Возникновение жизни на Земле презентация

Возникновение жизни на Земле 9 – 11 класс

Гипотезы происхождения жизни на Земле Креационизм Жизнь на Земле возникла в результате сверхестественного события в прошлом; в основе лежит религиозное учение о сотворении мира Богом из ничего

Гипотеза самопроизвольного (спонтанного) зарождения жизни Живое возникает из неживого самостоятельно. Например: жизнь зародилась в иле (египтяне), живое возникло из хаоса (китайцы) Ученые – Демокрит, Аристотель, Г. Галилей, Р. Декарт, Ж. Бюффон, Я. Гельмонт

Гипотеза биогенеза Живое только от живого Ученые – Франческо Реди, Ладзаро Спалланцани, Мартын Матвеевич Тереховский, Луи Пастер

Опыт Ладзаро Спалланцани (1765 г.) Кипятил мясной и овощной бульон в запаянных колбах. Не обнаружил микроорганизмов. Через 10 лет этот же опыт повторил русский ученый Мартын Матвеевич Тереховский.

Витализм Опыты Ф. Реди, Л. Спалланцани и М.М. Тереховского вызвали просты виталимтов. Они утверждали, что кипячение убивает жизненную силу, а в накрытой марлей банке она не может проникнуть из воздуха.

Гипотеза стационарного состояния Жизнь на Земле существовала всегда Немецкий ученый – Вильгельм Прейер в 1880 г.

Гипотеза панспермии (1865 г.) Жизнь имеет внеземное (космогенное) происхождение и занесена на Землю из космоса; зародыши простых организмов («семена жизни») могли попасть на Землю вместе с метеоритами и космической пылью. Ученые – Г. Рихтер, С. Аррениус, В.И. Вернадский

Гипотеза абиогенного зарождения жизни Органические вещества и живые организмы возникли абиогенным путем в результате длительной физико-химической эволюции материи. Ученые – А.И. Опарин (1924 г. Коацерватная гипотеза), Дж. Холдейн (1929 г. Гипотеза первичного бульона)

Опыт Стенли Миллера и Гарольда Юри (1953 г.) Сконструировали установку, где были воспроизведены условия первобытной Земли. t= 80, электрический разряд = 60000 В. Были получены: молочная кислота, мочевина и аминокислоты

Гипотеза биохимической эволюции (биопоэза) Возникновение жизни на любой планете неизбежно, если создаются и достаточно долго существуют благоприятные условия – определенные неорганические химические соединения и источники энергии. Ученый – Джон Бернал (в 1947 г.) На настоящий момент общепринятая теория

Возникновение Жизни на Земле шло в 3 этапа: 1 этап – абиогенный синтез органических веществ из неорганических 2 этап – образование из органических мономеров биологических полимеров 3 этап – формирование их биологических полимеров мембран одноклеточных организмов – протобионтов.

Основные этапы неорганической эволюции Планетарная (геологическая эволюция) Земля и другие планеты Солнечной системы образовались из газопылевого облака первичного космического вещества. Первичное вещество состояло из водорода и гелия; в процессе термоядерных реакций из ядер гелия возникали ядра углерода, далее путем присоединения еще гелия образовывались кислород, азот, фосфор и другие элементы.

Планетарная (геологическая эволюция) 3. Облако вращалось, первичное космическое вещество уплотнялось и разогревалось, что привело к образованию Солнца и холодных планет. 4. Сформировалась первичная атмосфера Земли, состоящая из CH4, NH3, CO2, H2 и паров H2O. Первичная атмосфера имела восстановительный характер. Позже появился первичный океан за счет конденсации паров воды.

Химическая эволюция. Абиогенный синтез органических веществ. (из работ Опарина, Холдейна, Миллера и Юри) 1.За счет электрической и световой энергии начался синтез органических соединений из неорганических. На поверхность постоянно выпадали осадки, образовывались водоемы. Осадки сопровождались грозами. Так синтезировались цианистый водород, мочевина, а затем аминокислоты, карбоновые кислоты, сахара, жирные кислоты. (доказали экспериментально Юри и Миллер)

Абиогенный синтез органических веществ. 2.Образование коацерватов – самопроизвольно концентрирующегося раствора органических веществ в виде капель. Часть разрушалась, часть вступала в реакцию друг с другом: жирные кислоты с глицерином образовывали липиды в виде пленок на поверхности водоемов; из аминокислот образовывались пептиды.

