План:

1. Введення.

А. Передмова

Б. Масштаби Геологічного Часу

В. Основні Підрозділи Геологічної Історії Землі

2. Розвиток життя в кріптозое.

А. Передмова

Б. Відкладення Кріптозоя

В. Різке Збільшення Багатства викопної фауни

3. Висновок.

Введення.

Еволюційний розвиток організмів досліджується цілим рядом наук,розглядають різні аспекти цієї фундаментальної проблемиприродознавства. Копалини залишки тварин і рослин, що існували на
Землі в минулі геологічні епохи, вивчає палеонтологія, яку іслід поставити на перше місце серед наук, безпосередньо пов'язаних здослідженням еволюції органічного світу. Вивчаючи залишки древніх форм ізіставляючи їх з нині живуть організмами, палеонтологи реконструюютьвигляд, спосіб життя і родинні зв'язки вимерлих тварин і рослин,визначають час їх існування і на цій основі відтворюють філогенез --історичну спадкоємність різних груп організмів, їх еволюційнуісторію. Проте у вирішенні цих складних проблем палеонтологія повиннаспиратися на дані і висновки багатьох інших наук, що відносяться до колабіологічних, геологічних і географічних дисциплін (самапалеонтологія, вивчаючи викопні рештки організмів, що лежить настику біології та геології). Для розуміння умов життя давніх організмів,визначення часу їх існування і закономірностей переходу їх залишківв копалина стан палеонтологія використовує дані таких наук, якісторична геологія, стратиграфія, палеогеографія, палеокліматологія іін З іншого боку, для аналізу будови, фізіології, способу життя іеволюції вимерлих форм необхідно спиратися на детальне знаннявідповідних сторін організації та біології нині існуючих організмів.
Таке знання дають перш за все роботи в області порівняльної анатомії.
Одним з основних завдань порівняльної анатомії є встановленнягомології органів і структур у різних видів. Під гомології розумієтьсясхожість, засноване на спорідненість; наявність гомологічних органів доводитьпрямі родинні зв'язки володіють ними організмів (як предків і нащадківабо як нащадків спільних предків). Гомологічні органи складаються з подібнихелементів, що розвиваються з подібних ембріональних зачатків і займають подібнеположення в організмі. Розвивається нині функціональна анатомія, а такожпорівняльна фізіологія дають можливість підійти до розумінняфункціонірованля органів у вимерлих тварин. В аналізі будови,життєдіяльності й умов існування вимерлих організмів ученіспираються на принцип актуалізму, висунутий геологом Д. Геттоном і глибокорозроблений одним з найбільших геологів XIX ст. - Ч. Лайєлем. Згіднопринципом актуалізму, закономірності та взаємозв'язки, які можна спостерігати в явищах іоб'єктах неорганічного й органічного світу в даті час, діяли і вминулому (а звідси "сьогодення є ключ до пізнання минулого"). Звичайно, цейпринцип є припущенням, але, ймовірно, він вірний в більшості випадків
(хоча завжди потрібно брати до уваги можливість якогось своєрідностіу перебігу тих чи інших процесів в минулому в порівнянні зсучасністю). Палеонтологічна літопис, представлена копалинамирештками вимерлих організмів, має прогалини, іноді дуже великі,обумовлені специфічністю умов поховання решток організмів ікрайней рідкістю збігу всіх необхідних для цього факторів. Длявідтворення філогенезу організмів у всій повноті, для реконструкціїчисленних "відсутніх ланок" па родовідному дереві (графічномузображенні філогенезу) чисто палеонтологічні дані і методивиявляються в багатьох випадках недостатніми. Тут приходить на допомогу такзваний метод потрійного паралелізму, введений в науку відомимнімецьким вченим Е. Геккелем і заснований на зіставленніпалеонтологічних, порівняльно-анатомічних і ембріологічних даних.
Геккель виходив із сформульованого ним "основного біогенетичнихзакону ", яка говорить, що онтогенез (індивідуальний розвиток організму) єстислий і скорочене повторення філогенезу. Отже, вивченняіндивідуального розвитку сучасних організмів дозволяє в якійсь мірісудити про хід еволюційних перетворень їх далеких предків, у тому числі іне збереглися в палеонтологічної літописі. Пізніше А. Н. Сєверцов всвоєї теорії філембріогенезов показав, що співвідношення онтогенезу іфілогенезу набагато складніше, ніж вважав Е. Геккель. Насправді нефілогенез творить індивідуальний розвиток (нові еволюційні придбанняподовжують онтогенез, додаючи нові стадії), як вважав Геккель, а,навпаки, спадкові зміни ходу онтогенезу призводять до еволюційнихперебудовам ( "філогенез є еволюція онтогенезу"). Лише в деякихокремі випадки, коли еволюційна перебудови ка будь-якого органувідбувається за допомогою зміни пізніх стадій його індивідуальногорозвитку, тобто нові ознаки формуються наприкінці онтогенезу (такий спосібеволюційної перебудови онтогенезу Сєверцов назвав анаболією),дійсно спостерігається таке співвідношення між онтогенезом іфілогенезом, що описується біогенетичних законом Геккеля. Тільки вцих випадках можна залучати ембріологічні дані для аналізуфілогенезу. Сам А. Н. Сєверцов дав цікаві приклади реконструкції гіпотетіческіх "відсутніх ланок" в філогенетичному дереві. Вивченняонтогенезом сучасних організмів має ще й інше, не менш важливе дляаналізу ходу філогенезу значення: воно дозволяє з'ясувати, які змінионтогенезу, "творять еволюцію", можливі, а які - ні, що дає ключ дорозумінню конкретних еволюційних перебудов.

