Державний університет управління

Інститут інформаційних систем управління студентський квиток № 18-98му

Реферат з дисципліни

"Концепції сучасного природознавства" на тему

"Еволюція біосфери Землі"

Студента ММіІОЕ 1-1

Печеріцина Олексія

ПЛАН:

Введеніе_____________________________1

Розвиток біосфери в докембрії _______ 1

1. Добіогенное розвиток землі______________1

2. Виникнення органічних соедіненій__3

3. Виникнення живих організмов_______4

4. Виникнення біосфери________________5

5. Поява автотрофов__________________5

6. Зміна складу атмосфери___________6

7. Еволюція живої речовини і клімат ____7

Розвиток біосфери в фанерозое________7

1. Розвиток тварин з скелетнимиобразованіямі______________________________________7

2. Основні підсумки розвитку біосфери_____9

3. Поява наземних растеній__________10

Особливості еволюції органічного світу, важливі для розвитку біосфери

______11

Поява людини _________________13

Анотація < p> Людина пов'язаний з природою нерозривними узами. Починаючи з первісногоперіоду свого існування він намагався її пізнати з метою використання.
Природа давало йому їжу, рослинну і тваринну; одяг, житло; знаряддяі зброя - кам'яні, металеві; енергію вогню, води, вітру.

Поступово зі спостережень і досвіду використання різних природнихоб'єктів виникли науки. Наука про природу - природознавство --диференціювати на окремі галузі знання: біологію, геологію,фізику, хімію. Кожна з них заглиблювалася у вивчення деталей і виділяланові науки, наприклад ботаніка: анатомію, морфологію, фізіологію,систематику, філогенії рослин, мікробіологію. Те саме відбувалося ззоологією і багатьма іншими науками.

З розвитком окремих наук про природу все настійно проявляєтьсяпотреба у виявленні всеосяжної картини життя на планеті Земля ізагальних процесів, що відбуваються на ній.

Ламарк вперше вводить термін "біосфера", що позначає область життяі вплив живих організмів на процеси, що відбуваються на Землі.

Біосфера тісно пов'язана з діяльністю людини, і збереженнярівноваги її складу залежить від нього.

В даний час у зв'язку з дуже відчутними наслідками науково -технічного прогресу, що ставить під загрозу подальше існуваннялюдини, у всіх країнах світу відчувається нагальна потреба вохорони біосфери. А щоб усунути небезпеку, навислі над Землею,необхідно знати історію біосфери, знати, як вона існувала довиникнення людини. Знання процесів, що відбуваються в біосфері, івідповідно розумна організація всієї діяльності і життялюдства може допомогти відновити колишню красу природи.

Під біосферою прийнято розуміти складну зовнішню оболонку Землі,населену організмами. Біосфера якісно відрізняється від усіх іншихсфер Землі, тому що в її межах проявляється геологічнадіяльність живих істот: рослин, тварин, мікроорганізмів, ана останньому етапі історії Землі - і людину. При цьому характерно,що певні групи живих істот можуть надавати різне, аждо діаметрально протилежного, впливу на навколишнє середовище.
Наприклад, зелені рослини збагачують її киснем, тварини --вуглекислим газом, рослини отримують величезні маси вуглецю затмосфери, а мікроорганізми, розкладаючи органічна речовина,повертають велику частину вуглецю назад, і т.д.

Сучасна біосфера включає в себе повністю гідросферу,верхню частину літосфери і нижню частину атмосфери.

РОЗВИТОК БІОСФЕРИ в докембрії

ДОБІОГЕННОЕ РОЗВИТОК ЗЕМЛІ

За сучасними уявленнями, вік Землі оцінюється близько 5млрд. років. Під час свого освіти Земля, ймовірно представлялахолодне тіло, близьке за складом до метеоритів. Матеріал, зякого вона утворилася, містив радіоактивні елементи.
Були присутні, очевидно, і короткоживучі ізотопи. Речовина Земліспочатку характеризувалася однорідністю складу.

Внаслідок виділення тепла при гравітаційне стиснення і особливопри радіоактивному розпаді надра Землі стали поступово розігріватися.
Однак через постійну втрати тепла через поверхню і недостатностірадіогенного тепла повного розплавлення Землі не відбулося.

