Какие особенности строения млекопитающих и покрытосеменных привели их к господству в кайнозое

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Кайнозойская эра, ознаменовавшаяся окончательным вымиранием динозавров и других крупных живых существ, началась 66 миллионов лет назад и продолжается до наших дней. В течение кайнозоя пережил очередные потрясения и сформировался тот мир, который мы знаем – с такими континентами, климатом, животными и растительностью. А также с небоскребами, айфонами, пересадкой органов и полетами в космос.

1. Климат. Жаркий и влажный климат постепенно сменился сухим, более континентальным. Земля не один раз покрывалась ледниками вплоть до Бразилии и Африки.

2. Растения. Над миром стали властвовать покрытосеменные растения, приобретшие невероятно разнообразные цветки. Наблюдался большой спектр идиоадаптаций покрытосеменных: 1) приспособления к опылению ветром (мелкие цветки, много пыльцы); 2) приспособления к опылению насекомыми; 3) видоизменения листьев (колючки, цепкие усики).

3. Животные. С эволюцией цветковых растений неразрывно связано усложнение насекомых, их главных опылителей. Возникло большое разнообразие костистых рыб, птиц, млекопитающих. Если принять весь кайнозой за 1 час, то буквально на последних его минутах возник человек.

Если раньше мы говорили только про ароморфозы, то теперь будем говорить и про идиоадаптации. Почему? Потому что все крупные таксоны образовались до кайнозоя. Ароморфозы закончились до кайнозоя.

Кайнозойскую эру принято делить на следующие периоды: палеоген, неоген и антропоген (или четвертичный период).

Третичный период (охватывает палеоген и неоген). Палеоген (66–23 млн лет)

1. Климат. В начале палеогена держались высокие температуры, было влажно. С середины палеогена климат стал суроветь, превращался в континентальный, на полюсах выросли шапки льда.

2. Растения. Европу покрывали вечнозеленые тропические леса, на более прохладном севере росли листопадные.

3. Животные. Эволюционировали млекопитающие, птицы подвергались идиоадаптациям. Идиоадаптации насекомых: 1) появление разных вариаций окраски, форм тела, крыльев; 2) усложнение строения конечностей, ротового аппарата; 3) появление развития с полным и неполным превращением.

4. Диатрима — представительница отряда нелетающих пернатых, живших на территории Северной Америки и Европы еще до разделения этих материков. Эта тяжеловесная птица с крошечными крыльями и сильными ногами была лошадиных габаритов — ее рост достигал 2,1 м! Огромная голова оканчивалась сжатым с боков крючковатым клювом орлиного типа. Очевидно, служил он не для ловли мух.

5. Ароморфозы насекомых (появились еще в конце палеозоя-мезозое, очень важны для развития в палеогене): 1) хитиновый покров; 2) членистые конечности и мышцы в виде пучков, которые позволяли совершать более разнообразные движения по сравнению с червями; 3) крылья; 4) трахеи.

Неоген (23–2,58 млн лет)

1. Климат. На Земле было холоднее, чем в палеогене, но теплее, чем сейчас. Около 4,5 миллионов лет назад значительно похолодало.

2. Растения. Благодаря похолоданию появляется дифференциация ландшафтов на тайгу, лесостепь, степь и горные экосистемы.

3. Животные. Господство млекопитающих – яйцекладущих, сумчатых, плацентарных. Вспомним, что у яйцекладущих температура тела непостоянна, есть клоака, сосков нет, молоко выделяется на поверхность кожи (поля). У сумчатых внутриутробное развитие идет очень быстро (американский опоссум – 12 суток, кенгуру – 30 суток), детеныши рождаются недоразвитыми и растут в сумке. К концу неогена уже есть все современные семейства млекопитающих. Ориентировочно 8 миллионов лет назад жил общий предок человекообразных обезьян и человека — дриопитек, позже их пути разделились.

4. Поздние млекопитающие третичного периода: мастодонт (предок слонов), махайрод (саблезубый тигр), этрусский и шерстистый носороги, лошадь Стеннона, южный слон (мамонт).

5. Были распространены индрикотерии: вели образ жизни, подобный современным жирафам. Базилозавры — первобытные китообразные.

6. Вымерли животные тундростепи, так называемая мамонтовая фауна, привыкшая к холодному климату, – мамонты, гигантские большерогие олени, пещерные медведи, шерстистые носороги и др. К их вымиранию приложил руку и активно охотившийся человек.

