L_19 (Д.Г. Замолодчиков «Экология» - 3 курс)

.Лекция 19.Тема 10. Эволюция биосферыЭкологияЗаведующий кафедрой общей экологииДмитрий Геннадьевич Замолодчиковdzamolod@mail.ruhttp://ecology.genebee.msu.ru/4_UCHEB/kursy.htm#Д.Г. Замолодчиков4.5 млрд. лет назад - образование ЗемлиНебулярная гипотеза – образование звезды ипланетных систем из облаков молекулярного водорода,содержащих также включения других элементов.Протопланетарный диск в туманности Ориона.За первые 10 млн. лет произошла гравитационнаядифференциация ЗемлиРазделение внутренних слоёв Земли на мантию иметаллическое ядроВыделение газов из коры и вулканическая активность привелик образованию первичной атмосферыКонденсация водяного пара привела к образованию океановЗемная атмосфера тогда состояла из лёгких элементов:водорода и гелия, но содержала значительно большеуглекислого газаСовременная структура недр Земли4.5-4.0 млрд. лет назад – катархей.Период химической эволюцииЭксперимент Стэнли Миллера (1953): образование органических молекул(аминокислоты, сахара, липиды) из неорганических веществ (CH4, NH3, H2, CO)Стэнли Ллойд Миллер(1930-2007)4.0-2.5 млрд.

лет назад – архей.3.46 млрд. лет назад – самый ранний известный живойорганизмТрубчатые окаменелости, сходные соболочками современных бактерийОтложения песчаника вВосточной Австралии2.8 млрд. лет назад – появление кислородногофотосинтеза (цианобактерии)Окаменелый строматолит – ископаемыйостаток цианобактериального матаСовременные строматолиты (ЗападнаяАвстралия)Содержание кислорода в атмосфере Земли4.52.51.9Миллиарды лет0.90.52.4 млрд. лет назад – кислородная катастрофаВымирание либо катастрофическое сокращениечисленности анаэробных организмов (первичнойбиосферы) Изменение характера образования осадочных пород(окисленные породы) Изменение состава атмосферы, сокращениеконцентрации метана (CH4) Похолодание климата, первое оледенение2.4-2.1 млрд.

лет назад – гуронское оледенениеСтратиграфия осадочных отложений в районе озера ГуронЗемля – снежный шарик в течение 300 млн. летВыход из состояния снежного шарика: постепенное выделение CO2 мантией2.0 млрд. лет назад – появление эукариотовГипотезасимбиогенезаСодержание кислорода в атмосфере Земли4.52.51.9Миллиарды лет0.90.51.85 млрд. лет назад – появление многоклеточных водорослей(Grypania spiralis)1.5 млрд.

лет назад – появление многоклеточных животных(Horodiskia)840-740 млн. лет назад –хайнаньская фауна червеобразных650 млн. лет назад – вендский фитопланктонный кризис.Вероятная причина – эволюция зоопланктона630-540 млн. лет назад – эдиакарская фаунаСодержание кислорода в атмосфере Земли4.52.51.9Миллиарды лет0.90.5540 млн. лет назад (начало фаенерозоя) – кембрийскийвзрыв и скелетная революцияПоявление хордовых, моллюсков, членистоногих,иглокожих Формирование экзоскелета в связи с развитиемотношений хищник-жертаТрилобитМареллаХиолит«Большая пятерка» вымираний фанерозоя (количествовымерших родов морской фауны за интервал времени)Пм-ТрТр-ЮрO-CДевМел-Пал440-450 млн. лет назад - ордовикско-силурийскоевымираниеПогибло 60% видов морских беспозовночных,особенно пострадали брахиоподы, мшанки, кораллы,двустворчатые моллюски. Наиболее вероятная причина – смена термоэрыкриоэрой, развитие оледененияСодержание кислорода в атмосфере Земли4.52.51.9Миллиарды лет0.90.5При 10% кислорода начинает формироваться озоновыйслой400 млн.

лет назад –массовый выход жизни на сушуИхтиостегаПсилофит первичныйРанняя эволюция наземных растений359-374 млн. лет назад - девонское вымираниеПогибло 50% морских видов, в первую очередькораллы, аммониты, трилобиты. Не затронуло наземные и пресноводные виды. Вероятная причина – развитие наземной биотыстимулировало эрозию, что привело к эвтрофикацииокеана, гипоксии и массовой гибели морскихорганизмов.360-300 млн. лет назад – каменноугольный период.Сильный дисбаланс в цикле углерода (углеобразование)Содержание кислорода в атмосфере Земли4.52.51.9Миллиарды лет0.90.5250 млн. лет назад – пермско-триасовое вымираниеВымерло 96% морских видов и 70% наземных видовВероятные причины.1.

Усиление вулканической деятельности в Сибири(излияние трапов, выброс хлороводорода)2. Изменения состава атмосферы и климата3. Столкновение Земли с астероидом4. Метановая катастрофа (метангидратное ружье)Эволюционное древо рептилий250-200 млн. лет назад – доминирование архозавров200 млн. лет назад – триасово-юрское вымирание1.2.3.4.Вымерли архозавры и многие земноводные.Причины не вполне понятны:Изменения климата.Падение астероида.Извержения вулканов.Метангидратное ружье.200-66 млн.

лет назад – доминирование динозавров65 млн. лет назад - мел-палеогеновое вымираниеВсего погибло 16 % семейств морских животных (47 %родов морских животных) и 18 % семейств сухопутныхпозвоночных.В числе известных групп: динозавры, птерозавры,аммониты, белемниты.АммонитБелемнитВероятные причины мел-палеогенового вымиранияИзменение климата (смена термоэры криоэрой) Падение астероида, столкновение с кометой Вулканическая активность (излияние деканскихтраппов) Эволюция млекопитающих (появление форм,способных потреблять яйца динозавров).Конвективные ячейки криоэр (а) и термоэр (б)Расположение материков в мезозое (а) исовременности (б)66-0 млн.

лет – кайнозойская эра.На суше доминирование покрытосеменных растений, насекомых,птиц и млекопитающихХарактерная черта эры – смена оледенений и межледниковийЦиклы Миланковича –причина смены оледенений и межледниковийT — изменения наклона (наклонения) оси Земли; E — изменения эксцентриситетаорбиты (степени ее отклонения от круга, эксцентриситет круговой орбиты равеннулю); P — прецессия, то есть круговое изменение направления оси вращенияпланетыДинамика инсоляции, температуры, CO2 и пыли в кернахледников АнтарктидыРастительный покров Европы20 000 лет назадРастительный покров Европы13 000 лет назадРастительный покров Европы12 000 лет назадРастительный покров Европы11 000 лет назадРастительный покров Европы8 000 лет назадРастительный покров Европы5 000 лет назад.