рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Начальная стадия биологической эволюции

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Начальная стадия биологической эволюции

Начальная стадия биологической эволюции - раздел Образование, КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Прокариоты. Реакции Образования Более Сложных Органических Форм Должны...

Прокариоты. Реакции образования более сложных органических форм должны были происходить в присутствии катализаторов (силикатов и магнетита), которые были уже образованы на ранних этапах формирования планет земного типа.

Наиболее примитивными формами жизни (преджизненные формы) являются прокариоты – бактерии и сине-зеленые водоросли. Это практически бессмертные организмы, дошедшие к нам с рубежа 4 млрд. лет геологической истории Земли. Они жили в жестких условиях бескислородного раннего существования Земли, они переносили и жесткое солнечное излучение и большие перепады температур. Их существование обеспечивалось автотрофным типом питания и аэробного обмена. Эти предкислородные формы приобрели способность использовать энергию солнечного излучения для синтеза органических веществ из неорганических. Таким образом, возник фотосинтез и появились автотрофные организмы. Усвоение углекислого газа сопровождалось выделением кислорода и включением углерода в органические соединения.

Прокариоты существуют с рубежа 4 миллиардов лет. Эти, практически бессмертные существа, дали толчок к развитию совершенно новых форм жизни, которыми стали эукариоты (с рубежа 2,6 миллиарда лет), внесшие подлинную революцию в дальнейшее развитие органического мира.

Эукариоты. Таким образом, не за бессмертными прокариотами было будущее. Будущее оказалось за смертными эукариотами (растениями, беспозвоночными и позвоночными животными), рожденными в условиях кислородной среды. Этот рубеж фиксируется на всех континентах на уровне около 1800 миллионов лет назад мощным процессом связывания кислорода в морской среде в форме образования окисленных железных руд.

Поплатившись бессмертием, эукариоты научились эволюционировать по пути все усложняющихся органических форм. Перед одноклеточными организмами возникла перспектива формирования многоклеточных биологических систем, что и определило бифуркацию (скачок) в развитии жизни на Земле. Переход от прокариотов к эукариотам в морской среде совершался медленно. Эукариоты нуждались в свободном кислороде и их численность росла именно там, где кислорода было больше. Совместное существование эукариотных и прокариотных форм существует и сейчас.

Таким образом, современная концепция развития жизни на Земле укладывается в довольно логичную схему:

Космохимическая стадия развития материи

Химическая эволюция земного вещества

Абиогенез

Прокариоты

Эукариоты

Животные

Растения

Воздействие радиации на условия биологической эволюции сказывалось на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов. То есть, для живых организмов нет нижнего безопасного предела радиации. В этой связи вся история формирования жизни на Земле коррелирует с уровнем понижения радиоактивного фона.

Рис. 12 Принципиальная зависимость влияния радиоактивности в геологической истории на живые организмы

“Смертные” эукариоты могут существовать исключительно в кислородной среде. С появлением их на планете резко увеличивается разнообразие жизненных форм и происходит их непрерывное усложнение вплоть до появления разума.

Со вступлением на арену эволюции человека отмечается геноцид по отношению к разнообразию жизненных форм со стороны его хозяйственной деятельности. Кривая разнообразия жизненных форм пошла по линии Б, в то время, как усложнение жизненных форм прекратилось. Физиологически человек прекратил свое развитие, прекратил развиваться и мозг человека. По крайней мере, мы этого не наблюдаем. На общем фоне продолжающегося падения интенсивности радиации в природных системах (кривая Г) включается мощный фактор антропогенного рассеяния в биосфере радиоактивных изотопов, включая и искусственные (кривая В).

Изучая различные проявления жизни в свете солнечно-земных связей А.Л. Чижевский (1897-1964) показал зависимость органического мира от периодических колебаний солнечной активности (колебания урожайности различных культур, произрастания семян, роста древесины, размножения различных животных, появления эпидемий и т.д.). Выводы А.Л. Чижевского позволили нам увидеть гармонию во взаимодействии различных частей биосферы, регулируемых периодическими колебаниями энергетической активности Солнца. При этом биосфера выступает в качестве основы в поддержании жизни, несмотря на возмущения, периодически возникающие на Солнце. Она одновременно выступает в роли аккумулятора жизни и ее саморганизующейся системы. Инерционность биосферы, как способность к сохранению жизни на Земле вне зависимости от изменений, происходящих на ней и на Солнце, – приобретение эволюции.