Для розуміння сутності еволюційного процесу, для причинного аналізуходу філогенезу саме першорядне значення мають висновки еволюціоністікі
- Науки, яку називають також теорією еволюції або дарвінізмом, на ім'явеликого творця теорії природного добору Ч. Дарвіна. Еволюціоністіка,вивчає сутність, механізми, загальні закономірності та напрямкиеволюційного процесу, є теоретичною базою всієї сучасноїбіології. По суті справи, еволюція організмів являє собою формуіснування живої матерії в часі, і всі сучасні прояви життя,на будь-якому рівні організації живої матерії, можуть бути зрозумілі лише з урахуваннямеволюційної передісторії. Тим більшою мірою важливі основні положеннятеорії еволюції для вивчення філогенезу організмів.

Перераховані науки аж ніяк не вичерпують перелік наукових дисциплін,причетних до вивчення та аналізу розвитку життя на Землі в минулігеологічні епохи. Для розуміння видової приналежності копалинзалишків і перетворень видів організмів у часі надзвичайно важливівисновки систематики; для аналізу зміни фауни і флори в геологічному минулому --дані біогеографії.

Особливе місце займають питання походження людини і еволюції йогонайближчих предків, що має деякі специфічні особливості в порівнянніз еволюцією інших вищих тварин, завдяки розвитку трудовоїдіяльності та соціальності.

Масштаби Геологічного Часу

Вивчаючи еволюцію організмів, необхідно мати уявлення про її хідв часі, про тривалість тих чи інших її етапів. Історичнапослідовність освіти осадових порід, тобто їх відноснийвік, в даному районі встановлюється порівняно просто: породи,виникли пізніше, відкладалися поверх більш ранніх пластів.

Відповідність відносного віку пластів осадових порід у різнихрегіонах можна визначити, зіставляючи збереглися в них копалиниорганізми (палеонтологічний метод, основи якого були закладені в кінці
XVIII - початку XIX ст. роботами англійського геолога У. Сміта). Зазвичай середвикопних організмів, характерних для кожної епохи, вдається виділитикілька найбільш звичайних, численних і широко поширених видів
- Такі види отримали назву керівних копалин.

Як правило, абсолютний вік осадових порід, тобто проміжокчасу, що минув з часу їх утворення, безпосередньо встановитине можна. Інформація для визначення абсолютного віку міститься ввивержених (вулканічних) породах, які виникають з остигає магми.

Абсолютний вік вивержених порід можна визначити за вмістом уних радіоактивних елементів і продуктів їх розпаду. Радіоактивний розпадпочинається у вивержених породах з моменту їх кристалізації з розплавівмагми і триває з постійною швидкістю до тих пір, поки всі запасирадіоактивних елементів не будуть вичерпані.

