Biológia | Középiskola » A bioszféra evolúciója

A bioszféra evolúciója Klikkelj a kívánt könyvjelzőre: • • • • • A földtörténeti őskor evolúciós folyamatai A földtörténeti ókor evolúciós folyamatai A földtörténeti középkor evolúciós szakaszai A földtörténeti újkor evolúciós folyamatai Az ember evolúciója Vissza a biológia honlapra A földtörténeti őskor evolúciós folyamatai 15 milliárd éve ősrobbanás. A Föld kb 4 milliárd éves Kb 100 km vastag lemezek borítják a felszínt, ezek állandóan mozognak. Ezt a kort elsősorban a földfelszín és a légkör kialakulása irányította. őslégkör: vízgőz, NH3, N, CO2 és szénhidrogénekből álló redukáló Az őslégkör kialakulása közben a forró földfelszín annyira lehűlt, hogy a víz csapadék formában kivált ősóceánok. Ez CO2-t, kőzetekből ásványi sókat oldhatott ki Az egyszerű szerves anyagok keletkezéséhez az energiát valószínűleg a Nap ibolyántúli sugárzása, a gyakori villámlások és a

vulkáni tevékenységek biztosították. Stanley Miller - H, N, NH3, CH4, elektromos kisülések - aminosavak keletkeztek. A Oparin - az élet megjelenéséről alkotott elmélet Kialakultak az első élő rendszerek, amelyek már reprodukcióra és primitív anyagcserére is képesek lehettek. A fehérjék és a nukleinsavak megjelenése döntő volt. Az ősi élő rendszerek az energiát, kiindulási vegyületeket az ősóceánból vették fel, majd ennek kifogyásával kb. 3,5 milliárd éve meg kellett, hogy jelenjenek az autotróf anyagcserét folytató rendszereknek is. Valószínűleg ezekből kb. 3 milliárd éve kialakultak a prokarióták ősi baktériumok és kékmoszatok - van már kőzetminta. A kékmoszatok fotoszintézisével megjelent a légkörben az oxigén kialakulhatott az ózonréteg - kiterjedtek az élővilág elterjedésének határai - prokarióták adaptív szétterjedése az ősóceánban. Így nagy fokú változatosságra tettek szert Nagyobb alkalmazkodó

készség csak egy új szerveződési forma megjelenésével jöhetett létre - ez az eukarióta sejt kialakulásakor történt - egyesítette magában a különböző prokarióták evolúciós előnyeit. A valódi sejtmag sokkal jobb genetikai változékonysághoz szolgált alapul Sorozatos endoszimbiózis elmélete. Mitokondrium - légzés fontos határkő volt a biológiai evolúcióban, mert a jelentős energiatöbblet segítette elő a többsejtű eukarióták kialakulását kb. 1 milliárd éve - váz nélküli leletanyagok. Az őskor végére megjelentek a többsejtű zöldmoszatok, csalánozók, gyűrűsférgek, ízeltlábúak és a tüskésbőrűek szilárd váz nélküli elődei. Ezek az állatok mind kihaltak, tehát nem közvetlen ősei a későbbi gerinctelen fajoknak. Vissza az elejére A földtörténeti ókor evolúciós folyamatai A mai kontinensek magjai a földtörténeti őskorban kialakult őspajzsok a földtörténeti ókor kezdeti szakaszában a kambriumban

zömmel a déli féltekén helyezkedtek el. Az őskor végétől fokozatos felmelegedés történt. Ekkor még az óceán többsejtű állatai mind váznélküliek voltak, mert a hideg víz nem kedvez a mészkiválasztásnak. A kambrium felmelegedő éghajlatával párhuzamosan számos gerinctelen törzsben kialakult a szilárd váz. A légkör oxigéntartalma gyors ütemben nőtt. Ózonpajzs vastagodott, majd távolodott a felszíntől - a szárazföld is alkalmas volt életre. A növényzetre a moszatok adaptív szétterjedése jellemző, a kambrium végére minden ma ismert moszattörzs kialakult. Az állatvilágban is már valamennyi gerinctelen törzs megtalálható. Szintjelző kövület a háromkaréjos ősrák - kb 10 cm hosszú, szelvényezett és szelvényenként hosszanti irányban is három részre osztható testük volt. A tengerfenéken ragadozó életmódot folytattak A kambriumot követő ordoviciumban a kontinensek egy része megkezdi az északi irányba való