У початкові моменти плавки речовини Землі процеси виплавлення ідегазації, очевидно, охоплювали всю поверхню, яка булавідносно рівною і складалася лише матеріалом ізлівшіхся базальтів іпервинним речовиною планети. Одноманітність і монотонність ландшафтівпорушувалося лише незліченною кількістю вулканів та безперешкоднодосягають земної кори сонячними променями.

Проходили мільйони років. І в міру того, як минав час,поступово мінявся вигляд планети: формувалися гідросфера і атмосфера
. У результаті процесів плавлення Землі, на її поверхню виносиласявода і різноманітні гази. За рахунок цієї води і почала формуватисягідросфера, маса якої поступово зростала, а відповіднозбільшувалася і площа її поверхні.

Зі збільшенням площ, покритих водою, все менше ставалоназемних вулканів, і все більше зростала кількість підводнихвивержень або вулканічних будівель у вигляді дуже пологих островів,що піднімаються над водою.

Крім води, що виділялася у вигляді пари і рідкому стані, знадр Землі одночасно надходили гази і дими: CH4, CO, S, HCl, HF, HBr іін Одні з них розчинялися у водах гідросфери і брали участь тим самиму формуванні її сольового складу, інші ж, які практично нерозчинялися у воді, утворювали атмосферу.

Одночасно з утворенням гідросфери відбувалося формуванняатмосфери. Основними компонентами її були водяні пари, метан,окис вуглецю, аміак, азот, CO2. Склад атмосфери приблизно відповідавскладу сучасних вулканічних газів. Природно, паралельно ззбільшенням обсягу гідросфери відбувалося зростання вмісту газів ватмосфері.

З якогось моменту, коли вміст парів води і газів ватмосфері досягла істотного рівня стали існувати умови,що сприяють виникненню життя.

ВИНИКНЕННЯ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

У той час атмосфера була проникна для космічного випромінювання внезрівнянно більшою мірою, ніж зараз, оскільки основні компонентисучасної атмосфери - азот і кисень - не грали помітної ролі,був відсутній озоновий екран, менше було парів води. Можнаприпустити, що в таких умовах у древній атмосфері повинні булипостійно утворюватися складні органічні молекули (експерименти показали, що при особливих впливах (ультрафіолетовевипромінювання, іонізуюче випромінювання) на суміші газів і парів води,подібні з можливим первинним складом атмосфери, можуть виникатирізноманітні органічні речовини, які входять до складубіологічних макромолекул). Але ці сполуки під впливомкороткохвильового випромінювання повинні були піддаватися і постійномуруйнування. Тому припускають, що утворилися з'єднаннязберігалися лише в тому випадку, якщо вони потрапляли у водойми, в якихверхній шар води був достатнім, щоб затримати згубнукороткохвильову радіацію.

Таким чином, органічні сполуки поступово моглинакопичуватися в первинному океані і повинні були служити не тількиматеріалом для створення перших організмів, але і необхідноюживильним середовищем для них.

виникнення живих організмів

Передбачається, що органічні сполуки, розпорошені у воді, врезультаті незліченних взаємодій один з одним, періодичноутворень призвели врешті-решт до виникнення специфічнихскупчень органічної речовини. Ці скупчення могли не тількидовгостроково існувати, але і рости, а потім поступово обмінюватисяречовиною з навколишнім середовищем, ділитися на частини собі подібні. Цемомент був революційним стрибком, в результаті якого "крапля"органічної речовини перетворилася на живу істоту. Далі все булощодо простіше, тому що не було потрібно радикальної змінистану речовини, а йшло лише удосконалення живої матерії.

Звичайно, це лише одна з можливих схем шляхувиникнення життя на Землі. Насправді все могло бути інакше.
Не можна з повною упевненістю сказати, що життя виникла саме на Землі
. Вона могла бути й принесена у вигляді якихось найпростіших організмів зметеоритним речовиною з космосу, в той час, коли ще не булощільної атмосфери, яка могла сильно розігріти або навіть спалитиметеорит.

