Версия 12:20, 24 марта 2010

Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 11 клас>> Біологія: Формування наземних екосистем. Поява людини

ФОРМУВАННЯ НАЗЕМНИХ ЕКОСИСТЕМ. ПОЯВА ЛЮДИНИ

ПРИГАДАЙТЕ: Які розрізняють середовища існування організмів?

У середині палеозойської ери життя поступово опанувало добре зволожені частини суходолу.

Як розвивалося життя протягом силурійського періоду? Для силурійського періоду (440-400 млн років тому) характерна наявність мілких (до 10 м глибини) теплих морів зі зниженою солоністю. В них з'являються перші щелепні хребетні, представлені особливими викопними класами риб. Предки риб невідомі, бо у безщелепних немає зябрових дуг і вони є особливою еволюційною гілкою.

Силурійські риби мали хрящовий внутрішній скелет, у них не було зябрових кришок та плавального міхура. Колючозубі досягали не більше ЗО см у довжину. Для них характерна велика кількість парних плавців (до 8 пар). їхнє тіло було вкрите кістковою лускою. Панцирні риби мали кісткові пластинки, часто злиті в суцільний захисний панцир. Деякі з них досягали 6 м завдовжки. Серед силурійських риб траплялись придонні та плаваючі форми. Вважають, що всі вони були хижаками (мал. 195).

У прибережних частинах континентальних водойм утворився шар мулу внаслідок мінливості рівня води. Він став основою первісних ґрунтів, на яких утворилися наземні біогеоценози. їхню основу складали вищі спорові рослини з відділів Риніофіти та Плауноподібні (мал. 196).

З тварин там мешкали ґрунтові види (малощетинкові черви та ін.) та рослиноїдні багатоніжки. Це особливий клас членистоногих, представники якого і нині широко розповсюджені на Землі. їхнє тіло поділене на голову та багатосегментний тулуб, кожний сегмент якого несе 2 пари кінцівок. Відомі також перші наземні хижаки - скорпіони.

Як розвивалося життя у девонський період? Протягом девонського періоду (закінчився близько 350 млн років тому) процеси гороутворення чергувались із опусканнями суходолу, що спричинювало часті біоценотичні кризи. Тому темпи еволюції загалом були досить високими.

На початку періоду вимерли більшість трилобітів, а наприкінці - панцирні риби та щиткові. На понижених зволожених частинах суходолу утворилися ліси із дерев янистих вищих спорових - плаунів, хвощів, папоротей. З'являються перші голонасінні з класу насінних папоротей. Ці рослини зовні нагадували деревоподібні папороті, але розмножувались насінням. З безхребетних тварин суходіл опанували павуки та кліщі.

У морях з'являються хрящові риби (акули та деякі інші); в прісних водоймах - кісткові риби. Це переважно кистепері та дводишні, які досягли значного видового різноманіття, а також променепері. Вважають, що плавальний міхур кісткових риб слугував для додаткового дихання атмосферним повітрям, оскільки у воді прісних водойм, де перегнивали рештки деревних рослин, було замало розчиненого кисню.

Як з'явилися земноводні? М'язисті парні плавці кистеперих риб слугували їм, імовірно, для повзання по дну водойм, захаращених стовбурами впалих дерев. План будови цих плавців виявився вдалим для перетворення їх на кінцівки для пересування на суходолі. Нащадки деяких кистеперих пристосувались до життя на суходолі, де знайшли багату кормову 
базу у вигляді наземних безхребетних. Однак їхні розмноження та розвиток відбувались у воді. Так з'явилися перші земноводні. У зв'язку з диханням атмосферним киснем у них різко зросла кількість гемоглобіну в крові, тому основним органом кровотворення наземних хребетних стає червоний кістковий мозок (у риб - лише селезінка).

Девонські земноводні мали найрізноманітніші розміри (від кількох сантиметрів до 3-4 м завдовжки) та форму тіла (мал. 197).

ПРИГАДАЙТЕ: Як і з чого утворилося кам'яне вугілля?

Наприкінці палеозойської ери життя опанувало всю поверхню суходолу і біосфера досягла сучасних меж. Чим кам'яновугільний період знаменний в історії розвитку біосфери? Кам'яновугільний період закінчився 280 млн років тому. Він був одним із найтепліших в історії Землі. На суходолі було багато зволожених низовин, де буяли ліси з різноманітних вищих спорових та голонасінних (мал. 198).

Потрапляючи в заболочений ґрунт, стовбури відмерлих дерев через відсутність кисню не перегнивали, а замулювались, вкривались шарами піску та глини і врешті-решт виявились на значних глибинах під землею, де в умовах високого тиску перетворились на кам'яне вугілля (звідси походить назва періоду). В цей час з'явилися хвойні рослини, розмноження яких не було пов'язане з водою. Вони утворили основу біогеоценозів середньозволожених та посушливих місцевостей, і на кінець періоду весь суходіл був опанований життям, тобто біосфера досягла сучасних меж. У цей час з'являються також мохоподібні.