vándorlást. A zátonyképző korallok általános elterjedése a korszak száraz, meleg éghajlatára utal. Zöldmoszatok számtalan faja Az óceánban az egyre nagyobb tömegben lebegő szerves törmelékek fogyasztására számos szűrőfeladatot ellátó állatfaj terjedt el, a szivacsok, a csalánozók, a kagylók és a fénykorukat élő gerinchúrosok köréből. Nagy alakgazdaságú ősgerincesek - állkapocs nélküli, hengeres testű, halszerű élőlények voltak. A szilurban a légkör oxigéntartalma tovább növekedve elősegítette a szárazföldrelépés első kísérleteit - telepes barnamoszatok időnként szárazra kerültek, de kihaltak. A devonban sikerült a növényeknek végérvényesen birtokba venni a szárazföldet. Az első valódi szárazföldi növények a tengerparti mocsarak zónájában alakultak ki. Ezek a nedves környezetet még kedvelő, de a kiszáradás ellen már bizonyos fokig védett, spórákkal szaporodó ősharasztok voltak. A

szállítószövet és a kutikula kialakulásával egyre jobban elszakadtak a nedves környezettől, egyre szélesebb sávban terjedtek el. Ebben az időben léptek az állatok is a szárazföldre: először a növényevő, majd a ragadozó ízeltlábúak. A devon végére kialakuló dús mocsári növényzet már biztos védelmet nyújtott a kiszáradás ellen. Ezidőtájt terjedtek szét a vizekben a halak - elsősorban páncélos őshalak. Belőlük fejlődtek ki, még a devon időszakában a porcos és a csontos halak. A csontos halak egy csoportja a bojtosúszósok, a kopoltyú mellett kifejlődött kezdetleges tüdővel, sőt nyálkás bőrükön keresztül is képesek voltak az oxigén felvételére. A devon végére a szárazföldre már időszakosan kilépő bojtosúszós halakból származtathatók az ősi kétéltűek. Ezek már szárazföldi növényekkel, vagy ízeltlábúakkal táplálkoztak, de a vizes környezettől még nem tudtak igazán elszakadni - szaporodás,

könnyen kiszáradó bőr. A kontinensek vándorlása a karbon végére létrehozta a Pangea kontinenst. A Föld eddig nagyjából egységes éghajlata megváltozott. Hidegtől az egyenlítői (mocsárerdő) élővilágig A vulkáni tevékenységek következtében megnőtt a légkör CO2 tartalma, ugyanakkor az állandó esők kimosták a vulkáni kőzetekből az ásványi anyagokat - feldúsította a mocsarakat példátlan szervesanyag-termelés indult el. Itt már függőleges szintezettség is kialakult: a fatermetű harasztok (pecsét-, zsurló-, pikkelyfák) 30 m-es magasságban a lombkoronaszintet alakították ki, a cserje- és a gyepszintet a különböző páfrányok, míg a mohaszintet az ősi májés lombosmohák alkották. Megjelent a peremerdőkben a nyitvatermők elődje az ősfa Nagy mennyiségű oxigén keletkezett. A kétéltűek adaptív szétterjedése is ekkor volt Ugyancsak sokféleség és hatalmas méret jellemezte az erőteljes fejlődésnek indult