Коацерваты Имели свойства живого: Поглощали некоторые вещества (питание) Увеличивались в размерах (рост) Некоторые вещества в результате химических реакций переходили во внешний раствор (выделение) Некоторые капли разрушались, другие выживали (естественный отбор) При встряхивании коацерваты дробились (размножение)

Абиогенный синтез органических веществ. 3. Возникновение молекул, способных к самовоспроизведению (Т. Чек). Первыми возникли молекулы РНК (спонтанно, синтезируясь из нуклеотидов). Данные реакции происходили без ферментов. Они являлись и носителями информации и матрицами для белков. РНК белок; позднее РНК ДНК РНК1 белок

Абиогенный синтез органических веществ. 4.Возникновение первичных гетеротрофных организмов. Началось с формирования биологических мембран. Липидная пленка адсорибировала белковые молекулы и стала двуслойной. Под действием ветра образовывались пузырьки, которые тоже покрывались белками и липидами. Эта 4-х слойная оболочка и стала первой мембраной. В них могли попасть белково-нуклеиновые системы. Те, что стали способны к саморегуляции самовоспроизведению стали первыми живыми организмами на Земле – пробионтами.

Основные этапы органической эволюции Появление первых клеток Первичные организмы были гетеротрофами и питались первичным бульоном. Кислорода не было, они были анаэробами, метаболизм осуществлялся путем брожения. Далее усложнялась мембрана По мере размножения первичных организмов появилась борьба за пищу, начался естественный отбор.

Эволюция метаболизма Жесткая конкуренция способствовала появлению автотрофного питания (хемосинтеза) Позже появляется фотосинтез и его побочный продукт – кислород. Фотосинтез обеспечил запасы органических веществ, а значит разнообразие гетеротрофов. По мере накопления О2 возникли аэробы и сформировался озоновый слой, защищающий от губительных УФ-лучей, что создало возможность выхода организмов на сушу

Эволюция первых клеток Первые одноклеточные организмы – прокариоты. Земля остывала, условия жизни менялись, примитивные одноклеточные исчезали, на смену пришли ядерные организмы. Ядерные организмы усовершенствовали биосинтез белка, имели внутриклеточные мембранные структуры (органоиды) Появление эукариот – крупнейший ароморфоз в развитии жизни на Земле.

Гипотезы появления эукариот 1. Гипотеза мембраногенеза – эукариотическая клетка возникла из прокариотической путем впячивания ее плазмалеммы и образования внутриклеточных мембранных органоидов. 2. Гипотеза симбиогенеза – эукариотическая клетка возникла в результате симбиоза первичных прокариотических клеток.

Гипотеза симбиотического возникновения эукариот

Формирование надцарств организмов

Происхождение от прогенота Прогенот – прародитель Архебактерии – сохранили значительное сходство с пробионтами. Все анаэробы, живущие в экстремальных условиях. Эубактерии – широко распространены по Земле, заняли практически все экологические ниши. Эукариоты – появление ядра вывело организмы на совершенно новый этап эволюции и разделило на 3 царства: Растения, Животные, Грибы

Ароморфозы эукариот Формирование ядра Появление непрямого деления клетки – митоза Возникновение полового процесса (попарное слияние клеток с полярными свойствами, образующими зиготу) Появилась диплоидность (клетка стала более устойчива к вредным мутациям, резерв наследственной изменчивости организмов из-за накопления рецессивных мутаций) Диплоидность привела к появлению мейоза Появление многоклеточности, которая всегда сопровождается дроблением, дифференцировкой и специализацией.

Возникновение многоклеточности (две теории) Теория фагоцителлы (И.И. Мечников в 1886 г.) – исходной формой многоклеточных организмов является гипотетический организм – фагоцителла. Он состоял из слоя поверхностных клеток - эктодермы и внутренней клеточной массы – паренхимы. Наружный слой клеток выполнял функцию ограничения, внешнего обмена и движения, а внутренний – пищеварения.

