Версия 13:36, 10 ноября 2009

Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 11 клас>> Біологія: Еволюція прокаріотів. Гіпотези виникнення еукаріотів

ЕВОЛЮЦІЯ ПРОКАРІОТІВ. ГІПОТЕЗИ ВИНИКНЕННЯ ЕУКАРІОТІВ

ПРИГАДАЙТЕ:Які особливості будови та життєдіяльності бактерій і ціанобактерій відрізняють їх від еукаріотів?

Як розвивалося життя в архейську еру? Перші рештки живих організмів знайдено у австралійських та південноафриканських осадочних породах віком приблизно в 3,5 млрд років, які, на думку вчених, сформувались в архейську еру (почалась приблизно 4,5, а закінчилась - 2,5 млрд років тому). Це були прокаріоти, представлені залишками карбонатних оболонок колоній ціанобактерій та клітинними стінками бактерій різної форми (кулясті, паличкоподібні та ниткоподібні) (мал. 188, 189). На відміну від еукаріотів, еволюція яких відбувалась у більш-менш стабільних геохімічних умовах, первинні бактеріальні екосистеми докорінно змінили ці умови протягом архейської ери та самі пристосувались до них, у свою чергу, змінившись.

Перші осадочні породи мають вік близько 3,8 млрд років; вони переважно є наслідком життєдіяльності залізобактерій (поклади залізної руди), зелених і пурпурних бактерій (поклади сірки), можливо, нафти та природного газу. У результаті фотосинтезуючої діяльності ціанобактерій в атмосфері поступово накопичилась значна кількість Кисню та утворився озоновий шар. Це спричинило появу енергетично вигіднішого кисневого дихання і, відповідно, аеробних прокаріотів.

На кінець архейської ери бактерії в морях та океанах повністю здійснювали всі ті біогенні геохімічні процеси, що й нині - біогенну міграцію різних хімічних елементів та перетворення енергії в ланцюгах живлення.

Які особливості еволюції прокаріотів? Еволюційних змін у будові прокаріотів майже не відбувалось: усі їхні викопні форми не відрізняються від сучасних. Це пояснюють насамперед тим, що серед них немає багатоклітинних організмів, тобто прокаріоти нездатні до диференціації клітин та ускладнення організації. Внаслідок простої будови геному (єдина кільцева молекула ДНК) у них легко відбувається горизонтальний (між різними видами) транспорт спадкової інформації за допомогою переносу фрагментів ДНК вірусами-бактеріофагами з однієї бактеріальної клітини в іншу. Крім того, спадкові властивості бактеріальних клітин можуть значно змінюватися під впливом плазмід.

Плазміди, або позаклітинні фактори спадковості, - ланцюжки з кількох нуклеотидів. Вони часто перебувають поза організмами і за певних умов можуть потрапляти всередину прокаріотних клітин і вбудовуватися в їхні ДНК. Тому у прокаріотів відбувається здебільшого біохімічна, або функціональна, еволюція. Вони здатні опановувати різні адаптаційні зони, виробляючи нові ферменти для засвоєння тих чи інших поживних речовин.

В еукаріотів подібні форми зміни спадковості через складність геному та взаємодію генів призводять до загибелі клітини і тому не можуть бути факторами еволюції.

У прокаріотних екосистемах відсутні ланцюги виїдання через нездатність бактерій до фагоцитозу. Тому ланцюги живлення прокаріотних біогеоценозів мало розгалужені, а їхня видова різноманітність незначна. Отже, прокаріотні екосистеми мають невисоку здатність до саморегуляції.

ПРИГАДАЙТЕ: Що таке колоніальні та багатоклітинні організми? Які основні етапи ембріогенезу багатоклітинних тварин?
Як розвивалось життя у протерозойську еру? Протягом першої половини протерозойської ери (почалась 2,5 млрд, закінчилась - близько 0,6 млрд років тому) прокаріотні екосистеми опанували весь світовий океан. Близько 2 млрд років тому з'явилися первісні одноклітинні еукаріоти, які швидко  дивергували на рослини (водорості), тварин (найпростіші) та гриби.

Як спосіб досягнення біологічного прогресу для еукаріотів характерне ускладнення організації в процесі історичного розвитку. Вже в одноклітинних організмів (водорості, інфузорії) клітини побудовані дуже складно. Поява багатоклітинних організмів - ще один прояв здатності еукаріотів до ускладнення будови. Більшість учених вважає, що багатоклітинні організми походять від колоніальних унаслідок диференціації клітин останніх.

У чому суть симбіотичної гіпотези походження еукаріотів? Є кілька гіпотез походження еукаріотів, з яких у наш час найпопулярніша симбіотична, її послідовники вважають, що двомембранні органели, які мають свій геном і здатні до розмноження поділом (пластиди та мітохондрії) - нащадки симбіотичних прокаріотів, котрі втратили здатність до існування поза клітиною хазяїна. Спільне існування кількох видів прокаріотів привело врешті-решт до появи еукаріотичних клітин.

Як розвивалося життя у вендському періоді? Вендський період - останній період протерозойської ери - тривав близько 80 млн років. У цей час на мілководдях морів сформувались біогеоценози, основними продуцентами в яких були ціанобактерії та перші зелені водорості. Найпоширенішими тваринами були різноманітні кишковопорожнинні: поліпи та медузи (мал. 190). Деякі з них досягали метра в діаметрі. Від таких форм з променевою симетрією в середині періоду утворилися повзаючі та плаваючі двобічносиметричні тварини. Серед них були несегментовані та сегментовані організми, у деяких з останніх на кожному сегменті тіла розташовувалась пара кінцівок. Наприкінці періоду внаслідок біосферної кризи, спричиненої зледенінням, вендські екосистеми зруйнувались і більшість їхніх видів вимерло.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ:
1. Які залишки живих істот відомі з архейської ери?
2. У чому полягають особливості еволюції прокаріотів?
3. Чому прокаріотні екосистеми мають обмежену здатність до саморегуляції?
4. Коли з'явилися і що становили собою перші еукаріотичні організми?
5. Що стверджує симбіотична гіпотеза походження еукаріотів?
6. Які екосистеми існували у вендський період?

ПОМІРКУЙТЕ: Який тип ланцюгів живлення можливий у прокаріотних екосистемах? Які еволюційні переваги одержали еукаріоти внаслідок ускладнення організації?

М.Є.Кучеренко, Ю.Г.Вервес, П.Г.Балан, В.М.Войціцький, Біологія, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Планування уроків з біології, відповіді на тести, завдання та відповіді по класам, домашнє завдання та робота 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.