százlábúakat és rovarokat (méteres szitakötő). Az elpusztult mocsárerdőkből lettek a kőszéntelepek A földtörténeti ókor utolsó szakasza a perm volt. Az éghajlat szárazabbá vált, a mocsarak jórészt kiszáradtak, feltöltődtek - a vízhez kötött fatermetű harasztok kihaltak. Helyükön a víztől függetlenül szaporodó magvas nyitvatermők terjedtek el. Közöttük újabbak is megjelentek, főleg a különböző szárazságtűrő fajok és a kedvezőtlen időszakban lombhullatásra képes páfrányfenyők. A kétéltűek visszahúzódtak a mocsarak közelébe Még a karbonkorban kialakult hüllőknek kiváló elterjedési lehetőséget nyújtott a száraz időszak. Adaptív szétterjedtek. A hűvösebb területekre eljutva kiszelektálódtak közülük az első emlősszerű hüllők, amelyekben már bizonyos mértékű hőszabályozás alakult ki. A tengeri élőhelyek gerinctelen álltavilága is nagyon megritkult. Eltűntek a nagy koralltelepek,

kihaltak a háromkaréjos ősrákok, minimumra csökkent a tüskésbőrű csoportok száma. Vissza az elejére A földtörténeti középkor evolúciós szakaszai A földtörténeti középkor kezdetén a triász időszakában, mintegy 100 millió év alatt az óceán kettéválasztotta a Pangeát: északi Laurázsia, déli Gondwána. Az éghajlat kiegyenlítettebb, növényzet a permihez hasonló. A harasztokat fokozatosan háttérbe szorították a nyitvatermők, az ősfák kipusztultak, helyükön páfrányfenyők és ősi fenyőtípusok terjedtek el. A tengerekben tömegesen terjedtek el a mészvázas zöldmoszatok, a puhatestűek (kagylófajok, fejlábúak közé tartozó ammoniták - szintjelző állatok). A szárazföld legjellegzetesebb gerincesei a hüllők - a triászban jelent meg a dinoszauruszok sokféle alakja. A triász végén a hüllők egyik csoportjából alakultak ki a kistermetű első emlősök, de csak később terjedtek el. A jura idejében a két kontinens

tovább távolodott, a Gondwána feldarabolódása is megindult. Az éghajlat kiegyenlített, óceáni jellegű - egységesen gazdag növénytakaró. Számos nyitvatermő virágkorát élte: szágópálmák vagy páfrányfenyők, de az uralkodó fafajok a fenyők voltak. A tengerekben továbbra is az ammoniták a szintjelzők Ekkor jelentek meg a ma élő csontoshalak első ősei. Néhány őshüllő mint az ichtyosaurus a tengeri élőhelyekhez is adaptálódott. A szárazföldön a vízi élőhelyek kivételével mindenhová eljutottak a dinoszauruszok. Méretük ekkor maximálódott (20-30 m is lehetett) A jura végén jelent meg az ősmadár - még sok hüllőbélyeg, de van szárny és tollak. A kréta időszakában É-Amerika elszakadt Európától, D-Amerika pedig Afrikától. Majd az afrikai kontinens ütközése Európa és Ázsia déli részeivel létrehozta korunk legnagyobb hegységeit (Alpok, Kárpátok, Kaukázus, Himalája). A kréta időszak végétől fokozatosan

kialakult a kontinensek mai elrendeződése. Folyton változott a szárazföldek és a vizek helyzete és aránya, ami hatással volt az éghajlatra --> az élővilág evolúciójára. Az élőlények gyakran kényszerültek gyors alkalmazkodásra - erőteljes szelekció - új fajok. A nyitvatermőket sok helyütt a zárvatermők kiszorítják. Az egyre változatosabbá váló zárvatermők között párhuzamosan fejlődnek ki az egyszikű és kétszikű fajok. A zárvatermők törzsfejlődését időben megelőzte a rovarok törzsfejlődésének kezdete, ami a karbonkorban már nagyfokú elterjedésükhöz vezetett. Így a zárvatermő virágok beporzását a krétában már sokféle bogár, hártyásszárnyú végezte. A kréta első szakaszában még az élőhelyek nagy többségét a hüllők birtokolják. Megjelentek a nagytermetű ragadozók is közöttük A korszak második felére kialakultak az új típusú madarak - már nincs foguk, hanem csőrük van. Az emlősök

gyarapodni kezdtek, amelyek ökológiai szempontból megfeleltek a mai apró rágcsálóknak. A kréta végére nagyarányú kihalás tizedelte meg az élővilágot Az ősi növényzet nagy része, sok tengeri puhatestűfaj (köztük az ammoniták), az őshüllők véglegesen kipusztultak. Ez lehetőséget kínált a zárvatermőknek, madaraknak, emlősöknek az evolúciós kibontakozáshoz. A korszak elnevezése: kambrium - Wales egy római településének neve, ordovicium, szilur - Wales vidékén élt kelta törzsek nevei, devon - angliai Devonshire, karbon - széntelepekről, perm - Káma folyó melletti orosz város, triász - a földtört. középkor legalsó rétege, németországi lelőhelyein, hármas tagolásban található, jura Jura-hegység, kréta - észak-európai lelőhelyeken elterjedt írókréta Vissza az elejére A földtörténeti újkor evolúciós folyamatai A földtörténeti újkor kezdetén, a harmadkor elején az északi félteke szétvált

É-Amerikára és Eurázsiára. A Gondwána is széthullott Dél-Amerika összekapcsolódott É-Amerikával, India Eurázsiának ütközött, végül Ausztrália vált el az Antarktisztól és így a harmadkor végére a kontinensek jelenlegi elrendeződése kialakult. Éghajlatára először a meleg, trópusi jelleg, a korszak második felétől egy lassú lehűlés volt jellemző. A növényzetre a ma élő nyitvatermők, sokféle zárvatermő elterjedése jellemző. Trópusi területeken pálmák, szubtrópusin babér- és keménylombú erdők. Mamutfenyők, mocsárciprusok E korból származnak a hazai barnakőszéntelepek. Mérsékelt erdők - tölgy- nyírfajokkal Az állatvilágra az emlősök példátlan fejlődése jellemző, kialakultak a ma élő gerincesek ősei. Még a kréta korszak közepén kialakultak a méhlepényes és az erszényes emlősök is. Az erszényesek őshazája a déli féltekén lehetett. A szétdarabolódás után Ausztráliában terjedhettek szét

adaptív, az elszigetelődés miatt, mivel máshonnan kiszorították őket a méhlepényesek. A harmadkor első felére már a méhlepényesek fő rendjei is elkülönültek egymástól: rovarevők, rágcsálók, ragadozó, cetek, patások, főemlősök rendjei. A negyedkor a földtörténet legrövidebb időszaka, közel 3 millió éve tart. A korszak kezdetén az erőteljes lehűlés eljegesedést váltott ki. A sarkokon kialakult összefüggő jégtakaró többször is lehúzódott - átlag százezer éves időtartammal. Ma éppen felmelegedő szakaszban élünk. A gyors klímaváltozásokat a harmadkori melegebb éghajlatot igénylő fajok többsége kipusztult. A fennmaradó fajok alkalmazkodása, vándorlása, keveredése új fajok számára nyitotta meg az utat. Megjelent a leghibbantabb, leggonoszabb állat az ember is Vissza az elejére Az ember evolúciója A negyedkorban megjelenő ember évmilliók során az ősi főemlősökből alakult ki, amelyek a földtörténeti

középkor végén élt rovarevőkkel mutatnak rokonságot. A főemlősök evolúciós kibontakozása a harmadkor elejére tevődik. A rovarevő őshöz képest csökken a fogak száma, alapvető fogtípusaik: metsző-, szem-, őrlőfog. Ötujjú végtag a fogáshoz alkalmazkodott, hüvelykujjuk szembefordítható a többivel. A szem előre került - térlátás A testhez viszonyítva is nagy, fejlett agy. A test is nagyobb lett - más életmód Ezekből a nagyobb testű főemlősökből alakultak ki ugyanis azok az emberszerű ősmajmok, amelyek a kezüket már szabadabban használták és testtartásuk is egyenesebb lett. Az emberszerű ősmajmok fejlődése a harmadkor második felében több irányba szétágazott. Ebben az időszakban alakultak ki egymással párhuzamosan az emberszabású majmok és az emberfélék. Emberszabásúak: előreugró arckoponya, kisebb agykoponya, rajta az izmok megtapadására szolgáló tarajok, fejlett szemfog, a metszőfogak és a szemfogak

