Большая коллекция рефератов

No Image
No Image

Реклама

Счетчики

Опросы

Оцените наш сайт?

No Image

Реферат: Эволюция биосферы земли

Реферат: Эволюция биосферы земли

Государственный университет управления

Институт информационных систем управления

студенческий билет №18-98м

Реферат по дисциплине

“ Концепции современного естествознания”

на тему

“ Эволюция биосферы Земли”

Студента ММиИОЭ 1-1

Печерицина Алексея

ПЛАН:

Введение_____________________________1

Развитие биосферы в докембрии _______ 1

1. Добиогенное развитие земли______________1

2. Возникновение органических соединений__3

3. Возникновение живых организмов_______4

4. Возникновение биосферы________________5

5. Появление автотрофов__________________5

6. Изменение состава атмосферы___________6

7. Эволюция живого вещества и климат ____7

Развитие биосферы в фанерозое________7

1. Развитие животных со скелетными

образованиями______________________________________7

2. Основные итоги развития биосферы_____9

3. Появление наземных растений__________10

Особенности эволюции органического мира , важные для развития биосферы

______11

Появление человека _________________13

Аннотация

Человек связан с природой неразрывными узами . Начиная с первобытного

периода своего существования он пытался ее познать в целях использования .

Природа давало ему пищу , растительную и животную ; одежду, жилище ; орудия и

оружие - каменные , металлические; энергию огня , воды , ветра .

Постепенно из наблюдений и опыта использования различных

природных объектов возникли науки . Наука о природе - естествоведение -

дифференцировалась на отдельные отрасли знания : биологию , геологию , физику ,

химию . Каждая из них углублялась в изучение деталей и выделяла новые науки ,

например ботаника : анатомию , морфологию, физиологию , систематику , филогению

растений , микробиологию . То же происходило с зоологией и многими другими

науками .

С развитием отдельных наук о природе все настоятельнее

проявляется потребность в выявлении всеобъемлющей картины жизни на планете

Земля и общих процессов , происходящих на ней .

Ламарк впервые вводит термин “биосфера” , обозначающий область

жизни и влияние живых организмов на процессы , происходящие на Земле .

Биосфера тесно связана с деятельностью человека , и сохранность

равновесия ее состава зависит от него .

В настоящее время в связи с весьма ощутимыми последствиями

научно-технического прогресса , ставящим под угрозу дальнейшее существования

человека , во всех странах мира испытывается настоятельная потребность в охране

биосферы. А чтобы устранить опасности , нависшие над Землей , необходимо знать

историю биосферы , знать ,как она существовала до возникновения человека .

Знание процессов , происходящих в биосфере , и соответственно разумная

организация всей деятельности и жизни человечества может помочь восстановить

былую красоту природы.

Под биосферой принято понимать сложную внешнюю оболочку Земли , населенную

организмами . Биосфера качественно отличается от всех других сфер Земли ,

так как в ее пределах проявляется геологическая деятельность живых существ :

растений , животных , микроорганизмов , а на последнем этапе истории Земли -

и человека . При этом характерно , что определенные группы живых существ

могут оказывать различное , вплоть до диаметрально противоположного , влияния

на окружающую среду . Например , зеленые растения обогащают ее кислородом ,

животные - углекислым газом ,растения извлекают громадные массы углерода из

атмосферы , а микроорганизмы , разлагая органическое вещество , возвращают

большую часть углерода обратно , и т.д.

Современная биосфера включает в себя полностью гидросферу , верхнюю часть

литосферы и нижнюю часть атмосферы.

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ДОКЕМБРИИ

ДОБИОГЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЗЕМЛИ

По современным представлениям ,возраст Земли оценивается около 5 млрд. лет

. Во время своего образования Земля , вероятно представляла холодное тело ,

близкое по составу к метеоритам .Материал , из которого она образовалась ,

содержал радиоактивные элементы . Присутствовали , очевидно , и

короткоживущие изотопы . Вещество Земли первоначально характеризовалась

однородностью состава .

