Материал: Новые данные о живых ископаемых животных и их использование на уроках географии

Появление первых растительных организмов произошло в очень далекие от нас времена. Первые живые организмы были похожи на микроскопические комочки слизи. Значительно позднее у некоторых из них появилась зеленая окраска, и живые организмы стали похожи на одноклеточные водоросли.

Древние одноклеточные живые существа дали начало многоклеточным организмам. Многоклеточные организмы, как и первые одноклеточные, появились в воде. Это были разнообразные многоклеточные водоросли, развившиеся из одноклеточных.

Изучение ископаемых остатков показывает, что растительный мир Земли постоянно изменялся. Около 400-350 миллионов лет назад большую поверхность Земли занимали водные бассейны и внешние условия благоприятствовали росту и развитию широко расселившихся разнообразных водорослей. Поверхность материков и дно океана со временем изменялись. Поднимались новые материки, уходили под воду возникшие раньше. Колебание земной коры приводило к тому, что на месте морей возникала суша. Переход растений к наземному образу жизни связан с пересыханием отдельных участков земной поверхности. Отступавшая морская вода задерживалась во впадинах. Они то пересыхали, то вновь наполнялись водой. Иссушение происходило постепенно. Некоторые водоросли приспособились к обитанию в наземных условиях. Климат в то время на земном шаре установился ровный - влажный и теплый. Начался переход растений от водного к наземному образу жизни. Условия жизни на суше вызвали усложнение строения растений. Некоторые древние многоклеточные водоросли, изменившись в своем строении, дали начало первым наземным растениям - псилофитам, позднее полностью вымершим. Псилофиты - это небольшие травянистые и деревянистые зеленые растения, которые росли по берегам водоемов. От псилофитов, по-видимому, произошли мхи и папоротникообразные, достигшие расцвета около 300 миллионов лет назад. В период господства на Земле папоротникообразных климат в течение круглого года был теплым и влажным. Условия благоприятствовали не только росту, но и размножению папоротников, плаунов и хвощей: вода, необходимая для оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами, всегда была в изобилии.

В конце каменноугольного периода климат Земли почти повсеместно стал суше и холоднее. Гигантские древовидные папоротники, хвощи, и плауны начали вымирать. Погибшие растения постепенно превращались в каменный уголь. От некоторых древних папоротникообразных произошли первые хвойные.

Доказательством происхождения голосеменных растений от древних папоротникообразных является сходство между этими растениями: у тех и других есть корень, стебель и листья. Древовидные папоротники имели большое внешнее сходство с деревьями голосеменных растений.

Первоначальными голосеменными растениями были семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Семенные папоротники были представлены крупными и мелкими деревьями, а также лианами. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. А условия жизни продолжали меняться и дальше. Климат становился еще суше и холоднее. Только на небольшой части материков он продолжал оставаться теплым и влажным. Там, где климат становился более суровым, древние голосеменные растения постепенно вымирали. На смену им появились хорошо знакомые вам современные голосеменные - сосны, ели, пихты и другие хвойные растения.

В условиях постепенно усиливающейся сухости воздуха и похолодания климата в конце каменноугольного периода нежные заростки папоротников при прорастании их на почве оказались в неблагоприятных условиях, поэтому многие погибали.

Покрытосеменные растения появились на Земле около 130 миллионов лет назад от древних видов голосеменных. В числе первых цветковых растений можно было встретить и такие, потомки которых живут в наше время. Покрытосеменные оказались самыми приспособленными растениями, потому что их семена были хорошо защищены плодами. Они широко расселились по всей Земле и стали произрастать в самых разнообразных условиях. Уже более 60 миллионов лет покрытосеменные растения господствуют на Земле.

Дожил до наших дней реликт мезозойской эры гинкго - высокое дерево со стройным светлым стволом и красивыми веерообразными листьями. Приспосабливаясь к изменяющимся условиям среды, все цветковые растения прошли длительный путь развития, но некоторые из них, например магнолия, не изменились. Магнолия осталась такой же первозданно прекрасной, какими были ее предки около 100 миллионов лет назад в меловой период истории Земли [35].

Дуб.

Совсем недавно американскими биологами было найдено древнейшее земное растение. Им оказался не какой-нибудь экзотический представитель фауны из Красной книги, а… обычный дуб, “ в соответствии с рисунком 3.7” . По словам ученых, возраст этого уникальнейшего растения - около 13 тысяч лет. Этот древний представитель фауны отличается от тех обычных дубов, которые можно встретить в средней полосе России.

Рисунок 3.7 Дуб.

Своим внешним видом он напоминает кустарник.