Сифонофоры – надмногоклеточная организация От колонии отличаются иным строением некоторых органов и тем, что имеют общую нервную систему. Это «сверхорганизмы», которые образовались в результате объединения нескольких самостоятельных организмов в единое целое

Основные этапы эволюции растительного мира

Жизнь в воде. Первые растения водоросли. От цианобактерий произошли водоросли. Водоросли – родоначальники растительного мира. Произошло разделение на два поколения: бесполое (спорофит) и половое (гаметофит). Навсегда связаны с водой, так как тело быстро высыхает на воздухе и гаметы передвигаются только в воде Идиоадаптации – различные пигменты для фотосинтеза. Идиоадаптация – освоение новых сред жизни (внутри желудка жвачных, лишайник, на камнях, деревьях, снеге)

Выход на сушу. Первые споровые растения. Первые наземные растения – риниофиты – не имели отчетливого деления на корни, стебли и листья и занимали промежуточное положение между водорослями и наземными растениями. У них развиваются: 1. покровные ткани – защита от высыхания 2. проводящие ткани – транспорт растворов питательных веществ. Преобладает спорофит, в стеблях появились проводящие пучки, на нижней части побегов – выросты, напоминающие корневые волоски

Выход на сушу. Первые споровые растения. Вторая эволюционная ветвь – мхи – оказалась менее приспособленной к жизни на суше (по мнению ученых тупиковая). В жизненном цикле преобладает половое поколение (гаметофит), а спорофит слабее и существует целиком за счет гаметофита. Проводящих тканей нет, идиоадаптация – гигроскопичность (способность пассивно всасывать воду – особые листья филлоиды). Для полового процесса необходима вода.

Освоение и завоевание суши. Папоротникообразные. Появление сосудов (риниофиты) и усложнение строения их органов привело к появлению высших споровых – плаунов, хвощей и папоротников. Появление линейной, древовидной или неправильной формы побегов увеличило площадь поглощения солнечных лучей и углекислого газа, необходимых для фотосинтеза. Корнеподобные выросты (ризоиды) и корни не только стали удерживать растения в почве, но и обеспечили эффективное всасывание воды и минеральных веществ.

Освоение и завоевание суши. Папоротникообразные. Эволюционировал и процесс размножения. Спорофит стал значительно преобладать над гаметофитом, который редуцировался до небольшой пластинки - заростка. Спорофит папоротника стал самостоятельным растением и эволюционировал не только в травянистые, но и древесные формы.

Усложнение размножения. Семенные растения. Важный этап эволюции появление семенных папоротников. Произошла дифференциация спорангиев и спор, что привело к развитию мужского и женского гаметофитов. Крупнейший ароморфоз – преобразование женского гаметофита в семязачаток, а мужского – в пыльцевые гнезда.

Усложнение размножения. Семенные растения. Так появились настоящие семенные растения – голосеменные, у которых женские гаметофиты представлены архегониями с яйцеклетками, а мужские – пыльцевыми зернами. Потеря гаметофитом самостоятельности привела к полной его редукции. Половые клетки стали формироваться во внутренних тканях растения, поэтому вода перестала играть роль необходимого условия для протекания полового процесса.

Усложнение размножения. Семенные растения. Важный ароморфоз – размножение семенами, а не спорами. Семена имеют хорошо защищенные покровы и питательные вещества, необходимые для развития зародыша и его прорастания. Такой способ размножения позволил голосеменным широко распространиться по Земному шару, даже на территориях с засушливым климатом.

Усложнение размножения. Семенные растения. У покрытосеменных растений появилось еще два ароморфоза: Появление и развитие цветка – специального генеративного побега, образующего мега- и микроспоры. Формирование вокруг семян оболочек и образование плода – органа, обеспечивающего защиту семян и их распространение.

Усложнение размножения. Семенные растения. Покрытосеменные развивались также и по пути идиоадаптаций: Цветки оказались приспособлены к разным способам опыления Плоды и семена – к разным способам распространения Покрытосеменные, в основном, стали листопадными растениями, то есть приспособились к сезонным изменениям климата.