Тварини швидко опановували суходіл слідом за рослинами. На початку періоду від якихось прісноводних ракоподібних утворилися спочатку безкрилі, а потім - крилаті комахи, яких на кінець періоду налічують вже 15 рядів. Деякі види кам'яновугільних бабок досягали 1 метра в розмаху крил. На суходолі з'явились черевоногі молюски, що дихали легенями.
У середині періоду деякі земноводні пристосувались до розмноження на суходолі завдяки появі внутрішнього запліднення, багатих на запасні речовини яєць, вкритих товстими водонепроникними оболонками, та прямого розвитку. В одних із них зникли шкірні залози, а сама шкіра стала дуже товстою (пристосування до збереження води в тілі). Вони дали початок першим плазунам, (мал. 198). В інших земноводних збереглись шкірні залози як пристосування до терморегуляції за рахунок випаровування води через шкіру. Вони стали предками послідовного ряду форм, аж до ссавців.

Як розвивалося життя у пермський період? Пермський період (280-240 млн років тому) характеризувався пониженням рівня Світового океану. Протягом цього періоду відбулося кілька зледенінь значної частини суходолу і, відповідно, біосферних криз, а також пов'язані з ними вимирання одних та поява інших груп організмів.

Основу наземних біогеоценозів становили хвойні та деякі інші голонасінні, а деревоподібні вищі спорові майже повністю вимерли. Відбувалася подальша адаптивна радіація комах; на кінець періоду їх відомо вже 30 рядів, серед них - прямокрилі, жорсткокрилі, лускокрилі та перетинчастокрилі. Значно зросло різноманіття плазунів; з'явились черепахи, ящірки та деякі інші форми.

Лінія розвитку наземних хребетних, яка зрештою привела до появи ссавців, у цей період була представлена пеликозаврами - хижаками завдовжки до 4 м з добре розвиненими іклами. їх змінили звірозубі, серед яких були дрібні комахоїдні форми, та великі хижаки завдовжки до 6-7 м (мал. 199).

Крім різців та іклів у них були розвинені також і кутні зуби - пристосування до жування їжі.

На кінець періоду в морях повністю вимирають трилобіти, колючозубі риби та багато інших груп тварин, а в прісних водоймах - значна частина дводишних та кистеперих риб і первісних земноводних. Отже, в пермський період відбулися зміни, які підготували панування голонасінних і плазунів протягом наступної мезозойської ери.

ПРИГАДАЙТЕ: Які особливості будови і життєдіяльності мають покритонасінні рослини і теплокровні тварини (птахи і ссавці)?

Мезозойська ера розпочалася 240 і закінчилась 65 млн. років тому. У ній виділяють тріасовий, юрський та крейдяний періоди. Як розвивалося життя в тріасовому періоді?

Тріасовий період закінчився близько 185 млн. років тому. Його кліматичні умови загалом нагадували пермський. У морях тривало зростання різноманітності хрящових і кісткових риб; останні поширились і в солоних водоймах. З цього періоду відомі представники всіх сучасних та деяких викопних рядів комах. З'являються два ряди наземних плазунів, відомих під загальною назвою динозаври (мал. 200).

Це були тварини середніх і великих (від одного до 30 м завдовжки) розмірів, що пересувались на чотирьох або на двох задніх кінцівках, які були спрямовані вниз, на відміну від сучасних плазунів. Існувало кілька груп морських плазунів. Від невеликих за розмірами комахоїдних звірозубих у другій половині періоду походять перші ссавці. Вони були невеликі (5-15 см завдовжки), вкриті шерстю, і зовні нагадували сучасних землерийок (мал. 201). Невідомо, чи вони народжували живих малят, чи були яйцекладними, як сучасні першозвірі.

Із середини тріасового періоду відомі крокодили, які, на відміну від сучасних, були дуже рухливими назем¬ними хижаками з видовженими, пристосованими до бігу, кінцівками (мал. 202).

Тріасовий період закінчився біосферною кризою, спричиненою підйомом рівня Світового океану та пов'язаним із цим загальним потеплінням клімату, що супроводжувалось вимиранням багатьох груп - первісних земноводних, звірозубих та інших тварин.
Що відбувалося в. біосфері юрського періоду? Юрський період (185-130 млн років тому) характеризувався переважно помірним кліматом; у цей час існувало багато мілководних морів. У них дуже поширились головоногі молюски, що загалом нагадували кальмарів, однак мали зовнішню пряму черепашку - белемніти (мал. 204). Рештки цих черепашок, які часто знаходять у піщаних породах, відомі в народі під назвою «чортові пальці». У водоймах з'являються діатомові водорості.

Крокодили стають водними тваринами; крім прісних водойм вони заселили солоні, причому деякі морські види досягали 15 м завдовжки. Поширились водяні хижі плазуни, плезіозаври та іхтіозаври (мал. 203). Плезіозаври мали від 2 до 20 м завдовжки.

Голова розміщувалась на довгій гнучкій шиї (кількість шийних хребців досягала 80); рот був озброєний гострими зубами. Тулуб був діжкоподібний, обидві пари кінцівок перетворилися на ласти. Ці тварини займали адаптивну зону сучасних ластоногих і розмножувались на суходолі.

Іхтіозаври (завдовжки від одного до 15 м) мали рибоподібну форму. У них була коротка шия, передні та задні кінцівки перетворились на ласти, а хвіст - на вертикальний хвостовий плавець. Подібно сучасним зубастим китам, вони ніколи не виходили на суходіл і були живородними (знайдено скелет самки із сформованим дитинчам усередині черевної порожнини).
Птерозаври, або літаючі ящери, з'явились наприкінці тріасового періоду, однак найбільшого різноманіття досягли в юрський та крейдяний (мал. 206).