Исследования А.Л. Чижевского дали мощный импульс к исследованию солнечно-биологических связей, что позволило определить их значительную роль на всех этапах жизни человека – от его рождения до смерти.

Различают воздействие радиации соматическое и генетическое.

Соматическое – вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная от значительного снижения средней возможности выживания и заканчивая мгновенной гибелью.

Генетическое – вызвано последствиями облучения на развитие и формирование половых клеток. Это мутагенное влияние радиации. Возникновение мутаций обусловлено изменением хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре половой клетки свободных радикалов, которые, реагируя с азотистыми основаниями, изменяют структуру генетического кода. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты.

Естественная доза облучения человека составляет 20-50 миллирад/год. Предельно допустимая величина радиации для человека по данным Международной комиссии по радиации составляет 166 миллирад/год. Смертельная доза одноразового облучения составляет 10000 рад, что соответствует энергии 100 дж/кг. Если эту энергию облучения перевести в тепло, то человеческое тело нагрелось бы всего до 0,001°С.

Наибольшая тенденция накопления радиации наблюдается у животных, которые накапливают в своем организме (включая молоко, мясо) преимущественно ⁹⁰Sr (стронций), ¹³¹J (йод). Генетически опасна доза радиации любой интенсивности. Отсюда можно сделать вывод, что снижение общего фона радиации – один из важных путей снижения мутагенеза человека. Может в этом заключена и суть развития самых высокоорганизованных форм живой материи?..

Полный механизм задействования клеток головного мозга человека (сейчас мозг человека задействован не более, чем на 10-15 %), возможно, ждет именно понижения порога фоновой радиации, которая может быть достигнута только в очень далеком будущем, если человек сумеет сохранить себя до этого времени.

К радиоактивному загрязнению относится корпускулярное и электромагнитное излучение.

К первому относится a-излучение – поток ионизированных атомов гелия, движущийся со скоростью, близкой к световой. Сюда же относятся нейтронные, космические лучи и некоторые ядерные частицы – нуклоны.

Ко второму относится рентгеновское (с длиной волны 10^-12 -10^-9 м) и гамма-излучение (с длиной волны < 10^-12м).

Все вышеперечисленные типы радиации ионизирующие, т.к. способны вырывать электроны с внешних электронных уровней атомов. Образующиеся ионы весьма активны, взаимодействуют с живой клеткой и оказывают влияние на изменение ее состава и свойств, в конечном счете, на мутацию в геномах.

Особо опасны радиоактивные изотопы с малым периодом полураспада, в особенности ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs. Эти изотопы геохимически близки к кальцию (стронций) и калию (цезий). Живые организмы, накапливающие кальций в костных тканях, накапливают в них и стронций. В мышечных тканях помимо калия накапливается цезий.

Важнейшие радиоактивные изотопы в биосфере

Радиоизотопы

Период полураспада

Тип излучения

		a	b	g
¹⁴С	5568 лет		+
³H	12,4 года		+
³²P	14,5 суток		+++
³⁵S	87,1 суток		+
⁴⁵Ca	160 суток		++
²⁴Na	15 час		+++	+++
⁴⁰K	1.3 млрд. лет		++	++
⁵⁹Fe	45 суток		++	+++
⁵⁴Mn	300 суток		++	++
¹³¹J	8 суток		++	++
⁹⁰Sr	27,7 лет		++
¹³⁷Cs	32 года		++	+
¹⁴⁴Ce	285 суток		++	+
²³⁹Pu	24000 лет	+++		++
⁴¹Ar	2 час		++
⁵⁵Kr	10 лет		+

Примечание: + – энергия, меньшая 0,2 Мэв, ++- энергия в интервале 0,2- 1 Мэв, +++ – энергия, более 3 Мэв.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Учебное издание... Кокин Александр Васильевич доктор геолого минералогических наук...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Начальная стадия биологической эволюции

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Корпускулярная и континуальная концепция описания природы
“Если при первом знакомстве с современной картиной мира она не вызвала в Вас резкого неприятия – Вы в ней чего-то недопоняли” – шутят физики. Узловые моменты этой теории – концепция происхождения В

Сирано де Бержерак
“Самое непостижимое в мире – это то, что он постижим”. Это высказывание Эйнштейна кажется тем глубже, чем дольше в него вдумываешься. Природа, в самых изощренных своих загадках, является вызовом на

Термодинамика
Удивительная способность живых организмов поддерживать на определенном уровне состояние своего внутреннего порядка – есть не что иное, как борьба с накоплением энтропии, борьба с вырождением матери

Тит Лукреций Кар “О природе вещей”.
Порядок, как следствие структуры пространства, определяет закономерность размещения частей материального микро- и макромира, микрокосма и макрокосма. Порядок в строении атома определяется

Логика развития научного знания. Смена парадигм
“Истина – это заблуждение, которое длилось много веков; заблуждение – это истина, которая просуществовала лишь несколько минут” (Пословица) Американский философ Т

Естественнонаучная и гуманитарная культуры
Естественнонаучная культура есть проявление общей культурной традиции человека (как исторически сложившийся определенный уровень развития общества, творческих сил и способностей человека, выраженны

Математика
Одна из древнейших наук. Для нее описываемый материальный предмет не имеет решающего значения; для математики важен метод описания: с помощью ряда чисел, уравнений, тригонометрических функций, фигу

Структурные формы организации материи
Материя структурирована не только движением, пространством, временем, но и размерностью, уровнем организации. Но если движение, пространство и время в материальном мире являются непременным атрибут

Микрофизика
Мир, окружающий нас, весьма многообразен в проявлении форм материи, но человеческое сознание всегда пыталось и пытается найти какое-то единство и закономерности в строении материи. И с каждым шагом

Три поколения фундаментальных элементарных частиц
Частицы Кварки Взаимодействие Бозон е (0,0005) ui (0,0005) электромагни

Квантовая теория
В классической физике выделяют, как формы существования материи, вещество и поле. Первое состоит из частиц – протонов, нейтронов, электронов. Второе распределено по всему пространству в виде волн –

Взаимодействия и изменения
Пространство и время объединены взаимодействием объектов материального мира, следовательно, и первое и второе – материальны. Самая важная сущность заключается не в протяженности Вселенной в простра

Создание единой теории поля
Электромагнитное взаимодействие обуславливает существование стабильных атомов и молекул (взаимодействие между электронами и протонами). Его константа ae » 1/137 описывает превращение зар

Пространство
Форма сосуществования материальных объектов и процессов, происходящих с ними; характеризует структурность и протяженность материальных систем. Определяет протяженность материальных тел, границы, за

Общая и частная теории относительности
Общая теория относительности А.Эйнштейна рассматривает пространственно-временные свойства материи. Она полностью изменила наши представления о пространстве, времени и тяготении. И тяготение оказало

Конец геоцентрической системы Птолемея
Десятки тысяч лет назад, когда человек оторвался в своем развитии от братьев меньших – животных, он пытался найти свое место в окружающем мире и представить себе его картину. Осваиваясь в окружающе

Гелиоцентрическая система
Гипотеза Коперника была проста. Надо поменять в старой птолемеевской системе Землю и Солнце местами, оставив только Луну вращаться вокруг Земли. Но эта простая гипотеза была недоступна для понимани

Бесконечность Вселенной
Следующий за Коперником крупный шаг в познании Мира сделал итальянский философ-пантеист Джордано Бруно (1548-1600). Развивая идеи Николая Кузанского и гелиоцентрическую космологию Николая Коперника

Разбегание галактик
Наиболее острые дискуссии среди космологов, астрофизиков вызывали вопросы о стационарности и нестационарности Вселенной, о закрытости или открытости ее внешних границ. Развитие спектроскоп

Внегалактическая шкала расстояний
Метод исследования Астрономические объекты Предел измеряемых расстояний Параллакс (земные базы) Планеты

Парадокс Ольберса
Вдали от Млечного Пути небо выглядит удивительно темным. Эта, казалось бы, чисто внешняя особенность неба имеет глубокое значение для космологии. В ХIХ веке немецкий астроном Генрих Ольберс (1758-1

Принцип Маха: понятие инерции
Оказывают ли далекие звезды какое-либо влияние на локальные свойства вещества? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны сравнить представления Ньютона об абсолютном пространстве с идеями, выдвинуты

Реликтовое космическое микроволновое излучение
Измерения эффективной температуры шумов в максимуме диаграммы направленности 20-футовой рупорной антенны-рефлектора, проведенные в лаборатории Кроуфорд-Хилл (Холмдел, Нью-Джерси) на частоте 4080 Мг

Космическая шкала времени
Космическое время Эпоха Красное смещение Событие Время от сегодняшнего момента

Происхождение Вселенной
Одна из удивительнейших и интереснейших загадок современного естествознания – это происхождение и эволюция Вселенной. Она важна для нас не только как чисто познавательная, но и как практическая, по

Альтернативные космологические модели
Модели, включающие Большой взрыв k Пространство Протяженность пространства Характер эволюции

Структура Метагалактики
Звезды и галактики скучены, а не равномерно распределены в пространстве. Почему? Что заставило их собраться вместе? Причиной всего этого могут быть тонкие струны с большой концентрацией энергии, об

Галактики
Основным элементом крупномасштабной структуры Метагалактики (наблюдаемой части Вселенной) являются галактики и скопления галактик (Гнедин, 1996). Галактики представляют собой стационарные гравитаци

Основные черты эволюции звезд
Следующая стадия эволюции Вселенной – Галактическая и звездная. Именно в звездах происходит синтез элементов после гелия. Наиболее распространенным элементом Космоса является водород. В ре

Эволюция звезд и звездных систем
Возникнув из разреженной материи (это преимущественно водород и гелий), звезды, под действием гравитации, сжимаются и входят в полосу Главной последовательности, когда в их недрах возникнут условия

Некоторые параметры планет Солнечной системы
Планета Расстояние от Солнца Сидерический период Синодический Средняя скорость Эксцентриситет

Средний химический состав земной коры и планет земной группы (%).
Состав Венера Земля Луна Марс Метеориты O 43.2 46.60

Христиан Гюйгенс (1629-1695).
Жизнь на Земле – самый выдающийся и, возможно, уникальный процесс, влияние которого заметно в глобальных масштабах, поглощающий живительную энергию Солнца и вводящий в круговорот едва ли не все эле

Возникновение биосферы
Невозмутимый строй во всем, Созвучье полное в природе; Лишь в нашей призрачной свободе Разлад мы с нею сознаем. Ф.И.Тютчев (1803-1873)

Химическая эволюция преджизненных форм
Первоначально возникали простейшие соединения: 2СО + 2Н2 ® СН4 + СО2 СО2+ 4Н2 ® СН4 + 2Н2О N

Направленность и необратимость биологической эволюции
На основе современных данных биологии, а также палеонтологической летописи можно выделить несколько основополагающих моментов эволюции живого вещества на нашей планете. Направленность э

Эволюция биосферы
Она включает в себя три основных этапа. Первый этап ‑ восстановительный. Начался в космических условиях и завершился появлением на Земле первой гетеротрофной биосферы. На этом

Феномен человека
“Ничтожный морфологический скачок и вместе с тем невероятное потрясение сфер жизни – в этом парадокс человека” Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955) Современные предст

К проблеме общества
Концепция развития человеческого общества через этногенез. Общество, как совокупность исторически сложившихся форм совместной деятельности людей, может быть рассмотрена в культурно-историч

Этногенез в понимании Л.Гумилева
Этногенез – происхождение народов. Включает как начальные этапы возникновения какого-либо народа, так и дальнейшее формирование его антропологических, этнографических и лингвистических возможностей

Ноосфера
Ближайший соратник Чарльза Дарвина английский биолог Томас Генри Гексли писал: “Откуда мы пришли, что за границы поставлены нашей власти над Природой и Природы над нами, к какой цели мы стремимся?.

Концепция устойчивого (допустимого) развития
Теоретическая основа концепции устойчивого развития – теория биотической регуляции среды, стержнем которой является существование предела возмущения биосферы внешними факторами (предела хозяйственн

Экология духа
“Одно несомненно, что нет ничего несомненного, и что человек – самое жалкое и вместе с тем превосходящее всех существо”. Плиний Старший (23 или 24-79) Останавлива

Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955).
Является ли жизнь обычным следствием высшей ступени в организации материи во Вселенной, мы не знаем, поскольку не обладаем абсолютным знанием. Но то, что жизненная форма есть один из возможных вари

Крупнейшие исследователи естествознания
Аристотель – (384-322 г. до н.э.) – древнегреческий ученый и философ. Ученик Платона в Афинах. Наставник Александра Македонского. В 335 г основал Ликей, или перипатетическую школу (чтение ле