Антропоген, или четвертичный период (2,58–0 млн лет): эпохи плейстоцен, голоцен.

Растения. Голоцен стал временем неизвестного ранее процесса – окультуривания растений. Человек вывел множество новых видов, имеющих высокую урожайность и хорошие вкусовые качества.

Животные. Около 2 миллионов лет тому назад в Африке разделились пути австралопитеков и Homo – началась эволюция человека. Несколькими волнами человечество выходило с Африканского континента и распространялось по планете. На этом долгом пути к современности исчезли эректусы, неандертальцы – битву за жизнь выиграли сапиенсы. В голоцене планета тоже потеряла немало видов животных, истребленных человеком: стеллерову корову, дронта и др.

В начале следующей, мезозойской, эры на Земле происходят горообразовательные процессы. Появляются Урал, Тянь-Шань, Алтай. На большей части земного шара устанавливается теплый климат, близкий к современному тропическому. К концу мезозойской эры зона сухих климатических условий расширяется, сокращаются площади морей и океанов. В триасе вымирают гигантские папоротники, древовидные хвощи, плауны. Достигают расцвета голосеменные растения. В юрском периоде вымирают семенные папоротники и появляются первые покрытосеменные растения, постепенно распространившиеся на все материки. Это было обусловлено рядом преимуществ: покрытосеменные имеют сильно развитую проводящую систему, цветок привлекает насекомых-опылителей, что обеспечивает надежность перекрестного опыления, зародыш снабжается запасами пищи (благодаря двойному оплодотворению развивается триплоидный эндосперм) и защищен оболочками и т. д. В животном мире достигают расцвета насекомые и рептилии. Рептилии занимают господствующее положение и представлены большим числом форм (рис. 3.4).

В юрском периоде появляются летающие ящеры и завоевывают воздушную среду. В меловом периоде специализация рептилий продолжается, они достигают громадных размеров. Масса некоторых из них (динозавры) достигала 50 т. Начинается параллельная эволюция цветковых растений и насекомых-опылителей. В конце мелового периода вновь происходят горообразовательные процессы. Возникают Альпы, Анды, Гималаи. Наступает похолодание, сокращается ареал околоводной растительности. Вымирают растительноядные, за ними хищные динозавры. Крупные рептилии сохраняются лишь в тропическом поясе (крокодилы). Вследствие вымирания хищных рептилий наиболее приспособленными оказываются теплокровные животные – птицы и млекопитающие. В морях вымирают многие формы беспозвоночных и морские ящеры.

Рис. 3.4. Пресмыкающиеся мезозойской эры: А – рогатый динозавр, Б – ихтиозавр, В – летающий хвостатый ящер, Г – бронтозавр, Д, Ж – летающие бесхвостые ящеры, Е – стегозавр, 3 – плезиозавр

Возникновение млекопитающих связано с рядом крупных ароморфозов, развившихся у представителей одного из подклассов пресмыкающихся. К ароморфозам, определившим формирование млекопитающих как класса, относятся: образование волосяного покрова и четырехкамерного сердца, полное разделение артериального и венозного кровотоков, внутриутробное развитие потомства и вскармливание детеныша молоком. Вынашивание зародышей в теле матери и забота о потомстве резко повысили выживаемость млекопитающих. К ароморфозам следует отнести и развитие коры головного мозга, обусловившее преобладание условных рефлексов над безусловными, и возможность приспособления к непостоянным условиям среды путем изменения поведения. Млекопитающие возникли в триасе (рис. 3.5), но не могли конкурировать с хищными динозаврами и на протяжении 100 млн лет занимали подчиненное положение.

Рис. 3.5. Один из древних представителей млекопитающих

Summary

Natural history of the Earth is usually divided into time periods according to large geological events: formation of large mountain systems, elevations and stresses of the land surface, changes in size and shape of continents, and in the water level of the oceans. Such periods are usually called eras, or epochs. Detailed studies led to subdividing them into smaller periods and so on. The first two billion years of biological evolution were marked by appearance of all the known types of animals and the most advanced forms of plants. During the following 100 million years, till the beginning of Cainozoi era, all the known classes of vertebrate animals, including mammals, as well as sporangia and seed plants were formed.

Опорные точки

1. Мезозойская эра характеризуется появлением теплокровных животных: птиц и млекопитающих.

2. Первые млекопитающие в течение 100 млн лет занимали подчиненное положение.