Основные черты эволюции растительного мира Переход растений при размножении от гаплоидности к диплоидности. Полная редукция в жизненном цикле от водорослей к семенным растениям гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладание в жизненном цикле диплоидного бесполого поколения (спорофита). Следующий слайд рисунок

Основные черты эволюции растительного мира 2. Переход растений от наружного оплодотворения к более совершенному в эволюционном плане внутреннему оплодотворению и утрата зависимости полового размножения от наличия свободной воды.

Основные черты эволюции растительного мира 3. Разделение тела растения в связи с переходом к наземному существованию на корни, стебли и листья. Развитие тканей, обеспечивающих выполнение функций опоры, защиты, транспорта веществ, питания и др. 4. Приспособление семенных растений к разным способам опыления, распространения плодов и семян.

Основные этапы эволюции животного мира

Первые животные – простейшие. Специализация и полимеризация органелл. Предками всех животных считают древних простейших – жгутиконосцев (сходство с одноклеточными водорослями) Простейшие довольно сложно организованны, из-за наличия органелл – функциональных аналогов органов многоклеточных животных. Прогрессивными эволюционными изменениями считается – полимеризация (увеличение числа) органелл в клетке. Появились многожгутиковые и многоядерные формы простейших

Специализация клеток. Первые многоклеточные животные Первые многоклеточные по строению и образу жизни напоминали трихопласта (представителя пластинчатых). Его поверхностные клетки – жгутиконосцы, а внутренние похожи на амеб.

Двуслойные животные - кишечнополостные Современные двуслойные – это в основном Кишечнополостные (гидроидные, коралловые полипы и медузы) Тело их состоит из двух слоев клеток: наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы) Внешне похожи на мешок, на вершине которого рот открывается в гастральную полость Наличие ловчих щупалец стимулировали развитие нервной системы, а лучевая симметрия и отсутствие мускулатуры сдерживали дальнейшую эволюцию

Первые трехслойные животные – плоские черви Активное передвижение и выход на сушу осуществили те многоклеточные, которые в результате ароморфоза приобрели промежуточный зародышевый слой (мезодерму) и двустороннюю (билатеральную) симметрию. Как следствие произошла дифференциация на передний и задний конец тела, а также на брюшную и спинную сторону Наиболее ярко эти признаки просматриваются у планарии молочной.

Первые трехслойные животные – плоские черви Подвижность привела к появлению на переднем конце тела органов чувств: глазков и осязательных щупалец, что усложнило нервную систему (появились крупные узлы) Спинная сторона тела, имеющая маскирующую или предостерегающую окраску стала выполнять защитную роль, а брюшная – функцию питания Данные прогрессивные черты помогли не только освоить воду, но и проникнуть на сушу Именно плоские черви дали начало всему разнообразию беспозвоночных животных

Первый выход и завоевание животными суши. Членистоногие. Появились настоящие рычажные конечности и хитиновый покров, выполняющий роль наружного скелета и защищающий тело в условиях суши от потери воды Ракообразные – остались жить в воде Многоножки, паукообразные и насекомые – освоили наземно-воздушную и почвенную среду

Первый выход и завоевание животными суши. Членистоногие. Ароморфозы насекомых – членение конечностей, развитие сложного ротового аппарата, появление крыльев и трахей, становление социальных форм поведения Черты организации, ограничивающие дальнейшую эволюцию – хитиновый покров препятствовал значительному увеличению размеров тела из-за своей жесткости и большого веса; Трахейный тип дыхания не был рассчитан на организм более 30 см

Первые хордовые животные. Жизнь в воде. Рыбы. Самый крупный ароморфоз хордовых – появление внутреннего скелета. Скелет служит опорой для тела и защитой для внутренних органов Предки хордовых – бесчелюстные рыбы. От них произошли челюстноротые рыбы, у которых из жаберных дуг образовались подвижные челюстные кости, а на теле из кожных складок – плавники. Эти ароморфозы позволили рыбам активно захватывать пищу, а также увеличили скорость и маневренность передвижения, что способствовало развитию головного мозга

Жизнь в воде. Рыбы. Дальнейшая эволюция рыб шла по пути совершенствования скелета и плавников У одной группы рыб развился хрящевой скелет, у другой - костный

Второй выход животных на сушу. Земноводные. Произошли от кистеперых рыб , которые могли дышать атмосферным воздухом с помощью примитивных легких, образованных выпячиванием стенок кишечника Из их плавников, представлявших собой лопасти, состоящих из отдельных костей с прикрепленными к ним мышцами, впоследствии образовались мускулистые конечности

Второй выход животных на сушу. Земноводные. Два крупных ароморфоза Земноводных – развитие легких и парных конечностей, обеспечивших им выход на сушу От первых наземных земноводных - ихтеостег - произошли стегоцефалы, а от них путем идиоадаптации все остальные земноводные.