Проведя в рамках исследования анализ одной из популяций этого вида дуба, который растет в отдаленном горном регионе Калифорнии, ученые пришли к некоторым выводам. Все представители дуба Палмеры, которые находились в этом регионе, появились как результат бесполого размножения. Фактически, их можно считать одним растением. Самые древние растения - колония Q. palmeri возникло в этом регионе еще во времена периода позднего плейстоцена - он закончился примерно 12 тысяч лет назад.

Предположение о том, что некоторые изолированные популяции могут быть достаточно старыми, и раньше было очень распространено. Но только сейчас это удалось доказать. Исследователи обращают наше внимание на то, что во времена появления растения в этом регионе было достаточно холодно. А потому такой вид фауны выжить смог бы только интенсивно бесполо размножаясь. Совсем недавно ученым удалось найти самые древние растения - представителей сельскохозяйственных культур Северной Америки. Этими растениями оказалась так хорошо знакомая всем тыква. Исследователи провели прямой радиоуглеродный анализ, который показал, что возраст найденных семечек тыквы - 10 тысяч лет. Помимо этого удалось обнаружить, что возраст арахиса - 8,5 тысяч лет, а хлопка - 6 тысяч лет [36].

Саговники.

Очень древние растения, сохранившиеся на земном шаре до наших дней. Хотя и размножаются эти растения семенами, но не имеют настоящих цветков и плодов, поэтому относятся к голосеменным растениям, характерными представителями которых в нашей климатической зоне являются сосны, ели. Они - двудомные, мужские и женские шишки образуются на разных особях. Поэтому в оранжерейных и комнатных условиях саговники, как правило, семян не дают, “ в соответствии с рисунком 3.8”

Рисунок 3.8 Саговник.

Еще с 19 века известен саговник отогнутый, или поникающий, - Cecas revoluta Thunb., родом из Южной Японии. Небольшое грациозное растение внешне похоже на пальму, отсюда еще одно название цикаса - саговая пальма. В комнатной культуре высота ее редко превышает 30-50 см, листья крупные, непарноперистые, у взрослых экземпляров длиной 1 м и более. Сегменты листа кожистые, узколинейные, с одной центральной жилкой. Растение растет и развивается очень медленно. За год успевает образовать только одно кольцо своих перистых листьев. Молодые листья густо опушены и свернуты в виде улитки. За это свойство саговник называют также папоротниковым деревом. Размножают цикасы семенами, верхушками стволов и отпрысками, которые появляются у взрослых экземпляров [36].

При изучение темы «Понятие о биосфере» в 6 - м классе, мы давали дополнительный материал, который не используется в учебниках географии в средних школах.

Биосфера.

Существуют два основных определения понятия «биосфера», одно из которых известно со времени появления в науке данного термина. Это понимание биосферы как совокупности всех живых организмов на Земле. Ученик Докучаева, создателя учения о почвах, В. И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, выдвинул принцип неразрывной связи живого и неживого, переосмыслив понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу единства живого и неживого.

Такое толкование определило взгляд Вернадского на проблему происхождения жизни на Земле. Рассматривались следующие варианты: 1) жизнь возникла до образования Земли и была занесена на нее; 2) жизнь зародилась после образования Земли; 3) жизнь зародилась вместе с формированием Земли. Вернадский придерживался последней из этих точек зрения и считал, что нет убедительных научных данных о том, что живое когда-либо не существовало на нашей планете. Иными словами, биосфера была на Земле всегда [37].

Под биосферой, таким образом, Вернадский понимал тонкую оболочку Земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. Биосфера располагается на стыке литосферы, гидросферы и атмосферы, располагаясь в диапазоне от 10 км в глубь Земли до 33 км над Землей [38].

То, что Солнце - основа возникновения и существования жизни на нашей планете, а также причина большинства протекающих на ней физических и химических процессов,- тривиальная истина, привычная с незапамятных времен. Однако роль его гораздо значительнее и сложнее, нежели предполагалось ранее.

Что представляет собою Солнце для современного человечества? Не более как явление природы, подобное многим другим! Не тем оно было для наших предков... Солнце было для них мощным богом, дарующим жизнь, светлым гением, возбуждающим умы. Вся мифология древних проникнута слепящей символикой солнечного луча! Интуиция наших предков привела их к тому же заключению, что и завоевания науки! Люди и все твари земные являются поистине «детьми Солнца» - созданием сложного мирового процесса, имеющего свою историю, в котором наше Солнце занимает не случайное, а закономерное место наряду с другими генераторами космических сил [39] .