között hézag, párhuzamos fogív. Ember: domború, nagy térfogatú agykoponya, kisebb arckoponya állcsúccsal, hézagmentes fogsor, kissé széttartó fogív. Az emberszabásúak járása kevésbé hatékony Az emberszabású majmok elődjeként 25 millió éve megjelent a Dryopithecus, amely fejlődési vonala korán kettévált. Az egyik vonalon az ázsia gibbon, orangután, a másikon az afrikai gorilla, csimpánz és az emberfélék őseinek evolúciója indult meg. Az ember legközelebbi rokona a csimpánz fehérjeszerkezete 99%-ban azonos 15 millió éve az afrikai éghajlat szárazabbra fordult, megnőtt a szavannák területe, rajta pedig az első emberfélék, a Ramapithecus faj populációi. Táplálékukat csoportosan keresték, metsző- és szemfoguk kis méretű maradt, fogívük széttartó, erős őrlőfogaik alapján főleg magvakkal és gyökerekkel táplálkoztak. Többnyire a földön tartózkodtak, többször felegyenesedetek, így felszabadult kezükkel a

botokat, köveket eszközként használták. Ebből az időszakból származik a Rudabánya térségében megtalált Rudapithecus lelet is. A Ramapithecusok felől kiinduló evolúciós folyamatban a harmadkor végén, 5 millió évvel ezelőtt újabb szétválási folyamat indult el az emberfélék fejlődésében. Az egyik fejlődési irányt az Ausztralopithecusok képviselték. Fejlődésük azonban nem vezetett a mai ember irányába, hanem mint oldalág, kb. 1 millió éve kihaltak Átlag 500 cm3 térfogatú agykoponya, fejlett állkapcsuk az emberéhez hasonlóan széttartó, kevésbé fejlett szemfogakkal és foghézag nélkül. Rendszeresen két lábon jártak A harmadkor végi szétválás másik fejlődési iránya a kb. 2 millió évvel ezelőtt kialakult Homo habilis fajon keresztül a mai emberig vezet. Ennek populációi a késő Ausztralopithecusokkal egy időben, hasonló élőhelyen éltek. Két lábon, gyorsan és könnyeden jártak Agyuk mérete 700 cm3. Durva

megmunkálású kőeszközök Az Ausztralopithecusokkal szemben rendszeresen, közösen gyűjtögették az elhullott állatokat, növényeket. Az elhullott állatok megnyúzását és a hús feldarabolását kőeszközökkel végezték. Csoporton belüli táplálékmegosztás - nagyfokú szociális szervezettség. A negyedkor közepe táján, 1 millió éve jelent meg a Homo erectus faj. Agykoponyája 1000 cm3, de a mai ember felé átmenetet mutató vértesszőlősi lelet már az 1300 cm3 térfogatot is eléri. Laposabb arckoponya Több kontinensen is megtalálták leleteit, de valószínűleg KeletAfrikából terjedtek el Finomabb kidolgozású kőeszközök Vadászó és gyűjtögető életmód, tűz használata. A fogak mérete csökkent Agyukban kifejlődött a beszédközpont - kezdetleges beszéd. A negyedkor utolsó szakaszában, kb. félmillió éve valószínűleg több helyen egyszerre indult el a Homo sapiens kialakulása. Agytérfogat átlag 1400 cm3 A beszéd és az

eszközkészítés felgyorsította az emberi fejlődést. Az agy belső szerkezete átalakult Fejlődésében túlságosan specializálódott oldalágak, mint a Neander-völgyi ember kihaltak. A ma élő ember, a Homo sapiens evolúciója során ötvenezer éve lépett be a történelmi jelenkorba. A különböző testalkat, bőrszín a földrajzi izolációból és a helyi viszonyokhoz való adaptációból ered. Vissza az elejére