Organismele multicelulare au apărut în timpul erei. Organisme pluricelulare: caracteristici și dezvoltare. De unde provin organismele pluricelulare de pe pământ?

O mare echipă internațională de paleontologi a descoperit fosile de creaturi vii de mărimea unui centimetru care seamănă cu viermii plati în sedimente vechi de 2,1 miliarde de ani din Gabon. Este foarte probabil ca aceste organisme să fie eucariote multicelulare. Până acum, panglicile de carbon în formă de spirală erau considerate cea mai veche dovadă a existenței vieții multicelulare. Grypania veche de până la 1,9 miliarde de ani, interpretată ca alge.

Pe vremea lui Darwin, cele mai vechi organisme fosile cunoscute erau locuitorii mării din perioada Cambriană, despre care știm că a început acum 542 de milioane de ani. Straturile precambriene au fost considerate „moarte”, iar Darwin a văzut acest fapt ca pe un argument serios împotriva teoriei sale. El a presupus că perioada Cambriană trebuie să fi fost precedată de o eră lungă de dezvoltare treptată a vieții, deși nu putea explica de ce nu fuseseră încă găsite urme ale acestei vieți. Poate că arătau prost?

Dezvoltarea paleontologiei în secolul al XX-lea a confirmat în mod strălucit presupunerile lui Darwin. Straturile sedimentare precambriene au relevat multe semne clare ale existenței organismelor vii. Marea majoritate a descoperirilor precambriene sunt resturi fosilizate de microbi și diverse urme ale activității lor vitale.

Se crede că cea mai timpurie dovadă a vieții este o compoziție izotopică de carbon ușor din incluziunile de grafit din cristalele de apatită găsite în sedimente vechi de 3,8 miliarde de ani din Groenlanda. Cele mai vechi fosile, foarte asemănătoare bacteriilor, și primele stromatolite - formațiuni minerale stratificate rezultate din activitatea comunităților microbiene - au o vechime de 3,55–3,4 miliarde de ani. Urmele vieții microbiene devin mai numeroase și mai diverse pe măsură ce vârsta rocilor scade (M. A. Fedonkin, 2006. Două cronici de viață: o experiență de comparație (paleobiologie și genomica despre etapele incipiente ale evoluției biosferei)).

Întrebarea când au apărut primele eucariote și primele organisme multicelulare rămâne controversată. Cele mai multe tipuri moderne de animale au început să se dezvolte rapid abia la începutul Cambrianului, dar chiar mai devreme - în perioada Vendiană sau Ediacaran (acum 635–542 milioane de ani) în mări au apărut diverse și numeroase creaturi cu corp moale, inclusiv destul de mari. cele, care sunt interpretate de cei mai mulți experți ca animale multicelulare (Ya. E. Malakhovskaya, A. Yu. Ivantsov. Vendiani locuitori ai pământului; Secretul embrionilor Doushantuo este dezvăluit, „Elemente”, 04/12/2007). Chiar mai devreme, în perioada criogenului (acum 850–635 milioane de ani), au fost descoperite urme chimice ale prezenței animalelor multicelulare primitive - bureții.

Descoperirile pre-Ediacaran de fosile macroscopice sunt foarte rare și provoacă dezbateri aprinse (unele dintre aceste descoperiri sunt descrise în articolul Animale apărute acum peste 635 de milioane de ani, „Elemente”, 02/09/2009; o selecție de link-uri pe această temă este prevazut si acolo). De regulă, cu cât astfel de descoperiri sunt mai vechi, cu atât sunt mai îndoielnice. Până acum, cea mai veche creatură fosilă care poate fi interpretată mai mult sau mai puțin cu încredere ca multicelulară a fost considerată gripă ( Grypania). Acest organism se păstrează sub formă de panglici carbonice în formă de spirală, care seamănă cu un fel de alge; vârsta descoperirilor este de până la 1,9 miliarde de ani (M. A. Fedonkin. Foametea geochimică și formarea regatelor; Mărimea viețuitoarelor a crescut în salturi, „Elemente”, 31.12.2008). Cu toate acestea, unii autori cred că gripa ar putea fi o colonie foarte mare și complexă de cianobacterii.

În ultimul număr al revistei Natură O echipă numeroasă de paleontologi din Franța, Suedia, Danemarca, Belgia, Canada și Germania a raportat o nouă descoperire unică făcută în depozitele marine din Proterozoicul timpuriu din sud-estul Gabonului. Vârsta straturilor sedimentare în care sunt înglobate fosilele a fost determinată cu mare precizie folosind mai multe metode radiometrice independente. Are 2100±30 de milioane de ani, adică cu 200 de milioane de ani mai vechi decât cea mai veche gripă.

