Približne pred 286 miliónmi rokov po teplom a vlhkom období karbónu nasledoval perm. Trvalo to 41 miliónov rokov. Počas tejto doby sa klíma na Zemi zmenila a v mnohých oblastiach (Austrália, Severná Ázia) sa ochladilo. Severná Amerika A západná Európa premenili na suché a horúce miesta. Podmienky sa menili, rastliny a živočíchy sa vyvíjali, prispôsobovali sa prostrediu. V permskom období sa objavilo veľa nových druhov plazov. Rýchlo sa rozvíjali.
LEBKY A Kosti
V období permu možno sledovať vývoj mnohých nových plazov. A ako viete, do ktorej skupiny zvierat patria nájdené kosti? Jedným z hlavných ukazovateľov je lebka. Lebky pravekých a moderných plazov možno rozdeliť do štyroch hlavných skupín. Tieto skupiny sa navzájom líšia prítomnosťou alebo absenciou určitých priehlbín alebo otvorov v lebke, nazývaných apsae. Sú umiestnené za očnou jamkou.
Prvou skupinou sú anapsidy. Ich lebky nemajú za očami priehlbiny. Ide o úplne prvé plazy vrátane Hylonomus, súčasných morských a suchozemských korytnačiek. Do tejto skupiny patria ryby a obojživelníky.
Druhou skupinou sú synapsidy. Na oboch stranách lebky majú otvor umiestnený veľmi nízko. Takéto lebky sú u plazov, ktoré vyzerajú ako cicavce, a potom u pravých cicavcov.
Treťou skupinou sú diapsidy. Na každej strane lebky majú dva otvory, hore a dole. Takto vyzerajú lebky veľkej väčšiny vyhynutých a žijúcich plazov vrátane dinosaurov, lietajúcich pterosaurov, súčasných jašterov, hadov, krokodílov a vtákov.
Štvrtou skupinou sú euryapsidy alebo parapsidy. Ich lebky majú na každej strane jeden otvor, veľmi vysoký. Do tejto skupiny patrili niektoré plazy z doby dinosaurov.
PLAZY S HREBEŇAMI
Veľmi zaujímavou odrodou plazov permského obdobia sú pelykosaury. Nazývajú sa aj plazy s hrebeňom, pretože na chrbte boli pokryté kožou.
hroty ako plachty.
Jedným z najväčších a najzúrivejších pelykosaurov bol Dimetrodon. Existuje veľa jeho fosílnych pozostatkov. Bol to prvý veľký mäsožravý tvor s dĺžkou viac ako 3 metre. Dimetrodon žil asi pred 260 miliónmi rokov na území modernej Ameriky. Edaphosaurus mal podobný tvar a veľkosť ako Dimetrodon, ale bol bylinožravý.
Prečo majú pelykosaury na chrbte také úžasné plachty? Vedci sa domnievajú, že pomocou týchto membrán zviera podporilo konštantná teplota telo.
Väčšina plazov je chladnokrvná. V chladnej noci sa obrovský Pelycosaurus Dimetrodon veľmi ochladil a nemohol sa rýchlo pohybovať. Ráno vystavil membránu slnečným lúčom, tá sa rýchlo zahriala a zohriala celé telo. Potom sa Dimetrodon mohol vydať na lov zvierat, ktoré boli po chladnej noci stále nemotorné. Počas dňa, keď slnko nemilosrdne pražilo, stál Dimetrodon v tieni a narovnával membránu, aby vydávala teplo a jeho telo sa neprehrievalo. Mnoho dinosaurov malo rovnaké membrány.
A predsa, táto hypotéza o udržiavaní telesnej teploty pomocou membrány nevysvetľuje, prečo to ostatné pelykosaury dobre zvládali a prežili aj bez nej.
ZMENA ZEME
Odkedy Zem vznikla, neustále sa mení. Postupom času obrovské pevniny zmenili svoju polohu na glóbus. Tento jav sa nazýva kontinentálny drift a pokračuje dodnes.
To všetko sa deje vďaka tomu, že vonkajšia skalnatá škrupina Zeme – jej kôra – sa neskladá z jedného kusu. Skladá sa z niekoľkých obrovských kusov nazývaných tektonické platne. Zapadajú do seba ako puzzle guľa. Ich hrúbka je od 10 do 60 km. Obrovské teplo a tlak vo vnútri Zeme spôsobujú, že sa tieto dosky pohybujú. Plávajú okolo seba, nachádzajú sa, zrážajú sa.
Na styku dosiek spôsobuje trenie chvenie zemskej kôry a zemetrasenia. Zrážka dosiek rozdrví ich okraje a vytvorí horské pásma. Na tenkých miestach vyráža cez prieduchy sopiek rozžeravená láva z hlbín Zeme.
Roztavená hornina vyteká cez trhliny na dne oceánu. Ochladzuje sa a mrzne, vytvárajú sa tektonické platne, ktoré sa od seba vzďaľujú a oceán sa zväčšuje.
SUPERKONTINENT
V priebehu histórie sa rozchádzali nielen tektonické platne: hladiny morí klesali a stúpali. Brehy zmenili tvar a posunuli sa. To znamená, že v praveku sa svet neustále menil.
Postavenie pevninských más na mape vtedajšieho sveta sa výrazne líšilo od toho moderného. Kontinentálne unášanie, zemetrasenia, sopky a vznik pohorí výrazne ovplyvnili klímu Zeme. A klíma zasa ovplyvnila vývoj rastlín a živočíchov.
V ranom permskom období sa všetky pevniny spojili a vytvorili jeden superkontinent – Pangeu. V srdci kontinentu Pangea bolo podnebie suché a horúce.
Sútok kontinentov znamenal, že rastliny a živočíchy sa mohli šíriť po celej súši, pretože pre nich neexistovali žiadne prekážky v podobe oceánov a morí. Ale na niektorých miestach sa takéto bariéry stali aktívne sopky a hory. To ovplyvnilo vývoj života na Zemi.
Obojživelníky permského obdobia
V období permu sa rýchlo rozvíjali nielen plazy. Červy, hmyz, ryby a obojživelníky s nimi držali krok, menili sa a boli čoraz zložitejšie. Rastliny sa správali rovnako: v oceáne sa objavili riasy, vodné rastliny, machy, paprade a podobné rastliny obývali zem v jazerách.
Okrem plazov boli jedinými veľkými zvieratami na zemi obojživelníky. Zväčšili sa a lepšie sa prispôsobili lovu iných zvierat. Takým bol Eriops, mohutné, široké a podsadité zviera dlhé asi 160 cm, ktorého fosílne pozostatky (z obdobia raného permu, ktoré bolo pred 270 – 260 miliónmi rokov) našli v americkom Texase.
Eriops patril do skupiny labyrintodontných obojživelníkov. Toto je hlavný druh prehistorických obojživelníkov. Nazývajú sa tak, pretože ich zuby majú kľukatú štruktúru podobnú labyrintu.