ВИНИКНЕННЯ БІОСФЕРИ

Поява в древньому океані одного життєздатного організму моглопривести до миттєвого в масштабі геологічного часу розповсюдженнюжиття на Землі. Адже у живих організмів не було жодних суперників, аїжі у вигляді різноманітних органічних речовин - цілий океан. У зв'язку зцим прийнято вважати, що виникнення життя на Землі та виникненнябіосфери з геологічної точки зору явища синхронні. Кисень уневеликі кількості виділявся внаслідок часткової дисоціації молекулвода і вуглекислого газу.

ПОЯВА автотрофи

Але в процесі еволюції найпростіших організмів якийсь організм зарахунок енергії Сонця здійснив у своєму тілі синтез органічноговодню, що супроводжується розкладом води і виділенням вільногокисню. З'явився перший автотрофний організм, родоначальникфотосинтезуючих рослин. Ця подія ознаменувала найбільшуреволюцію в розвитку життя, оскільки саме фотосинтез єдвигуном органічних процесів.

Ця революція супроводжувалася практично знищенням старогоорганічного світу. На зміну примітивним, малоефективним венергетичному відношенні організмам, які використовували енергію бродіння,утворюються за рахунок знищення органічних речовин, прийшли більшедосконалі організми, які використовували енергію сонячних променів ісамі створювали органічні речовини.

автотрофні організми, як і гетеротрофні, практично миттєво
, в сенсі геологічного часу, поширилися на весь простір
Землі.
Обмежують факторами були, імовірно, лише короткохвильовевипромінювання, яке не давало можливості вийти організмам на суходіл, а йробило непридатною для проживання саму поверхневу частину гідросфери, ібрак сонячного світла у воді не глибині, що перевищує кількадесятків метрів.

ЗМІНА СКЛАДУ АТМОСФЕРИ

Для першої половини архею було характерно різке переважання у воді іатмосфері вуглекислого газу, значна кількість аміаку, а так самоймовірно, присутність метану і парів соляної, фтористої і сірчаноїкислот.

У другу половину архею і в ранньому протерозої в атмосфері ігідросфері незабаром з'явився вільний кисень, збільшився вмістазоту і зменшилася поширення CO2.

Третій етап розвитку газової оболонки Землі, що почався близько 2млрд. років тому, якісно відрізняється від попередніх йому етапів.
Для нього характерна повна відсутність аміаку, перевага вільногоазоту, значний вміст вільного кисню. Атмосфера малавже склад, аналогічний її сучасного складу.

ЕВОЛЮЦІЯ ЖИВОГО РЕЧОВИНИ І КЛІМАТ

Вважають, що дуже великий вплив на середньорічну температуруповітря на Землі робить вміст в атмосфері вуглекислого газу. Вінпропускає сонячні промені, але поглинає основну частину теплових променів,що йдуть від поверхні землі, що перешкоджає охолодженню Землі іпідвищує загальну температуру на її поверхні. Наявність CO2 обумовлюєтак званий оранжерейний ефект повітряної оболонки Землі.

У міру зміни складу і маси атмосфери середньорічнатемпература повинна була істотно змінюватися. У архее вона значноперевищувала сучасну. Вже приблизно близько 2 млрд. років тому температураповинна була бути близькою до сучасної.

Великі зледеніння, аналогічні відомому заледенінню Європи та
Північної Америки та кам'яновугільному заледенінню були в обох півкулях іпізньому протерозої.

РОЗВИТОК БІОСФЕРИ У Фанерозой

РОЗВИТОК ТВАРИН ВІД Скелетно

ОСВІТИ.

Початок кембрійського періоду, а отже і початок фанерозою ,ознаменувалися дуже важливою подією у розвитку органічного світу.
Вперше з'явилися організми, що володіють карбонатними, фосфатними іхітиновими скелетними утвореннями.

