Nasz świat ma prawie pięć miliardów lat
Planeta Ziemia ma około 4,6 miliarda lat. Życie pojawiło się na niej prawie 3,9 miliarda lat temu, a my, ludzie, zaledwie przed 200 tysiącami lat. Mimo że czas istnienia gatunku ludzkiego jest tak znikomy, człowiek zdołał zakłócić istotną dla życia równowagę wszystkich ekosystemów. Przyszedł czas, by zastanowić się – co dalej?
1. Dowody ewolucji
Dzięki znaleziskom paleontologicznym wiemy, że świat istot żywych podlega nieustannym zmianom. Świadectwem tych zmian są na przykład odciski roślin, które żyły i wyginęły miliony lat temu. Skamieniałe szczątki pradawnych zwierząt potwierdzają ich odmienność od gatunków współczesnych, a równocześnie świadczą o tym, że między gatunkami kopalnymi a współczesnymi istniały liczne podobieństwa. Podobnie jest ze skamieniałościami człowieka i jego przodków. Pozwalają one zrekonstruować historię tych gatunków i formułować dobrze uzasadnione hipotezy na temat powstania przystosowań, które dały Homo sapiens przewagę nad pozostałymi organizmami.
Wśród świadectw ewolucji wyróżnia się dowody pośrednie i bezpośrednie.
Bezpośrednie dowody ewolucji | Pośrednie dowody ewolucji | |||
paleontologia | anatomia porównawcza | biochemia | ||
skamieniałości | ogniwa pośrednie | wspólny plan budowy organizmów, narządy szczątkowe | podobieństwo składu chemicznego organizmów, budowa DNA, podobieństwo procesów biochemicznych | |
szkielety, muszle, kości, zęby, pancerze, skorupki jaj, odchody, odciski stóp, fragmenty pni roślin drzewiastych, ziarna pyłku | formy przejściowe pomiędzy dwiema grupami systematycznymi | |||
2. Mechanizmy ewolucji
Ewolucja to proces stopniowych zmian zachodzących w populacjach, który prowadzi do powstawania nowych gatunków. Teoria ewolucji, której twórcą był Karol Darwin, opiera się na czterech głównych założeniach:
osobniki tego samego gatunku różnią się od siebie,
rodzice przekazują swoje cechy potomstwu,
organizmy wydają na świat dużo więcej potomstwa niż może przeżyć,
organizmy, które w danych warunkach są najlepiej przystosowane do środowiska, przeżywają i wydają więcej potomstwa niż organizmy gorzej przystosowane.
Mechanizm, który sprawia, że przeżywają osobniki najlepiej przystosowane do warunków środowiska, to dobór naturalny. Rolę selekcjonera pełnią w tym przypadku czynniki środowiska. W hodowli zwierząt i uprawie roślin to człowiek dokonuje selekcji – rozmnaża osobniki o pożądanych przez siebie cechach. W tym przypadku dobór prowadzony przez człowieka określa się jako sztuczny.
3. Etapy ewolucji organizmów
Pierwsze komórki były bezjądrowe i przypominały dzisiejsze bakterie. Niektóre z nich dały początek komórkom jądrowym. Organizmy jednokomórkowe skupiały się, w wyniku czego powstawały kolonie. Dalszy rozwój kolonii doprowadził do utworzenia organizmów wielokomórkowych, a potem tkankowych. W toku ewolucji jedne gatunki powstawały, inne wymierały. Nigdy jednak życie nie zanikło całkowicie i dlatego wszystkie gatunki żyjące na Ziemi są ze sobą spokrewnione.