V ZÁPADE
Eryops pripomína súčasného krokodíla, hoci jeho labky sú slabšie a menšie. Plával na hladine vody alebo ležal v bahne na dne jazera, ako to robí krokodíl. Obeť sa oplatilo zízať, keď sa Eryops vzniesol, vyvrhol oblaky bahna a schmatol svoju korisť.
V blízkosti jeho pozostatkov sa našli skamenené trus Eryops – koprolity. Vedci v nej našli pozostatky pravekých rýb, napríklad žralokov z permského obdobia – orakanta. Zdá sa, že eriops jedol ryby. Dokonca mohol vyjsť na pevninu a nemotorne po nej chodiť. Svoje obete nedokázal dobehnúť, ale bol celkom schopný zaútočiť zo zálohy.
NARASTE NÁM VEĽKÁ HLAVA!
Ichthyostega tiež patril do skupiny labyrintodontov, podobne ako ďalší zvláštny obojživelník z obdobia permu - diplocaulus. Jeho pozostatky sa našli aj v Texase. Ploché teleso dlhé asi 1 m bolo vybavené o dlhý chvost a malé končatiny. Najzvláštnejšia vec na diplocaulus je hlava.
Keď vedci objavili jeho pozostatky, usúdili, že ide o kosti niekoľkých rôznych zvierat naraz. Vzhľadom na to boli pomenované inak. Podivné stvorenia sa tvarom tela podobali, ale veľké jedince mali na oboch stranách hlavy obrovské široké kostené pláty, takže hlava zhora vyzerala ako hrot šípu. U malých tvorov boli výrastky na bokoch oveľa menšie a hlavy mali guľatejšie.
ZÁhada VYRIEŠENÁ
Keď sa našli a naskladali ďalšie a ďalšie pozostatky, bolo jasné, že všetky patrili diplocaulusovi. Malí jedinci s malými hlavami sú mláďatá a veľkohlavé sú dospelí. Ako rástol, hlava diplocaulus rástla neúmerne rýchlo, najmä kostné bočné výrastky.
Tieto „rohy“ by mohli hrať rovnakú úlohu ako bočné krídla ponoriek, pomáhali udržiavať vodorovnú polohu tela pri plávaní. Niektorí vedci sa domnievajú, že výrastky hrali úlohu lopaty, keď sa diplocaulus zahrabal do bahna pri hľadaní potravy.
Kým permské obdobie pokračovalo, klíma na súši sa stávala čoraz rozmanitejšou. Niekde bolo ešte celý rok teplo a vlhko, inde nastúpili horúce letá a studené zimy (takmer bez zrážok). Obojživelníky, plazy a iné tvory, ktoré sa odvážili obývať Zem, si museli vybrať: prispôsobiť sa alebo vyhynúť.
Mnohé fosílie z permského obdobia sa nazývajú Clefork Formation, podľa oblasti Clefork v Texase, USA. Ide o nezvyčajné fosílie, pretože ide o pozostatky živočíchov, ktoré nežili vo vode a nie v bažinatých nížinách. Tieto stvorenia žili na suchých horských miestach. Medzi takéto zvieratá patria obojživelné kakopy a plazy casea a varanops. Oba plazy sú pelykosaury, príbuzní Dimetrodona.
Všetky tri tvory mali dlhé, krokodílom podobné telo a chvost. Veľkosťou boli menejcenní ako ich príbuzní z močiarov a nížin, no ich končatiny boli silnejšie. Mohli dokonca zdvihnúť svoje telá zo zeme a skutočne chodiť, na rozdiel od Eryopsa.
PRISPÔSOBTE SA, AKO MÔŽETE
Tvory ako capops, casea a varanops ukazujú, ako sa zvieratá vyvíjali a šírili po zemi, dokonca aj na suchých a nehostinných miestach. Ako obojživelník potrebovali kakopy na kladenie vajec jazerá alebo močiare. Ale kaluže a močiare sa tvorili iba počas obdobia dažďov a potom vyschli. Potomok sa musel stihnúť vyliahnuť a vyrásť. V ostatnom čase sa kapúny naučili zaobísť sa bez vody, dolu do potoka sa zišiel len opiť.
Niektoré obojživelníky ešte aj dnes dobre žijú v suchých púšťach a savanách. Medzi tieto tvory patrí ropucha Nutterjack a ropucha spadefoot. Ich koža je suchá a tvrdá ako brúsny papier. Vôbec sa nepodobá na jemnú, vlhkú pokožku obojživelníkov, ktoré trávia väčšinu času vo vode. Zvyšky capopov umožnili zistiť, že aj on mal pevnú kožu natiahnutú cez kostené ochranné výbežky.
CHOĎTE K Cicavcom!
V permskom období sa objavilo veľa nových druhov plazov. Jeden z druhov dal vzniknúť dinosaurom a vtákom. Ako sa vyvíjal ďalší druh plazov, menili sa kosti lebky a uší, mali teplokrvné telá. Boli pokryté kožušinou, zvieratá začali kŕmiť mláďatá mliekom. Boli to plazy podobné cicavcom.
Takými boli pelykosaury, napríklad Dimetrodon. Postupne vymreli v strednom perme, asi pred 260 miliónmi rokov. Objavili sa nové, pokročilejšie druhy plazov – terapeuti. Ich pozostatky sa často nachádzajú v horninách stredného a neskorého permského obdobia, najmä v Južnej Afrike a Rusku. Niektorí z terapeutov sa zmenili natoľko, že je ťažké povedať, kedy prestali byť plazmi a stali sa cicavcami.
PLAZY S PRILBAMI
Jedna z podskupín terapeutov je známa ako dinocephali, teda „strašná hlava“. Boli tak pomenovaní kvôli ich hrubým lebečným kostiam. Niektorí z nich boli bylinožravci, iní boli mäsožravci.
Moscops je vysoký bylinožravý plaz s obrovskými, silnými zadnými nohami. Kosti lebky moskopov sú také hrubé, že jeho mozog bol chránený akoby silnou prilbou. Možno si tieto zvieratá lámali hlavy tak, ako to dnes robia barany a kozy. Všetko sa robí v spore o prvenstvo v stáde, o právo páriť sa so samicami a zanechať potomstvo. Moskopi určite žili v stádach a tiež bojovali, aby zistili, kto sa stane vodcom.
Ďalším dinocefalom tej doby je estemmenosuchus. Jeho pozostatky sú tak dobre zachované, že môžete rozlíšiť všetky detaily konštrukcie. Koža tohto tvora stratila typické šupiny plazov a získala tenké žľazy, ktoré u cicavcov produkujú pot a pachy. Koža estemmenosuchusa však nemá vlasovú líniu charakteristickú pre cicavce.
LOVCI TERAPIDOV
Terapsidné plazy, vzhľadovo podobné cicavcom, tvoria jeden z druhov - teriodonty. Zo všetkého najviac pripomínali moderné cicavce. Boli mäsožravé a niektoré sa od cicavcov líšili len v nepatrných detailoch. Žili pred 250-200 miliónmi rokov a potom vymreli, keď dinosaury ovládli celú krajinu a stali sa najväčšími predátormi.
