Реферат: Эволюция биосферы земли
Государственный университет управления
Институт информационных систем управления
студенческий билет №18-98м
Реферат по дисциплине
“ Концепции современного естествознания”
на тему
“ Эволюция биосферы Земли”
Студента ММиИОЭ 1-1
Печерицина Алексея
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 .
ВОЗНИКНОВЕНИЕ БИОСФЕРЫ
Появление в древнем океане одного жизнеспособного организма могло привести к
мгновенному в масштабе геологического времени распространению жизни на Земле
. Ведь у живых организмов не было никаких соперников , а пище в виде
разнообразных органических веществ - целый океан . В связи с этим принято
полагать , что возникновение жизни на Земле и возникновение биосферы с
геологической точки зрения явления синхронные . Кислород в небольших
количества выделялся вследствие частичной диссоциации молекул вода и
углекислого газа .
ПОЯВЛЕНИЕ АВТОТРОФОВ
Но вот в процессе эволюции простейших организмов какой-то организм за счет
энергии Солнца осуществил в своем теле синтез органического водорода ,
сопровождающийся разложением воды и выделением свободного кислорода .
Появился первый автотрофный организм , родоначальник фотосинтезирующих
растений . Это событие ознаменовало величайшую революцию в развитии жизни ,
поскольку именно фотосинтез является двигателем органических процессов .
Эта революция сопровождалась практически уничтожением старого органического
мира . На смену примитивным , малоэффективным в энергетическом отношении
организмам , использовавшим энергию брожения , получающуюся за счет
уничтожения органических веществ , пришли более совершенные организмы ,
которые использовали энергию солнечных лучей и сами создавали органические
вещества.
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.
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.
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
Страницы: 1, 2
|