4. Ewolucja człowieka
Na podstawie dostępnych danych kopalnych szacuje się, że ewolucja człowiekowatych rozpoczęła się w Afryce około 7 mln lat temu. Prawdopodobnie nieco wcześniej, ok. 7,5 mln lat temu, doszło do rozdzielenia się linii ewolucyjnych szympansa, goryla i człowieka. Bezpośrednią przyczyną zmian ewolucyjnych były zmiany klimatyczne. Spowodowały one częściowe przekształcenie lasów tropikalnych, zamieszkiwanych przez przodków współczesnych małp i człowieka, w busz, a następnie w sawannę. Przodkowie człowieka stopniowo przystosowywali się do życia na otwartym terenie, co skutkowało powstawaniem nowych cech i w rezultacie nowych gatunków. Ewolucja współczesnych małp człekokształtnych przebiegała wolniej, ponieważ pozostały one w lasach tropikalnych, w których panują stabilne warunki środowiskowe.
Cechy budowy | Szympans | Człowiek |
Ciało | owłosione | brak owłosienia |
Objętość mózgu | około 500 cmIndeks górny 33 | około 1350 cmIndeks górny 33 |
Twarzowa część czaszki | wysunięta do przodu | spłaszczona |
Zęby | duże kły | małe kły |
Kręgosłup | wygięty w łuk | kształt podwójnej litery S |
Miednica | długa i wąska | krótka i szeroka |
Kończyny | górne kończyny dłuższe od dolnych; wszystkie cztery kończyny chwytne, przystosowane do wspinania się na drzewa | górne kończyny krótsze od dolnych, przystosowane do wykonywania precyzyjnych ruchów; dolne kończyny niechwytne, przystosowane do poruszania się dwunożnego |
Mowa | nieartykułowane dźwięki | mowa artykułowana |
Kultura | tworzenie grup rodzinnych; przestrzeganie zasad hierarchii | wytworzenie złożonych relacji społecznych; tworzenie kultury, nauki, cywilizacji |
5. Cywilizacja przyczyną efektu cieplarnianego?
Człowiek jest częścią przyrody. Nasze życie i dobrobyt całkowicie zależą od środowiska naturalnego. Gwałtowny przyrost liczby ludności i intensywny rozwój przemysłu przyczyniły się do niekontrolowanej eksploatacji zasobów i znacznego zanieczyszczenia środowiska. Powietrze, woda i gleba są przesycone szkodliwymi substancjami, które ujemnie wpływają na organizmy. Nadmierna emisja gazów cieplarnianych jest przyczyną nasilania efektu cieplarnianego.
6. Ludzkość i odpady
Z roku na rok zwiększa się ilość i różnorodność odpadów. Wiele z nich stanowi zagrożenie dla ekosystemów i poszczególnych gatunków. Głównym ich źródłem jest przemysł (odpady poprodukcyjne) i gospodarstwa domowe (odpady komunalne). Znaczna część odpadów może być wykorzystywana ponownie. Gospodarcze wykorzystanie odpadów nosi nazwę utylizacji. Odpady mogą być zagospodarowane w różny sposób. Należy dążyć do ograniczenia ilości wytwarzanych odpadów i jak najefektywniejszego wykorzystywania ich w procesach utylizacji.
Zadania
Pamiętam i rozumiem
Podaj przykłady dowodów ewolucji, których dostarcza paleontologia i anatomia porównawcza.
Wyjaśnij, podając odpowiednie przykłady, czym różni się dobór naturalny od doboru sztucznego.
Przedstaw cechy wspólne człowieka i szympansa oraz cechy różniące te dwa gatunki.
Przedstaw przyczyny globalnego ocieplenia klimatu.
Wymień przykłady odpadów, które określa się jako niebezpieczne, przedstaw zagrożenia, jakie stwarzają one dla środowiska.
Czytam i interpretuję
Przeczytaj poniższy tekst i wykonaj polecenia.