Autorii au extras din rocă peste 250 de mostre cu rămășițele fosilizate ale unor creaturi ciudate de formă alungită sau aproape rotundă. Lungimea lor variază de la 7 la 120 mm, lățimea - de la 5 la 70 mm, grosimea - de la 1 la 10 mm. Densitatea organismelor ajunge la 40 de bucăți pe metru pătrat, iar împreună se găsesc exemplare de diferite dimensiuni și orientări.

Folosind tomografia computerizată cu raze X, autorii au obținut imagini tridimensionale frumoase ale organismelor antice. Ele arată în mod clar o „chenar” ondulată aplatizată cu pliere radială. Zona pliată se extinde de obicei până la marginea exterioară a corpului, dar la unele exemplare pliurile sunt vizibile doar pe partea interioară a graniței, iar în unele sunt complet absente.

Multe exemplare mari au două tipuri de incluziuni de pirit în partea mijlocie a corpului: „foi” plate și granule rotunjite. Analiza compoziției izotopice de sulf a acestor formațiuni de pirit a arătat că „foile” s-au format la scurt timp după moartea organismelor ca urmare a activității bacteriilor reducătoare de sulfat, iar concentrația de sulfat în apa din jur ar fi trebuit să fie destul de mare. înalt. Granulele rotunde s-au format în etapele ulterioare ale diagenezei și, prin urmare, nu poartă informații despre forma și structura creaturilor fosile. Diferențele în concentrația izotopului stabil de carbon 13C în rămășițele organismelor și în roca din jur au confirmat în continuare că aceste fosile nu sunt un fel de formațiuni anorganice. În rocă s-au găsit sterani, molecule organice derivate din sterolii membranei eucariote. Acesta este un semn de încredere al prezenței vieții eucariote.

Potrivit autorilor, rămășițele găsite aparțin unor organisme coloniale, cel mai probabil eucariote coloniale. Coloniile bacteriene pot avea forme similare și margini festonate, dar descoperirile din Gabon au o structură mai complexă decât coloniile bacteriene cunoscute. Potrivit autorilor, structura acestor organisme indică faptul că au crescut prin diviziunea coordonată a celulelor care au schimbat semnale între ele, așa cum se întâmplă în timpul dezvoltării eucariotelor multicelulare. În plus, prezența steranelor indică în mod clar natura eucariotă a creaturilor antice.

Analiza chimică a rocii a arătat că aceste sedimente marine s-au format în prezența unor cantități vizibile de oxigen liber. Prin urmare, este foarte posibil ca organismele gaboneze să fie aerobe (oxigen respirat), așa cum se potrivește eucariotelor normale. Conform datelor moderne, prima creștere semnificativă a concentrației de oxigen în hidrosferă și atmosferă (Marele eveniment de oxigenare) a avut loc cu 2,45–2,32 miliarde de ani în urmă, adică cu aproximativ 200 de milioane de ani înainte de viața organismelor gaboneze.

Autorii s-au abținut să încerce să determine cu mai multă acuratețe relațiile dintre creaturile nou descoperite. Se știe că diferite grupuri de eucariote au trecut în mod independent la multicelularitate de zeci de ori, iar creaturile găsite în Gabon ar putea reprezenta una dintre primele încercări de acest fel.

Lumea vie este plină de o serie amețitoare de creaturi vii. Majoritatea organismelor constau dintr-o singură celulă și nu sunt vizibile cu ochiul liber. Multe dintre ele devin vizibile doar la microscop. Altele, precum iepurele, elefantul sau pinul, precum și oamenii, sunt formate din multe celule, iar aceste organisme multicelulare locuiesc, de asemenea, întreaga noastră lume în număr mare.

Blocuri de construcție ale vieții

Unitățile structurale și funcționale ale tuturor organismelor vii sunt celulele. Ele sunt numite și blocurile de construcție ale vieții. Toate organismele vii sunt formate din celule. Aceste unități structurale au fost descoperite de Robert Hooke în 1665. Există aproximativ o sută de trilioane de celule în corpul uman. Dimensiunea unuia este de aproximativ zece micrometri. Celula conține organele celulare care îi controlează activitatea.

