Презентация "Теория биопоэза"

Теория биопоэза

Биопоэз – это процесс возникновения живого из неживого в эволюции Земли.

1947 год Джон Бернал сформулировал теорию биопоэза.

Этапы возникновения жизни на Земле

• Абиогенный синтез органических соединений из неорганических
• Образование из органических мономеров биологических полимеров
• Формирование из биологических полимеров мембран и первых одноклеточных организмов – пробионтов.

Этапы неорганической эволюции

Стадии:

• Планетарная (геологическая) эволюция
• Химическая эволюция 1 млрд. лет

Планетарная эволюция

Земля образовалась из газопылевого облака

около 5 млрд. лет назад , в состав которого входили атомы водорода и гелия.

в ходе термоядерных реакций сформировалась первичная атмосфера, в состав которой входили:

• Метан
• Аммиак
• Угарный газ
• Водород
• Пары воды

Химическая эволюция.

1 этап: Абиогенный синтез органических веществ

Опыт Стенли Миллера

Условия эксперимента:

• Газы: метан, аммиак, водород, пары воды
• Температура 80 °С
• Электрический разряд 60 000 В

Результат:

• Мочевина
• Молочная кислота
• Аминокислоты

2 этап: Образование полимеров из мономеров

По мнению А.И. Опарина полимеризация происходила за счет

коацервации – самопроизвольного разделения водного раствора мономеров на фазы с различной концентрацией.

Химическая эволюция шла в направлении: РНК белок;

РНК ДНК и-РНК белок

3 этап: Формирование мембран и возникновение пробионтов.

Пробионты – это молекулы РНК, окруженные белково-липидными мембранами. Не способны к обмену веществ.

В 1977 году в океанических желобах были обнаружены разломы «черные курильщики»:

• Глубина несколько тысяч метров
• Давление несколько сотен атмосфер
• Температура 300 °С
• Выделяют газы

Начало органической эволюции

Эволюция первых клеток

3,8 - 3,5 млрд. лет назад – появились первые доядерные организмы.

Формирование надцарств организмов

В настоящее время прокариоты представлены одноклеточными формами, принадлежащими к царству Дробянки.

Надцарство Эукариоты

Царства:

• Растения
• Животные
• Грибы

Ароморфозы:

• Ядро
• Органоиды
• Митоз
• Половой процесс
• Мейоз
• Многоклеточность
• Дифференцировка (специализация) клеток

Неклеточная форма жизни

Вирусы (от лат. Virus – яд) – организмы, сочетающие в себе признаки живой и неживой природы.

• Обладают наследственность и изменчивостью

• Не способны к обмену веществ
• Не способны к самовоспроизведению

Основные этапы эволюции растительного мира

Первые растения - водоросли

• Произошли от древнейших прокариот – цианобактерий
• В жизненном цикле разделение на два поколения: бесполое (спорофит) и половое (гаметофит)

Хлорококк

Красное «цветение» снега

Лишайник – симбиоз гриба и водоросли (хлорелла)

Выход растений на сушу.

Первые споровые растения.

Необходимые условия:

• Почвообразование
• Накопление в атмосфере молекулярного кислорода
• Формирование озонового экрана
• Дифференцировка клеток и появление тканей.

Предковая форма зеленых водорослей

Риниофиты

Мхи

1.Занимали промежуточное положение между водорослями и наземными растениями.

2. Появились покровная и проводящая ткани.

3. В жизненном цикле преобладал спорофит.

4. Появились ткани и органы.

5. Появились ризоиды.

• В жизненном цикле преобладает гаметофит.
• Для оплодотворения необходима вода.
• Нет проводящих тканей – приобрели свойство – гигроскопичность.
• Развитие специальных листьев – филлоидов.
• Произрастают только во влажных местах.

Псилофиты

Освоение и завоевание суши. Папоротникообразные.

• Неправильная форма побегов во много раз увеличила площадь поглощения солнечных лучей и углекислого газа
• Ризоиды и корни стали не только удерживать растения в почве, но и обеспечивать всасывание воды и минеральных веществ.
• В жизненном цикле преобладает спорофит.

Семенные растения

Ароморфозы:

• Преобразование женского спорангия в семязачаток, а мужского – в пыльцевые гнезда.
• Женский гаметофит представлен архегониями с яйцеклетками, а мужской – пыльцевыми зернами.

3.Половые клетки стали формироваться во внутренних тканях растений, вода утратила свою роль в оплодотворении

4. Размножение семенами, хорошо защищенными покровами и запасом питательных веществ.

Семенные папоротники

Голосеменные

Покрытосеменные

(Цветковые)

Ароморфозы цветковых:

1. Появление и развитие цветка, образующего мега- и микроспоры.

2. Развитие плода - органа, обеспечивающего защиту семян и их распространение.

Основные черты эволюции растительного мира

• Переход растений при размножении от гаплоидности к диплоидности. Редукция в жизненном цикле гаплоидного полового поколения (гаметофита) и преобладание спорофита.
• Переход растений от наружного оплодотворения к внутреннему и утрата зависимости полового размножения от наличия свободной воды.
• Разделение тела растения на корни, стебли и листья. Дифференцировка тканей.
• Приспособления семенных растений к разным способам опыления, распространения семян и плодов.

Основные этапы эволюции животного мира

Первые животные – простейшие.

Специализация и полимеризация органелл.

Предки всех животных – простейшие жгутиконосцы. Схожи с древними одноклеточными водорослями.

Простейшие – сложноорганизованные организмы, в которых находятся органеллы, аналогичные органам многоклеточных животных.

Специализация клеток.

Первые многоклеточные животные.

Пластинчатое животное - трихоплакс

Двухслойные животные – кишечнополостные

• Тело состоит из двух слоев клеток: наружного (эктодерма) и внутреннего (энтодерма)
• Ротовое отверстие ведет в гастральную полость. Окружено ловчими щупальцами со стрекательными клетками.
• Нервная система диффузного (сетчатого) типа
• Лучевая симметрия.
• Отсутствие мускулатуры (только мышечные волоконца в клетках).
• Малоподвижный или прикрепленный образ жизни.

Первые трехслойные животные – плоские черви.

Ароморфозы:

• Промежуточный зародышевый листок – мезодерма.
• Двусторонняя (билатеральная) симметрия тела.
• Дифференциация переднего и заднего конца тела.

• Подвижность и хищный образ жизни
• Появление органов чувств – усложнение нервной системы.
• Разделение тела на брюшную и спинную стороны.
• Освоили водную, наземную среду обитания. Некоторые перешли к паразитическому образу жизни.

Цикл развития печеночного сосальщика.

Первый выход и завоевание животными суши.

Членистоногие.

Ароморфозы:

• Развитие конечностей
• Хитиновый покров

Классы:

• Ракообразные
• Многоножки
• Паукообразные
• Насекомые

Ароморфозы насекомых:

• Членение конечностей
• Развитие сложного ротового аппарата
• Появление крыльев
• Трахейное дыхание
• Социальные формы поведения

«-» Хитиновый покров препятствовал увеличению размеров тела

Первые хордовые животные. Жизнь в воде. Рыбы.

Ароморфозы:

• Появление внутреннего скелета
• Произошли от бесчелюстных рыб.
• Первая пара жаберных дуг преобразовалась в подвижные челюсти.
• Из кожных складок образовались плавники

Надкласс рыбы:

• Класс Хрящевые рыбы
• Класс Костные рыбы

Второй выход животных на сушу. Земноводные.

Ароморфозы:

• Развитие легких
• Парные конечности наземного типа

Эволюционные приобретения земноводных:

• Легкие
• Трехкамерное сердце
• Два круга кровообращения
• Пятипалая конечность
• Развились подвижные суставы

«-» Развитие зависит от воды, не смогли широко освоить наземно-воздушную среду.

Отряды:

• Бесхвостые
• Хвостатые
• Безногие

Завоевание суши. Пресмыкающиеся. Птицы. Млекопитающие.

Ароморфозы пресмыкающихся:

• Появление амниотического яйца.
• Развитие роговых чешуй, защищающих тело от обезвоживания.
• Появляются зачаточные лобные доли полушарий.

Амниотическое яйцо – яйцеклетка, окруженная зародышевыми оболочками:

• Внутренняя оболочка (амнион) – заполнена жидкостью.
• Желточная – обеспечивает питание зародыша.
• Аллантоис – зародышевый мочевой пузырь, в который выделяются конечные продукты обмена веществ зародыша.
• Все три оболочки снаружи покрыты тонкой пленкой – хорионом, выстилает изнутри скорлупу, обеспечивает зародыша кислородом.

Отряды:

• Чешуйчатые (Змеи, ящерицы, хамелеоны)
• Черепахи
• Крокодилы
• Клювоголовые

Ароморфозы птиц и млекопитающих:

• Теплокровность.
• Четырехкамерное сердце.
• Развитые легкие.
• Перьевой и волосяной покров.
• Развитые большие полушария головного мозга.
• Сложное поведение :
• Забота о потомстве.
• Способность к обучению.
• Социализация.

Основные черты эволюции

животного мира:

• Прогрессивное развитие многоклеточности, обеспечившей специализацию тканей, появление отдельных органов и их систем.
• Возникновение твердого наружного или внутреннего скелета, служащего для опоры тела и защиты внутренних органов.
• Развитие нервной системы и усложнение поведения, что способствовало быстрому приспособлению к изменениям окружающей среды.
• Появление различных форм группового взаимодействия (социализации), отделяющего биологическую форму эволюции от социальной.