Тема 5. 05. История жизни на земле и методы исследования эволюции

 

Эра геологическая, промежуток времени геологической истории Земли, в течение которого сформировалась эратема. Эры геологические разделяются на периоды геологические; несколько эр геологических объединяются в эон геологический. В новейшем фанерозойском эонетри эры геологические: палеозойская, мезозойская и кайнозойская.

 

Период геологический, отрезок времени, в течение которого образовались горные породы, составляющие данную систему геологическую. Периоды геологические разделяется на эпохи. Несколько периодов геологических образуют эру.

Фанерозойский эон, фанерозой (от греч. phaneros – явный, открытый и zoe – жизнь, образ жизни), крупнейший отрезок времени (эон), охватывающий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры геологической истории Земли общей длительностью 570 млн. лет. Выделен американским геологом Дж. Чедвиком (1930), разделившим всю геологическую историю Земли на криптозойский эон и Ф. э.

Таксономические категории, ранги, систематические категории, понятия, применяемые в таксономии для обозначения соподчинённых групп объектов — таксонов. В связи с задачами рациональной классификации для определённой сферы реальности строится система таксономические категории, которая должна давать полное описание этой реальности с точки зрения её иерархического строения (таковы, например, таксономические категории описывающие систематику животных или систематику растений). Поэтому таксономические категории непосредственно характеризуют не конкретные объекты классификации, а лишь способ её построения, логические принципы решения задач типологии.

Систематика животных. Впервые система животных была разработана в 4 в. до н. э. Аристотелем, который описал более 450 форм, разделив их на 2 большие группы — животных, снабженных кровью (позвоночные, по современным представлениям), и бескровных (беспозвоночные, в современном понимании).

Моллюски (Mollusca) (от лат. molluscus — мягкий), мягкотелые, тип беспозвоночных животных. 7 классов: брюхоногие моллюски, моноплакофоры, панцирные моллюски, желобобрюхие моллюски, двустворчатые моллюски, лопатоногие моллюски и головоногие моллюски.

Рыбы, водные позвоночные с непостоянной температурой тела; дышат жабрами, конечности непятипалого типа, обычно в виде плавников. 2 класса: круглоротые и собственно Р. Собственно Р. (Pisces) включают 7 подклассов: акантоды, артродиры и крылатые Р. — только ископаемые; пластиножаберные, цельноголовые, двоякодышащие, совершенноротые — ископаемые и ныне живущие. Ряд палеонтологов считают Р. надклассом, который подразделяют на 7 классов. Некоторые ихтиологи делят собственно Р. на 2 класса: хрящевые и костные. Всего насчитывают около 25 тыс. видов Р., из них современных — около 20 тыс.; в пределах СССР около 1400 видов.

Систематика растений. Систематика растений имеет длинную историю — от первых попыток классификации, основанной на немногих, легко бросающихся в глаза внешних признаках, не связанных между собой внутренним единством и общностью происхождения, до современных систем, базирующихся на огромном числе фактов и учёте истинно родственных (гомологических) связей.

Земноводные, амфибии (Amphibia) (от греч. amphíbios — живущий двоякой жизнью), класс позвоночных животных. Земноводные — первые позвоночные, перешедшие от водного к водно-наземному образу жизни. Откладывают икру, подобно рыбам, т.к. их яйца (икра) и зародыши лишены приспособлений для наземного развития (анамнии). Развитие завершается метаморфозом, во время которого личинки утрачивают сходство с рыбами и превращаются во взрослых животных. Организация эемноводных как наземных позвоночных во многом несовершенна: интенсивность обмена веществ очень невысока, температура тела непостоянна и соответствует температуре внешней среды. К современным земноводным относится около 2850 видов, объединяемых в 3 отряда: безногие, хвостатые и бесхвостые.

Пресмыкающиеся, рептилии (Reptilia), класс позвоночных животных. Современные пресмыкающиеся — реликты богатого и разнообразного мира рептилий, достигших наибольшего расцвета в мезозойскую эру. По сравнению со своими предками, древними земноводными, пресмыкающиеся — следующий этап приспособления позвоночных к жизни на суше. Они откладывают крупные, богатые желтком яйца, защищенные от высыхания плотной оболочкой. Для эмбрионов пресмыкающихся (так же как для птиц и млекопитающих) характерно наличие зародышевых оболочек, в том числе амниона. Поэтому пресмыкающиеся вместе с птицами и млекопитающими объединяют в группу высших позвоночных — амниот. Пресмыкающиеся стоят на значительно более высокой ступени организации, чем земноводные, но среди высших позвоночных составляют низшую группу: их головной мозг менее развит, чем у птиц и млекопитающих, кровообращение у современных пресмыкающихся смешанное, а температура тела непостоянна.

Птицы (Aves), класс позвоночных животных. По происхождению и некоторым чертам строения близки к пресмыкающимся и объединяются с ними в надкласс Sauropsida. Птицы — наземные двуногие яйцекладущие животные, приспособленные к полёту (пингвины, страусы и некоторые др. Птицы вторично утратили эту способность). Скелет у птицы лёгкий и прочный; передние конечности преобразованы в крылья; тело покрыто перьями, уменьшающими потери тепла; сердце четырёхкамерное с полным разделением артериальной и венозной крови; обмен веществ интенсивный, температура тела постоянная и высокая (37,8—45,5 °C).

Млекопитающие (Mammalia), класс наиболее высокоорганизованных животных типа хордовых. Для млекопитающих характерны: упрощение и укрепление черепа, который имеет 2 затылочных мыщелка, сочленяющихся с сильно измененным 1-м шейным позвонком — атлантом; нижняя челюсть состоит из одной (зубной) кости, сочленяющейся с чешуйчатой костью черепа, совершенствование зубной системы и скелета конечностей; волосяной покров и более или менее постоянная температура тела. Сердце четырёхкамерное, полностью разделённое на венозную (правую) и артериальную (левую) половины.

Голосеменные, голосемянные (Gymnospermae, или Pinophyta), наиболее древняя группа (отдел) семенных растений, занимающая промежуточное положение между папоротниками и покрытосеменными (цветковыми) растениями. От папоротников голосеменные отличаются наличием семезачатков (семяпочек), от покрытосеменных — отсутствием плодолистиков, пыльца у голосеменных попадает непосредственно на микропиле семезачатка.

Покрытосеменные (Angiospermae), или цветковые (Magnoliophyta, или Anthophyta), отдел семенных растений. Для покрытосеменных характерно наличие настоящего цветка, который отличается от стробилов голосеменных главным образом тем, что мегаспорофилл превращен в плодолистик. Последний, срастаясь краями, образует замкнутую полость, внутри которой развиваются семязачатки (семяпочки).

Цветковые растения, покрытосеменные (Magnoliophyta, или Angiospermae), отдел высших растений, имеющих цветок. Насчитывает свыше 400 семейств, более 12 000 родов и, вероятно, не менее 235 000 видов. По числу видов цветковые растения значительно превосходят все остальные группы высших растений, вместе взятые. Характерные признакицветковых растений – их семязачатки (семяпочки) заключены (в отличие от семязачатков голосеменных)в более или менее замкнутую полость завязи, образованной одним или несколькими сросшимися плодолистиками.

Прокариоты доядерные (Prokariota), организмы, не обладающие типичным клеточным ядром и хромосомным аппаратом. К прокариотам относятся бактерии, синезелёные водоросли, риккетсии, микоплазмы и др. Согласно новейшей системе органического мира,прокариоты придают ранг царства или надцарства, противопоставляя его др. царству или надцарству — эукариотам..

Филогенез (от греч. phýlon – племя, род, вид и...генез), филогения, историческое развитие организмов. Термин введён нем. эволюционистом Э. Геккелем в 1866. Процесс филогенеза и его закономерности изучает филогенетика. Основной задачей при изучении филогенеза является реконструкция эволюционных преобразований животных, растений, микроорганизмов, установление на этой основе их происхождения и родственных связей между таксонами, к которым относятся изученные организмы.

Онтогенез (от греч. ón, род. падеж óntos — сущее и...генез), индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до конца жизни. Онтогенез включает рост, т. е. увеличение массы тела, его размеров, дифференцировку. Термин «Онтогенез» введён Э. Геккелем (1866) при формулировании им биогенетического закона.

Адаптация (позднелат. adaptatio — прилаживание, приспособление, от лат. adapto — приспособляю), процесс приспособления строения и функций организмов (особей, популяций, видов) и их органов к условиям среды. Вместе с тем любая адаптация есть и результат, т. е. конкретный исторический этап приспособительного процесса — адаптациогенеза, протекающего в определённых местообитаниях (биотопах) и отвечающих им комплексах видов животных и растений (биоценозах).

Флора (новолат. flora, от лат. Flora – богиня цветов и весны), исторически сложившаяся совокупность видов растений, приуроченная к определенному географическому пространству, связанная с его современными природными условиями, геологическим прошлым и находящаяся в более или менее устойчивых отношениях с флорами других, в частности смежных, частей земной поверхности.

Фауна (новолат. fauna, от лат. Fauna – богиня лесов и полей, покровительница стад животных), совокупность видов животных, обитающих на определённой территории или акватории. Фауна того или иного района складывается в процессе исторического развития из различных групп животных – фаунистических комплексов.

Методы исследования эволюции включают:

палеонтологию (от палео..., греч. ón, родительный падеж óntos — существо и...логия), наука об организмах минувших геологических периодов, сохранившихся в виде ископаемых остатков организмов, следов их жизнедеятельности и ориктоценозов. Современную П. можно также определить как науку о всех доступных изучению проявлениях жизни в геологическом прошлом на организменном, популяционном и экосистемном (биогеоценотическом) уровнях.

биогеографию (от био... и география), наука о закономерностях распространения и распределения по земному шару различных биоценозов, а также животных, растений и микроорганизмов (видов, родов или других таксономических категорий). Биогеография пограничная наука, лежащая на стыке биологии и географии. Биогеография включает следующие разделы: географию организмов и географию растительного покрова и животного населения.

сходство строения и родства по рудиментарным органам, рудименты (от лат. rudimentum — зачаток, первооснова), органы, утратившие своё основное значение в процессе исторического развития организма. Закладываются во время зародышевого развития, но полностью не развиваются. Рудиментарные органы сохраняются в течение всей жизни особи, в отличие от провизорных органов, имеющихся только у зародышей.

эмбриологию (от эмбрион и...логия), буквально — наука о зародыше, однако содержание её шире. Различают Э. животных и человека, обычно применяя к ней термин «эмбриология», и эмбриологию растений. Эмбриология животных и человека изучает предзародышевое развитие (оогенез, сперматогенез), оплодотворение, зародышевое развитие, т. е. развитие зародыша внутри яйцевых и зародышевых оболочек, личиночный (у многих беспозвоночных, а также у земноводных), постэмбриональный (у рыб, пресмыкающихся и птиц) или постнатальный (у млекопитающих) период развития, продолжающийся до превращения развивающегося организма во взрослый, способный размножаться.

генетику (от греч. génesis — происхождение) — наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Важнейшая задача генетикм — разработка методов управления наследственностью и наследственной изменчивостью для получения нужных человеку форм организмов или в целях управления их индивидуальным развитием.

биохимию, биологическая химия, наука, изучающая состав организмов, структуру, свойства и локализацию обнаруживаемых в них соединений, пути и закономерности их образования, последовательность и механизмы превращений, а также их биологическая и физиологическая роль. В зависимости от объекта исследования биохимию подразделяют на биохимию микробов, растений, животных и человека.

молекулярную биологию, науку, ставящую своей задачей познание природы явлений жизнедеятельности путём изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающемся к молекулярному, а в ряде случаев и достигающем этого предела. Конечной целью при этом является выяснение того, каким образом и в какой мере характерные проявления жизни, такие, как наследственность, воспроизведение себе подобного, биосинтез белков, возбудимость, рост и развитие, хранение и передача информации, превращения энергии, подвижность и т. д., обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием молекул биологически важных веществ, в первую очередь двух главных классов высокомолекулярных биополимеров — белков и нуклеиновых кислот.