Подібно сучасним птахам, вони мали порожнисті кістки, кіль грудини, полегшений череп з тонкими кістками; на щелепах були дрібні зуби або рогові чохли, що нагадували дзьоб. Як і у сучасних рукокрилих, крила птерозаврів становили шкірясту перетинку, що тяглася від передніх до задніх кінцівок. Вона прикріплювалась до дуже видовженого п'ятого пальця (мізинця) передніх кінцівок. У юрському періоді були поширені ражфоринхи, що мали довгий хвіст і розмах крил до метра. Це були комахоїдні та рибоїдні тварини.

Динозаври були дуже різноманітними. На чотирьох кінцівках пересувались переважно рослиноїдні види, з яких найвідоміший диплодок завдовжки ЗО м і схожий на нього, але кремезніший, бронтозавр масою близько 80 т. Це були найбільші наземні тварини за всю історію Землі. На території сучасної Північної Америки мешкав стегозавр з двома паралельними рядами вертикальних кісткових пластин на спині. Вважають, що через них з організму розсіювався надлишок тепла (мал. 200).

Деякі динозаври юрського періоду пересувались на задніх кінцівках, а передні були вкорочені. Серед них були і дрібні тварини масою не більше 2,5 кг, і хижаки до 6 м завдовжки. Багато таких динозаврів мешкало в помірних широтах і, ймовірно, були теплокровними, про що свідчить пір'яний покрив. В одного з них, наприклад авіміжа, розміром з курку, передні кінцівки перетворились на короткі крила, а хвостовий відділ хребта - на куприк (мал. 205).

Він бігав по рівнинах, а крила, як у сучасних страусів, слугували для гальмування чи зміни напрямку руху. В лісах мешкав археоптерикс, крилоподібні передні кінцівки якого мали пальці для лазання по деревах (мал. 207).

Він був здатний ширяти з дерева на дерево. Вважають, що від подібних динозаврів походять птахи. Тривала еволюція ссавців, яких відомо чотири ряди. Всі вони були дрібними тваринами. У другій половині періоду різко підвищився рівень Світового океану, що спричинило потепління клімату і чергову біосферну кризу, внаслідок якої сформувались біогеоценози початку наступного, крейдяного періоду.

Яку роль у розвитку біосфери зіграв крейдяний період? Крейдяний період (130-65 млн років тому) названо так тому, що в морях, крім бентосних, розповсюдились і досягли великої чисельності планктонні форамініфери. Залишки їхніх черепашок утворили поклади крейди та вапняку.

Екосистеми першої половини періоду істотно не відрізнялись від юрських. У цей час досягли найбільшої видової різноманітності безхвості літаючі ящери, їхні розміри варіювали від 10 см до 13 м (птеранодон) у розмаху крил. Цікаво, що багато з них були вкриті шерстю і, можливо, теплокровними. Решток птахів цього часу не знайдено, а ссавці представлені тими ж рядами, що і в юрський період.

У середині періоду відбулась біосферна криза, зумовлена не змінами клімату, а біотичним фактором-появою покритонасінних квіткових рослин. Вважають, що вони походять від якихось голонасінних, залишки яких не збереглись. Завдяки подвійному заплідненню та запиленню комахами, вони зруйнували екосистеми, основою яких були голонасінні, й утворили нові біогеоценози. Подвійне запліднення привело до появи триплоїдного ендосперму (у голонасінних він гаплоїдний), що значно прискорює дозрівання насіння. Спрямоване запилення комахами дає змогу поодиноким рослинам дати насіння на відміну від голонасінних, яким для успішного неспрямованого запилення вітром потрібно зростати великими групами.

Протягом геологічної історії Землі окремі біогеоценози завжди гинули від випадкових причин (наприклад, пожежа від удару блискавки). Вони відновлювались завдяки сукцесіям. Насіння квіткових, потрапивши в такі зруйновані екосистеми, швидко проростало, ці рослини запилювалися комахами (тоді це були переважно жорсткокрилі) і знову давали насіння. Так квіткові пригнічували проростання насіння голонасінних, змінюючи хід сукцесій.

Разом із голонасінними вимерло багато груп тварин. Зокрема, зникло близько двох третин видів комах, 5 родин динозаврів. Це збіглося з вимиранням значної частини морських планктонних форамініфер, що значно змінило твердість води. Останнє, у свою чергу, призвело до вимирання багатьох головоногих молюсків із зовнішньою черепашкою, іхтіозаврів та інших тварин.

У другій половині періоду сформувалися нові біогеоценози, основу яких становили комахозапильні дводольні та однодольні покритонасінні рослини, а також частина хвойних (переважно соснові). Відбувається бурхлива спряжена еволюція квіткових рослин та комах-запилювачів: відомі бджоли, денні метелики, сучасні групи мух (мал. 208).

У цей час з'являються сумчасті та плацентарні ссавці. Останні були представлені комахоїдними, рукокрилими, приматами (напівмавпи) та кількома нині вимерлими рядами. Ссавці того часу досягли значного видового різноманіття, мали розміри від 5-10 см до 5-6 м завдовжки; серед них були рослиноїдні, трупоїдні, комахоїдні та хижі форми.

З середини періоду відомі птахи, які співіснували з іншими літаючими хребетними — птерозаврами та рукокрилими.

Представники вимерлого підкласу зубастих птахів відрізнялись від сучасних лише наявністю дрібних зубів на щелепах (мал. 209).

Поряд з ними жили птахи з роговим дзьобом - предки сучасних буревісників, куликів і мартинів.

Частина динозаврів пристосувалась до нових умов і досягла значної різноманітності (відомо близько 120 видів). Одні з них пересувались на чотирьох кінцівках, наприклад, рослиноїдні трицератопси, які досягали 10 м довжини, інші - на двох (рослиноїдні ігуанодони, найбільший наземний хижак - тиранозавр завдовжки 6-7 м).

Наприкінці крейдяного періоду відбулася ще одна біосферна криза, спричинена подальшим опусканням материків. Клімат став дуже вологим, що призвело до зникнення біогеоценозів посушливих та помірно зволожених ландшафтів та до вимирання багатьох груп комах, зубастих птахів, динозаврів, літаючих ящерів, кількох рядів ссавців. У морях зникли плезіозаври. Ці зміни підготували умови для утворення кайнозойських екосистем.

ПРИГАДАЙТЕ: Які основні етапи антропогенезу?

Кайнозойська ера розпочалась близько 65 млн років тому і триває досі. У ній виділяють палеогеновий, неогеновий та антропогеновий періоди.

Що характерне для біосфери палеогенового періоду? Палеогеновий період закінчився 25 млн років тому. Клімат загалом був теплий, хоча на рубежах епох відбувались значні похолодання, навіть часткові зледеніння материків. За цей час з'явилися бурі водорості, майже всі сучасні порядки покритонасінних, ряди птахів і ссавців. Палеогеновий період поділяють на кілька послідовних епох, кожна з яких досить різко відрізняється від інших: палеоценову (65-55 млн років), еоценову (55-38 млн років) та олігоценову (38—25 млн років тому).

Палеоценова епоха була найтеплішою та найвологішою. На суходолі переважали біоценози, основою яких були дерев'янисті покритонасінні (буки, дуби), голонасінні (кипарисові, соснові, гінкгові та ін.), скам'яніла смола яких відома під назвою «бурштин», та папороті. їхні рештки, потрапляючи на дно водойм, перетворились на буре вугілля.

На початку епохи вимерло багато груп давніх ссавців, що з'явилися у тріасовий і юрський періоди мезозойської ери. З'являються представники сучасних рядів хижих, гризунів і зайцеподібних, а також кілька нині вимерлих рядів. У морях досягають розквіту радіолярії та велетенські бентосні форамініфери з діаметром черепашки до 5 см (мал. 210).

З'являються та широко розповсюджуються бурі водорості. У кінці епохи остаточно вимирають белемніти та багато видів хрящових риб. Із кісткових риб бурхлива адаптація відбувається серед променеперих. Вони стають домінуючою групою прісних і солоних водойм.

Еоценова епоха мала сухий клімат. У цей час утворилися степові простори. З'явилися хоботні, а також предки сучасних носорогів і коней. Парнокопитні в цю епоху досягали значної різноманітності форм і розмірів (від 50 см до 3-4 м завдовжки). Серед них були предки сучасних жуйних, свиней і бегемотів. У Північній Америці з'явилися предки сучасних верблюдів та лам.

У цей час існував нині вимерлий особливий ряд хижих копитних. Деякі з них перейшли до життя у морях та дали початок зубастим китам, серед яких були види, що досягали 25 м завдовжки. Водночас частина зубастих китів почала живитися планктоном - це були предки вусатих китів. Відомо багато представників ряду Хижі, деякі з них досягали значних розмірів.

З цієї епохи відомо понад 80 родин птахів із 12 сучасних рядів. У степах були поширені велетенські хижі безкілеві птахи діатрими, які належали до особливого викопного ряду та досягали 2 м заввишки.

Олігоценова епоха характеризується суворішим кліматом унаслідок зниження рівня Світового океану; встановлюється природна зональність, що загалом нагадує сучасну. З цієї епохи відомо більшість сучасних рядів птахів, серед яких були велетенські нелітаючі форми - мешканці степових просторів, наприклад, південноамериканський хижий журавель фороракос (мал. 211), що досягав триметрової висоти.

Тривала адаптивна радіація копитних та хоботних, хижих та інших рядів. У багатьох з видів котячих ікла верхніх щелеп були настільки великими, що виступали назовні, їх об'єднують під назвою «шаблезубі кішки», а великих за розмірами представників - «шаблезубі тигри» (мал. 212).

Частина хижих опанувала водойми і дала початок ластоногим. З півночі Африки відомі представники вузьконосих, а з Південної Америки - широконосих мавп.

Наприкінці палеогенового періоду відбувається підняття суходолу. Утворилися Альпи, Піринеї, гори Греції, Криму, Кавказу, Гімалаї, Кордильєри, Анди тощо. Це спричинило біосферну кризу, під час якої вимерло багато груп рослин і тварин, характерних для палеогенового періоду, й сформувались біогеоценози наступного неогенового періоду.

Як розвивалось життя в неогеновий період? Неогеновий період загалом характеризується низьким рівнем Світового океану, завершенням утворення сучасних гірських масивів, досить суворим кліматом з чіткою природною зональністю та кількома зледеніннями в Північній та Південній півкулях. Наприклад, близько 12 млн років тому під кригою перебувала частина Південної Америки (Патагонія), Антарктида (до сьогодення), Нова Зеландія та майже вся Австралія. Все це спричинювало часті як місцеві, так і глобальні біогеоценотичні кризи, що супроводжувались масовим вимиранням одних та появою інших груп організмів.

Наприкінці періоду фауна і флора загалом нагадували сучасні, відрізняючись переважно на видовому та частково родовому рівнях. З'явилась більшість сучасних родин покритонасінних, комах, молюсків, птахів і ссавців. Існування сухопутного перешийка між Північною Америкою та Європою забезпечило взаємообмін компонентами фаун і флор: зокрема в Північній Америці з'являються хоботні, в Європі та Азії - особливий рід трипалих конячих - гіпаріон. Його представники були дуже поширені в Євразії, у тому числі на території сучасної України. Вони дали назву специфічному комплексу степових тварин того часу - гіпаріонова фауна. Деяких незвичних ссавців неогенового періоду зображено на малюнку 213.

У східноафриканських відкладах знайдено рештки перших людиноподібних мавп, які внаслідок адаптивної радіації утворили значну кількість форм та розповсюдились в Європу і Азію. Викопні рештки деяких близьких видів примітивних істот із родини Людей (гомінід) віком 4-5 млн років знайдено в Східній Африці, їх назвали австралопітеки. Наприкінці неогенового періоду підвищилась горотворча активність, відбулося часткове зледеніння Північної півкулі, внаслідок чого змінився клімат і виникла чергова біосферна криза. Так, повністю зникла гіпаріонова фауна; значно зменшилось видове різноманіття хоботних тощо.

Що таке антропогеновий період? Антропогеновий період складається з двох епох - плейстоценової (закінчилась 100 тис. років тому) та сучасної, або голоценової. Плейстоценова епоха - час формування флор і фаун, близьких до сучасних. На Австралійському континенті з'явилися першозвірі. Наприкінці епохи внаслідок значного зледеніння Північної півкулі під кригою опинилась майже вся Північна Америка, значна частина Європи та Азії. У Північній Америці через це повністю вимерли копитні та багато інших груп тварин. Предки сучасних коней, ослів та зебр незадовго до цього мігрували з Північної Америки до Азії через перешийок на місці нинішньої Берінгової протоки, а згодом розселились в Європу та Африку.

Великі простори Північної півкулі були зайняті тундрою із специфічними біогеоценозами, основу яких складали трав'янисті покритонасінні, мохи та лишайники. Із ссавців для тундри характерні лемінги (особливий вид гризунів), північний олень та вівцебик (дожили до наших днів), а також нині вимерлі вкритий шерстю слон - мамут, шерстистий носоріг, великорогий олень, печерний ведмідь (мал. 214).

Близько 1,7 млн років тому вимерли австралопітеки. Приблизно в цей час у Східній Африці від невідомих предків з'явилась Людина прямоходяча, яка вже застосовувала деякі знаряддя праці й уміла користуватись вогнем. Згодом цей вид розселився до Азії. Різні його географічні популяції дістали назви пітекантропів, синантропів та ін. Всі вони вимерли не пізніше ніж 300 тис. років тому. Саме в цей час з'являється вид Людина розумна. Він мав два підвиди: неандертальці та крожаньйонці, які займали спільний ареал — Європу, Кавказ та Передню Азію, але чітко відрізнялись між собою особливостями будови (мал. 215).

Голоценова епоха - час розселення кроманьйонців по всьому світові та формування людських рас (географічних популяцій). У цей час розпочинається активна господарська діяльність людини: полювання, рільництво, скотарство неандертальців (зникли приблизно 30 тис. років тому) та кроманьйонців. Приблизно 5 — 6 тис. років тому утворюються перші держави і міста, а в XIX столітті формуються промислові комплекси.

Чому діяльність людини є фактором еволюції? Господарська діяльність людини у наш час є провідним, фактором еволюції. Вона проявляється у знищенні біогеоценозів унаслідок вирубування лісів, розорювання степів, створення водосховищ, поселень, промислових центрів, агроценозів; змінах газового складу повітря, води та ґрунтів через їхнє забруднення промисловими відходами.

Замість стабільних екосистем з високою видовою різноманітністю людина створює нездатні до саморегулювання лісові насадження та агроценози з незначною кількістю видів. Це призводить до неспряженої еволюції екологічно пластичних видів тварин - фітофагів, які стають шкідниками культурних рослин, а також всіляких бур'янів. Зростання чисельності популяцій свійських тварин і самої людини стимулює еволюцію пов'язаних з ними паразитичних, кровосисних та синантропних видів. Така діяльність призводить до дестабілізації біосфери та її кризи з непередбаченими наслідками, безумовно катастрофічними для природи всієї планети, включаючи й антропогенізовані промислові та сільськогосподарські ландшафти.

Тому лише негайний перехід до гармонійного ведення господарської діяльності людини може відвернути загрозу екологічної катастрофи. Окремі природоохоронні заходи без докорінної зміни світогляду людини та принципів ведення її господарства можуть лише трохи відстрочити цю загрозу.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:
1. Які пристосування були у вищих рослин до наземного способу життя?
2. Як утворилися перші наземні біогеоценози?
3. Чому земноводні походять саме від кістеперих риб?
4. Які хребетні тварини першими опанували суходіл?
5. Які особливості клімату кам'яновугільного періоду сприяли повному заселенню суходолу?
6. Які наземні хребетні характерні для пермського періоду?
7. Які зміни у наземній рослинності відбулися в пермському періоді і що їх спричинило?
8. Що вам відомо про комах палеозойської ери?
9. Які систематичні групи рослин і тварин з'явились протягом мезозойської ери?
10. У чому полягає причина біосферної кризи всередині крейдяного періоду і які її наслідки?
11. Які групи живих істот переважали в другій половині крейдяного періоду?
12. Що вам відомо про динозаврів, літаючих та морських плазунів мезозойської ери?
13. Які птахи і ссавці жили у другій половині крейдяного періоду?
14. Що собою становили авімім і археоптерикс?
15. Як можна охарактеризувати основні риси фауни і флори Землі кайнозойської ери?
16. Які основні еволюційні події відбулися в палеогеновий період?
17. Які основні еволюційні події відбулися в неогеновий період?
18. Які основні еволюційні події відбулися в антропогеновий період?

ПОМІРКУЙТЕ: Які риси наземних тварин, а які - водяних є у земноводних? Які риси організації властиві плазунам як наземним хребетним? Чи справедливе твердження, що птахи витіснили птерозаврів, а ссавці - динозаврів? Під впливом яких чинників виникають усе нові збудники захворювань людини?

ПРО ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ З ЦЬОГО РОЗДІЛУ

Еволюція — процес необоротних змін у будові та функціях живих істот, що відбуваються при змінах поколінь протягом їхнього історичного існування. В основу першої еволюційної гіпотези Ж.-Б. Ламарка покладено уявлення про те, що всі організми під впливом умов середовища набувають корисних ознак, змінюючи свою будову, функції, індивідуальний розвиток і «прагнуть» до ускладнення організації.

Еволюція, за Ч. Дарвіном, - це безперервні пристосувальні зміни видів у процесі їхнього історичного розвитку. Всі сучасні види є нащадками вимерлих предкових форм. Основними факторами еволюції є спадкова мінливість, боротьба за існування, природний добір.

На початку XX століття сформувалась система поглядів - «класичний дарвінізм»; у 20-50 рр. було створено синтетичну гіпотезу еволюції.

Еволюційний процес відбувається у формах мікроеволюції, видоутворення та макроеволюції. Природний добір, залежно від характеру пов'язаних з ним адаптаційних змін, буває стабілізуючим, рушійним та розриваючим. З розвитком синтетичної гіпотези еволюції було розроблено й біологічну концепцію виду, згідно з якою вид - це сукупність популяцій, що складаються з особин, подібних між собою за будовою і життєвими функціями, здатних схрещуватись і давати плодюче потомство. Популяції одного виду мають унікальну екологічну нішу і займають певний аріал. Основні критерії виду - морфологічний, фізіологічний, біохімічний, географічний та екологічний. Видоутворення — необоротний еволюційний процес утворення нових видів.

Біологічні види, як і інші систематичні групи, можуть перебувати у стані процвітання (біологічний прогрес) чи вимирання (біологічний регрес). Біологічний прогрес може бути досягнений шляхом ароморфозів, ідіоадаптацій або загальної дегенерації.

Згідно із сучасними еволюційними поглядами, біогеоценоз - це середовище, в якому відбуваються еволюційні процеси. У стабільних біогеоценозах темпи історичних змін незначні, на відміну від тих, у яких умови життя організмів постійно змінюються. Міграції особин між популяціями одного виду змінюють їхній генофонд, зв'язуючи різні біогеоценози в єдину цілісну систему. Фактори еволюції - це чинники, що викликають адаптивні зміни організмів, популяцій і видів.

Темпи еволюції - це час, за який утворюються певні систематичні групи організмів. Дані біогеографії, геології та палеонтології дають змогу встановити закономірності історичних змін біогеоценозів, причини вимирання або швидкої адаптивної радіації певних систематичних груп організмів, місця їхньої появи. Дані екологічних досліджень і еволюційного вчення знайшли своє відображення в гіпотезах перерваної рівноваги та адаптивного компромісу.

Видове різноманіття організмів зумовлене існуванням різних рівнів організації живої матерії та пристосуваннями організмів до різних умов.

Однією з центральних проблем біології є походження життя на Землі. Існують дві основні групи гіпотез, що пояснюють походження життя — абіогенні та біогенні.

Прокаріотні екосистеми утворилися в архейську еру на морських мілководдях близько 3,8 млрд років тому, а біогеоценози, основу яких складали ціанобактерії, - близько 3,5 млрд років тому. У них були мало разгалужені ланцюги живлення та незначне видове різноманіття.

У першу половину протерозойської ери з'явились перші одноклітинні джутикові еукаріоти, які дали початок рослинам (водоростям), тваринам (найпростішим) та грибам. Наприкінці ери (вендський період) з'являються і багатоклітинні організми.

У кембрійський і силурійський періоди палеозойської ери з'являється більшість типів тварин, для багатьох з яких характерна наявність зовнішнього (членистоногі, голкошкірі) чи внутрішнього (хордові) скелета. Життя опанувало поряд із солоними, ще й прісні водойми. В середині палеозойської ери у зволожених місцях утворюються наземні біогеоценози, основу яких складали вищі спорові рослини. Суходіл освоїли різні безхребетні, з'явились перші наземні хребетні - земноводні, в морях — хрящові, а в прісних водоймах - кісткові риби. Наприкінці палеозойської ери життя опанувало весь суходіл і біосфера досягла сучасних меж: з'явились голонасінні рослини та плазуни; вимерли деякі вищі спорові рослини і земноводні, повністю — давні класи риб, трилобіти і багато інших видів.

Упродовж мезозойської ери на суходолі панували голонасінні, плазуни та комахи, а в морях - хрящові й кісткові риби, головоногі молюски. У цей час з'являються покритонасінні, ссавці та птахи.

Під час кайнозойської ери суходіл поступово набув сучасних обрисів, встановилися кліматичні зони. Ця ера характеризується бурхливою адаптивною радіацією квіткових рослин, комах, птахів і ссавців. Приблизно 2 млн років тому з'являється сучасна людина, її господарська діяльність у наш час - провідний фактор еволюції сучасних організмів.

ПІДСУМКОВІ ЗАВДАННЯ

ТЕМАТИЧНА ПЕРЕВІРКА ЗНАНЬ

І рівень
(вибрати із запропонованих відповідей правильну)

1. Система поглядів про незмінність живої природи з часів її виникнення має назву: а) еволюційне вчення; б) гіпотеза панспермії; в) креаціонізм; г) гіпотеза адаптивного компромісу; ґ) гіпотеза перерваної рівноваги.
2. Еволюційне перетворення, пов'язане з підвищенням рівня організації, - це: а) ароморфоз; б) ідіоадаптація; в) загальна дегенерація; г) дрейф генів.
3. Елементарною одиницею еволюції є: а) порода тварин;б) сорт рослин; в) популяція; г) вид; ґ) рід.
4. У разі роз'єднання популяцій певними просторовими перешкодами спостерігають форму ізоляції: а) екологічну; б) географічну; в) сезонну; г) етологічну; ґ) генетичну.
5. Здатність до наслідування ознак добре захищених організмів погано захищеними називають: а) дивергенцією; б) конвергенцією; в) дрейфом генів; г) атавізмом; ґ) мімікрією.
6. Відповідність загального плану будови органів різних видів, зумовлена їхнім спільним походженням, - це: а) аналогії; б) гомології; в) рудименти; г) атавізми.
7. Гіпотези походження життя, які ґрунтуються на тому, що жива матерія виникла з неживої, називають: а) біогенезом; б) абіогенезом; в) панспермією; г) креаціонізмом.
8. Еукаріоти з'явилися в еру: а) архейську; б) протерозойську;в) палеозойську.
9. Предками багатоклітинних тварин вважають: а) ціанобактерій; б) сапротрофних бактерій; в) інфузорій; г) колоніальних
джгутикових.
10. Перші наземні біогеоценози сформувалися в періоді:а) вендському; б) кембрійському; в) ордовицькому; г) силурійському; ґ) девонському.
11. Перші ссавці з'явилися в періоді: а) кам'яновугільному; б) пермському; в) тріасовому; г) юрському; ґ) крейдяному.
12. Людина розумна з'явилася в період: а) юрський; б) крейдяний; в) палеогеновий;г) неогеновий; ґ) антропогеновий.

II і III рівні
(вибрати із запропонованих відповідей одну чи кілька правильних)

1. Ж.-Б. Ламарк факторами еволюції вважав: а) природний добір; б) боротьбу за існування; в) мінливість організмів під впливом факторів довкілля; г) внутрішнє прагнення організмів до прогресу.
2. Ч. Дарвін факторами еволюції вважав: а) ізоляцію; б) спадкову мінливість; в) популяційні хвилі; г) дрейф генів; ґ) боротьбу за існування; д) природний добір.
3. Прикладами ідіоадаптацій є: а) поява квітки; б) утворення ластів у ластоногих; в) перетворення листків у кактусів на колючки; г) зникнення кишечнику у стьожкових червів; ґ) поява щелеп у хребетних тварин.
4. Зміни генофонду популяцій можливі внаслідок: а) дрейфу генів; б) популяційних хвиль; в) ізоляції; г) боротьби за існування; ґ) конвергенції.
5. Екологічна ізоляція буває: а) сезонною; б) генетичною; в) географічною; г) етологічною; ґ) трофічною.
6. Прикладами гомологічних органів є: а) передні кінцівки кажана та кита; б) колючки глоду та кактусів; в) вуса суниць і вусики гороху; г) листки вишні та колючки барбарису; ґ) коренеплід моркви та коренебульби жоржин.
7. Прикладами аналогічних органів є: а) зябра рака та коропа; б) крила кажана та голуба; в) крила кажана та хруща; г) бульби картоплі та коренеплід редису; ґ) передні кінцівки крота та вовчка.
8. Прикладами атавізмів є: а) наявність хвоста у людини; б) залишки тазового поясу у кита; в) смугасте забарвлення поросят свині свійської; г) апендикс у людини.
9. Основні події кам'яновугільного періоду: а) поява кистеперих риб; б) формування перших наземних біогеоценозів; в) поява хвойних рослин; г) поява комах; ґ) поява плазунів; д) поява ссавців.
10. Основні події крейдяного періоду: а) розквіт голонасінних; б) поява покритонасінних; в) розквіт форамініфер; г) розквіт птерозаврів; ґ) поява плацентарних ссавців.
11. Протягом юрського періоду з'явились: а) діатомові водорості; б) червоні водорості; в) іхтіозаври; г) кистепері риби; ґ) безхвості земноводні.
12. Протягом девонського періоду з'явились: а) папоротеподібні; б) комахи; в) хрящові риби; г) земноводні; ґ) плазуни.

IV рівень

1. Що спільного і відмінного в еволюційних поглядах Ж.-Б. Ламарка та Ч. Дарвіна?
2. У яких умовах діють ті чи інші форми природного добору? Які наслідки їхньої дії?
3. Чим сучасні еволюційні погляди (гіпотези перерваної рівноваги та адаптивного компромісу) відрізняються від основних положень синтетичної гіпотези еволюції?
4. Чому пристосованість організмів до середовища існування має відносний характер?
5. Які з критеріїв виду відіграють провідну роль при встановленні видової приналежності? Чому?
6. У чому полягає відносність кожного з основних критеріїв виду (морфологічного, фізіологічного, біохімічного, екологічного, географічного)? Відповідь обґрунтуйте.
7. Що спільного і відмінного в географічному та екологічному способах видоутворення?
8. Чому ароморфози або загальна дегенерація в процесі історичного розвитку певної систематичної групи трапляються значно рідше, ніж ідіоадаптації?
9. Які умови сприяли виходу організмів на суходіл?
10. У які періоди історичного розвитку біосфери з'явились риніофіти, трилобіти, щиткові, ракоскорпіони, динозаври?
11. Чим, з точки зору сучасних еволюційних поглядів, можна пояснити вимирання видів у процесі еволюції до появи на Землі людини?

КОРОТКИЙ СЛОВНИК ТЕРМІНІВ
 
Абіогенеза гіпотези - гіпотези, за якими живі організми походять з неживої матерії.
Адаптивна радіація - процес виникнення від загального предка кількох нових систематичних груп організмів, пов'язаний з пристосуванням до різних умов середовища існування. Аналогія - зовнішня подібність у будові органів різних видів організмів, що мають різне походження, але виконують однакові функції.
Ароморфоз - один із шляхів досягнення біологічного прогресу, що супроводжується значним ускладненням організації організмів. Атавізми - прояв у окремих особин певного виду ознак предків. Біогенеза гіпотези - гіпотези, за якими все живе бере початок лише від живого.
Біологічний прогрес - шлях історичного розвитку певної систематичної групи, що супроводжується збільшенням чисельності, розширенням ареалу і процесами видоутворення. Біологічний регрес - шлях історичного розвитку певної систематичної групи, що супроводжується зменшенням чисельності, звуженням ареалу й вимиранням деяких підгруп. Боротьба за існування - один із факторів еволюції за Ч. Дарвіном; уся сукупність взаємозв'язків між особинами і різними факторами середовища життя. Видоутворення - процес утворення нових видів.
Гомологія - відповідність загального плану будови органів видів, зумовлена їхнім загальним походженням. Дивергенція - розходження ознак у нащадків як результат пристосування до умов довкілля.
Еволюція - процес необоротних змін у будові та життєвих функціях організмів під час їхнього історичного розвитку.
Елімінація - загибель особин на певному етапі онтогенезу до моменту настання здатності до розмноження. Ендеміки - систематичні групи, що мешкають лише в певних ділянках біосфери. Загальна дегенерація - один із шляхів досягнення біологічного прогресу, що супроводжується спрощенням будови організмів у процесі пристосування до простішого середовища життя (перехід до паразитизму, малорухомого способу життя тощо).
Ідіоадаптація - один із шляхів досягнення біологічного прогресу, що супроводжується певними змінами в будові організмів, не порушуючи загального рівня їхньої організації; є пристосуванням до конкретних умов існування. Ізоляція - один із еволюційних факторів, який унеможливлює схрещування між особинами одного виду. Креаціонізм - система поглядів, яка визнає незмінність живої природи, а різноманіття видів розглядає як результат творення вищої нематеріальної сили. Макроеволюція - сукупність еволюційних процесів, які приводять до утворення надвидових систематичних категорій.
Мікроеволюція - сукупність еволюційних процесів, що відбуваються в популяціях одного виду.
Мімікрія - здатність організмів одного виду наслідувати будові, забарвленню чи поведінці організмів іншого. Монофілія - походження кількох систематичних груп від загального предка. Поліморфізм - явище існування в межах певного виду різних фенотипних груп особин.
Природний добір - наслідок боротьби за існування; виявляється в переважному виживанні та розмноженні особин, найпристосованіших до умов довкілля.
Рудименти - органи, що втратили в процесі історичного розвитку свої функції й знаходяться в недорозвиненому чи спрощеному стані порівняно з відповідними органами предків.
Темпи еволюції - час, протягом якого утворилися певні систематичні групи (від видів до царств). Філогенез - історичний розвиток окремих систематичних груп або всієї сукупності живих організмів нашої планети. Ценофіли - види, популяції яких входять до складу стабільних біогеоценозів. Ценофоби - види, що беруть участь на ранніх етапах сукцесії, мають високу екологічну пластичність і не входять до складу зрілих біогеоценозів.
 
М.Є.Кучеренко, Ю.Г.Вервес, П.Г.Балан, В.М.Войціцький, Біологія, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів 

_{Планування з біології, підручники та книги онлайн, курси та завдання з біології для 11 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.