Există organisme unicelulare și multicelulare. Primele constau dintr-o singură celulă, cum ar fi bacteriile, în timp ce cele din urmă includ plante și animale. Numărul de celule depinde de tip. Majoritatea celulelor vegetale și a celulelor animale au dimensiuni cuprinse între una și o sută de micrometri, deci sunt vizibile la microscop.

Organisme unicelulare

Aceste creaturi minuscule sunt formate dintr-o singură celulă. Amebe și ciliați sunt cele mai vechi forme de viață, existente în urmă cu aproximativ 3,8 milioane de ani. Bacteriile, arheile, protozoarele, unele alge și ciupercile sunt principalele grupuri de organisme unicelulare. Există două categorii principale: procariote și eucariote. Ele variază și ca mărime.

Cele mai mici au aproximativ trei sute de nanometri, iar unele pot atinge dimensiuni de până la douăzeci de centimetri. Astfel de organisme au de obicei cili și flageli care le ajută să se miște. Au un corp simplu cu funcții de bază. Reproducerea poate fi fie asexuată, fie sexuală. Nutriția se realizează de obicei prin procesul de fagocitoză, în care particulele de alimente sunt absorbite și stocate în vacuole speciale care sunt prezente în organism.

Organisme pluricelulare

Ființele vii formate din mai multe celule sunt numite multicelulare. Ele sunt formate din unități care sunt identificate și atașate unele de altele pentru a forma organisme multicelulare complexe. Cele mai multe dintre ele sunt vizibile cu ochiul liber. Organisme precum plantele, unele animale și alge apar dintr-o singură celulă și cresc în organizații cu mai multe lanțuri. Ambele categorii de viețuitoare, procariote și eucariote, pot prezenta multicelularitate.

Mecanisme de multicelularitate

Există trei teorii pentru a discuta mecanismele prin care ar putea apărea multicelularitatea:

• Teoria simbiotică afirmă că prima celulă a unui organism multicelular a apărut din cauza simbiozei diferitelor specii de organisme unicelulare, fiecare dintre acestea îndeplinind funcții diferite.
• Teoria sincițială afirmă că un organism multicelular nu ar fi putut evolua din creaturi unicelulare cu nuclei multipli. Protozoarele, cum ar fi ciliate și ciuperci slimy au nuclei multipli, susținând astfel această teorie.
• Teoria colonială afirmă că simbioza multor organisme din aceeași specie duce la evoluția unui organism multicelular. A fost propus de Haeckel în 1874. Majoritatea formațiunilor multicelulare apar datorită faptului că celulele nu se pot separa după procesul de diviziune. Exemple care susțin această teorie sunt algele Volvox și Eudorina.

Beneficiile multicelularității

Ce organisme - multicelulare sau unicelulare - au mai multe avantaje? La această întrebare este destul de greu de răspuns. Multicelularitatea unui organism îi permite să depășească limitele de dimensiune și crește complexitatea organismului, permițând diferențierea numeroaselor linii celulare. Reproducerea are loc în principal pe cale sexuală. Anatomia organismelor multicelulare și procesele care au loc în ele sunt destul de complexe datorită prezenței diferitelor tipuri de celule care le controlează funcțiile vitale. Să luăm de exemplu diviziunea. Acest proces trebuie să fie precis și coordonat pentru a preveni creșterea și dezvoltarea anormală a unui organism multicelular.

Exemple de organisme multicelulare

După cum am menționat mai sus, organismele multicelulare vin în două tipuri: procariote și eucariote. Prima categorie include în principal bacterii. Unele cianobacterii, precum Chara sau Spirogyra, sunt, de asemenea, procariote multicelulare, uneori numite și coloniale. Majoritatea organismelor eucariote sunt, de asemenea, compuse din multe unități. Au o structură corporală bine dezvoltată și au organe specializate pentru a îndeplini funcții specifice. Cele mai multe plante și animale bine dezvoltate sunt multicelulare. Exemplele includ aproape toate tipurile de gimnosperme și angiosperme. Aproape toate animalele sunt eucariote multicelulare.

Caracteristicile și caracteristicile organismelor pluricelulare

Există multe semne prin care puteți determina cu ușurință dacă un organism este multicelular sau nu. Printre acestea se numără următoarele:

• Au o organizare a corpului destul de complexă.
• Funcțiile specializate sunt îndeplinite de diferite celule, țesuturi, organe sau sisteme de organe.
• Diviziunea muncii în organism poate fi la nivel celular, la nivelul țesuturilor, organelor și la nivelul sistemelor de organe.
• Acestea sunt în principal eucariote.
• Leziunea sau moartea unor celule nu afectează global organismul: celulele afectate vor fi înlocuite.
• Datorită multicelularității, un organism poate atinge dimensiuni mari.
• În comparație cu organismele unicelulare, acestea au un ciclu de viață mai lung.
• Principalul tip de reproducere este sexuală.
• Diferențierea celulară este caracteristică doar organismelor pluricelulare.