Вследствие выделения тепла при гравитационном сжатии и особенно при

радиоактивном распаде недра Земли стали постепенно разогреваться . Однако из-

за постоянной потери тепла через поверхность и недостаточности радиогенного

тепла полного расплавления Земли не произошло .

В начальные моменты плавки вещества Земли процессы выплавления и дегазации ,

очевидно , охватывали всю поверхность , которая была относительно ровной и

слагалась лишь материалом излившихся базальтов и первичным веществом планеты

.Однообразие и монотонность ландшафтов нарушалось лишь бесчисленным

количеством вулканов да беспрепятственно достигавшими земной коры солнечными

лучами .

Проходили миллионы лет .И по мере того , как шло время , постепенно менялся

облик планеты : формировались гидросфера и атмосфера . В результате

процессов плавления Земли , на ее поверхность выносилась вода и

разнообразные газы . За счет этой воды и начала формироваться гидросфера ,

масса которой постепенно росла , а соответственно увеличивалась и площадь ее

поверхности .

С увеличением площадей , покрытых водой , все меньше становилось наземных

вулканов , и все больше увеличивалось число подводных извержений или

вулканических построек в виде очень пологих островов , поднимающихся над

водой.

Помимо воды , выделявшейся в виде паров и жидком состоянии , из недр Земли

одновременно поступали газы и дымы : CH4,CO,S,HCl,HF,HBr и др. Одни из них

растворялись в водах гидросферы и участвовали тем самым в формировании ее

солевого состава ; другие же , которые практически не растворялись в воде

, образовывали атмосферу .

Одновременно с образованием гидросферы происходило формирование атмосферы .

Основными компонентами ее были водяные пары , метан , окись углерода ,

аммиак , азот , CO2. Состав атмосферы примерно отвечал составу современных

вулканических газов . Естественно , параллельно с увеличением объема

гидросферы происходило возрастание содержания газов в атмосфере.

С какого-то момента , когда содержание паров воды и газов в атмосфере

достигло существенного уровня стали существовать условия ,

благоприятствующие возникновению жизни .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В то время атмосфера была проницаема для космического излучения в

несравненно большей степени , чем сейчас , поскольку основные компоненты

современной атмосферы - азот и кислород - не играли заметной роли ,

отсутствовал озоновый экран , меньше было паров воды . Можно предположить ,

что в таких условиях в древней атмосфере должны были постоянно

образовываться сложные органические молекулы ( эксперименты показали ,

что при особых воздействиях ( ультрафиолетовое излучение , ионизирующее

излучение ) на смеси газов и паров воды , сходные с возможным первичным

составом атмосферы , могут возникать разнообразные органические вещества ,

которые входят в состав биологических макромолекул ). Но эти соединения под

влиянием коротковолнового излучения должны были подвергаться и постоянному

разрушению . Поэтому предполагают , что образовавшиеся соединения

сохранялись лишь в том случае , если они попадали в водоемы , в которых

верхний слой воды был достаточен , чтобы задержать губительную

коротковолновую радиацию .

Таким образом , органические соединения постепенно могли накапливаться в

первичном океане и должны были служить не только материалом для создания

первых организмов , но и необходимой питательной средой для них .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Предполагается , что органические соединения , рассеянные в воде , в

результате бесчисленных взаимодействий друг с другом , переодических

образований привели в конце концов к возникновению специфических скоплений

органического вещества . Эти скопления могли не только длительно существовать

, но и расти , а затем постепенно обмениваться веществом с окружающей средой

, делиться на части себе подобные. Это момент был революционным скачком ,

в результате которого “капля “ органического вещества превратилась в живое

существо . Дальше все было относительно проще , так как не требовалось

радикального изменения состояния вещества , а шло лишь усовершенствование

живой материи.