Obecnie drzewa rodowe gatunków tworzone są z wykorzystaniem badań DNA, jednak skamieniałości wciąż dostarczają bardzo wielu informacji. Skamieniałe ślady organizmów pozwalają wyobrazić sobie, jak wyglądały gatunki wymarłe. Skamieniałości nie mogą jednak ukazać szczegółów pokrewieństwa tak jednoznacznie jak analiza DNA. Do niedawna genetycy nie mogli uwzględniać w porównaniach gatunków dawno wymarłych, gdyż ich DNA zostało zniszczone. Obecnie jednak pojawiło się nowe narzędzie – metoda sekwencjonowania aminokwasów w białkach wyizolowanych z kości. Pozyskanie takich białek wymaga jednak zniszczenia szczątków. Na podstawie: R. Gore,
Podaj przykłady bezpośrednich i pośrednich dowodów ewolucji opisanych w tekście.
Wyjaśnij, dlaczego do niedawna genetycy nie mogli badać szczątków szkieletów.
Jaką metodę stosuje się obecnie do badań kości? Jaka cecha budowy białek pozwala na zastosowanie tej metody?
Na jakie problemy natrafiają naukowcy w związku ze stosowaniem tej metody?
Przeczytaj poniższy tekst i wykonaj polecenia.
Młode surykatki (ssaki zamieszkujące południową część Afryki, głównie pustynię Kalahari) spędzają beztrosko czas na igraszkach, jedzeniu i spaniu. Jednak ich przyszłość wcale nie jest jasna. Zagrażają im na przykład ulewy zatapiające nory, susze, drapieżniki czy gromady rywalizujących z nimi surykatek z sąsiadujących grup. Z tego powodu tylko jedno młode na cztery dożywa dorosłości. Na podstawie: T. Clutton‑Brock, .
Ustal, jaki mechanizm ewolucji opisano w tekście.
Opisz, jakimi cechami prawdopodobnie charakteryzują się surykatki, które dożyły dorosłości w przeciwieństwie do tych, które wcześniej straciły życie.
Przeanalizuj budowę szkieletów człowieka i goryla i wykonaj zadania.
Porównaj czaszkę człowieka i goryla. W tym celu zaprojektuj i wypełnij tabelę.
Wyjaśnij związek między budową czaszki a wielkością mózgu i sposobem odżywiania się człowieka i goryla.
Porównaj długość kończyn przednich goryla i górnych człowieka.
Przedstaw konsekwencje zaobserwowanych różnic.
Zapoznaj się z diagramami i wykonaj zadania.
Wskaż surowce, których wykorzystanie będzie w przyszłości malało.
Porównaj zakres wykorzystania odnawialnych źródeł energii w roku 2012 i 2030
Podaj nazwę surowca, który nie jest obecnie wykorzystywany jako źródło energii elektrycznej w Polsce, ale w przyszłości planuje się pozyskiwanie z niego energii.
Wymień główne przyczyny planowanych zmian w strukturze wytwarzania energii elektrycznej w Polsce i na świecie.
Wymień surowce, które obecnie w Polsce odgrywają zasadniczą rolę jako źródło energii.
Przeczytaj tekst, a następnie wykonaj zadania.
Spalarnie śmieci pozwalają oszczędzić miejsce potrzebne na składowiska, trwale pozbyć się niebezpiecznych odpadów (np. tych ze szpitali czy zakładów chemicznych), a ponadto umożliwiają pozyskiwanie energii. Substancje stałe, które pozostają po spaleniu śmieci, można składować lub poddawać częściowemu recyklingowi, wykorzystując je na przykład do budowy dróg. Dawniej niepokój budziły gazy uwalniane w wyniku spalania, ponieważ zawierały one cząstki stałe, metale ciężkie, dwutlenek węgla, tlenki azotu i chlorowodór, a przede wszystkim dioksyny i furany – związki chemiczne zaliczane do bardzo toksycznych. Obecnie ilość dioksyn produkowanych przez spalarnie nie może przekroczyć 0,1 ng/mIndeks górny 33 (1 ng – jednostka masy równa jednej miliardowej części grama), czyli o wiele mniej, niż znajduje się w dymie uwalnianym z domowych kominów, dymie papierosowym czy spalinach samochodowych. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii oczyszczania gazów eliminuje się z ich składu także tlenki azotu. W rezultacie zamiast nich do atmosfery uwalniana jest para wodna i azot. Spalanie substancji organicznych wiąże się nieuchronnie z emisją dwutlenku węgla. Okazuje się jednak, że te same odpady złożone na składowiska wydzielają metan – gaz o wiele groźniejszy ze względu na globalne ocieplenie klimatu niż dwutlenek węgla. Poradzono sobie także z brzydkim zapachem – instalacje w nowych spalarniach są bardziej szczelne. Na podstawie: E. Wieteska
Wymień niebezpieczeństwa i niedogodności, które grożą ludziom i środowisku w związku ze spalaniem śmieci w spalarniach starego typu lub gospodarstwach domowych.