3. В конце мелового периода вымирают крупные рептилии.

Вопросы для повторения и задания

1. Когда возникли цветковые растения?

2. Укажите эволюционные преимущества цветковых растений.

3. В каком периоде мезозойской эры и вследствие каких ароморфозов возникли млекопитающие?

Терминология

Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке на русском и английском языках.

Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.

Вопросы для обсуждения

Какие изменения в строении позвоночных животных произошли в процессе приспособления их к жизни на суше?

Почему земноводные каменноугольного периода достигли биологического процветания?

Какие ароморфозы привели к возникновению пресмыкающихся?

Как назывались первые наземные растения и какие отличительные особенности они имели?

Какие эволюционные преимущества дает переход растений к семенному размножению?

В начале кайнозойской эры завершаются горообразовательные процессы, начавшиеся в конце мезозоя. Обособляются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря. Устанавливается теплый равномерный климат. На севере преобладали хвойные, на юге – растительность теплого и умеренного климата. Вся Европа была покрыта лесами, состоящими из дуба, березы, сосны, каштана и др. В тропиках росли фикусы, лавровые, гвоздичные, эвкалипты и др. В четвертичном периоде кайнозойской эры (2–3 млн лет назад) наступило оледенение значительной части Земли. Ледяной покров доходил в среднем до 57° с. ш., достигая в отдельных районах 40° с. ш. Теплолюбивая растительность отступает на юг или вымирает, появляется холодоустойчивая травяная и кустарниковая растительность, на больших территориях леса сменяются степью, полупустыней и пустыней. Формируются современные растительные сообщества.

Развитие животного мира в кайнозойскую эру характеризуется дальнейшей дифференциацией насекомых, интенсивным видообразованием у птиц и чрезвычайно быстрым прогрессивным развитием млекопитающих.

Наиболее примитивными были насекомоядные млекопитающие, от которых произошли первые хищные и приматы. Древние хищные дали начало копытным. В палеогене млекопитающие начинают завоевывать море (китообразные, ластоногие и др.). К концу неогена встречаются уже все современные семейства млекопитающих. Одна из групп обезьян – австралопитеки – стала родоначальницей ветви, ведущей к роду Человек.

В завершение обобщим основные черты эволюционных преобразований растений и животных.

Рис. 3.6. Схема эволюционных изменений растений: увеличение размеров и значения бесполого поколения – спорофитов (2n), редукция размеров полового поколения – гаметофитов (n)

Эволюционное развитие растений включает следующие этапы. 1. Переход от гаплоидности к диплоидности. Диплоидность смягчает влияние неблагоприятных рецессивных мутаций на жизнеспособность и дает возможность накопить резерв наследственной изменчивости. Этот переход прослеживается при сопоставлении современных групп живых организмов. У многих водорослей все клетки, кроме зигот, гаплоидны. У более высокоорганизованных водорослей (бурые) наряду с гаплоидными существуют и диплоидные особи. У мхов преобладает гаплоидное поколение (взрослое растение) при сравнительно слабом развитии диплоидного (органы спороношения – например, коробочка со спорами у кукушкина льна). Но уже у папоротников преобладает диплоидное поколение, а у голосеменных (сосны, ели и др.) и покрытосеменных (деревья, кустарники, травы) растений самостоятельно существуют только диплоидные особи (рис. 3.6). 2. Утрата связи процесса полового размножения с водой, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двойного оплодотворения. 3. Разделение тела на органы (корень, стебель, лист), развитие проводящей системы, усложнение и совершенствование строения тканей. 4. Специализация опыления с помощью насекомых и распространение семян и плодов животными.

Рис. 3.7. Основные этапы эволюции эукариотических организмов

В эволюции животных основными событиями были: 1. Возникновение многоклеточности и все большее расчленение всех систем органов. 2. Возникновение твердого скелета (наружного – у членистоногих и внутреннего – у позвоночных). 3. Развитие центральной нервной системы. 4. Развитие общественного поведения в разных группах высокоорганизованных животных. Накопление ряда крупных ароморфозов в процессе биологической эволюции привело к качественному скачку – социальной форме движения материи и возникновению человеческого общества. Основные направления эволюции животных показаны на рисунке 3.7.

Summary

Development of life on our planet was most active in the latest 60–70 million years. In Cainozoi rapid evolution of mammals occured, and the most primitive representatives of the Primates order, lemurs and flootonath, appeared. Later the parapiteks and dryopiteks appeared. Then the Man appears; plant and animal world evolution to their modern appearance.