Cum cresc organismele multicelulare?

Toate creaturile, de la plante și insecte mici la elefanți mari, girafe și chiar oameni, își încep călătoria ca celule simple simple numite ouă fertilizate. Pentru a deveni un organism adult mare, trec prin mai multe etape specifice de dezvoltare. După fecundarea oului, începe procesul de dezvoltare multicelulară. De-a lungul întregului traseu, celulele individuale cresc și se divid de mai multe ori. Această replicare creează în cele din urmă produsul final, care este o entitate vie complexă, complet formată.

Diviziunea celulară creează o serie de modele complexe determinate de genomi care sunt practic identici în toate celulele. Această diversitate are ca rezultat expresia genelor care controlează cele patru etape ale dezvoltării celulare și embrionare: proliferare, specializare, interacțiune și mișcare. Prima presupune replicarea mai multor celule dintr-o singură sursă, a doua are de-a face cu crearea de celule cu caracteristici izolate, definite, a treia implică diseminarea de informații între celule, iar a patra este responsabilă de plasarea celulelor pe tot parcursul corpul să formeze organe, țesuturi, oase și altele.caracteristicile fizice ale organismelor dezvoltate.

Câteva cuvinte despre clasificare

Printre creaturile multicelulare, se disting două grupuri mari:

• nevertebrate (bureți, anelide, artropode, moluște și altele);
• Chordates (toate animalele care au un schelet axial).

O etapă importantă în întreaga istorie a planetei a fost apariția multicelularității în procesul de dezvoltare evolutivă. Acest lucru a servit ca un impuls puternic pentru creșterea diversității biologice și dezvoltarea ulterioară a acesteia. Caracteristica principală a unui organism multicelular este o distribuție clară a funcțiilor celulare, responsabilităților, precum și stabilirea și stabilirea unor contacte stabile și puternice între ele. Cu alte cuvinte, este o colonie numeroasă de celule care este capabilă să mențină o poziție fixă ​​pe parcursul întregului ciclu de viață al unei creaturi vii.

În reprezentanții acestui subregn, corpul este format din multe celule care îndeplinesc diverse funcții. Datorită specializării, celulele multicelulare își pierd de obicei capacitatea de a exista independent. Integritatea organismului este asigurată prin interacțiuni intercelulare. Dezvoltarea individuală, de regulă, începe cu un zigot și se caracterizează prin fragmentarea zigotului în multe celule blastomere, din care se formează ulterior un organism cu celule și organe diferențiate.

Filogenia metazoarelor

Originea organismelor multicelulare din organismele unicelulare este considerată în prezent dovedită. Principala dovadă a acestui fapt este identitatea aproape completă a componentelor structurale ale celulei animalelor multicelulare cu componentele structurale ale celulei protozoarelor. Ipotezele pentru originea organismelor pluricelulare se împart în două grupe: a) coloniale, b) ipoteze poliergide.

Ipotezele coloniale

Susținătorii ipotezelor coloniale cred că protozoarele coloniale sunt o formă de tranziție între animalele unicelulare și multicelulare. Ipotezele acestui grup sunt enumerate și caracterizate pe scurt mai jos.

Ipoteza „Gastrea”. E. Haeckel (1874). Forma de tranziție între animalele unicelulare și multicelulare este o colonie sferică cu un singur strat de flagelați. Haeckel a numit-o „blastea”, deoarece structura acestei colonii seamănă cu structura unei blastule. În procesul de evoluție, primele organisme pluricelulare, „gastrea” (similar ca structură cu gastrula), provin din „blastea” prin invaginarea (invaginarea) peretelui coloniei. „Gastrea” este un animal care înoată al cărui corp este format din două straturi de celule și are o gură. Stratul exterior al celulelor flagelare este ectodermul și îndeplinește o funcție motorie, stratul interior este endodermul și îndeplinește o funcție digestivă. Din „gastrea”, potrivit lui Haeckel, provin în primul rând animalele celenterate, din care provin alte grupuri de animale multicelulare. E. Haeckel a considerat prezența stadiilor de blastula și gastrula în stadiile incipiente ale ontogenezei organismelor multicelulare moderne ca fiind o dovadă a corectitudinii ipotezei sale.

