Органический мир в кайнозойскую и мезозойскую эру - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Органический мир в кайнозойскую и мезозойскую эру

знакомившись с направлениями эволюции органического мира, продолжим рассмотрение дальнейших этапов ее в мезозойскую и кайнозойскую эры, причем вы снова встретитесь с примерами ароморфоза, идиоадаптации и дегенерации.

Приспособление органического мира к наземной жизни в мезозойскую эру

Завоевание суши голосеменными растениями. В триасовом периоде на значительной части земного шара был резко континентальный климат. В новых условиях усилилось развитие голосеменных, получивших большое преимущество перед сосудистыми споровыми растениями.

Голосеменные перешли к новому способу оплодотворения. Половые клетки у них стали развиваться во внутренних тканях. Мужская половая клетка двигалась к женской по пыльцевой трубке без участия воды. Это был ароморфоз исключительно крупного значения, во многом обеспечивший дальнейшее завоевание суши растениями. Притом голосеменные расселялись чрезвычайно быстро благодаря переносу семян ветром и водой. Для мезозойской эры характерно необыкновенно богатое развитие голосеменных растений, продолжавшееся в юрском периоде и до середины мелового.

Победа покрытосеменных. Однако в течение нескольких сотен тысяч лет голосеменные были вытеснены недавно возникшей группой покрытосеменных растений. Пока не установлены окончательные причины этой резкой смены. Возможно, они были связаны с горообразованием конца мезозойской эры - начала кайнозойской и с изменением распределения суши и моря, а также климата.

Предками покрытосеменных были древние голосеменные. К концу мезозойской эры уже существовали однодольные и двудольные растения. Наиболее древние формы покрытосеменных неизвестны. Существует предположение, что они возникли в тропическом поясе на материке, который позднее стал дном океана. Семейства лютиковых и магнолиевых - наиболее древние, судя по примитивному строению цветка и древесины.

В цветках лютиковых и магнолиевых большое количество плодников и тычинок, расположенных по спирали, неопределенное число частей цветка. В древесине сосудисто-волокнистые пучки расположены кольцами. Эти признаки считают древними.

У покрытосеменных произошел крупный ароморфоз - развитие цветка, ставшего широким, универсального значения приспособлением к опылению.

В дальнейшем в цветке выработались многочисленные частные приспособления к опылению различными способами и средствами - идиоадаптации. Из других идиоадаптаций покрытосеменных можно указать приспособления к распространению плодов и семян, а также к уменьшению испарения воды листьями.

Покрытосеменные приобрели ряд важных приспособлений по сравнению с голосеменными. Семяпочки покрытосеменных скрыты в завязи, семена развиваются внутри плода, лучше защищены и обеспечены питательным материалом; у них яркие душистые цветки, привлекающие насекомых, и огромная поглощающая поверхность листьев и корней.

Покрытосеменные растения быстро завладели всей поверхностью Земли, освоили водную среду, дали бесчисленные разнообразные формы: деревья, кустарники, многолетние и однолетние травы. Большую роль в быстром распространении покрытосеменных сыграла их выносливость в различных климатических и почвенных условиях. Развитие листьев, стеблей, характер ветвления обеспечили наилучшее поглощение и использование солнечных лучей.

Пышное развитие покрытосеменных было связано с одновременным развитием высших форм насекомых-опылителей: бабочек, шмелей, пчел, мух и др.

Хвойные и споровые растения не исчезли с распространением покрытосеменных, а продолжали дивергентно развиваться, образуя новые виды. Среди хвойных было много сосен, тиса, секвой, появилась ель; из споровых - мелкие хвощи, плауны, папоротники.

Гигантские пресмыкающиеся. Самая характерная черта развития животного мира в мезозойскую эру - поразительный расцвет и последующее очень быстрое вымирание гигантских пресмыкающихся. В юрском периоде они достигли большого видового разнообразия без повышения уровня организации (идиоадаптации).

Из наземных пресмыкающихся мезозойской эры наиболее замечательны давно вымершие гигантские ящеры-динозавры ("ужасные ящеры"), плотоядные и растительноядные. На рисунке 33 изображен скелет одного из них - диплодока.

В мезозойских морях жили в большом количестве хищные рыбоящеры - живородящие ихтиозавры и крокодилы. В воздухе парили летающие ящеры, одни величиной с воробья, другие с размахом крыльев - видоизмененных передних конечностей - в 7-8 м. Предполагают, что гигантские травоядные пресмыкающиеся питались преимущественно голосеменными растениями.

Подобно голосеменным растениям, гигантские пресмыкающиеся очень быстро вымерли во второй половине мезозойской эры. Причины их внезапного исчезновения окончательно не установлены. В числе причин могут быть похолодание климата, отступление моря в результате поднятия суши, вызвавшее гибель растительности прибрежных низменностей, которой питались растительноядные пресмыкающиеся, и др. С эволюционной точки зрения гигантские пресмыкающиеся представляли собой слепые ветви, не оставившие потомства. Вследствие своей узкой специализации они не выдержали конкуренции с менее специализированными, но способными к дальнейшим ароморфозам пресмыкающимися - предками млекопитающих и птиц.

Первые млекопитающие. Среди древних пресмыкающихся триасового периода встречались мелкие формы, у которых возникли и развились особенности строения, исключительно важные для дальнейшего прогресса. Такими особенностями оказались живорождение, кормление детенышей молоком, постоянная температура тела, дифференциация зубов, образование рыла путем сужения передней части черепа. Все эти приспособительные изменения имели значение ароморфозов в происхождении класса млекопитающих.

Первые млекопитающие, мелкие, примитивные, напоминали современных сумчатых крыс, землероек и ежей. Их предками были зверозубые ящеры.

Млекопитающие имели четырехкамерное сердце и постоянную температуру тела, тогда как у других животных она была переменной. Эти особенности способствовали усилению обмена веществ и энергии, создав возможность вести деятельную жизнь в то "время, когда пресмыкающиеся погружались в спячку. Зародыши у млекопитающих развивались внутри тела матери, после рождения вскармливались ее молоком и по сравнению с потомством других животных истреблялись в меньшей степени. Вместе с постоянной температурой тела защитой от холода им служил волосяной покров. У современных однопроходных - утконоса и ехидны - сохранились некоторые черты, приближающие их к пресмыкающимся.

Первые птицы. В юрском периоде мезозойской эры возникли зубастые птицы. Вспомните признаки пресмыкающегося и птицы у одной из зубастых птиц - археоптерикса.

Считают, что предком зубастых птиц была вымершая группа ящеров конца палеозойской и начала мезозойской эры, передвигавшаяся на задних конечностях и покрытая чешуей. Предполагают, что эта группа ящеров дала начало группе лазающих ящеров, у которых чешуя видоизменилась в перья. Развитие перьевого покрова и приспособлений к полету вместе с повышением организации нервной и кровеносной систем было тем крупным ароморфозным изменением, которое привело к возникновению птиц.

В конце мезозойской эры появились первые настоящие птицы. Постоянная температура тела, четырехкамерное сердце обеспечивали усиленное развитие обмена веществ и энергии; забота о потомстве облегчала выживание; уменьшилась зависимость птиц, как и млекопитающих, от температуры окружающей среды по сравнению с другими животными.

Птицы вытеснили летающих ящеров благодаря важным преимуществам: их крылья приводились в движение сильными мышцами, кости были легкими, наполненными воздухом.

Кормовая база для животных, в особенности птиц и млекопитающих, уже создалась благодаря покрытосеменным.

В мезозойскую эру в морях водились различные виды моллюсков, иглокожих, хотя многие из них вымерли к концу мезозойской эры. Поразительного развития достигли корненожки, известковые раковины которых образовали громадные залежи мела. Древние хрящевые рыбы были вытеснены возникшими еще в триасе настоящими костистыми рыбами, которые быстрее плавали и активнее захватывали добычу при помощи челюстей.

В результате дивергенции непрестанно возрастало видовое разнообразие в пределах каждой крупной систематической группы. Например, число родов головоногих моллюсков - аммонитов - к концу мезозойской эры достигло 900, тогда как к началу ее их было около 400.

Некоторые виды вымирали, сменяясь новыми. И всегда менее специализированные группы в силу большей пластичности своей организации оказывались способными к дальнейшим ароморфозам.

Органический мир в кайнозойскую эру

Господство покрытосеменных. Кайнозойская эра длится около 60-70 млн. лет. Первый период ее - палеоген, второй - неоген и третий - антропоген, который длится по настоящее время. В течение этой эры сформировались континенты и глубокие моря в их современном виде.

В палеогене покрытосеменные заселили материки, горы, пустыни и пресноводные водоемы. Теплый климат благоприятствовал пышному развитию тропической растительности. Даже далеко на севере произрастали вечнозеленые леса. На острове Шпицберген нашли остатки бука, липы и болотного кипариса, в Гренландии - остатки секвой. Широко была распространена субтропическая флора.

Во второй половине палеогена начались бурные горообразовательные процессы, На месте теплых морей поднялись горные хребты Кавказа, Крыма, Альп, Карпат, Пиренеев, Апеннин и Гималаев. Высокие горные цепи отгородили нашу страну от тропиков и субтропиков. С наступившим похолоданием, когда зимой стали замерзать реки, в преимущественном положении оказались растения с опадающими листьями: клен, липа, ольха, тополь, дуб и т.д. Вечнозеленые леса в значительной мере сменились листопадными. На огромных пространствах современной Сибири, Монголии и Северной Америки раскинулись травянистые степи, сменившие леса.

Происходила быстрая идиоадаптация форм в различных местных условиях.

В конце неогена и начале антропогена ледники, сползавшие со Скандинавских гор, сметали на своем пути все живое. У подножия ледников могли выжить лишь карликовые растения, давшие начало арктической флоре.