Gorgonopsidy sú tiež teriodonty. Sú to veľké mäsožravé plazy podobné ich predchodcom pelikodontom, Dimetrodonovi. Gorgonopsid, ktorý žil v Rusku v období stredného permu, je eotitanosuchus. Jeho dĺžka je 2,5 metra, ústa má posiate obrovskými ostrými zubami, podobnými zakriveným šabliam. Eotitansuchus mohol zabiť dinocefala a získať dostatok potravy pre seba na niekoľko týždňov.
GLOBÁLNE OTEPĽOVANIE A HROMADNÉ VYHYNENIE
Skamenelé rastliny a živočíchy zachované z obdobia Permu ukazujú, ako sa v tých časoch menila klíma Zeme. Keď sa superkontinent Pangea posunul na sever, na celom svete sa objavili rôzne klimatické zóny. V chladnejších a suchších oblastiach, nová skupina rastliny sú ihličnany. Nahradili obrovské prasličky a stromové paprade. Ihličnaté stromy- borovice a smreky - lepšie prežili v chladnom a suchom podnebí.
Na konci permského obdobia sa svet opäť zmenil. Pohoria sa zdvihli a pohyb kontinentov spôsobil, že životom naplnené obrovské plytké moria vyschli. Podnebie sa stalo teplým a suchým. Ak vezmeme do úvahy tieto zmeny z hľadiska obrovskej histórie Zeme, nastali veľmi rýchlo a mali veľký vplyv na svet zvierat.
VEĽKÁ SMRŤ ŽIVOTA
Permské obdobie bolo svedkom najmasovejšieho vymierania, aké sa kedy na Zemi stalo. Masové úhyny dinosaurov ku koncu kriedového obdobia (pred 65 miliónmi rokov) sú najznámejším prípadom vyhynutia, no v permskom období vymreli aj iné formy života. Zmizli celé triedy rastlín a živočíchov.
Vymrela viac ako polovica obyvateľov morí, vrátane trilobitov, obrovských morských škorpiónov a živočíchov s počiatkami pľúc, z ktorých sa potom vyvinuli obojživelníky.
Utrpela aj suchozemská fauna. Zmizlo veľa obojživelníkov a rôznych plazov, napríklad pásavca pareiasaur. V rovnakom čase vyhynuli takmer všetky terapsidné plazy, vrátane gorgonopsidov a dinocefalov.
Permské obdobie skončilo približne pred 245 miliónmi rokov. Jeho pokles znamenal koniec prvej veľkej éry života na Zemi. Bola to paleozoická éra alebo „éra starovekého života“. Ďalšou bola éra druhohôr, teda „stredný život“. Otvorilo ju obdobie triasu, v ktorom sa objavili prvé dinosaury.
2333
Aby sme uľahčili hľadanie mimozemského života, pokračujme v našom prehľade života na našej planéte. Povedzme si, ako vznikol a ako prebiehal jeho ďalší vývoj až po objavenie sa tej kolosálnej rozmanitosti druhov, ktoré práve pozorujeme. Všetky moderné živé organizmy, ako je znázornené na obr. 2.13 a v mierne upravenej podobe na obr. 3.1, pochádzajúce z posledný spoločný predok. Aký bol náš posledný spoločný predok? Vedci si ešte nie sú istí všetkými detailmi, ale určite išlo o pomerne primitívnu prokaryotickú bunku, v ktorej bola genetická informácia obsiahnutá v DNA a celú škálu rôznych funkcií, ako dnes, vykonávali proteíny. Tak to bolo proteínový život zahŕňajúce DNA a RNA. Živý organizmus takejto zložitej organizácie by nemohol vzniknúť priamo z neživej hmoty, a teda dokonca pred adventom náš posledný spoločný predok musel prejsť významným vývojom.
To sa odráža na obr. 3.1, kde je strom života predĺžený späť do minulosti až po vznik samotného života. Bočné vetvy, ktoré predchádzali nášmu spoločnému predkovi a nakoniec odumierali, ukazujú formy života, ktoré sa od neho radikálne líšia. Zánik týchto pobočiek znamená ich zánik. Po takýchto živých organizmoch nemáme žiadne stopy, je však pravdepodobné, že by mohli existovať.
Mnoho potomkov posledného spoločného predka tiež vymrelo, čo opäť ukazuje obmedzená dĺžka konárov stromu na obr. 3.1. V rámci vetiev, ktoré zostúpili do našej doby, sú aj zmiznuté úseky. Ide o staršie druhy, z ktorých vzišli moderné formy. Vo všeobecnosti drvivá väčšina druhov živých organizmov zmizla z povrchu Zeme. Práve túto časť histórie života na našej planéte – vývoj života od posledného spoločného predka až po súčasnosť – si rozoberieme ako prvú. A potom sa vrátime k spoločnému predkovi a vrátime sa späť v čase, smerom k skutočnému okamihu generácie.
3.1. evolučný proces
Názor, že všetky rozmanité formy života, ktoré existujú na Zemi, sa vyvinuli z jedného spoločného predka, má dlhú históriu a je podporený paleontologickými dôkazmi. Je to ťažšie s mechanizmus prostredníctvom ktorej prebieha evolúcia. Tento mechanizmus je prirodzený výber. Myšlienku prirodzeného výberu, na svoju dobu celkom revolučnú, predložili dvaja ľudia. Waleský prírodovedec Alfred Russel Wallace zozbieral v teréne množstvo údajov. V roku 1858 poslal svoj článok o evolúcii anglickému prírodovedcovi Charlesovi Robertovi Darwinovi. Wallace v ňom v podstate opísal Darwinovu nepublikovanú teóriu evolúcie prirodzeným výberom, ktorá bola tiež založená na obrovskom množstve pozorovacích dôkazov. Výsledkom bolo, že články napísané Wallaceom a Darwinom boli prečítané v júli toho istého roku na stretnutí Linnean Society v Londýne. A už v roku 1859 Darwin publikoval svoju prácu „O pôvode druhov prostredníctvom prirodzeného výberu“ a táto myšlienka sa stala známou vo svete.
K evolúcii prirodzeným výberom dochádza v dôsledku náhodných odchýlok, ktoré sa vyskytujú medzi rodičmi a ich potomkami. Mnohé z týchto zmien nemajú žiadne konkrétne dôsledky, zatiaľ čo iné so sebou prinášajú nejaké poškodenie vedúce k skráteniu dĺžky života, neplodnosti alebo inému biologickému defektu. Niektoré odchýlky (mutácie) môžu byť pre organizmus prospešné. Predpokladajme, že u jedného z potomkov sa vyvinie nejaký druh mutácie, vďaka ktorému môže produkovať viac potomkov, ako je priemer. Niektorí z týchto potomkov alebo dokonca všetci zdedia túto odchýlku, čo znamená, že každé z nich bude mať aj viac potomkov. Takže táto zmena je v populácii zafixovaná. Preto evolúcia prirodzeným výberom postupuje cez sériu malých krokov v dôsledku nejakého druhu aberácie, ktorej výsledkom je viac potomkov. Z jedného spoločného predka sa tak môže vyvinúť obrovské množstvo druhov. Príkladom prirodzeného výberu je zmena farby nočného motýľa, ktorý sa živí dravcom, povedzme vtákom. Ak mutácia znamená zmenu farby, ktorá poskytuje lepšiu kamufláž, potom bude variácia pravdepodobne evolučne fixovaná.
