх організмів продовжувалася в кайнозойській (гр. - крайній, теперішній) ері, або ері сучасного життя. Почалася вона 90 млн років тому і, як і попередня ера, складається з трьох періодів - Палеоген, неоген, четвертинний (сучасний). Ця ера продовжується і тепер. Чи стане вона "крайньою", "останньою" для людини - буде залежати від неї. Для цієї ери характерно широке поширення покритонасінних рослин, плацентарних тварин, зокрема людини, що з'явивлося в останньому її періоді.

схема переходу від хімічної до біологічної еволюції

Рис. 5. Схема переходу від хімічної до біологічної еволюції

Може виникнути питання: як визначають час, коли існували ті або інші організми? Насамперед за допомогою визначення кількості радіоактивних речовин в різноманітних залишках. Чим менше концентрація радіоактивного елемента, ізотопу, тим давніша знахідка - рослинного або тваринного походження. Частіше всього використовують так званий свинцево-урано-торієвий або калій-аргоновий, або рубідієво-стронцієвий методи. Для кожного елемента, його ізотопу характерний чітко визначений період піврозпаду - це час за який розпадається половина наявної кількості радіоактивної речовини. За вмістом ізотопів, що розпадаються швидко, визначають короткі інтервали часу, а за допомогою тих, що існують тривалий час, як уран, торій - дуже тривалі, геологічні проміжки часу. Схематично еволюційні процеси відображає рис. 5.

Таблиця 3. Історія розвитку еволюційної ідеї

Аристотель 384-322 р. до н. е.

Сформулював гіпотезу про розвиток живого з неживої матерії та уявлення про "східці природи" відносно світу тварин.

Середньовіччя 400-1400 р.

Теорії, які в основі визнавали креаціонізм - божественне творіння життя, людини.

Джон Рей 1627-1705

Запропонував концепцію виду.

Бюффон (1707-1788)

Вважав, що різні типи тварин мають різне походження і виникли в різний час. Визнавав вплив середовища і успадкування набутих ознак.

Еразм Дарвін (1731-1802)

Запропонував гіпотезу про те, що життя виникло із одної "нитки" створення людини.

Жан-Батіст Ламарк (1744-1829)

Висунув гіпотезу успадкування набутих ознак.

Жорж Кюв'є (1769-1838)

Використав досягнення палеонтології. Створив теорію "катастроф" як основу еволюції.

Чарльз Лайєль (1797-1875)

Продемонстрував прогресивні зміни викопних решток.

Чарльз Дарвін (1809-1882)

Сформулював теорію еволюції в результаті природного добору.

Гуго де Фріз (1848-1935)

Відкрив мутації, вважав, що види виникають в результаті природного добору.

Грегор Мендель (1822-1884)

Відкрив закони спадковості.

Томас Морган (1903)

Створив хромосомну теорію спадковості.

Як виникло життя, як формувалася людина? Ці питання виникли здавна і вони завжди цікавили вчених, всіх людей з давніх давен. Для сучасної науки це важливо тому, що логіка поступового розвитку свідчить про правильність тих фундаментальних ідей, законів, які складають основу знання.

За допомогою знань можна впливати на розвиток природних подій, але в певних межах, не порушуючи законів природи, а отже процесів еволюції.

Саме на цьому грунтуються сучасні філософсько-екологічні методології збереження життя на Землі, вони є основою для формування нового екологічного мислення. Основні еволюційні ідеї представлені в табл. 3.

Отже, з одного боку, існує строга теорія еволюції, заснована на фактах, з іншого - гіпотеза про творіння всього сущого Богом. На даний час, які б погляди не мала людина, вона повинна пам'ятати про своє значення в природі, свою участь в її розвитку, відповідальність за стан природи. Тепер, як писав В. І. Вернадський, сама людина, все суспільство стало рушійною силою еволюції.

Питання

1. Що таке еволюція, які її основні етапи?

2. Охарактеризуйте основні ери, періоди біологічної еволюції.

3. Які основні еволюційні ідеї Вам відомі?

4. Як визначають час тривалості ер, періодів, існування організмів?

5. Як довести достовірність наявних еволюційних фактів?

Схожі статті




Основи екології - Мягченко О. П. - 1.3.1. Еволюція біосфери Землі

Предыдущая | Следующая