Только в укромных уголках горных массивов СССР - на Черноморском побережье Кавказа, на Южном берегу Крыма, в Талыше, на берегах Каспийского моря и в Уссурийском крае - сохранились как бы заповедники тропической и субтропической растительности. У подножия гор, куда не добрался ледник, выжили наиболее выносливые к холоду хвойные и листопадные породы. Они и составили в основном флору нашей страны, когда стаял ледник.

В антропогене происходит окончательное формирование современного растительного мира.

Развитие беспозвоночных. Широко распространились брюхоногие и двустворчатые моллюски, они процветают и в настоящее время. Раковина у них оказалась защитой против высших организмов. Большого развития достигли членистоногие животные, особенно насекомые. Многообразие их видов (от 800 тыс. до 1 млн.) свидетельствует о широком расселении на Земле в различных средах и господствующем их положении среди беспозвоночных.

В развитии класса насекомых происходил ряд крупных ароморфозов. Особенно важную роль сыграло развитие трахейной системы, а также ротового аппарата жующего типа. Трахейная система резко повысила активность окислительных процессов в теле насекомого и вместе с развитием крыльев обеспечила не только их выход на сушу, но и широкое распространение. Жующий аппарат, будучи приспособлением широкого значения, сделал возможным питание как мягкими, так и плотными растительными и животными тканями.

Из других ароморфозов можно назвать хорошо расчлененное конечности, твердый хитиновый покров и центральную нервную систему, развитие сложных безусловных рефлексов "обоняния и осязания, способности к образованию многочисленных условных рефлексов.

Проникая в различные среды, насекомые приобрели множество частных приспособлений - идиоадаптаций - к обживанию конкретных местообитаний. Приведите такие примеры.

Господство птиц и млекопитающих. Птицы и млекопитающие заняли господствующее положение в животном мире. Постоянная температура тела позволила им выжить в условиях оледенения и проникнуть далеко в холодные страны. Успешному развитию обеих групп помогло и то, что они заняли каждая в основном особую среду: млекопитающие - наземную, а птицы - воздушную и совместно водную.

От рыб до птиц и млекопитающих происходило последовательное - усложнение строения и повышение интенсивности функций центральной нервной системы, в особенности головного мозга. Усложнение строения мозга было неразрывно связано с развитием высшей нервной деятельности, системы условных 88 рефлексов, со все большим усложнением поведения животных в процессе приспособления к определенным условиям (к жизни в лесу, в степи, в пустыне и т.п.). Оно давало преимущества в жизненном состязании в различных средах обитания.

Такой же характер носила эволюция кровеносной системы позвоночных - от рыб до млекопитающих. Усложнение строения сердца обеспечивало органы птиц и млекопитающих все большим количеством окисленной крови. Благодаря этому обмен веществ и энергии и вся жизнедеятельность у них протекали более интенсивно по сравнению с другими классами позвоночных. Это способствовало установлению многообразных взаимоотношений со средой, развитию центральной нервной системы и органов чувств.

Вершиной развития позвоночных животных оказались млекопитающие. С поразительной быстротой приобретали они частные приспособления к различным условиям самых разнообразных сред обитания - идиоадаптаций. Быстрота развития млекопитающих объясняется не только тем, что предки их не были узкоспециализированными и отличались большой пластичностью, но и огромным разнообразием природных условий кайнозойской эры.

С пышным развитием цветковых растений млекопитающие получили новую и очень разнообразную по своему составу кормовую базу. С этого времени начинается бурное развитие млекопитающих. Цветковые растения сыграли большую роль в развитии птиц и насекомых. В свою очередь животные имели чрезвычайно важное значение в развитии цветковых растений. Достаточно вспомнить многообразные приспособления растений к распространению плодов и семян.

Среди млекопитающих выделились группы, которые положили начало современным грызунам, насекомоядным, рукокрылым, китообразным, копытным, хищным, обезьянам и др. Наиболее крупные млекопитающие - саблезубый тигр, безрогий носорог высотой 5 м, а также мастодонт и динотерий, родственные современным слонам. Во время оледенений на Земле жили мамонты; пещерные медведи, пещерные львы, покрытые густой длинной шерстью.

Появление приматов и человека. В лесах палеогена и неогена обитали небольшие хвостатые лемуры и долгопяты. Около 30 млн. лет назад в лесах появились парапитеки ("пара" - возле, "питекос" - обезьяна, греч) - животные величиной с кошку, которые жили на деревьях и питались растениями и насекомыми. Их челюсти и зубы были такими, как у человекообразных обезьян.

От парапитека произошли современные гиббоны и орангутанги и еще одна ветвь - вымершие древние обезьяны, дриопитеки (древесные обезьяны). Дриопитеки дали три ветви, которые повели к шимпанзе, горилле и человеку.

В антропогене животный мир принимает современный облик. Появляется человек и занимает господствующее место в природе.

Список литературы

1. Азимов А. Краткая история биологии. М., 1997.

2. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М., 2000.

3. Либберт Э. Общая биология. М., 1978.

4. Льоцци М. История физики. М., 2001.

5. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М., 1999.

6. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М., 1993.

Страницы: 1, 2