Pôsobenie prirodzeného výberu možno sledovať počas niekoľkých generácií; vo výhľade z krátke obdobie prehrávanie to možno vykonať v rámci ľudský život. Ide o organizmy v kategóriách Baktérie a Archaea, ktorých doba rozmnožovania je hodiny alebo dni. Po dlhšie časové obdobia možno vyvodiť teoretické závery o mechanizme evolúcie, hoci dôkazy o tom, že evolúcia prebehla, sú zaznamenané vo fosílnych záznamoch. Možno si napríklad predstaviť, ako sa po mnohých generáciách, kúsok po kúsku, v dôsledku prirodzeného výberu, vytvorilo oko z miesta citlivého na svetlo na koži.
Na objavenie prirodzeného výberu nebolo potrebné presne vedieť, ako odchýlky u potomstva vznikajú. Teraz vieme, že sa to deje rôznymi spôsobmi, ako je uvedené v oddiele 2.4.4. Patria sem mutácie v DNA spôsobené rôzne dôvody, ako aj zmeny DNA počas sexuálneho rozmnožovania.
Niekto by si mohol myslieť, že evolúcia vždy vedie k nárastu počtu druhov. Nie je to však tak: niektoré druhy sa objavujú, iné miznú. Odhaduje sa, že počas histórie Zeme vymrelo asi 99 % druhov živých organizmov a už sa nikdy neobjavia. Všimnite si, že vyhynutie je koniec tejto línie a dodnes neprežil ani jeden zástupca tohto druhu. Jedným z dôvodov vyhynutia je výskyt iného druhu lepšie prispôsobeného ekologickej nike ako existujúci pohľad, ktoré preto začnú pociťovať nedostatok potravy alebo sa zničia iným spôsobom. Ďalším dôvodom sú meniace sa podmienky životné prostredie(Napríklad, globálne otepľovanie). V tomto prípade druh ako celok nemôže pokračovať vo svojej existencii v nových podmienkach, ani migrovať tam, kde je podnebie stále blízke podnebiu, na ktoré je dobre adaptovaný. Ďalším, menej katastrofickým dôvodom môže byť evolúcia druhu s jeho prechodom do iných foriem, keď tá pôvodná zanikne.
Spolu s relatívne stabilnou mierou vymierania došlo v histórii Zeme k niekoľkým epizódam, keď za menej ako milión rokov veľký podiel všetky druhy. Tieto prípady sú tzv masové vymierania. V každom z nich sa vytvoril „ekologický priestor“, ktorý by mohli osídľovať nové druhy, a preto je každé hromadné vymieranie charakterizované nielen kolosálnym úbytkom druhov, ale aj vznikom obrovského množstva nových druhov. Na opis takýchto udalostí existuje výraz „bodkovaná evolúcia“. Hoci sa evolúcia s každým hromadným vymieraním zastavila, počas väčšiny histórie Zeme sa rozmanitosť a komplexnosť foriem života ako celku zvýšila. Pravdepodobne to však nebolo nič iné ako dôsledok relatívnej jednoduchosti biosféry v čase posledného spoločného predka a už vôbec nie prejav nejakého princípu „pokroku“ v evolúcii.
Evolúcia - bodkovaná alebo iná - prebieha od čias nášho posledného spoločného predka a určuje štruktúru stromu života. Ale akej dobe možno pripísať všetky tieto významné udalosti? Potrebujeme mať nejakú časovú os na opis biologickej histórie Zeme a povieme si o nej v ďalšej časti.
3.2. Život na Zemi od posledného spoločného predka
3.2.1. Hlavné udalosti a ich načasovanie
Na obr. 3.2 ukazuje časovú os pre život na Zemi, kde je vek udalostí
stanovená izotopovou metódou, o ktorej budeme uvažovať v odd. 3.2.4. Začiatok časovej osi sa zhoduje so vznikom Zeme pred 4,6 miliardami rokov, kedy vzniklo aj Slnko a ďalšie telesá slnečná sústava(Sekcia 1.2). Pripomeňme, že terestrické planéty vrátane Zeme boli vystavené intenzívnemu bombardovaniu kamennými a ľadovými planetesimálami prichádzajúcimi z vesmíru, ktoré znetvorili celý povrch našej planéty (obr. 3.3). Bombardovanie pokračovalo až do doby asi pred 3,9 miliardami rokov, potom začalo pomerne rýchlo slabnúť, zrejme v dôsledku poklesu počtu planetezimál. Je pravdepodobné, že vo svojej poslednej fáze bolo bombardovanie dostatočne silné, že aj keby nejaké formy života vznikli v nejakej skoršej ére slabšieho bombardovania, len ťažko by prežili. Živé organizmy by sa však mohli objaviť krátko potom pred 3,9 miliardami rokov. Máme priamy dôkaz o existencii života v tej dobe?
V súčasnosti a zrejme ani v budúcnosti veda nebude vedieť odpovedať na otázku, ako vyzeral úplne prvý organizmus, ktorý sa objavil na Zemi – predok, z ktorého pochádzajú tri hlavné vetvy stromu života. Jednou z vetiev sú eukaryoty, ktorých bunky majú vytvorené jadro obsahujúce genetický materiál a špecializované organely: mitochondrie, ktoré produkujú energiu, vakuoly atď. Medzi eukaryotické organizmy patria riasy, huby, rastliny, zvieratá a ľudia.
Druhou vetvou sú baktérie – prokaryotické (predjadrové) jednobunkové organizmy, ktoré nemajú výrazné jadro a organely. A napokon treťou vetvou sú jednobunkové organizmy nazývané archaea alebo archebaktérie, ktorých bunky majú rovnakú štruktúru ako bunky prokaryotov, ale úplne inú chemickú štruktúru lipidov.