Надзвичайно велику геологічну роль у Кембрії гралиархеоціати: морські безхребетні тварини з внутрішнім вапнянимскелетом дуже складного і тонкого будови, іноді нагадують вазочкиі кубики величиною від декількох міліметрів до 40см.
Ці тварини на зразок коралів будували на дні дрібних ділянок морівсвоєрідні берегові і бар'єрні вапняні рифи. Вони напевнехарчувалися мікроскопічним фітопланктоном, суперечками водоростей ібактеріями. Археоціати дуже швидко поширилися в морях,захоплюючи середні і невеликі глибини і витісняючи з них жили тамводорості. Археоціати з'явилися в кембрійського періоду і в цьому жперіоді вимерли.

карбонатних чи рідше фосфатним скелетним освітою
(двостулкова раковина з неоднаковими стулками) володіли плечоногих
, Поодинокі двосторонньо-симетричні тварини, що ведуть прикріпленийспосіб життя. Живуть вони на морському дні. У Кембрії з'явилася івелика група найдавніших членистоногих - трилобітів, що мали хітиновийпанцир. Це вже були переважно плазують по дну тварини

Загалом з початку кембрійського періоду світ тварин, поза сумнівом,почав розвиватися дуже бурхливо, складно, з вимиранням одних групорганізмів і появою інших, більш численних. В результаті докінця кембрію існували представники майже всіх типів тваринного світу
, Хоча найбільш поширеними були трилобіти і археоціати.

З чим пов'язана поява на кордоні докембрію і кембріюорганізмів з карбонатними і фосфатними скелетами, до цих пір точно неясно, але головна причина - зміна вмісту кисню в атмосфері
. Поширене уявлення, що саме до кембрійського періодувміст його в атмосфері досягло майже 1% від вмісту його всучасній атмосфері. Це призвело до утворення на поверхні Земліозонового екрану, завдяки чому жорстке випромінювання Сонця сталопроникати у верхні шари гідросфери і тваринний світ зміг проникнути вкрайнє мілководді - найбільш сприятливу для проживання зону. Самемілководді найбільш сприятливе для утворення карбонатних і деякихфосфатних матеріалів, оскільки у водах його міститься найменшакількість вуглекислого газу, різко підвищує розчинністьмінералів. Поява в організму того чи іншого скелета давало їмвелика перевага перед бесскелетнимі формами. Тому в процесіборотьби за існування у численних форм організмів стали виникатискелетні освіти.

Основні підсумки розвитку біосфери

Отже, живі організми створили вільний кисень на Землі. Збільшенняйого кількості призвело до утворення озонового екрана, що розширилокордону розповсюдження життя в гідросфері. Фотосинтез рослин ставйти більш інтенсивно. Збільшилася у зв'язку з цим маса автотрофніорганізмів і кількість виділяється ними кисню і поглинаєтьсявуглекислого газу.

На кордоні кріптозоя і фанерозою з'явився новий потужний фактор,вплинув на еволюцію біосфери - освіта осадових порід внаслідокнакопичення вапна в результаті життєдіяльності багатоклітиннихтварин. До цього карбонатні породи утворювалися лише в результатідіяльності водоростей.

Цей фактор був корисний для розвитку тваринного світу в цілому,оскільки постійно призводило до вилучення з гідросфери значної частинивуглекислого газу. У зв'язку з цим породоутворюючий роль живихорганізмів з часом все збільшувалася, що супроводжувалосяпаралельним зменшенням ролі водоростей і бактерій у процесахосвіти біогенних карбонатних відкладень.

Поява наземних рослин

Мабуть, наприкінці силурійського періоду сталася подіяпершорядної важливості для всього подальшого розвитку біосфери --поява наземних рослин. Ця подія стала можливою завдяки тому
, Що до кінця силуру вміст кисню в атмосфері досягла рівня в
10% від сучасного. Освіта озону стало відбуватися на великійвисоті, тому ультрафіолетовевипромінювання сонця вже не повинно булонадавати згубний вплив на організми, що знаходяться наповерхні суші.