Ipoteza „Crypula”. O. Büchli (1884) este o versiune modificată a ipotezei gastreei lui Haeckel. Spre deosebire de E. Haeckel, acest om de știință acceptă o colonie lamelară cu un singur strat de tip gonium ca formă de tranziție între animalele unicelulare și multicelulare. Primul organism multicelular este „gastrea” lui Haeckel, dar în procesul de evoluție se formează prin stratificarea coloniei și înclinarea în formă de cupă a plăcii bistraturi. Dovada ipotezei nu este doar prezența stadiilor de blastula și gastrula în stadiile incipiente ale ontogenezei, ci și structura Trichoplax, un animal marin primitiv descoperit în 1883.

Ipoteza „phagocytella”. I.I. Mechnikov (1882). În primul rând, I.I. Mechnikov a descoperit fenomenul de fagocitoză și a considerat această metodă de digerare a alimentelor ca fiind mai primitivă decât digestia prin cavitate. În al doilea rând, în timp ce studia ontogenia bureților multicelulari primitivi, el a descoperit că gastrula din bureți se formează nu prin invaginarea blastulei, ci prin imigrarea unor celule din stratul exterior în cavitatea embrionului. Aceste două descoperiri au stat la baza acestei ipoteze.

Pentru forma de tranziție între animale unicelulare și pluricelulare I.I. Mechnikov acceptă și „blastea” (o colonie sferică cu un singur strat de flagelate). Primele organisme multicelulare, „phagocytella”, provin din „blastea”. „Fagocytella” nu are o gură, corpul său este format din două straturi de celule, celulele flagelare ale stratului exterior îndeplinesc o funcție motorie, iar stratul interior - funcția de fagocitoză. „Phagocytella” se formează din „blastea” prin imigrarea unei părți din celulele stratului exterior în colonie. Prototipul sau modelul viu al strămoșului ipotetic al organismelor multicelulare - „phagocytella” - I.I. Mechnikov a considerat larva bureților ca fiind parenchim.

Ipoteza „phagocytella”. A.V. Ivanova (1967) este o versiune extinsă a ipotezei lui Mechnikov. Evoluția organismelor pluricelulare inferioare, conform A.V. Ivanov, se întâmplă în felul următor. Forma de tranziție între animalele unicelulare și multicelulare este o colonie de flageli collare, care nu are cavitate. Din coloniile de flagelate cu guler de tip Proterospongia, „fagocitele timpurii” se formează prin imigrarea unei părți din celulele stratului exterior spre interior. Corpul „phagocytella timpurie” este format din două straturi de celule, nu are gură, iar structura sa este intermediară între structura parenchimulei și a trichoplaxului, mai aproape de trichoplax. Din lamelul „fagocytella timpurie” provine buretele și „phagocytella tardivă”. Stratul exterior de „fagocytella timpurie” și „tardivă” este reprezentat de celule flagelare, stratul interior de celule amiboide. Spre deosebire de „phagocytella timpurie”, „phagocytella târzie” are o gură. Viermii celenterati și ciliați provin din „fagocytella târzie”.

Ipotezele poliergide

Susținătorii ipotezelor poliergide cred că protozoarele poliergide (multinucleate) sunt o formă de tranziție între animalele unicelulare și multicelulare. Potrivit lui I. Hadji (1963), strămoșii organismelor pluricelulare au fost ciliați multinucleați, iar primele organisme multicelulare au fost viermi plati precum planarii.

Cea mai bine argumentată este ipoteza „phagocytella” a lui I.I. Mechnikov, modificat de A.V. Ivanov.

Subregnul Multicelular este împărțit în trei subdiviziuni: 1) Phagocytella, 2) Parazoa, 3) Eumetazoa.

MOSCOVA, 12 decembrie – RIA Novosti. Cele mai vechi organisme multicelulare descoperite la mijlocul secolului al XX-lea în dealurile Ediacaran din Australia nu sunt nevertebrate marine primitive, ci licheni de uscat, spune un paleontolog american într-o lucrare publicată în revista Nature.

Primele organisme multicelulare au apărut pe Pământ în Proterozoic, o perioadă a istoriei geologice care acoperă perioada cuprinsă între 2500 și 550 de milioane de ani în urmă. Până în prezent, oamenii de știință au descoperit foarte puține fosile care datează din această perioadă. Cele mai faimoase dintre acestea sunt amprentele unor organisme multicelulare găsite în rocile de pe dealurile Ediacaran din Australia în 1947.