Опорные точки

1. Формирование современных очертаний континентов, разделение отдельных частей суши приводило к изоляции групп живых организмов.

2. Первые хищные и приматы произошли от примитивных насекомоядных млекопитающих.

Вопросы для повторения и задания

1. Охарактеризуйте эволюцию жизни в кайнозойскую эру.

2. Какое влияние оказывали обширные оледенения на развитие растений и животных в кайнозое?

3. Как вы можете объяснить сходство фауны и флоры Евразии и Северной Америки?

Терминология

Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.

Вопросы для обсуждения

Охарактеризуйте основные направления эволюции растений на Земле.

Какое значение для развития живой природы имел переход живых организмов от гаплоидности к диплоидности?

На каких примерах можно наблюдать параллельное развитие животных и растений?

Основные положения

Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия и опускания суши, изменения очертаний материков, уровня океанов.

Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические синезеленые – цианеи. Цианеи и появившиеся затем эукариотические зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород.

На границе архейской и протерозойской эр произошло два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность.

В протерозойской эре в морях обитало много разнообразных водорослей. Начальные звенья эволюции животных не сохранились. В протерозойских отложениях находят остатки представителей вполне сформировавшихся типов беспозвоночных животных: губок, кишечнополостных, членистоногих.

В каменноугольном периоде (карбоне) появляются голосеменные растения, произошедшие от семенных папоротников.

В силурийском периоде на сушу вместе с первыми наземными растениями – псилофитами вышли первые дышащие воздухом животные – членистоногие (паукообразные).

Кистеперые рыбы имели две основные предпосылки для перехода в наземную среду обитания: мускулистые конечности и легкие. В конце девона они дали начало первым земноводным – стегоцефалам.

Рептилии приобрели свойства, позволившие им окончательно порвать связь с водной средой. Внутреннее оплодотворение и накопление желтка в яйцеклетке сделали возможным размножение на суше.

В юрском периоде вымирают семенные папоротники и появляются первые покрытосеменные растения, постепенно распространившиеся на все материки.

Возникновение млекопитающих связано с рядом крупных ароморфозов, развившихся у представителей одного из подклассов пресмыкающихся.

Проблемные области

Почему именно палеонтология дает важнейшие доказательства процесса эволюции на нашей планете?

Каковы, по вашему мнению, причины возникновения и вымирания крупных систематических групп живых организмов в различные периоды истории Земли?

Прикладные аспекты

Какие условия внешней среды послужили причиной выхода позвоночных на сушу?

Как можно установить возраст ископаемых остатков растений и животных?

Задания

Повторите материал второй главы и выделите ароморфозные черты начальных этапов биологической эволюции.

Опишите главные направления развития фауны на Земле в различные периоды ее существования.

Глава 4. Происхождение человека

Наследие это слагается из биологических корней как в строении человека, так и в его поведении, на основе которых среда формирует его сущность. Только разобравшись в своем доисторическом прошлом мы сумеем понять, чем мы были и как стали такими, какие мы есть.

Общий план строения и сходства многих черт организации человека и животных, особенно млекопитающих, очень давно привлекали внимание людей. Попытки понять место человека в природе, объяснить его сходство с другими организмами, его своеобразие, причины разнообразия признаков человеческого типа во многих странах предпринимались в очень давние времена, возможно, одновременно с появлением научного знания вообще.

Зачатки эволюционных представлений о происхождении человека имеются уже в трудах античных философов. В XVIII в. К. Линней помещает человека в отряд приматов вместе с лемуром и обезьяной. Ламарк считал, что человек произошел от обезьяноподобных предков, перешедших от лазанья по деревьям к хождению по земле.

Изучением происхождения и эволюции человека, процесса перехода от биологических закономерностей, которым подчинялось существование его животных предков, к закономерностям социальным, занимается отрасль естествознания – антропология (от греч. anthropos – человек). Рассмотрим сначала положение человека в системе животного мира.

4.1. Положение человека в системе животного мира

В эмбриональном развитии человека есть черты, характерные для всех представителей типа Хордовые: это хорда, нервная трубка на спинной стороне зародыша, жаберные щели в глотке. Развитие позвоночного столба, наличие двух пар конечностей, местонахождение сердца на брюшной стороне тела определяют принадлежность человека к подтипу позвоночных. Четырехкамерное сердце, сильно развитая кора головного мозга, теплокровность, млечные железы, волосы на поверхности тела, зубы трех видов (коренные, клыки, резцы) свидетельствуют о принадлежности человека к классу млекопитающих.

