Эры, массовые вымирания и современная система жизни: история с развилками
Архей и протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой связаны с разными геологическими условиями и сообществами. Обсудим углеобразование, экологические кризисы и классификацию так, чтобы древние вымирания не смешивались с современным изменением биоразнообразия.
Федеральная программа · углублённый уровень · 11 класс
Происхождение и развитие жизни на Земле
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой
- Климат и геологические изменения
- Углеобразование и атмосфера
- Массовые вымирания: причины и следствия
- Современный экологический кризис
- Сохранение биоразнообразия
- Принципы современной классификации
- Основные группы живых организмов
Как это устроено
Геологические названия обозначают интервалы разной длительности: архей и протерозой — эоны, а палеозой, мезозой и кайнозой — эры фанерозойского эона. Нельзя делать из них пять равных по длительности «эпох». Для каждого интервала описывают климат, движение материков и находки живых организмов, но отдельный вид не «правит всей эрой» на всей планете.
Углеобразование требует накопления органического вещества и условий захоронения, ограничивающих его полное разложение, затем длительного геологического преобразования. Захоронение органического углерода связано с круговоротом углерода и кислорода, но нельзя приписывать изменение всей атмосферы одному угольному болоту. Угольные пласты известны не только из одного периода.
Массовые вымирания имели разные сочетания причин: изменения климата, вулканизм, изменения уровня моря, нарушения океанических систем, а на границе мела и палеогена сильные свидетельства указывают на крупное астероидное столкновение. После кризиса выжившие линии могут разнообразиться, но вымирание не является «полезным планом» природы. Птицы пережили позднемеловой кризис как одна ветвь динозавров.
Современное сокращение популяций и изменение экосистем оценивают по наблюдаемым рядам данных, а не просто приравнивают к каждому древнему кризису. Сохранение биоразнообразия учитывает местообитания, генетическое разнообразие и взаимодействия видов. Современная система органического мира стремится отражать родство: бактерии, археи и эукариоты — крупные клеточные линии, внутри которых множество ветвей; вирусы изучают отдельно, не называя их клеточной «четвёртой империей».
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Архей
Древний эон истории Земли после гадея, в течение которого существовали ранние геологические и биологические системы; возрастные границы задаёт геологическая шкала.
Пример: Некоторые древние свидетельства микробной жизни относятся к архею.
- Протерозой
Эон между археем и фанерозоем, включающий важные этапы изменения кислородного режима и развития эукариот и многоклеточных линий.
Пример: Позднепротерозойские отложения сохраняют часть эдиакарской биоты.
- Палеозой
Эра фанерозоя, в течение которой разнообразились морские животные, растения и животные широко осваивали сушу.
Пример: Карбоновые леса — лишь один этап палеозоя, не характеристика всей эры.
- Мезозой
Эра фанерозоя после палеозоя и до кайнозоя, включающая триас, юру и мел.
Пример: Покрытосеменные растения появились и разнообразились в мезозое; птицы возникли в линии динозавров.
- Кайнозой
Текущая эра фанерозоя, начавшаяся после границы мела и палеогена.
Пример: Разнообразие млекопитающих и птиц изменялось на протяжении кайнозоя.
- Углеобразование
Накопление растительного органического вещества и его последующее геологическое преобразование в уголь при подходящих условиях осадконакопления, захоронения и времени.
Пример: Часть угольных залежей связана с древними болотистыми экосистемами, но уголь образовывался в разные периоды.
- Массовое вымирание
Геологически сравнительно краткий интервал существенного глобального сокращения разнообразия многих линий, устанавливаемый по ископаемой летописи с учётом её неполноты.
Пример: Граница мела и палеогена связана с исчезновением нептичьих динозавров и многих морских групп.
- Экологический кризис
Крупное нарушение структуры и функционирования экосистем, причины и масштабы которого необходимо определять данными.
Пример: Быстрое изменение среды может сопровождаться утратой местообитаний и сокращением популяций.
- Биоразнообразие
Разнообразие наследственных вариантов, видов и экосистем, оцениваемое разными взаимодополняющими показателями.
Пример: Число видов не описывает автоматически состояние популяций и генетическое разнообразие.
- Систематика
Научное описание и классификация организмов с учётом их признаков и эволюционных отношений.
Пример: Молекулярные данные могут изменить прежнюю классификацию по одному внешнему признаку.
- Клада
Группа, включающая предковую линию и всех её потомков в рассматриваемой реконструкции.
Пример: Птицы входят внутрь динозавров при кладистическом описании их истории.
- Три домена
Широкое учебное деление клеточной жизни на бактерий, архей и эукариот по историческим молекулярным различиям, не отменяющее продолжающихся исследований корня дерева жизни.
Пример: Вирусы не включают как отдельный четвёртый домен клеточной жизни.
Пример по шагам
Ученик пишет: «Архейская эра, затем протерозойская эра, затем мезозой; все они одинаковы по длине». Какие две ошибки?
- Архей и протерозой в современной шкале — эоны, мезозой — эра фанерозоя.
- Их длительность и вложенность различны; нужно нарисовать иерархию эон → эра → период.
- Для конкретных возрастных границ сверяют актуальную геохронологическую шкалу, не делят время поровну.
Вывод: Правильная иерархия и масштаб времени важнее мнемонической прямой линии.
Практическая работа
Слои, ископаемые и границы кризиса
- По открытой цифровой таблице находок отметьте последние и первые наблюдения нескольких групп вокруг одной геологической границы.
- Сопоставьте их с опубликованными данными о геологическом событии и запишите, какие причинные выводы требуют дополнительных свидетельств.
- На отдельной карте сравните древний кризис с современными измерениями сокращения популяций, не приравнивая показатели автоматически.
Что можно заключить: Кризис устанавливают по совокупности геологических и биологических данных и с учётом неполноты ископаемой летописи.
Безопасность: Используйте открытые данные и изображения; не собирайте образцы в охраняемых геологических памятниках.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.