Gregory Retallack de la Universitatea din Oregon din Eugene (SUA) s-a îndoit că aceste organisme ar fi nevertebrate marine și și-a oferit explicația despre natura lor, studiind compoziția chimică a rocilor în care se află amprentele celor mai vechi creaturi vii.

Atenția lui Retallak a fost atrasă asupra faptului că rocile din jurul rămășițelor creaturilor Ediacaran nu erau asemănătoare ca structură și compoziție minerală cu depozitele sedimentare care s-au format pe fundul mării. Omul de știință a decis să-și testeze suspiciunile studiind compoziția chimică a probelor de pe dealurile Ediacaran și microstructura acestora folosind un microscop electronic.

Compoziția chimică a solului, precum și forma și dimensiunea boabelor minerale, indică faptul că această parte a Australiei nu se afla într-un climat tropical, ci într-un climat temperat sau chiar subarctic. Apa de pe coasta viitoarelor Dealuri Ediacaran ar fi înghețat în timpul iernii, punând la îndoială posibilitatea existenței unor organisme multicelulare primitive în ea.

Pe de altă parte, compoziția minerală a rocilor care înconjoară amprentele este foarte asemănătoare cu paleosolurile - fragmente fosilizate ale solurilor antice. În special, probele din Dealurile Ediacaran și alte fragmente de paleosoluri au aceeași compoziție izotopică, iar pe suprafața probelor există șanțuri microscopice asemănătoare coloniilor de film de bacterii sau rădăcini primitive de licheni sau ciuperci.

Potrivit Retallack, solul și „rădăcinile” similare nu ar fi trebuit să existe pe fundul golfurilor puțin adânci sau în alte părți ale oceanului primordial. Acest lucru i-a permis să sugereze că amprentele găsite nu erau de fapt organisme marine multicelulare, ci rămășițele fosilizate de licheni care trăiau la suprafața pământului. Unele dintre „animalele multicelulare”, potrivit cercetătorului, sunt de fapt urme de cristale de gheață înghețate în interiorul solului antic.

Această concluzie a primit deja critici din partea comunității științifice. În special, paleontologul Shuhai Xiao de la Virginia Tech (SUA) a remarcat în comentariile unui articol din revista Nature că depresiunile microscopice de pe suprafața rocilor Ediacaran ar fi putut fi lăsate doar de organisme în mișcare, și nu de lichenii staționari. Potrivit acestuia, rămășițe similare de organisme multicelulare au fost găsite în alte zăcăminte de la sfârșitul Proterozoicului, a căror origine „marină” este fără îndoială.

(comunități de plante și animale)

Cel mai izbitor eveniment în evoluția formelor vii a fost apariția plantelor și a viețuitoarelor din apă și formarea ulterioară a unei mari varietăți de plante și animale terestre. Din acestea, apar ulterior forme de viață extrem de organizate.

Trecerea la un habitat terestru a necesitat modificări corespunzătoare, deoarece greutatea corporală pe uscat este mai mare decât în ​​apă, iar aerul, spre deosebire de apă, nu conține substanțe nutritive. În plus, aerul uscat transmite lumina și sunetul diferit decât apa.

Cea mai recentă evoluție a eucariotelor a fost asociată cu diviziunea în celule vegetale și animale. O etapă importantă în dezvoltarea vieții și în complexitatea ei a fost apariția cu aproximativ 900 de milioane de ani în urmă reproducere sexuală. Reproducerea sexuală constă în mecanismul de fuziune a ADN-ului a doi indivizi și redistribuirea ulterioară a materialului genetic, în care urmașii sunt asemănători părinților, dar nu identici cu aceștia. Avantajul reproducerii sexuale este că crește semnificativ diversitatea speciilor și accelerează dramatic evoluția, permițând o adaptare mai rapidă și mai eficientă la schimbările de mediu.

Embrionul ar putea rămâne în interiorul semințelor pentru o perioadă destul de lungă până când planta dispersează semințele și se găsesc în condiții favorabile de creștere. Și apoi mugurul umflă învelișul semințelor, germinează și se hrănește cu rezerve până când rădăcinile și frunzele sale încep să susțină și să hrănească planta. Astfel, la toate plantele cu semințe, dependența procesului de reproducere sexuală de prezența unui mediu acvatic dispare.

Tranziția la reproducerea semințelor este asociată cu o serie de avantaje evolutive: Embrionul diploid din semințe este protejat de condiții nefavorabile prin prezența tegumentelor și este asigurat cu hrană, iar semințele au adaptări pentru distribuirea de către animale etc.