Несомненно, что главным возбудителем жизнедеятельности Земли является излучение Солнца, весь его спектр, начиная от коротких - невидимых, ультрафиолетовых волн и кончая длинными красными, а также все его электронные и ионные потоки. Они служат «передатчиками состояний» и заставляют каждый атом поверхностных оболочек Земли резонировать созвучно тем вибрациям, которые возникли на центральном теле нашей системы. В великом разнообразии проявлений этого резонанса, где наша мысль тонет в беспредельности форм, красок и звуков, мы мало-помалу научились понимать связанность и общность разрозненных явлений и представлять их в единой синтетической картине жизни солнечно-земного мира. Великолепие полярных сияний, цветение розы, творческая работа, мысль - все это проявление лучистой энергии Солнца [40].

Наука уже знает, что жизнь на Земле обязана главным образом солнечному лучу. Но еще мало ученых, которые до конца поняли эту истину!

Однако не только при помощи фотосинтеза или термических явлений Солнце осуществляет свое внедрение в частную жизнь Земли, оно имеет еще и другие пути - непосредственное влияние некоторых частей солнечного спектра на физико-химические превращения и на жизнедеятельность микроорганизмов, растений и животных.

В каждый данный момент органический мир находится под влиянием космической среды и самым чутким образом отражает в себе, в своих функциях перемены или колебания, имеющие место в космической среде. Мы легко можем себе представить эту зависимость, если вспомним, что даже небольшое изменение в температуре нашего Солнца должно было бы повлечь самые сказочные, невероятные изменения во всем органическом мире. Корпускулярные, радиоактивные радиации, космическая пыль, газовые молекулы, которыми наполнено все пространство мира, являются также могущественными создателями земной жизни и вершителями ее судеб. Изменение некоторых качеств космической или проникающей радиации могло бы мгновенно уничтожить всякую жизнь на Земле или до неузнаваемости изменить ее формы. Ультрафиолетовые лучи Солнца с короткой длиной волны могли бы губительно повлиять на всю биосферу, если бы она не задерживалась ничтожной толщины слоем озона в верхних областях атмосферы. Изменение в количестве притекающих к Земле электронов или космической пыли должно было бы так отразиться на метеорологических явлениях, что вызвало бы самые непредвиденные пертурбации в растительном, животном и человеческом мире.

Мы окружены со всех сторон потоками космической энергии, которая притекает к нам от далеких туманностей, звезд, метеорных потоков и Солнца. Было бы совершенно неверным считать только энергию Солнца единственным созидателем земной жизни в ее органическом и неорганическом плане. Следует думать, что в течение очень долгого времени развития живой материи энергия далеких космических тел, таких, как звезды и туманности, оказала на эволюцию живого вещества огромное воздействие [41].

Форма энергии заставляет организмы размножаться до возможных пределов, подобно тому, как достаточно одного лепестка ряски, появившегося в пруду весной, чтобы к осени затянуло всю поверхность до естественной границы - берегов. Тот же закон предельного распространения действителен для всех живых существ биосферы, а значит, и для людей.

Однако сама биосфера ставит границы организмам, ее составляющим. Биосфера мозаична: одни виды животных или растений ограничивают другие, и возникает гармония жизни - динамическое равновесие биоценозов большого или меньшего масштаба. Климатические условия на Земле разнообразны. Они определяются зональностью, удаленностью от океанов, сменами характеристик атмосферного давления - происхождения циклонов и другими причинами. А коль скоро так, то для организмов возникает потребность в адаптациях, что ограничивает возможности распространения уже территориально [42].

А также на уроке географии в 6 - м классе, при изучение темы «Особенности распространения живых организмов», мы давали такие дополнительные данные:

Особенности распространения.

О том, что различные животные обитают в различных природных условиях, было известно со времен классической древности, однако в причины этих различий никто никогда достаточно глубоко не вникал. Мы лишь догадываемся, что приспособленность организма к определенным условиям среды в какой-то мере определяет особенности его распространения. Так, можно предполагать, что густой белый мех белого медведя, столь необходимый для его жизни в снегах холодного севера, был бы невыносимо жарким и слишком заметным в тропических джунглях. Однако одной лишь приспособляемостью к условиям среды невозможно объяснить особенности распространения животных и растений.

В качестве примера приведем удивительное сходство некоторых животных и растений на противоположных частях земного шара. Почему некоторые растения и животные восточных штатов США имеют своих ближайших родичей в далеком Китае? Аллигатор - это крупное пресмыкающееся встречается в низменных юго-восточных районах США, от залива Албемарл в Северной Каролине до реки Рио-Гранде в Техасе, в бассейне Миссисипи вверх по течению до Арканзаса и в юго-восточной части штата Оклахома. Кроме упомянутого аллигатора, существует еще лишь один вид этого рода, распространение которого ограничено нижней частью бассейна реки Янцзы в Китае. Родство этих двух аллигаторов американского и китайского - очевидно, и нет сомнения, что они происходят от общего предка. Почему же они живут в столь далеких частях земного шара?