Першої рослинністю, що з'явилася на суші, на думку
Давіташвілі та низки інших учених, була група рослин, якуіноді виділяють в особливий тип нематофітов, що є як бипроміжною ланкою між водоростями і судинними рослинами.
Можна вважати, що нематофіти виростали в прилеглій до моря смузісуші. Залишки нематофітов зустрінуті у відкладеннях пізнього силуру ідевону.
У верхнесілурійскіх відкладення відомі залишки і найдавніших судиннихрослин - псилофітів. Це були дуже своєрідні спорові рослини,що мали вигляд невисоких чагарників без листя. Ці рослини не можутьбути названі деревами, а їх скупчення - лісом, тим більше, що уцих рослин тіло ще не було диференційовано не тільки на листя, алеі навіть на стебло і коріння. Був лише багаторазоворозгалужених вгорі і внизу стовбур.

Псілофітовая флора може розглядатися як наступний крок, післяпояви нематофітов, еволюції рослин. З'явилися в подальшомунові типи спорових наземних рослин (плуановие, членістостебельние
, Папороті) вже більш інтенсивно наступали на суходіл і поступовозахоплювали її.

У середньому девоні зменшення вмісту вуглекислого газу булозначно більше, ніж збільшення кисню. Тваринний світ девонухарактеризувався пишним розквітом брахіопод, коралів,строматопороідей, мшанок. Загалом фауна безхребетних у девоні досягланайбільшого розквіту.

Можливо, значне збільшення вмісту в девоні киснюі зменшення вуглекислого газу сприяли появі в девонікістеперих риб, здатних не тільки поглинати кисень з води, але йдихати повітрям. Тому вони могли виповзати на сушу і, ймовірнобули предками земноводних хребетних, які з'явилися, в кінцідевонського періоду.

Першими земноводними були стегоцефали (кришеголовие) - незграбні
, Коротконогі, з волочиться по землі тулубом жовтня, з головою
, Покритого панциром з масивних кісткових утворень.

Видається, що ця подія в девоні збільшення вмістукисню і зменшення концентрації вуглекислого газу в повітрісприяли і появи на суші павукоподібних, скорпіонів,комах

Наземна рослинність цього періоду була вже типово лісовоготипу. Великі деревоподібні папороті, плуановие і хвощовие нерідкодосягали до 40 м і більше. До кінця періоду різноманітність рослинногосвіту ще більше збільшилася і з'явилися перші хвойні рослини.

ОСОБЛИВОСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ, ВАЖЛИВІ ДЛЯ РОЗВИТКУ
БІОСФЕРИ.

У кам'яновугільної флорі широко були поширені споровівологолюбні рослини (плуан, хвощі і папороті). Потім почалосяпоява голонасінних рослин, у тому числі і хвойних. Ці рослиниволоділи значними перевагами в порівнянні зі своїмипопередниками і тому не тільки ширше їх розселилися поповерхні суші, але і значною мірою витіснили їх із зон,які ті спочатку безроздільно займали. У зв'язку з цим в мезозойськуеру панівне становище на суші придбали голонасінні рослини.

Потім на зміну їм прийшло панування покритонасінних рослин, ще більш високоорганізованих.
Перші покритонасінні з'явилися в середині мезозойської ери. Укайнозої вони швидко заволоділи всією поверхнею Землі.

З точки зору розвитку біосфери, великий інтерес представляєможлива спрямованість еволюції покритонасінних. Трав'янистий типпокритонасінних рослин відбувся від деревного. Процес розвиткутрав з деревних рослин представляється наступним: дерева --чагарники-напівчагарники - багаторічні трави - однорічні трави. Травиє найбільш пристосованими представниками рослинності.
Темпи еволюції трави був дуже високий, і дуже швидко після своговиникнення покритонасінні рослини розселилися на величезнихтериторіях.

Завдяки розвитку біосфери Земля поступово набулавсілякі кольори і відтінки і стала планетою-оазою серед іншихпланет сонячної системи. Жива речовина не тільки є головним інеобхідним компонентом біосфери, що визначає її розвиток, а йнайбільш мінливою і найбільш швидко що еволюціонує складовою частиноюземної кори.

Різноманітні процеси, пов'язані з існуванням і розвиткомживої речовини, не тільки представляють собою головні фактори еволюціївсієї біосфери і осадового породоутворення протягом тривалоїгеологічної історії Землі, а й, очевидно, є основноюпричиною утворення самої земної кори.

