Презентация - Главные события ранней жизни на земле

Главные события ранней жизни на земле
Автор: И.Ю.Комарова, учитель биологии, МБОУ Варнавинская СШ

Колония бактерий. Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине-зелёных водорослей (строматолиты) относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет.
Строматолиты

Эти бактерии окисляют серу. Хемосинтезирующие бактерии получают энергию от различных химических реакций – окисления водорода, серы, железа, аммиака и других веществ.

Первыми фотосинтетиками были сине – зеленые (цианобактерии) и затем одноклеточные зеленые водоросли

Фотосинтез
Это автотрофный тип обмена веществ. ЗНАЧЕНИЕ: Фотосинтетики улавливают энергию солнца, преобразуют её в энергию химических связей органических соединений, которые являются источником пищи для гетеротрофных организмов, т.е. фотосинтез способствовал эволюции гетеротрофов.

Образование молекулярного кислорода, как побочного продукта фотосинтеза, изменило газовый состав биосферы, что способствовало развитию аэробного типа обмена веществ (эволюции аэробов), способствовало появлению озонового экрана, что в дальнейшем создало благоприятные условия для выхода организмов на сушу.

Происхождение эукариотических клеток и их органоидов

Симбиотическое образование эукариотической клетки

Эукариоты имеют диплоидный набор хромосом. Что способствовало появлению полового процесса, сущность которого заключается в обмене копиями генов между разными организмами. Половой процесс привел к увеличению разнообразия живых организмов на границе между архейской и протерозойской эр, и в дальнейшем способствовал эволюции живых организмов.

Амёбы. Слева направо: амёба-протей, дизентерийная амёба, эвглифа, арцелла, панцирная амёба диффлюгия
Саркодовые – большая группа простейших (тысячи видов), объединяющая одноклеточных гетеротрофных протистов, у которых отсутствуют жгутики. Все саркодовые – достаточно примитивные организмы со слабой дифференциацией цитоплазмы и наружной мембраны.

Классификация саркодовых, как и всех остальных протистов, недостаточно ясна. Основные группы саркодовых (иногда выделяемые в типы): корненожки, актиноподы, фораминиферы, радиолярии, солнечники.
Цитоплазма фораминифер заключена в известковую (с вкраплениями песка и других частиц), однокамерную или многокамерную, иногда ветвящуюся раковину. Это морские, как правило, донные организмы. Среди фораминифер чаще всего попадаются экземпляры размерами от 0,1 мм до 1 мм, хотя встречаются и настоящие гиганты – до 20 см. Первые фораминиферы появились ещё в докембрии; в карбоне они достигли расцвета. Раковины фораминифер образовали значительные массы известняка; в каждом кубическом сантиметре породы их до 20 000.

Актиносфериум – один из представителей группы актинопод.
Раковины глобигерин – источник голубого ила.

Наружные скелеты радиолярий Lithoptera muelleri, Spongosphaera streptacantha.
Эти радиолярии симбиотируют с фотосинтезирующими водорослями, придающими этим саркодовым характерную окраску. Скелеты радиолярий образуют ил, переходящий со временем в осадочную породу – радиолярит.

Солнечник Pompholyxophrys. Кремнезёмный наружный скелет имеют и большинство представителей другой, большей частью пресноводной, группы саркодовых – солнечников (Heliozoa). У всех солнечников из шаровидного тела подобна лучам солнца расходятся плотные прямые нитевидные ложноножки.

Эукариоты

Теория гастреи Э.Геккеля
Э.Геккель (1874) Суть теории: Каждая стадия онтогенеза повторяет какую-то стадию, пройденную предками данного вида во время филогенетического развития.

Ранние стадии онтогенеза кораллового полипа (по Э.Геккелю): А – бластула Б – гаструляция В – гаструла (внешний вид) Г – гаструла (продольный разрез). Теория гастреи Э.Геккеля основывается на сформулированном им биогенетическом законе. Он видел предков многоклеточных животных в колониальных простейших, обладавших сферическими колониями с однослойной стенкой, подобными бластуле. Он назвал эту предковую форму бластеей. Затем на переднем полюсе колониии возникло впячивание стеники внутрь. Подобно тому как это происходит при инвагинационной гаструляции в онтогенезе некоторых современных современных многоклеточных. В результате образовался многоклеточный организм – гастрея. Организация гастреи соответствует принципиальному плану строения кишечнополостных (наиболее примитивных многоклетчнх животных).

Гипотеза фагоцителлы И.И.Мечникова
И.И.Мечников(1886) Суть теории: Многоклеточные произошли от колониальных простейших- жгутиковых.

Гаструляция зародыша гидроидного полипа. И.И.Мечников обратил внимание на то , что у примитивных кишечнополостных гаструляция происходит не путем инвагинации (впячивания), что характерно для более высокоорганизованных групп, а посредством миграции некоторых клеток из однослойной стенки тела внутрь. Там они образуют рыхлое скопление, организующееся в виде стенок гастральной полости, которая прорывается наружу ротовым отверстием.

Трихоплакс

Трихоплакс

Пластинчатые (Placozoa) — самые примитивные современные многоклеточные. По-видимому, они являются потомками реликтовой фауны первых многоклеточных животных Земли. Согласно теории Мечникова неразошедшиеся в результате деления клетки жгутиконосцев не могли одновременно выполнять функции и движения, и питания и поэтому образовали два слоя. Веским аргументом в пользу такой теории является сходство этого гипотетического животного – фагоцителлы – с личинками кишечнополостных. Сейчас пластинчатые обычно выделяются в отдельное подцарство фагоцителлообразных.

Современные животные этого типа включают в себя два вида из рода трихоплакс. Они обитают в Средиземном и Красном морях, у берегов Англии и Франции, в прибрежных водах Японии. Часто встречаются в морских аквариумах и хорошо разводятся в неволе. Это настоящие многоклеточные животное длиной до 3–4 мм. Листовидное тело состоит из нескольких тысяч клеток, образующих два слоя, между которыми находятся амёбовидные клетки. Если трихоплакса разделить на отдельные клетки, то они поползут одна к другой и соединятся вместе, восстанавливая единый организм. У пластинчатых ещё нет зародышевых листков, а также не образуется никаких органов. Нет даже переднего и заднего концов тела, из-за чего трихоплакс перемещается неупорядоченно, то одним концом вперёд, то другим. Найдя пищу, трихоплакс накрывает её своим телом, выделяет пищеварительные ферменты, а затем поглощает то, что от неё осталось. Другим способом питания пластинчатых является фагоцитоз.

В связи с этим И.И.Мечников модифицировал теорию Э.Геккеля: сфероидная колония простейших (жгутиконосцев) клетки ее однослойной стенки, фагоцитировавшие пищу, мигрировали внутрь для ее переваривания, образовали особое внутреннее скопление. Эта стадия эволюции многоклеточных была названа Мечниковым фагоцителлой (или паранхимеллой). Паренхимулы – личинки некоторых современных кишечнополостных и губок. Теория И.И.мечникова, как и теория Э.Геккеля, принимает происхождение многоклеточных от колониальных простейших и рассматривает в качестве наиболее примитивных многоклеточных животных типы кишечнополостных и губок.
Колониальные жгутиконосцы – вольвокс.

Вольвокс

ВЫВОД
Появление клеточных форм ознаменовало начало биологической эволюции, начальные этапы которой характеризовались появлением эукариотических организмов, полового процесса и возникновением первых многоклеточных организмов.