Тому, визначивши вміст у гірській породі того або іншогорадіоактивного елемента й продуктів його розпаду і, знаючи швидкість розпаду,можна досить точно (з можливістю помилки близько 5%) обчислитиабсолютний вік цієї породи. Для осадових порід доводиться прийматиприблизний вік щодо абсолютного віку шаріввулканічних порід. Тривалий і копітка вивчення відносного іабсолютного віку гірських порід у різних регіонах земної кулі, потре -бова напруженої праці кількох поколінь геологів і палеонтологів,дозволило намітити основні віхи геологічної історії Землі. Межі міжцими підрозділами відповідають різного роду змін геологічногоі біологічної (палеонтологічного) характеру. Це можуть бути змінирежиму опадонакопичення у водоймах, що приводять до формування інших типівосадових порід, посилення вулканізму і горотворних процеси,вторгнення моря (морська трансгресія) завдяки опускання значнихділянок континентальної кори або підвищенню рівня океану, істотнізміни фауни і флори. Оскільки подібні події відбувалися в історії
Землі нерегулярно, тривалість різних епох, періодів і еррізна. Звертає на себе увагу величезна тривалість найдавнішихгеологічних ер (археозойской і протерозойський), які до того ж нерозділені на менші тимчасові проміжки (у всякому разі, немає щезагальноприйнятого підрозділу). Це обумовлено в першу чергу самимфактором часу - старовиною відкладень археозою і протерозою, що зазнализа свою тривалу історію значного метаморфізму й руйнування, стершищо існували колись віхи розвитку Землі й життя. Відкладення архейської іпротерозойський ер містять надзвичайно мало викопних решток організмів;за цією ознакою археозой і протерозою об'єднують під назвою
"Кріптозой" (етап прихованого життя) протиставляючи об'єднанню трьохнаступних ер - "фанерозой" (етап явною, що спостерігається життя). Вік Землівизначається різними вченими по-різному, але можна вказати нанаближену цифру 5 млрд. років.

Розвиток життя в кріптозое.

Ери, пов'язані з кріптозою, - археозойская і протерозойський - разомтривали понад 3,4 млрд. років; т. о. кріптозой становить не менше 7/8усієї геологічної історії. Однак у відкладеннях кріптозоя збереглосянадзвичайно мало викопних решток організмів, тому поданнявчених про перших етапах розвитку життя протягом цих величезних проміжківчасу в значній мірі гіпотетична.

Відкладення Кріптозоя

Найдавніші рештки організмів були знайдені в осадових товщах Родезії,мають вік 2,9-3,2 млрд. років. Там виявлені сліди життєдіяльностіводоростей (ймовірно, синьо-зелених), що переконливо свідчить, щоблизько 3 млрд. років тому на Землі вже існували фотосинтезуючіорганізми - водорості. Очевидно, поява життя на Землі маловідбутися значно раніше, - може бути, 3,5 - 4 млрд. років тому. Найбільшвідома среднепротерозойская флора (нитчасті форми довжиною до декількохсотень мікрометрів і товщиною 0,6-16 мкм, що мають різну будову,одноклітинні мікроорганізми (Рис.1), діаметром 1-16 мкм, також різногобудови), залишки якої були виявлені в Канаді-в крем'янистих сланцяхна північному березі озера Верхнього. Вік цих відкладень складає близько
1,9 млрд. років.

Рис. 1

Приклад знайдених викопних останків найпростіших

У осадових породах, що утворилися в проміжку часу між 2 і 1млрд. років тому, часто зустрічаються строматоліти, що говорить про широкепоширенні і активної фотосинтезуюча і ріфостроітельнойдіяльності синьо-зелених водоростей у цей період.

Наступний важливий рубіж в еволюції життя документується поручзнахідок викопних решток у відкладеннях, що мають вік 0,9-1,3 млрд.років, серед яких знайдені прекрасної схоронності залишки одноклітиннихорганізмів розміром 8-12 мкм, у яких вдалося розрізнити внутрішньоклітиннуструктуру, схожу на ядро; виявлені також стадії поділу одного з видівцих одноклітинних організмів, що нагадують стадії мітозу - способу поділуеукаріотичних (тобто що мають ядро) клітин.

Якщо інтерпретація описаних викопних решток правильна, цеозначає, що близько 1,6-1,35 млрд. років тому еволюція організмів пройшланайважливіший рубіж - був досягнутий рівень організації еукаріотів.

Перші сліди життєдіяльності червоподібний багатоклітинних тваринвідомі з позднеріфейскіх відкладень. У вендські час (650-570 млн. роківтому) існували вже різноманітні тварини, ймовірно, належали дорізних типів. Нечисленні відбитки м'якотілих вендські тваринвідомі з різних районів земної кулі. Ряд цікавих знахідок було зробленов позднепротерозойскіх відкладеннях на території колишнього СРСР.

Найбільш відома багата позднепротерозойская викопна фауна,виявлена Р. Спріггом в 1947 р. в Центральній Австралії. Досліджувавцю унікальну фауну М. Глесснер вважає, що вона включає приблизно тридесятка видів дуже різноманітних багатоклітинних тварин, що відносяться дорізних типів (Мал. 2).

Рис. 2. Реконструкція фауни Едіакарій:

1-10-кишково-порожнинні; 11-14-плоскі й садові черв'яки;
15-16-членистоногі; 17-голкошкірі; 18 - кулясті драглисті організми.

Більшість форм належить, ймовірно, до кишково-порожнинних. Цемедузоподобние організми, ймовірно "парівшіе" в товщі води, і прикріпленідо морського дна поліпоідние форми, поодинокі або колоніальні, що нагадуютьсучасних альціонарій, або морські пера. Чудово, що всі вони, якта інші тварини едіакарской фауни, позбавлені твердого кістяка.

Крім кишково-порожнинних, в кварциту Паунд, що вміщають едіакарскуюфауну, знайдені останки червоподібний тварин, які зараховують до плоских ікільчастим черв'якам. Деякі види організмів інтерпретуються як можливіпредки членистоногих. Нарешті, є цілий ряд викопних рештокневідомої таксономічній приналежності. Це вказує на величезнурозповсюдження фауни багатоклітинних м'якотілих тварин у вендські час,

Оскільки вендські фауна настільки різноманітна і включає доситьвисокоорганізованих тварин, очевидно, що до її виникнення еволюціятривала вже досить довго. Ймовірно, багатоклітинні твариниз'явилися значно раніше - десь в проміжку 700-900 млн. років тому.

Різке Збільшення Багатства викопної фауни

Кордон між протерозойський і палеозойської ерами (тобто міжкріптозоем і фанерозою) відзначається вражаючою зміною в складі ібагатстві викопної фауни. Раптово (іншого слова тут, мабуть, і непідбереш) після товщ верхнього протерозою, майже позбавлених слідів життя, восадових породах кембрію (першого періоду палеозойської ери), починаючи зсамих нижніх горизонтів, з'являється величезна розмаїтість і велика кількість залишківвикопних організмів. Серед них залишки губок, плечоногих, молюсків,представників вимерлого типу археоціат, членистоногих та інших груп. Докінця кембрію з'являються майже всі відомі типи багатоклітинних тварин.
Цей раптовий "вибух формоутворення" на кордоні протерозою і палеозою --одне з найбільш загадкових, до цих пір повністю не розгадати, подій вісторії життя на Землі. Завдяки цьому початок кембрійського періодує настільки помітною віхою, що нерідко всі попередні часи вгеологічної історії (тобто весь кріптозой) іменують "докембрію.

Ймовірно, відокремлення всіх основних типів тварин відбулося у верхньомупротерозої, у проміжку часу 600-800 млн. років тому. Примітивніпредставники всіх груп багатоклітинних живийотних були невеликими позбавленимискелета організмами. Продовжувалося накопичення кисню в атмосфері тазбільшення потужності озонового екрану до кінця протерозою дозволили тваринам,як зазначено вище, збільшити розміри тіла і придбати скелет. Організмиотримали можливість широко розселитися на малих глибинах різнихводойм, що привело до значного підвищення розмаїття форм життя.

Список літератури.

1. Бернал Д. Виникнення життя, М "1969.
2. Борисяк А. А. З історії палеонтології (ідея еволюції). М.-Л., 1966.
3. Брукс М. Клімати минулого. М "1952.
4. Варсанофьева В. А. Розвиток життя на Землі. М "1988.
5. Голенкін М. І. Переможці в боротьбі за існування, М., 1959.
6. Ліванов Н. А. Шляхи еволюції тваринного світу. М "1955.
7. М. Йорданський Н. Н. Розвиток життя на Землі. М. 1989.