Mnohé archebaktérie sú schopné prežiť v extrémne nepriaznivých podmienkach prostredia. Niektoré z nich sú teplomilné a žijú len v horúcich prameňoch s teplotou 90°C a ešte vyššou, kde by iné organizmy jednoducho uhynuli. Tieto jednobunkové organizmy, ktoré sa v takýchto podmienkach cítia skvele, konzumujú železo a látky obsahujúce síru, ako aj množstvo chemických zlúčenín, ktoré sú toxické pre iné formy života. Podľa vedcov sú nájdené teplomilné archebaktérie mimoriadne primitívne organizmy a z evolučného hľadiska sú blízkymi príbuznými najstarších foriem života na Zemi. Je zaujímavé, že moderní predstavitelia všetkých troch odvetví života, najviac podobní svojim predkom, stále žijú na miestach s vysokými teplotami. Na základe toho sa niektorí vedci prikláňajú k názoru, že s najväčšou pravdepodobnosťou život vznikol asi pred 4 miliardami rokov na dne oceánu v blízkosti horúcich prameňov, ktoré chrlili potoky bohaté na kovy a vysokoenergetické látky. Vzájomnou interakciou a interakciou s vodou vtedy sterilného oceánu, vstupom do širokej škály chemických reakcií, tieto zlúčeniny viedli k vzniku zásadne nových molekúl. Takže desiatky miliónov rokov sa v tejto „chemickej kuchyni“ pripravoval ten najväčší pokrm – život. A asi pred 4,5 miliardami rokov sa na Zemi objavili jednobunkové organizmy, ktorých osamelá existencia trvala celé prekambrické obdobie.
Prudký vývoj, ktorý dal vznik mnohobunkovým organizmom, nastal oveľa neskôr, pred niečo vyše pol miliardou rokov. Hoci veľkosť mikroorganizmov je taká malá, že sa ich do jedinej kvapky vody zmestia miliardy, rozsah ich práce je obrovský.
Predpokladá sa, že spočiatku v zemskej atmosfére a vo svetovom oceáne nebol voľný kyslík a za týchto podmienok žili a vyvíjali sa iba anaeróbne mikroorganizmy. Špeciálnym krokom vo vývoji živých tvorov bol vznik fotosyntetických baktérií, ktoré pomocou energie svetla premieňali oxid uhličitý na uhľohydrátové zlúčeniny, ktoré slúžia ako potrava pre iné mikroorganizmy. Ak prvá fotosyntetika emitovala metán alebo sírovodík, potom mutanti, ktorí sa raz objavili, začali v procese fotosyntézy produkovať kyslík. Keď sa kyslík hromadí v atmosfére a vodách, anaeróbne baktérie, pre ktoré je deštruktívny, obsadili anoxické výklenky.
V starovekých fosíliách nájdených v Austrálii, ktoré sú staré 3,46 miliardy rokov, boli objavené štruktúry, o ktorých sa predpokladá, že sú pozostatkami cyanobaktérií – prvých fotosyntetických mikroorganizmov. O niekdajšej dominancii anaeróbnych mikroorganizmov a siníc svedčia stromatolity nachádzajúce sa v plytkých pobrežných vodách neznečistených slaných vôd. Tvarom pripomínajú veľké balvany a predstavujú zaujímavé spoločenstvo mikroorganizmov žijúcich vo vápencových alebo dolomitových horninách vzniknutých v dôsledku ich životnej činnosti. Do hĺbky niekoľkých centimetrov od povrchu sú stromatolity nasýtené mikroorganizmami: v najvrchnejšej vrstve žijú fotosyntetické sinice produkujúce kyslík; hlbšie sa nachádzajú baktérie, ktoré do určitej miery znášajú kyslík a nepotrebujú svetlo; spodná vrstva obsahuje baktérie, ktoré môžu žiť len v neprítomnosti kyslíka. Tieto mikroorganizmy, ktoré sa nachádzajú v rôznych vrstvách, tvoria systém spojený komplexnými vzťahmi medzi nimi, vrátane potravinových. Za mikrobiálnym filmom sa nachádza hornina, ktorá vzniká v dôsledku interakcie zvyškov mŕtvych mikroorganizmov s uhličitanom vápenatým rozpusteným vo vode. Vedci sa domnievajú, že keď na primitívnej Zemi neexistovali žiadne kontinenty a nad hladinou oceánu sa týčili iba súostrovia sopiek, plytká voda oplývala stromatolitmi.
V dôsledku aktivity fotosyntetických cyanobaktérií sa v oceáne objavil kyslík a asi 1 miliardu rokov na to sa začal hromadiť v atmosfére. Po prvé, výsledný kyslík interagoval so železom rozpusteným vo vode, čo viedlo k objaveniu sa oxidov železa, ktoré sa postupne usadzovali na dne. Takže v priebehu miliónov rokov za účasti mikroorganizmov vznikli obrovské ložiská železnej rudy, z ktorej sa dnes taví oceľ.
Keď potom hlavné množstvo železa v oceánoch zoxidovalo a už nemohlo viazať kyslík, dostalo sa do atmosféry v plynnej forme.
Po fotosyntéze boli vytvorené sinice z oxid uhličitý istou zásobou energeticky bohatej organickej hmoty a obohatením zemskej atmosféry o kyslík, vznikli nové baktérie – aeróby, ktoré môžu existovať len v prítomnosti kyslíka. Na oxidáciu (horenie) potrebujú kyslík Organické zlúčeniny, a významná časť prijatej energie sa premení na biologicky dostupnú formu – adenozíntrifosfát (ATP). Tento proces je energeticky veľmi priaznivý: pri rozklade jednej molekuly glukózy prijmú anaeróbne baktérie len dve molekuly ATP a aeróbne baktérie využívajúce kyslík 36 molekúl ATP.
S príchodom kyslíka dostatočného na aeróbny životný štýl debutovali aj eukaryotické bunky, ktoré majú na rozdiel od baktérií jadro a organely ako mitochondrie, lyzozómy a v riasach a vyšších rastlinách chloroplasty, kde prebiehajú fotosyntetické reakcie. V súvislosti so vznikom a vývojom eukaryotov existuje zaujímavá a opodstatnená hypotéza, ktorú pred takmer 30 rokmi vyslovil americký výskumník L. Margulis. Podľa tejto hypotézy sú mitochondrie, ktoré v eukaryotickej bunke fungujú ako továrne na energiu, aeróbne baktérie a chloroplasty rastlinných buniek, v ktorých prebieha fotosyntéza, sú sinice, pravdepodobne pohltené primitívnou amébou asi pred dvoma miliardami rokov. V dôsledku vzájomne prospešných interakcií sa absorbované baktérie stali vnútornými symbionitmi a vytvorili stabilný systém s bunkou, ktorá ich absorbovala – eukaryotickou bunkou.
Štúdie fosílnych pozostatkov organizmov v horninách rôzneho geologického veku ukázali, že stovky miliónov rokov po vzniku eukaryotických foriem života boli zastúpené mikroskopickými sférickými jednobunkovými organizmami, ako sú kvasinky, a ich evolučný vývoj prebiehal veľmi rýchlo. pomalé tempo. Pred viac ako 1 miliardou rokov však vzniklo mnoho nových eukaryotických druhov, čo znamená dramatický skok vo vývoji života.
V prvom rade to bolo spôsobené objavením sa sexuálnej reprodukcie. A ak sa baktérie a jednobunkové eukaryoty množia, produkujúc geneticky identické kópie samých seba a nepotrebujú sexuálneho partnera, potom sexuálna reprodukcia vo viac organizovaných eukaryotických organizmoch prebieha nasledovne. Dve haploidné pohlavné bunky rodičov, ktoré majú odiárnu sadu chromozómov, sa spoja a vytvoria zygotu, ktorá má dvojitú sadu chromozómov s génmi oboch partnerov, čo vytvára príležitosti pre nové kombinácie génov. Vznik sexuálnej reprodukcie viedol k vzniku nových organizmov, ktoré vstúpili do arény evolúcie.
Tri štvrtiny celej existencie života na Zemi ho zastupovali výlučne mikroorganizmy, až kým nenastal kvalitatívny skok v evolúcii, ktorý viedol k vzniku vysoko organizovaných organizmov vrátane človeka. Poďme sledovať hlavné míľniky v histórii života na Zemi.
pred štyrmi miliardami rokov RNA záhadne vznikla. Je možné, že vznikla z jednoduchších organických molekúl, ktoré sa objavili na primitívnej Zemi. Predpokladá sa, že starodávne molekuly RNA mali funkcie nosičov genetickej informácie a katalytických proteínov, boli schopné replikácie (sebazdvojenia), mutovali a podliehali prirodzenému výberu. V moderných bunkách RNA tieto vlastnosti nemá alebo nevykazuje, ale zohráva veľmi dôležitú úlohu ako sprostredkovateľ pri prenose genetickej informácie z DNA do ribozómov, v ktorých dochádza k syntéze bielkovín.
pred 3,9 miliardami rokov objavili sa jednobunkové organizmy, ktoré pravdepodobne vyzerali ako moderné baktérie, a archebaktérie. Staroveké aj moderné prokaryotické bunky majú pomerne jednoduchú štruktúru: nemajú dobre vytvorené jadro a špecializované organely, ich rôsolovitá cytoplazma obsahuje makromolekuly DNA - nosiče genetickej informácie a ribozómy, na ktorých prebieha syntéza bielkovín a energia je produkované na cytoplazmatickej membráne obklopujúcej bunku.
Pred dvoma miliardami rokov komplexne organizované eukaryotické bunky sa objavili, keď jednobunkové organizmy skomplikovali svoju štruktúru absorbovaním iných prokaryotických buniek. Jedna z nich – aeróbne baktérie – sa zmenila na mitochondrie – energetické stanice dýchania kyslíka. Iné - fotosyntetické baktérie - začali vykonávať fotosyntézu vo vnútri hostiteľskej bunky a stali sa chloroplastmi v bunkách rias a rastlín. Eukaryotické bunky s týmito organelami a odlišným jadrom obsahujúcim genetický materiál tvoria všetky moderné komplexné formy života, od plesní až po ľudí.
pred 1,2 miliardami rokov došlo k explózii evolúcie v dôsledku objavenia sa sexuálnej reprodukcie a poznačenej vznikom vysoko organizovaných foriem života - rastlín a zvierat.
Existuje množstvo teórií o vzniku života na Zemi, medzi nimi hypotéza o pôvode života z ľadovej kocky, teória o mimozemskom pôvode života, ba dokonca o vzniku života v miestach sopečnej činnosti.
Niektoré z nich majú vedecké dôkazy, iné ešte neboli dôkladne preskúmané. Tak či onak, ale zo všetkých existujúce teórie väčšina vedecké svetlo podporuje teóriu Charlesa Darwina, ktorý navrhol, že život na Zemi vznikol v nádrži.
Podľa Darwinovej teórie sa Zem začala vyvíjať asi pred 4,5 miliardami rokov, keď 1. chemické reakcie vyvierajúca láva, bohatá na vysokoenergetické látky a kovy, s vodou (vtedy ešte sterilnou), vďaka čomu začala tvorba nových molekúl. Oceán teda dlhé desaťročia pôsobil ako „chemická kuchyňa“, kde sa vyrábalo hlavné jedlo – život.
Zatiaľ nikto z vedcov nevie odpovedať na otázku, čo bol prvý živý organizmus - dávny predok tri hlavné vetvy stromu života: I - eukaryoty (živočíchy, rastliny, huby), II - prokaryoty (baktérie), III - archaebaktérie (usporiadané ako prokaryoty, ale s inou lipidovou štruktúrou).
Celý vývoj života na Zemi prebiehal v niekoľkých etapách – epochách, rozdelených na obdobia. Takže v archejskej ére (pred 3,5 - 2,6 miliardami rokov) - najstaršej ére - nastal prvý biologický prielom - prechod od prokaryotov - nejadrových organizmov k jadrovým.
Eukaryoty, ktoré postupne absorbujú prokaryotické bunky a reagujú s nimi, skomplikovali svoju štruktúru a premenili sa na komplexne organizované eukaryotické bunky. Aeróbne baktérie sa tak stali mitochondriami a fotosyntetické baktérie chloroplastmi. Toto obdobie bolo začiatkom tvorby heterotrofov vo vode a na súši. Objavila sa pôda a v atmosfére sa začalo hromadiť kyslík a oxid uhličitý.
Proterozoická éra (pred 2,6 miliardami - 570 miliónmi rokov) je ďalšou obrovskou etapou, ktorá odráža vývoj života na Zemi. Počas nej bol položený začiatok sexuálnej reprodukcie, čo zase viedlo k vzniku nových druhov rastlín a zvierat. V tomto období vznikla mnohobunkovosť, v dôsledku ktorej sa objavili jednoduché koelenteráty, červy, huby a iné primitívne organizmy.
Vznik mnohobunkových organizmov sa považuje za druhý biologický prelom. V celom proterozoiku sa vplyvom aktivity oceánskeho planktónu v atmosfére hromadil aktívny kyslík, čo malo za následok zníženie množstva uhlíka. Archeánska a proterozoická éra (kryptozoická éra) boli teda obdobím skrytého života na Zemi.
Tretím biologickým prelomom sa stalo obdobie konca prvohôr - začiatok paleozoických dôb (pred 600 miliónmi rokov). V tomto čase došlo k uloženiu kostry v živých organizmoch. Počas paleozoickej éry (pred 570-230 miliónmi rokov) došlo k intenzívnemu rozvoju flóry a fauny. Objavili sa ryby, živočíchy sa postupne vynárali z vody na súš.
V dôsledku zmenšovania morí a vzostupu súše sa zmenila klíma a na povrchu Zeme sa objavili prvé pralesy prasličiek, machov palíc a obrovských papradí. Takáto zmena vo svete rastlín viedla k vzniku nových druhov zvierat – plazov, z ktorých sa neskôr objavili cicavce a ľudia. Mimochodom, ľudia dostali päť prstov na každej končatine z prvého plazieho diplovertebronu.
Geologická éra (pred 230 - 67 miliónmi rokov) je rozdelená na obdobia: trias, jura, krieda a nazýva sa éra plazov, pretože v tejto dobe došlo k ich hromadnému rozšíreniu. Na začiatku druhohôr došlo k prudkej zmene klímy - suchu, kvôli tomu sa veľa zvierat presťahovalo do oceánu.