Ароморфозы земноводных Легкие Трехкамерное сердце Два круга кровообращения Пятипалые конечности оказались наиболее приспособленными к активному передвижению по суше Соединения отделов в конечностях стало подвижным, развились суставы, которые затем без особых принципиальных морфологических изменений наследовались другими позвоночными животными

Завоевание позвоночными суши. Пресмыкающиеся. Главный ароморфоз пресмыкающихся – появление амниотического яйца – яйцеклетки, окруженной зародышевыми оболочками. Таких оболочек в яйце три: Внутренняя оболочка (амнион) заполнена жидкостью, необходимой для развития зародыша. Эта жидкость заменила воду, в которой рыбы и земноводные выметывали икру Вторая оболочка (желточная) содержит желток, обеспечивающий питание зародыша Третья оболочка (аллантоис) представляет собой зародышевый мочевой пузырь, в который выделяются конечные продукты обмена веществ зародыша

Амниотическое яйцо Все три оболочки покрыты тонкой пленкой (хорионом) – обеспечивает снабжение кислородом.

Пресмыкающиеся. Оплодотворение яйца происходит внутри организма самки, что повышает надежность размножения, но в то же время ведет к снижению плодовитости амниотических животных – пресмыкающихся, птиц и млекопитающих – по сравнению с земноводными и рыбами.

Пресмыкающиеся. Второй ароморфоз пресмыкающихся – развитие у них роговых чешуй, защищающих тело от обезвоживания Роговые чешуи сделали кожные покровы непроницаемы не только для воды, но и для атмосферного воздуха Кожное дыхание стало невозможным Развиваются легкие – их дыхательная поверхность увеличивается В головном мозге появляются зачаточные лобные доли полушарий, отвечающие за поведение

Птицы и млекопитающие Главные ароморфозы – теплокровность и сложное поведение. Теплокровность, т.е. способность поддерживать температуру тела постоянной, осуществляется посредством активизации в организме обменных процессов. Этому способствует четырехкамерное сердце, полное разделение кругов кровообращения, более совершенные легкие, перьевой и волосяной покров. Теплокровность расширила рамки суточной и годовой активности и позволила распространиться на Земле

Птицы и млекопитающие Из-за высокого уровня развития головного мозга, особенно его больших полушарий, стало характерно более сложное поведение. Этот проявляется в сильно выраженной заботе о потомстве, способности к обучению, т.е. выработке условных рефлексов, и привело к развитию различных форм группового взаимодействия (социализации), к появлению среди млекопитающих приматов и к возникновению человека.

Основные черты эволюции животного мира 1. Прогрессивное развитие многоклеточности, обеспечившей специализацию тканей, появление отдельных органов и систем органов 2. Возникновение твердого наружного и внутреннего скелета, служащего для опоры тела и защиты внутренних органов

Основные черты эволюции животного мира 3.Развитие нервной системы и усложнение поведения, что способствовало быстрому приспособлению к изменениям окружающей среды 4. Появление различных форм группового взаимодействия (социализации), отделяющего биологическую форму эволюции от социальной

Источники Пситтикозавр сибирский. Реставрация. Коричневый. http://novostey.com/i4/2013/08/13/3987b83e3791d8ddc492b16dd5fcf53d.jpg Пситтикозавр сибирский. Реставрация. Коричневый. Голова. http://cs605425.vk.me/v605425335/9f58/_Jx9WQ2Ihdk.jpg Пситтикозавр сибирский. Рисунок. Зеленый http://photosflowery.ru/photo/fe/fe5893d2983b73501bac02de352ce29b.jpg Пситтикозавр сибирский. Рисунок. Коричневый http://dinosaurs.afly.ru/ii/c/psittacosaurus-sibiricus.jpg