Конечно , это лишь одна из наиболее возможных схем пути возникновения жизни

на Земле . В действительности все могло быть иначе . Нельзя с полной

уверенностью сказать ,что жизнь возникла именно на Земле . Она могла быть и

принесена в виде каких-то простейших организмов с метеоритным веществом из

космоса , в то время , когда еще не было плотной атмосферы , которая могла

сильно разогреть или даже сжечь метеорит .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ БИОСФЕРЫ

Появление в древнем океане одного жизнеспособного организма могло привести к

мгновенному в масштабе геологического времени распространению жизни на Земле

. Ведь у живых организмов не было никаких соперников , а пище в виде

разнообразных органических веществ - целый океан . В связи с этим принято

полагать , что возникновение жизни на Земле и возникновение биосферы с

геологической точки зрения явления синхронные . Кислород в небольших

количества выделялся вследствие частичной диссоциации молекул вода и

углекислого газа .

ПОЯВЛЕНИЕ АВТОТРОФОВ

Но вот в процессе эволюции простейших организмов какой-то организм за счет

энергии Солнца осуществил в своем теле синтез органического водорода ,

сопровождающийся разложением воды и выделением свободного кислорода .

Появился первый автотрофный организм , родоначальник фотосинтезирующих

растений . Это событие ознаменовало величайшую революцию в развитии жизни ,

поскольку именно фотосинтез является двигателем органических процессов .

Эта революция сопровождалась практически уничтожением старого органического

мира . На смену примитивным , малоэффективным в энергетическом отношении

организмам , использовавшим энергию брожения , получающуюся за счет

уничтожения органических веществ , пришли более совершенные организмы ,

которые использовали энергию солнечных лучей и сами создавали органические

вещества.

Автотрофные организмы , как и гетеротрофные , практически мгновенно , в

смысле геологического времени , распространились на все пространство Земли .

Ограничивающими факторами были , вероятно , лишь коротковолновое излучение ,

которое не давало возможности выйти организмам на сушу , но и делало

непригодным для обитания самую поверхностную часть гидросферы , и недостаток

солнечного света в воде не глубине , превышающей несколько десятков метров.

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА АТМОСФЕРЫ

Для первой половины архея было характерно резкое преобладание в воде и

атмосфере углекислого газа , значительно количество аммиака , а так же

вероятно , присутствие метана и паров соляной , фтористой и серной кислот

.

Во вторую половину архея и в раннем протерозое в атмосфере и гидросфере уже

присутствовал свободный кислород, увеличилось содержание азота и уменьшилось

распространение CO2 .

Третий этап развития газовой оболочки Земли , начавшийся около 2 млрд. лет

назад , качественно отличается от предшествующих ему этапов . Для него

характерно полное отсутствие аммиака , преобладание свободного азота ,

значительное содержание свободного кислорода . Атмосфера имела уже состав ,

аналогичный ее современному составу.

ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА И КЛИМАТ

Полагают , что очень большое воздействие на среднегодовую температуру воздуха

на Земле оказывает содержание в атмосфере углекислого газа . Он пропускает

солнечные лучи , но поглощает основную часть тепловых лучей , идущих от

поверхности земли , что препятствует охлаждению Земли и повышает общую

температуру на ее поверхности . Наличие CO2 обуславливает так называемый

оранжерейный эффект воздушной оболочки Земли .

По мере изменения состава и массы атмосферы среднегодовая температура должна

была существенно меняться . В архее она значительно превышала современную .

Уже примерно около 2 млрд. лет назад температура должна была быть близкой к

современной .

Великие оледенения , аналогичные известному оледенению Европы и Северной

Америки и каменноугольному оледенению были в обоих полушариях и позднем

протерозое.

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ФАНЕРОЗОЕ

РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ СО СКЕЛЕТНЫМИ

ОБРАЗОВАНИЯМИ

.

Начало кембрийского периода , а следовательно и начало фанерозоя ,

ознаменовались очень важным событием в развитии органического мира . Впервые

появились организмы , обладающие карбонатными , фосфатными и хитиновыми

скелетными образованиями .

Чрезвычайно большую геологическую роль в кембрии играли археоциаты: морские

беспозвоночные животные с внутренним известковым скелетом очень сложного и

тонкого строения , иногда напоминающие вазочки и кубики величиной от

нескольких миллиметров до 40см.

Эти животные наподобие кораллов строили на дне мелких участков морей

своеобразные береговые и барьерные известковые рифы . Они вероятно питались

микроскопическим фитопланктоном , спорами водорослей и бактериями .

Археоциаты очень быстро распространились в морях , захватывая средние и

небольшие глубины и вытесняя из них обитавшие там водоросли. Археоциаты

появились в кембрийском периоде и в этом же периоде вымерли.

Карбонатным или реже фосфатным скелетным образованием (двустворчатая раковина

с неодинаковыми створками ) обладали плеченогие , одиночные двусторонне-

симметричные животные , ведущие прикрепленный образ жизни . Обитали они на

морском дне . В кембрии появилась и большая группа древнейших членистоногих

- трилобитов , имевших хитиновый панцирь . Это уже были преимущественно

ползающие по дну животные

В общем с начала кембрийского периода мир животных , несомненно , начал

развиваться очень бурно , сложно , с вымиранием одних групп организмов и

появлением других , более многочисленных . В результате к концу кембрия

существовали представители почти всех типов животного мира , хотя наиболее

распространенными были трилобиты и археоциаты .

С чем связано появление на границе докембрия и кембрия организмов с

карбонатными и фосфатными скелетами , до сих пор точно не ясно , но главная

причина - изменение содержания кислорода в атмосфере . Распространено

представление , что именно к кембрийскому периоду содержание его в атмосфере

достигло почти 1% от содержания его в современной атмосфере . Это привело к

образованию у поверхности Земли озонового экрана , благодаря чему жесткое

излучение Солнца стало проникать в верхние слой гидросферы и животный мир

смог проникнуть в крайнее мелководье - наиболее благоприятную для обитания

зону. Именно мелководье наиболее благоприятно для образования карбонатных и

некоторых фосфатных материалов, поскольку в водах его содержится наименьшее

количество углекислого газа , резко повышающего растворимость минералов.

Появление у организма того или иного скелета давало им большое преимущество

перед бесскелетными формами . Поэтому в процессе борьбы за существование у

многочисленных форм организмов стали возникать скелетные образования.

Основные итоги развития биосферы

Итак , живые организмы создали свободный кислород на Земле .Увеличение его

количества привело к образованию озонового экрана , что расширило границы

распространения жизни в гидросфере . Фотосинтез растений стал идти более

интенсивно . Увеличилась в связи с этим масса автотрофных организмов и

количество выделяемого ими кислорода и поглощаемого углекислого газа .

На границе криптозоя и фанерозоя появился новый мощный фактор , повлиявший на

эволюцию биосферы - образование осадочных пород вследствие накопления извести

в результате жизнедеятельности многоклеточных животных .До этого карбонатные

породы образовывались лишь в результате деятельности водорослей .

Этот фактор был полезен для развития животного мира в целом , поскольку

постоянно приводило к изъятию из гидросферы значительной части углекислого

газа . В связи с этим породообразующая роль живых организмов с ходом времени

все увеличивалась , что сопровождалось параллельным уменьшением роли

водорослей и бактерий в процессах образования биогенных карбонатных

отложений.

Появление наземных растений

По-видимому , в конце силурийского периода произошло событие первостепенной

важности для всего дальнейшего развития биосферы - появление наземных

растений . Это событие стало возможным благодаря тому , что к концу силура

содержание кислорода в атмосфере достигло уровня в 10% от современного .

Образование озона стало происходить на большой высоте , поэтому

ультрафиолетовое излучение солнца уже не должно было оказывать губительное

влияние на организмы , находящиеся на поверхности суши .

Первой растительностью , появившейся на суше , по мнению Давиташвили и ряда

других ученых , была группа растений , которую иногда выделяют в особый тип

нематофитов , являющийся как бы промежуточным звеном между водорослями и

сосудистыми растениями .

Можно полагать , что нематофиты произрастали в прилежащей к морю полосе суши

. Остатки нематофитов встречены в отложениях позднего силура и девона .