Ich končatiny atrofovali a objavili sa prvé delfíny – ichtyosaury a plesiosaury. V triase sa objavili mäsožravé a bylinožravé dinosaury. Z dinosaurov sa neskôr objavili prvé vtáky - Archeopteryx (obdobie Jury). A skutočné vtáky, aj keď so zubami, sa objavili už v období kriedy.
V tom istom období sa výrazne zintenzívnila sopečná činnosť, vďaka čomu sa klíma stala vlhkejšou. To viedlo k vzniku nových typov dinosaurov: hadrosaurov, ceratopsiánov, terapodov vrátane tyranosaurov.
Objavili sa aj vyššie cicavce: vačkovce a placenty. Vo vode sa chovali mäkkýše, elasmosaury a pliosaury podobné krokodílom. Morskí „obyvatelia“ začali hromadiť uhličitan vápenatý, vďaka čomu krieda, vápenec a slieň usadené na dne aktívne neutralizovali oxid uhličitý v atmosfére.
Na konci druhohôr došlo k hromadnému vymieraniu flóry a fauny. Dinosaury, pterosaury a 80% celej morskej „populácie“ úplne zmizli. Za príčinu tejto katastrofy sa považuje pád asteroidu alebo jadra kométy, ale to všetko sú len domnienky... V tejto fáze sa vývoj života na Zemi nezastavil, ale začala sa nová éra - tzv. kenozoikum.
Obdobie kenozoika, v ktorom stále žijeme (pred 67 miliónmi rokov dodnes), sa stalo obdobím kvitnúcich rastlín, hmyzu, vtákov a cicavcov. Delí sa na dve obdobia: treťohory a kvartér.
V období treťohôr (pred 67-3 miliónmi rokov) sa v rastlinnom svete objavili tropické a subtropické lesy a vo svete zvierat sa objavili prvé primáty, ktoré sa stali predkami ľudoopov. V polovici treťohôr sa už na povrchu Zeme vyskytovali všetky druhy živočíchov a rastlín, začalo sa postupné stepné stupňovanie krajiny, čo viedlo k zmenšovaniu lesných plôch.
Zároveň sa niektoré antropoidné opice dostali hlboko do lesov, zatiaľ čo iné naopak zostúpili na zem a začali aktívne dobývať. presne tak tento druh opice sú predkami ľudí, ktorí sa objavili už koncom treťohôr.
V období Chervertic (pred 3 miliónmi rokov - naša doba) vymrelo veľa zvierat, v ktorých zohral veľkú úlohu lovecký inštinkt vyvinutý starovekými ľuďmi. Dnešný spôsob života (poľnohospodárstvo a pastierstvo) bol dôsledkom „neolitickej revolúcie“, ktorá sa odohrala asi pred 10 tisíc rokmi. Vtedy ľudia opustili zber a lov.
Ako môžete vidieť, vývoj života na Zemi je veľmi dlhý a dosť náročný proces. Ale práve tomuto procesu vďačíme za náš život a existenciu.
Plán
Úvod
1. Evolúcia života na Zemi
1.1 Evolúcia jednobunkových organizmov
1.2 Evolúcia mnohobunkových organizmov
1.3 Evolúcia sveta rastlín
1.4 Evolúcia zvierat
1.5 Vývoj biosféry
Záver
Zoznam použitej literatúry
Úvod
Často sa zdá, že organizmy sú úplne vydané na milosť a nemilosť životnému prostrediu: prostredie im stanovuje limity a v rámci týchto limitov musia buď uspieť, alebo zahynúť. Ale samotné organizmy ovplyvňujú životné prostredie. Menia ho priamo počas svojej krátkej existencie a počas dlhých období evolúcie. Je dobre známe, že heterotrofy absorbujú živiny z prvotného „vývaru“ a že autotrofy prispeli k vzniku oxidačnej atmosféry, čím pripravili podmienky pre vznik a vývoj procesu dýchania.
Výskyt kyslíka v atmosfére viedol k vytvoreniu ozónovej vrstvy („ozónový štít Zeme“). Ozón vzniká z kyslíka vplyvom ultrafialového žiarenia zo Slnka a funguje ako filter, ktorý zachytáva ultrafialové žiarenie škodlivé pre bielkoviny a nukleové kyseliny a bráni mu dostať sa na povrch Zeme.
Prvé organizmy žili vo vode a voda ich chránila absorbovaním energie ultrafialového žiarenia. Pred objavením sa ochrannej ozónovej vrstvy bolo ultrafialové žiarenie pravdepodobne jedným z hlavných faktorov, ktoré bránili prvým živým organizmom opustiť vodu na súši.
Prví osadníci zeme tu nachádzali dostatok slnečného svetla a minerálov, takže boli spočiatku prakticky bez konkurencie. Stromy a trávy, ktoré čoskoro pokryli vegetatívnu časť zemského povrchu, doplnila zásobu kyslíka v atmosfére; okrem toho zmenili charakter odtoku vody na Zemi a urýchlili tvorbu pôd z hornín. Takže organizmy a životné prostredie počas celej histórie života na našej planéte sa navzájom formovali.
Obrovský krok k evolúcii života bol spojený so vznikom hlavných biochemických metabolických procesov - fotosyntézy a dýchania, ako aj s vytvorením eukaryotickej bunkovej organizácie obsahujúcej jadrový aparát.
1. Evolúcia života na Zemi
1.1 Evolúcia jednobunkových organizmov
Rozdiel medzi prokaryotmi a eukaryotmi je v tom, že prokaryoty môžu žiť ako v anoxickom prostredí, tak aj v prostredí s rôznym obsahom kyslíka, kým eukaryoty až na výnimky kyslík vyžadujú.
Porovnanie prokaryotov a eukaryotov z hľadiska potreby kyslíka vedie k záveru, že prokaryoty vznikli v období, keď sa menil obsah kyslíka v prostredí. V čase, keď sa objavili eukaryoty, bola koncentrácia kyslíka vysoká a relatívne konštantná.
Prvé fotosyntetické organizmy sa objavili asi pred 3 miliardami rokov. Boli to anaeróbne baktérie, predchodcovia moderných fotosyntetických baktérií. Práve oni tvorili najstaršie známe stromatolity. Vyčerpanie životného prostredia dusíkatými organickými zlúčeninami spôsobilo objavenie sa živých bytostí schopných využívať vzdušný dusík. Takéto organizmy sú fotosyntetické modrozelené riasy viažuce dusík, ktoré vykonávajú anaeróbnu fotosyntézu. Sú odolné voči kyslíku, ktorý produkujú a dokážu ho využiť na vlastný metabolizmus. Keďže modrozelené riasy vznikli v období, keď sa menila koncentrácia kyslíka v atmosfére, je celkom zrejmé, že ide o prechodné formy medzi anaeróbmi a aeróbmi.
Predpokladá sa, že chemosyntéza, pri ktorej je sírovodík zdrojom atómov vodíka na redukciu oxidu uhličitého (takúto chemosyntézu vykonávajú moderné zelené a fialové sírne baktérie), predchádzala zložitejšej dvojstupňovej; fotosyntéza, pri ktorej sú molekuly vody zdrojom atómov vodíka. Druhý typ fotosyntézy je charakteristický pre zelené rastliny.
Fotosyntetická aktivita primárnych jednobunkových organizmov mala dva dôsledky, ktoré mali rozhodujúci vplyv na celý ďalší vývoj živých organizmov.
Po prvé, fotosyntéza oslobodila organizmy od konkurencie prírodné zdroje abiogénne organické zlúčeniny, ktorých množstvo v životnom prostredí sa výrazne znížilo. Autotrofná výživa, ktorá sa vyvinula fotosyntézou, a ukladanie hotových živín v rastlinných tkanivách potom vytvorili podmienky pre vznik obrovskej rozmanitosti autotrofných a heterotrofných organizmov.
Po druhé, fotosyntéza zabezpečila nasýtenie atmosféry dostatočným množstvom kyslíka pre vznik a vývoj organizmov, energetický metabolizmus ktorý je založený na procesoch dýchania.
Kedy sa objavili eukaryotických buniek? Značné množstvo údajov o fosílnych eukaryotoch nám umožňuje povedať, že ich vek je približne 1,5 miliardy rokov. Vo vývoji jednobunkovej organizácie sa rozlišujú kroky, ktoré sú spojené s komplikáciou štruktúry organizmu, zlepšením genetického aparátu a metódami reprodukcie.
Progresívnym javom vo fylogenéze prvokov bol vznik pohlavného rozmnožovania u nich. Postupne v priebehu progresívnej evolúcie došlo k prechodu k deleniu generatívnych buniek na ženské a mužské.
1.2 Evolúcia mnohobunkových organizmov
Ďalšou etapou evolúcie po vzniku jednobunkových organizmov bol vznik a progresívny vývoj mnohobunkových organizmov. Toto štádium sa vyznačuje veľkou komplexnosťou prechodných štádií (foriem), z ktorých sa rozlišujú koloniálne jednobunkové, primárne diferencované a centrálne diferencované.
Koloniálne jednobunkové štádium.
Koloniálne jednobunkové štádium sa považuje za prechod z jednobunkového na mnohobunkový organizmus a je najjednoduchším zo všetkých štádií vo vývoji mnohobunkovej organizácie.
Primárne diferencované štádium.
Primárne diferencované štádium evolúcie mnohobunkových organizmov je charakterizované začiatkom špecializácie podľa „princípu deľby práce“ medzi členmi kolónie. V primárnom diferencovanom štádiu dochádza k špecializácii funkcií na úrovni tkanív, orgánov a systémovo-orgánov. Takže, v coelenterates, jednoduchý nervový systém, ktorý pri šírení impulzov koordinuje činnosť motorických, žľazových, bodavých, reprodukčných buniek. nervové centrum ako taký ešte nie, ale existuje koordinačné centrum.
Centralizované-diferencované štádium.
Vývoj centrálne diferencovaného štádia evolúcie mnohobunkovej organizácie začína koelenterátmi. V tomto štádiu komplikácia morfofyziologickej štruktúry prechádza zvýšením špecializácie tkanív, počnúc vznikom zárodočných vrstiev, ktoré určujú morfogenézu potravinových, vylučovacích, generatívnych a iných orgánových systémov. Existuje dobre definovaný centralizovaný nervový systém. Zároveň sa zdokonaľujú spôsoby sexuálneho rozmnožovania – od vonkajšieho oplodnenia k vnútornému, od voľnej inkubácie vajíčok mimo materského organizmu až po živé narodenie.
Konečným štádiom vývoja centrálne diferencovaného štádia bol vznik človeka.
1.3 Evolúcia sveta rastlín
V proterozoickej ére (asi pred 1 miliardou rokov) sa evolučný kmeň najstarších eukaryotov rozdelil na niekoľko vetiev, z ktorých vznikli mnohobunkové rastliny (zelené, hnedé a červené riasy), ako aj huby. Väčšina primárnych rastlín voľne plávala v morskej vode, niektoré boli pripevnené na dne.
Nevyhnutnou podmienkou pre ďalšiu evolúciu rastlín bola tvorba substrátu na povrchu pôdy v dôsledku pôsobenia baktérií na minerálne látky a vplyvom klimatické faktory. Na konci silúrskeho obdobia pôdotvorné procesy pripravili rastlinám možnosť pristáť na súši (pred 41 miliónmi rokov).
Prvými rastlinami, ktoré ovládli krajinu, boli psilofyty. Potom vznikli ďalšie skupiny suchozemských cievnatých rastlín: machovky, prasličky, paprade, ktoré sa rozmnožujú výtrusmi a uprednostňujú vodné prostredie. Primitívne spoločenstvá týchto rastlín sa široko rozšírili v devóne. V tom istom období sa objavili prvé nahosemenné rastliny, ktoré vznikli zo starých papradí a zdedili od nich vonkajší stromovitý vzhľad.
Prechod na rozmnožovanie semien veľký význam, keďže oslobodil proces sexuálneho rozmnožovania od komunikácie s okolím.
Výraznú diverzitu dosiahla suchozemská flóra v období karbónu. Medzi stromorastmi boli hojne rozšírené lykožrúty, ktoré dosahovali výšku 30 m a viac, medzi primárnymi nahosemennými dominovali rôzne pteridospermy a cordaity, pripomínajúce ihličnaté kmene s dlhými stuhovitými listami. Kvitnutie nahosemenných rastlín, najmä ihličnanov, ktoré sa začalo v období permu, viedlo k ich dominancii v období druhohôr. V polovici permského obdobia sa klíma stala suchšou, čo sa do značnej miery odrazilo na zmenách v zložení flóry. Obrovské paprade, stromovité kyjaky, kalamity opustili arénu a farba tropických rastlín, taká jasná na tú dobu, zmizla.
Opeľovanie hmyzom a vnútorné oplodnenie vytvorilo výrazné výhody kvitnúcich rastlín oproti nahosemenným, čo zabezpečilo ich rozkvet v kenozoikách.
Môžeme si teda všimnúť tieto hlavné črty evolúcie rastlinného sveta:
1) postupný prechod k prevahe diploidnej generácie nad haploidnou;
2) pohlavné rozmnožovanie, nezávislé od prostredia kvapôčok a vzduchu; prechod z vonkajšieho na vnútorné oplodnenie, výskyt dvojitého oplodnenia.
3) v súvislosti s pripojeným spôsobom života na zemi sa rastlina delí na koreň, stonku a list, vyvíja sa cievny vodivý systém a ochranné tkanivá;
4) zlepšenie reprodukčných orgánov a krížového opelenia u kvitnúcich rastlín v konjugovanej evolúcii s hmyzom - vývoj zárodočného vaku na ochranu zárodku rastliny pred nepriaznivými vplyvmi vonkajšie prostredie; výskyt rôznymi spôsobmišírenie semien a plodov fyzikálnymi a biologickými prostriedkami.