Ce se întâmplă în continuare este specializarea polenizare(cu ajutorul insectelor) și distribuirea semințelor și fructelor de către animale, întărirea protecției embrionului de condiții nefavorabile, asigurarea hranei, formarea tegumentelor etc. În perioada Cretacicului Inițial, unele plante și-au îmbunătățit sistemul de protecție a semințelor prin formarea o coajă suplimentară.

Apariția angiospermelor a fost asociată cu îmbunătățirea procesului de fertilizare: cu trecerea la faptul că polenul era transportat nu de vânt, ci de animale (insecte). Acest lucru a necesitat transformări semnificative ale organismului vegetal. Un astfel de organism trebuie să conțină mijloace de semnalizare a animalelor despre sine, atragerea animalelor către el însuși, pentru a transfera apoi polenul către o altă plantă din aceeași specie și, în final, animalul însuși trebuie să primească ceva pentru el însuși (nectar sau polen) .

Întregul complex de probleme a fost rezolvat pe calea apariției unei varietăți uriașe de plante angiosperme (înflorite) frumoase și diverse: florile fiecărei plante ar trebui să difere ca aspect (formă, culoare) de florile altor plante.

Plantele cu flori se caracterizează prin plasticitate evolutivă ridicată și diversitate generată de polenizarea de către insecte. Răspândindu-se treptat, plantele cu flori au cucerit toate continentele și au câștigat lupta pentru pământ. Floarea a jucat un rol major în acest sens, asigurând atracția insectelor polenizatoare. În plus, plantele cu flori au un sistem conducător dezvoltat: fructele și embrionii plantelor cu flori au rezerve alimentare importante, ceea ce asigură dezvoltarea embrionului și a semințelor. În Cenozoic s-au format zone botanice și geologice apropiate de cele moderne. Angiospermele ating dominația. Pădurile sunt cele mai răspândite pe Pământ. Teritoriul Europei era acoperit cu păduri luxuriante: în nord predominau conifere, iar în sud păduri de castani-fag cu sequoia gigantice.

Zonele geografice (peisajele) s-au modificat în funcție de schimbările climatice. Odată cu încălzirea, plantele iubitoare de căldură s-au răspândit spre nord, iar cu răcire - spre sud.

Un pas semnificativ în complicarea ulterioară a organizării ființelor vii a fost apariția, în urmă cu aproximativ 700-800 de milioane de ani, a unor organisme pluricelulare cu un corp diferențiat, țesuturi dezvoltate și organe care îndeplineau funcții specifice. Primele animale multicelulare sunt reprezentate de mai multe tipuri: bureți, celenterate, brahiopode și artropode.

Organismele pluricelulare descind din formele coloniale de flagelate unicelulare. Evoluția organismelor pluricelulare a mers în direcția îmbunătățirii metodelor de mișcare și a unei mai bune coordonări a activității celulare, a îmbunătățirii metodelor de respirație etc.

În Proterozoic și Paleozoic timpuriu, plantele locuiau în principal mările. Printre cele atașate de fund se numără alge verzi și maronii, iar în coloana de apă sunt aurii, roșii și alte alge. Aproape toate tipurile principale de animale existau deja în mările Cambriane, care ulterior s-au specializat și s-au îmbunătățit. Aspectul faunei marine a fost determinat de numeroase crustacee, bureți, corali, echinoderme, diverse moluște, brahiopode și trilobiți. Numeroși corali trăiau în mările calde și puțin adânci, iar cefalopodele, creaturi asemănătoare calmarilor moderni, lungi de câțiva metri, au atins o dezvoltare semnificativă. La sfarsitul ordovicianului au aparut in mare carnivore mari, ajungand la 10-11 m lungime. În Ordovician, în urmă cu aproximativ 500 de milioane de ani, au apărut primele animale cu schelete, vertebrate. Acesta a fost o piatră de hotar semnificativă în istoria vieții pe Pământ.

Primele vertebrate au apărut în corpurile de apă dulce de mică adâncime și abia atunci aceste forme de apă dulce au cucerit mările și oceanele. Primele vertebrate sunt creaturi mici (de aproximativ 10 cm lungime), creaturi asemănătoare peștilor fără fălci, acoperite cu solzi, care au ajutat la protejarea de prădătorii mari (caracatițe, calmari).

Evoluția ulterioară a vertebratelor s-a îndreptat către formarea de pești asemănătoare cu falci, care au înlocuit rapid majoritatea peștilor fără fălci. În Devonian au apărut și peștii pulmonari, care erau adaptați să respire în apă, dar aveau plămâni. După cum știți, rechinii sunt cartilaginoși. Peștii osoși reprezintă cel mai numeros grup de pești, predominând în prezent în mări, oceane, râuri și lacuri. Unii pești de apă dulce (pești plămâni) se pare că au dat naștere mai întâi stegocefalienilor primari, iar apoi vertebratelor terestre. Astfel, în Devonian apar primii amfibieni. În Devonian a apărut un alt grup extrem de progresiv de animale - insectele.

Tabelul 6.1.

Dezvoltarea organismelor vii pe planetă

Continuarea tabelului 6.1.

Formarea insectelor a indicat că în cursul evoluției s-au dezvoltat două moduri diferite de rezolvare a problemelor de întărire a corpului și de îmbunătățire a formelor de reflecție. La vertebrate, rolul cadrului este îndeplinit de scheletul intern, la formele superioare de insecte nevertebrate - de cel extern. În ceea ce privește formele de reflexie, insectele au un sistem nervos extrem de complex, cu centri nervoși uriași și relativ independenți împrăștiați în tot corpul. La vertebrate se remarcă dezvoltarea creierului și predominanța reflexelor condiționate față de cele necondiționate. Diferența dintre aceste două moduri diferite de structurare a celor mai importante sarcini evolutive s-a manifestat pe deplin înainte de trecerea la viața pe uscat. Reptilele care au venit pe uscat s-au dovedit a fi o formă promițătoare. Ei au stăpânit pământul. Unele reptile devin carnivore, altele devin vegetative.

În perioada Cretacicului au apărut dinozauri uriași erbivori (Fig. 6.2). Reptilele marine (ihtiosaurii) s-au dezvoltat deosebit de intens în Jurasic. Cucerirea mediului aerian progresează și ea treptat. Insectele au început să zboare înapoi în Carbonifer și timp de aproximativ 100 de milioane de ani au fost suverane în aer. Și abia în Triasic au apărut primii dinozauri zburători. Reptilele stăpânesc cu succes mediul aerian. Apar insecte mari. Unele șopârle zburătoare aveau o anvergură a aripilor de până la 20 m. La sfârșitul mezozoicului au apărut mamiferele placentare.

Orez. 6.2. Diplodocus a atins 30 m lungime și a fost unul dintre cele mai mari animale care au trăit vreodată pe Pământ.

La sfârșitul mezozoicului, datorită condițiilor de răcire, spațiile ocupate de vegetație bogată s-au redus. Aceasta implică dispariția mai întâi a dinozaurilor erbivori, iar apoi a dinozaurilor prădători care i-au vânat. Pe vreme rece, animalele cu sânge cald – păsări și mamifere – obțin beneficii excepționale. În Paleocen au apărut primele mamifere prădătoare. În același timp, unele specii de mamifere „merg” în mare (cetacee, pinipede). Ordinul primatelor este separat de unele specii de insectivore. În Pliocen, toate familiile moderne de mamifere au fost deja găsite.

În Cenozoic s-au format cele mai importante tendințe care au dus la apariție persoană. Acest lucru se referă apariția unui stil de viață de turmă, care a fost o piatră de temelie spre apariția comunicării sociale. Mai mult, dacă la insecte biosocialitatea a dus la pierderea individualității; apoi la mamifere, dimpotrivă, pentru a sublinia trăsăturile individuale ale individului. În neogen, numeroase specii de maimuțe au apărut în vastele spații deschise ale savanelor din Africa. Unele specii de primate adoptă mersul vertical. Dezvoltarea conștiinței a dus la faptul că au început să-și planifice acțiunile.

Astfel, în lumea biologică, premisele pentru apariția Umanși lumea culturii.

Geologia și geochimia au făcut posibilă determinarea timpului de existență a formelor de tranziție între oameni și acele animale din care au descins oamenii. Arheologia, prin studierea monumentelor materiale ale culturii materiale umane antice, dezvăluie istoria dezvoltării societății umane. Cel mai important lucru care distinge o persoană de un animal este o conștiință foarte dezvoltată, cu ajutorul căreia o persoană a început să-și planifice acțiunile, să producă în mod conștient toate mijloacele necesare de existență și să articuleze vorbirea. Cu toate acestea, în ciuda multor caracteristici comune dintre oameni și maimuțe, niciuna dintre maimuțele vii nu a fost strămoșul oamenilor.