Развитие плода в теле матери и питание его через плаценту характерно для подкласса плацентарных. Такие признаки, как конечности хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), ногти на пальцах, одна пара сосков млечных желез, хорошо развитые ключицы, замена молочных зубов на постоянные в процессе онтогенеза, рождение, как правило, одного детеныша определяют положение человека в отряде Приматов.

Более частные признаки – редукция хвостового отдела позвоночника, аппендикс, большое число извилин на полушариях головного мозга, четыре основные группы крови (А, В, О, АВ), развитие мимической мускулатуры и ряд других – позволяют отнести человека к подотряду человекообразных обезьян. Происхождение человека от животных подтверждается целым рядом свойств, указывающих на то, что человек – результат длительной эволюции позвоночных.

В эмбриональном периоде развития у зародыша человека закладываются двухкамерное сердце, шесть пар жаберных дуг, хвостовая артерия – признаки рыбообразных предков. От амфибий человек унаследовал плавательные перепонки между пальцами, которые имеются у зародыша.

Слабая теплорегуляция у новорожденных детей и детей до 5 лет указывает на происхождение от животных с непостоянной температурой тела. Головной мозг плода гладкий, без извилин, как у низших млекопитающих мезозойской эры.

У шестинедельного зародыша имеется несколько пар млечных желез. Закладывается также хвостовой отдел позвоночника, который затем редуцируется и превращается в копчик. Таким образом, основные черты строения и эмбрионального развития четко определяют положение вида Человек разумный в классе Млекопитающих, отряде Приматов, подотряде человекоподобных обезьян. Вместе с тем человек имеет специфические, присущие только ему особенности: прямохождение, мощно развитую мускулатуру нижних конечностей, сводчатую стопу с сильно развитым первым пальцем, подвижную кисть руки, позвоночник с четырьмя изгибами, расположение таза под углом 60° к горизонтали, очень большой и объемистый мозг, крупные размеры мозгового и малые размеры лицевого черепа, бинокулярное зрение, ограниченную плодовитость, плечевой сустав, допускающий движения с размахом почти до 180°, и некоторые другие. Эти особенности строения и физиологии человека – результат эволюции его животных предков.

Опорные точки

1. Наблюдения за эмбриональным развитием человека показывают его родство с примитивными хордовыми животными, рыбами, амфибиями.

2. Сравнительно-анатомические исследования обнаруживают множество сходных черт у человека с другими представителями класса млекопитающих.

Вопросы для повторения и задания

1. Назовите признаки человека, позволяющие отнести его к подтипу позвоночных животных.

2. Укажите признаки, определяющие положение человека в классе млекопитающих.

3. Какие признаки являются общими для человека и человекообразных обезьян?

4. Перечислите особенности строения, присущие только человеку.

Какие особенности строения млекопитающих и покрытосеменных привели к их господству в кайнозое?

Ответы

1)4*5=20(грн.)- витратила на носовички;
2) 20+45=65(грн.)- було в господині

1 покрытосеменные имеют оболочку ,не слишком толстую ,но крепкую 2 покрытосеменные -это однодольные семена 6 семена подсолнуха,горох,слива,вишня 7 они защищены 10 они долго сохраняются в своей оболочке ,а при удалении этой оболочки хорошо прорастают ,и пусть будут благоприятные условия для развития,без трещинки они не будут расти

Расцвету млекопитающих способствовал целый ряд ароморфозов: постоянная температура тела, внутриутробное развитие зародышей в теле матери и питание их через плаценту (у плацентарных млекопитающих), выкармливание молоком, усложнение строения головного мозга и развитие коры больших полушарий и др. Они распространены на всех материках и во всех средах. У них всегда развивается плацента, а детеныши рождаются способными сосать молоко. Расцвет покрытосеменных идёт параллельно с расцветом разнообразных форм насекомых-опылителей. Господствующее положение в кайнозое занимают покрытосеменные растения, насекомые, костистые рыбы, птицы, млекопитающие. Появились самоопыляющиеся и перекрестноопыляемые растения, у которых сформировались приспособления к опылению ветром, водой, насекомыми. Многообразие приспособлений у плодов и семян обеспечивало их распространение животными, ветром, водой.

Читайте также: