§ 55. Етапи еволюції життя

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Розглянь зображення клітинних мембран архей і бактерій (мал. 55.1). У чому їх відмінність? Які переваги і недоліки є у мембранах архей?

Мембрани архей відрізняються від мембран бактерій тим, що містять розгалужені ізопренові ланцюги, з’єднані з гліцеролом простими ефірними зв’язками, і часто утворюють моношар, тоді як мембрани бактерій складаються з двошару нерозгалужених жирних кислот із складноефірними зв’язками.
Перевагою мембран архей є їхня висока стійкість до високих температур, екстремальної кислотності та високого тиску.
Недоліком такої структури є надмірна щільність і низька плинність за звичайних температур довкілля, що ускладнює регуляцію транспорту речовин крізь мембрану.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. На початку існування нашої планети її атмосфера була відновною. Але близько 2,4 млрд років тому вона змінилася на окислювальну. Чому це відбулося і які наслідки мало для організмів?

Зміна атмосфери на окислювальну відбулася внаслідок виникнення оксигенного фотосинтезу у ціанобактерій, які почали масово виділяти вільний кисень.
Наслідком цього стала «киснева катастрофа», яка призвела до вимирання багатьох давніх анаеробних організмів, але водночас відкрила шлях для виникнення еукаріотів, аеробного дихання та багатоклітинних форм життя.

2. Тривалий час життя на Землі існувало в межах водойм і на суходолі проявлялося дуже слабко, переважно у вигляді мікроскопічних ґрунтових організмів. Але в першій половині палеозойської ери відбувся масовий вихід багатьох груп організмів на суходіл. Із чим це могло бути пов’язано?

Масовий вихід організмів на суходіл був пов’язаний із накопиченням кисню в атмосфері та формуванням озонового шару, який захистив поверхню суші від згубного ультрафіолетового випромінювання.
Додатковими чинниками стали розвиток первісних ґрунтів і наявність незаселених екологічних ніш із великою кількістю ресурсів.

РОБОТА З ІНФОРМАЦІЄЮ

Розглянь в e-ДОДАТКУ геохронологічну шкалу (завдання 55.1).

Геохронологічна шкала відображає послідовність етапів розвитку Землі та життя на ній, поділяючи геологічну історію на еони (гадей, архей, протерозой і фанерозой), ери та періоди. Вона показує часові межі ключових біологічних подій, таких як виникнення перших клітин, киснева революція, поява багатоклітинності та розквіт окремих груп живих істот.

Детальніше про найбільші вимирання в історії нашої планети дізнайся з відео в e-ДОДАТКУ (завдання 55.2).

В історії Землі відбулися п’ять найбільших масових вимирань, серед яких наймасштабнішим було пермсько-тріасове вимирання, під час якого зникло понад 90% видів морських організмів. Крейдяно-палеогенове вимирання спричинило зникнення непташинних динозаврів і відкрило можливості для еволюційного розквіту ссавців та птахів, а головними чинниками цих катастроф були вулканічна діяльність, падіння астероїдів і різкі зміни клімату.

Ознайомся в e-ДОДАТКУ з дописом про появу динозаврів (завдання 55.3).

Динозаври з’явилися у тріасовому періоді мезозойської ери (близько 230 мільйонів років тому) від давніх рептилій — архозаврів. Вони швидко пристосувалися до наземних екосистем і стали панівною групою хребетних тварин протягом усього мезозою.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. На які еони та ери поділяють геологічну історію Землі?

Геологічну історію Землі поділяють на чотири еони: гадей, архей, протерозой і фанерозой. Еон фанерозой поділяють на три ери: палеозойську, мезозойську та кайнозойську.

2. Які основні події відбувалися протягом архейської і протерозойської ери?

Протягом архейської ери відбулося формування земної кори й первинної атмосфери, з’явилися перші бактерії та археї, виник безкисневий фотосинтез і з’явилися ціанобактерії. У протерозойську еру відбулася “киснева катастрофа” (перехід атмосфери до кисневої), розвивалися континенти, виникли аеробні прокаріоти, перші еукаріоти та багатоклітинні організми.

3. Що спричинило кисневу революцію і які наслідки вона мала?

Кисневу революцію спричинила поява та масове поширення ціанобактерій, які в процесі оксигенного фотосинтезу виділяли кисень. Наслідками стали зміна атмосфери з відновної на окислювальну, поява аеробного дихання, виникнення еукаріотичних та багатоклітинних організмів, утворення озонового шару, а також вимирання багатьох анаеробних форм і перші глобальні зледеніння.

4. Чому життя тривалий час було зосереджене лише у воді? Коли організми активно заселили суходіл?

Життя тривалий час існувало лише у воді через відсутність у первинній атмосфері озонового шару. Потужний потік ультрафіолетового сонячного випромінювання унеможливлював виживання організмів на відкритій поверхні суші, тоді як товща води слугувала надійним захисним екраном.
Масовий вихід організмів та активне заселення суходолу відбулися в палеозойській ері, коли внаслідок діяльності фотосинтезуючих організмів рівень кисню в атмосфері зростав і сформувався озоновий шар.

5. Опиши флору і фауну кам’яновугільного періоду.

У кам’яновугільному періоді флора була представлена велетенськими деревоподібними споровими рослинами — плаунами, хвощами та папоротями, які утворювали перші вологі гіганські ліси.
Фауна цього періоду відзначалася появою перших наземних хребетних тварин — давніх земноводних, а також бурхливим розвитком безхребетних. Зокрема, у повітрі панували перші активно літаючі комахи, серед яких були гігантські бабки.

6. Які групи рослин і тварин панували у мезозої? Спираючись на додаткову інформацію, уклади характеристику однієї з груп.

У мезозойську еру серед рослин панували голонасінні, а в другій половині ери з’явилися та почали поширюватися квіткові рослини. Серед тварин панівне становище посідали плазуни на суходолі, у воді та в повітрі, а в морях також домінували головоногі молюски та костисті риби.

Характеристика динозаврів:
Динозаври — це різноманітна група наземних плазунів, які панували в екосистемах протягом всієї мезозойської ери. На відміну від інших рептилій, вони мали вертикальне розташування кінцівок під тулубом, що забезпечувало їм високу рухливість. Серед динозаврів існували як величезні рослиноїдні види, так і активні хижаки. Більшість із них відкладала яйця у твердій шкаралупі, а прямими сучасними нащадками однієї з гілок динозаврів є птахи.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Накопичення кисню ціанобактеріями спричинило «кисневу катастрофу» та появу аеробних організмів.
• Вихід рослин і тварин на суходіл став можливим лише після формування озонового шару.
• У мезозойську еру провідною групою тварин були плазуни, а серед рослин панували голонасінні.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачим/побачила зв’язок…
Я побачив зв’язок між зміною хімічного складу атмосфери та виникненням складних багатоклітинних організмів.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Важко було запам’ятати тривалість і послідовність усіх геологічних еонів та ер. Подолати це допомогло повторне опрацювання геохронологічної таблиці в підручнику.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Ці знання допомагають розуміти роль живих організмів у формуванні біосфери та важливість збереження озонового шару планети.