В верхнесилурийских отложения известны остатки и древнейших сосудистых

растений - псилофитов . Это были очень своеобразные споровые растения ,

имевшие вид невысоких кустарников без листьев . Эти растения не могут быть

названы деревьями , а их скопления - лесом , тем более , что у этих

растений тело еще не было дифференцировано не только на листья , но и даже на

стебель и корень . Был лишь многократно ветвящийся вверху и внизу ствол .

Псилофитовая флора может рассматриваться как следующий шаг , после появления

нематофитов , эволюции растений . Появившиеся в дальнейшем новые типы

споровых наземных растений ( плуановые , членистостебельные , папоротники )

уже более интенсивно наступали на сушу и постепенно захватывали ее .

В среднем девоне уменьшение содержания углекислого газа было значительно

больше , чем увеличение кислорода .Животный мир девона характеризовался

пышным расцветом брахиопод , кораллов , строматопороидей, мшанок. В общем

фауна беспозвоночных в девоне достигла наибольшего расцвета .

Возможно , значительное увеличение содержания в девоне кислорода и

уменьшение углекислого газа способствовали появлению в девоне кистеперых

рыб , способных не только поглощать кислород из воды , но и дышать воздухом .

Поэтому они могли выползать на сушу и , вероятно являлись предками

земноводных позвоночных , которые появились , в конце девонского периода .

Первыми земноводными были стегоцефалы ( крышеголовые) - неуклюжие ,

коротконогие , с волочившимся по земле туловищем животные , с головой ,

покрытой панцирем из массивных костных образований .

Представляется , что происшедшее в девоне увеличение содержания кислорода и

уменьшение концентрации углекислого газа в воздухе благоприятствовали и

появлению на суше паукообразных , скорпионов , насекомых

Наземная растительность этого периода была уже типично лесного типа . Крупные

древовидные папоротники , плуановые и хвощовые нередко достигали до 40 м и

более . К концу периода разнообразие растительного мира еще более

увеличилось и появились первые хвойные растения .

ОСОБЕННОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА , ВАЖНЫЕ ДЛЯ РАЗВИТИЯ БИОСФЕРЫ.

В каменноугольной флоре широко были распространены споровые влаголюбивые

растения (плуан , хвощи и папоротники). Затем началось появление

голосеменных растений, в том числе и хвойных .Эти растения обладали

значительными преимуществами по сравнению со своими предшественниками и

поэтому не только шире их расселились по поверхности суши , но и в

значительной мере вытеснили их из зон , которые те вначале безраздельно

занимали. В связи с этим в мезозойскую эру господствующее положение на суши

приобрели голосеменные растения.

Затем на смену им пришло господство покрытосеменных растений , еще более

высокоорганизованных .

Первые покрытосеменные появились в середине мезозойской эры . В кайнозое они

быстро завладели всей поверхностью Земли .

С точки зрения развития биосферы , большой интерес представляет возможная

направленность эволюции покрытосеменных .Травянистый тип покрытосеменных

растений произошел от древесного . Процесс развития трав из древесных

растений представляется следующим: деревья - кустарники -полукустарники -

многолетние травы - однолетние травы. Травы являются наиболее

приспособленными представителями растительности . Темпы эволюции травы был

очень высок , и очень быстро после своего возникновения покрытосеменные

растения расселились на громадных территориях .

Благодаря развитию биосферы Земля постепенно приобрела всевозможные цвета и

оттенки и стала планетой-оазисом среди других планет солнечной системы. Живое

вещество не только является главным и необходимым компонентом биосферы ,

определяющим ее развитие , но и наиболее изменчивой и наиболее быстро

эволюционирующей составной частью земной коры .

Разнообразные процессы, связанные с существованием и развитием живого

вещества, не только представляют собой главные факторы эволюции всей биосферы

и осадочного породообразования на протяжении длительной геологической истории

Земли , но и , очевидно , являются основной причиной образования самой земной

коры.

ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Появление на Земле человека представляло собой одно из самых значительных

событий в длительной истории биосферы. По существу ,неизмененные ландшафты ,

не несущие на себе заметных следов воздействия человека , в настоящее время

,возможно , сохранилось только в пределах значительных глубин океанов . Все

остальные ландшафты изменены под влиянием деятельности человека.

Вначале своего существования человек являлся ординарным компонентом

биогеоценозов , принципиально не отличавшихся от других входивших в эти

биогеоценозы организмов по воздействию на окружающую его природу. В начальный

период воздействие человека на биогеоценозы , в которые он входил ,

ограничивалось лишь потреблением им некоторой части продуцировавшейся в

них растительностью и животной биомассой .

Несмотря на то , что уже раннего питекантропа от животных отличала

способность трудиться , длительное время воздействие человека на биосферу

было чрезвычайно ничтожным . Собирательство растительной пищи и охота на

животных мало отличали этого древнейшего человека от животных.

Время , отвечающее раннему и среднему палеолиту , которое окончилось примерно

30-40 тыс. лет назад , представляло собой эпоху складывания человеческого

общества в виде первобытного человеческого стада .

Это стадо уже не было чисто биологическим объединением , поскольку

представители его уже не только использовали примитивные орудия , но и

изготавливали их. Однако оно не было и настоящим человеческим обществом , так

ка в нем господствовали силы естественного отбора.

Лишь на рубеже среднего и позднего палеолита , после появления современного ,

в биологическом смысле , человека , возникла первая настоящая общественно-

экономическая формация - первобытнообщинный строй . С этого времени чисто

биологические законы развития человека оказались оттесненными социальными

законами развития человеческого общества .

В позднем палеолите одновременно с появлением родового строя и развитием

человеческого общества происходило относительно быстрое развитие материальной

и духовной культуры . Значительно совершеннее стали орудия охоты и труда ,

люди стали строить себе жилища, шить одежду.

Мезолит , неолит и бронзовый век охватывает следующий период воздействия

человека на природу , имевший продолжительность около 7 тысяч лет и

длившийся примерно от 10 до 3 тыс. лет назад.

Развитию человеческого общества в этот период способствовало в какой-то мере

улучшение природных условий - послеледниковое время . Климат стал более

теплым , из-подо льда освободились обширные территории суши , на которых

расселились люди .Широкое развитие приобретают рыболовство , скотоводство и

земледелие .

Воздействие человека на биосферу в рассматриваемый период времени было уже

не только разнообразным , но и достаточно глубоким . Это было воздействие не

только на животный мир , но и на растительный и даже почвенный покров.

С начала исторического этапа для все возрастающего воздействия человеческой

деятельности на биосферу имели основное значение быстро увеличивающийся рост

численности населения и развитие техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Население Земли к началу нашей эры составляло около 200 млн. человек , а в

настоящее время - около 5 млрд. Неуклонный рост населения быстро сказывался

на природе всей нашей планеты , что усугублялось одновременном чрезвычайно

ускоряющимся прогрессом техники .

Значительная часть лесов оказалось вырубленной и выжженной . На их месте

возникали пашни , луга и пустоши. Произошла замена естественных

биогеоценозов на искусственные. В наше время воздействие человека на биосферу

очень разнообразно и глубоко.Часто - это небезвредное влияние : загрязнение

атмосферы , гидросферы приводят к накоплению вредных веществ , что

естественно скажется на будушем нашей планеты. В реферате быля рассмотренны

громадные временные сроки . В течении миллионов лет наша планета оставалась

нетронутой , а за очень короткий отрезок с ней произошли громадные изменения

.

Список используемой литературы:

1.Акимова Т.А. ,Хаскин В.В. “Основы экоразвития”

2. Войткевич “ Основы теории происхождения земли”

3.Николов “ Долгий путь жизни”

4.Казначеев В.П. “Учение Вернандского о биосфере и ноосфере”

5.”Экологически уроки прошлого и современность”.Л. Наука . 1991.


No Image
No Image No Image No Image


No Image
Все права защищены © 2010
No Image