ПОЯВА ЛЮДИНИ

Поява на Землі людини являло собою одне із самихзначних подій в тривалій історії біосфери. По суті
, незмінені ландшафти, що не несуть на собі помітних слідів впливулюдини, в даний час, можливо, збереглося тільки в межахзначних глибин океанів. Всі інші ландшафти змінені підвпливом діяльності людини.

Спочатку свого існування людина був ординарнимкомпонентом біогеоценозів, принципово не відрізнялися від іншихвходили в ці біогеоценози організмів по впливу на навколишнє йогоприроду. У початковий період вплив людини на біогеоценози, вякі він входив, обмежувалося лише споживанням їм деякоїчастини продукуватися в них рослинністю і тваринної біомасою.

Незважаючи на те, що вже раннього пітекантропа від тваринвідрізняла здатність працювати, тривалий час вплив людинина біосферу було надзвичайно нікчемним. Збиральництво рослинноїїжі і полювання на тварин мало відрізняли цього найдавнішого людини відтварин.

Час, що відповідає раннього і середнього палеоліту, якезакінчилося приблизно 30-40 тис. років тому, являло собою епохускладання людського суспільства у вигляді первісного людськогостада.

Це стадо вже не було чисто біологічним об'єднанням, оскількипредставники його вже не тільки використовували примітивні знаряддя, а йвиготовляли їх. Однак воно не було і справжнім людським суспільством
, Так ка в ньому панували сили природного добору.

Лише на рубежі середнього і пізнього палеоліту, після появисучасного, в біологічному розумінні, людину, виникла першасправжня суспільно-економічна формація - первіснообщинний лад
. З цього часу чисто біологічні закони розвитку людини виявилисявідтиснутими соціальними законами розвитку людського суспільства.

У пізньому палеоліті одночасно з появою родового ладу ірозвитком людського суспільства відбувалося відносно швидкерозвиток матеріальної і духовної культури. Значно досконалішимистали знаряддя полювання і праці, люди почали будувати собі житла, шитиодяг.

Мезоліт, неоліт та бронзовий вік охоплює наступний періодвпливу людини на природу, що мав тривалість близько 7тисяч років і тривав приблизно від 10 до 3 тис. років тому.

розвитку людського суспільства в цей період сприяло вякійсь мірі поліпшення природних умов - післяльодовикової час.
Клімат став більш теплим, з-під льоду звільнилися великі територіїсуші, на яких розселилися люди. Широкого розвитку набуваютьрибальство, скотарство і землеробство.

Вплив людини на біосферу в розглянутий період часубуло вже не тільки різноманітним, але і досить глибоким. Це буловплив не тільки на тваринний світ, а й на рослинний і навітьгрунтовий покрив.

З початку історичного етапу для все зростаючого впливулюдської діяльності на біосферу мали основне значення швидкозбільшується, зростання чисельності населення та розвиток техніки.

ВИСНОВОК

Населення Землі до початку нашої ери становило близько 200 млн. чоловік, ав даний час - близько 5 млрд. Неухильне зростання населення швидкопозначався на природі всієї нашої планети, що посилювалосяодночасному надзвичайно прискорюваним прогресом техніки.

Значна частина лісів виявилося вирубаної і випаленої. На їхмісці виникали ріллі, луги і пустки. Відбулася заміна природнихбіогеоценозів на штучні. У наш час вплив людини набіосферу дуже різноманітно й глубоко.Часто - це небезвредное вплив:забруднення атмосфери, гідросфери призводять до накопичення шкідливих речовин
, Що, природно, позначиться на будушем нашої планети. У рефераті билярозглянуті величезні часові терміни. Протягом мільйонів років нашапланета залишалася незайманою, а за дуже короткий відрізок з неювідбулися величезні зміни.

Список використовуваної літератури:
1.Акімова Т.А. , Хаскин В.В. "Основи екорозвитку"
2. Войткевич "Основи теорії походження землі"
3.Ніколов "Довгий шлях життя"
4.Казначеев В.П. "Вчення Вернандского про біосферу та ноосферу"
5. "Екологічно уроки минулого і сучасність". Л. Наука. 1991.