Wymień trzy korzyści wynikające ze spalania odpadów w nowoczesnych spalarniach.
Rozwiązuję problemy
Teoria ewolucji Darwina nie od razu spotkała się z powszechnym uznaniem. Jak sądzisz, co może być tego przyczyną?
Skamieniałości stanowią zapis wyglądu organizmów żyjących w minionych epokach. Są również jednym ze źródeł informacji o środowisku i klimacie tych epok. Wyjaśnij, czy jest możliwe odtworzenie pełnego obrazu historii życia na Ziemi tylko na podstawie skamieniałości. Dlaczego tylko niewielka część wymarłych organizmów zachowała się w tej postaci?
W połowie ubiegłego wieku, dzięki antybiotykom, medycyna zaczęła odnosić znaczące sukcesy w walce z bakteriami chorobotwórczymi. W związku z tym zrodziło się złudzenie, że dzięki lekom człowiek wkrótce zapanuje nad chorobami zakaźnymi. Kolejne lata pokazały, w jak wielkim byliśmy błędzie. Drobnoustroje nie tylko nie odstąpiły człowieka, lecz w „wyścigu zbrojeń” zaczęły zyskiwać nad nim coraz większą przewagę. Obecnie antybiotyki nie działają na wiele bakterii, które wcześniej zwalczano za ich pomocą.
Wyjaśnij, dlaczego obecnie naukowcy podejmują szereg działań, aby przekonać lekarzy i pacjentów, że antybiotyki należy stosować tylko w szczególnie uzasadnionych przypadkach i w rygorystyczny sposób przestrzegać sposobu ich użycia.
Polska jest zaliczana do państw o niewielkich zasobach wodnych. Dowiedz się, jakie jest średnie zużycie wody na jednego mieszkańca w twojej miejscowości i zaproponuj lokalne działania, które mogłyby spowodować ograniczenie jej zużycia.
W roku 2007 energię jądrową wytwarzano w 15 krajach Unii Europejskiej w 146 reaktorach, a jej udział w całkowitej podaży energii w Unii wynosił 15%. Energetyka jądrowa budzi ogromne kontrowersje. Nadal trwają spory, czy może zastąpić pozyskiwanie energii z węgla, ropy naftowej i gazu. We Francji elektrownie jądrowe generują ponad 82% całkowitej energii elektrycznej, ale w Finlandii i w Niemczech już tylko około 22%, natomiast w Holandii zaledwie 1,2%.
Wyszukaj w różnych źródłach następujące informacje:
jaki jest koszt pozyskania 1 kWh energii w przypadku tradycyjnej energetyki i energetyki jądrowej,
jakie zagrożenia są związane z pozyskiwaniem energii z węgla, gazu i ropy naftowej, a jakie zagrożenie niesie energetyka jądrowa,
jakimi zasobami uranu i tradycyjnych surowców energetycznych dysponujemy obecnie na świecie.
Na podstawie znalezionych danych zdecyduj, czy popierasz pozyskiwanie energii ze źródeł tradycyjnych, czy z energetyki jądrowej. Uzasadnij swoją decyzję.
Test
Wyświetl i wydrukuj załącznik.
Projekt badawczy
Wyświetl i wydrukuj załącznik.