بخش دوم ، زمين زيستگاه ما
فصل 3 – سرگذشت زمين . لايه هاي سنگ ها :
سنگ هاي رسوبي معمولاً به صورت موازي در روي هم انباشته مي شوند و مانند ورق هاي كتابند. در يك سري لايه از جنس سنگ هاي رسوبي ، اصولاً لايه هاي زيرين قديمي تر از لايه هاي بالايي هستند. اما در صورتي كه سنگ ها چين خورده باشند، نمي توانيم اصل بالا را درست بدانيم و براي تعيين وضعيت گذشته هاي آن ها بايد بدنبال شواهد ديگري بگرديم.
سيل :
براي پاسخ به اين سؤال كه چه جانداراني بر روي زمين زندگي مي كردند بايد از فسيل ها كمك گرفت. به آثار و بقاياي موجودات قديمي كه در بين برخي از مواد تشكيل دهنده ي پوسته زمين پيدا مي شوند فسيل مي گويند. از ميان جانداران گذشته، فقط تعداد بسيار كمي به صورت فسيل درآمده اند. جانداراني كه داراي اعضاي نرم و فاقد اسكلت سفت داخلي يا خارجي بوده اند، در برابر عوامل مخرب طبيعي مقاومتي نداشته و پس از مرگ در مجاورت هوا يا زير آب تجزيه گرديده، خوراك جانداران ديگر شده و بدون آنكه از خود اثري به جاي گذارند، از بين رفته اند.
در ميان جانداران گذشته ي زمين آن هايي كه داراي اعضاي سخت مانند استخوان، دندان، صرف ، كيتين با بافت چوبي بوده اند. امكان فسيل شد نشان وجود داشته است. اين جانداران بايد بلافاصله پس از مرگ در محلي قرارگيرند تا در معرض تجزيه و فساد قرار نگيرند.
مكان هاي مناسب براي فسيل شدن :
براي فسيل شدن،محيط هاي رسوبي مانند درياها و درياچه ها مناسب تر از ساير مناطق اند. در اين مناطق رسوب گذاري شديدتر است و بقاياي جانداران بوسيله رسوبات بهتر مدفون و پوشيده ي مي شود.
در خشكي ها نيز گاهي فسيل بوجود مي آيد ولي تعداد آن ها نسبت به فسيل هايي كه در درياها تشكيل شده اند، بسيارناچيز است. يخچال، غار، طوفان هاي شن و ماسه ، شيره هاي گياهي، مواد نفتي و خاكسترهاي آتش فشاني شرايطي بوجود مي آورند كه جانوران يا گياهان قبل از فساد و تجريه همه يا قسمتي از جسد آن ها سالم بماند.
استفاده از فسيل ها :
برخي از فسيل ها كه مانند زغال سنگ و نفت كه به آن ها سوخت هاي فسيلي نيز گفته مي شود و بطور مستقيم در تأمين انرژي و برخي مواد كاربرد فراوان دارند. از ساير فسيل ها نيز براي تعين محل بعضي از مواد معدني استفاده مي گردد. فسيل ها در تشخيص آب و هواي گذشته نيز قابل استفاده اند.
تحول در حيات :
با مطالعه در روي فسيل ها بدست آمده از ميان لايه هاي رسوبي مختلف معلوم شده است كه فسيل هاي موجود در لايه هاي قديمي تر (زيرين) در مقايسه با آن ها كه در لايه هاي بالايي پيدا مي شوند. ساختماني بدني ساده تري را نشان مي دهند. يعني هرچه به زمان حاضر نزديك مي شويم. هم ساختمان بدن جانداران پيچيده تر مي شود هم بر تعداد انواع آن ها اضافه مي شود.
دانشمندان به همين ترتيب توانسته اند اولاً با نوع تحولات و تغييرات جانداران در گذشته آشنا شوند، ثانياً نوعي جدول زماني را به كمك فسيل ها تنظيم كنند كه راهنماي مناسبي براي تعيين قدمت لايه هاي رسوبي مجهول هم هست.
ترتيب پيدايش جانداران از بي مهره ها به مهره داراين ساده و خونسرد و سپس مهره داران خونگرم، يعني پرنده ها و پستانداران است.
گياهان نيز در آغاز محدود به جلبك هاي دريايي بودند و در زمان هاي بعد سرخس ها و انواع مشابه پديد آمدند. پيدايش گياهان گلدار، كه انواع كامل پيچيده تر از اقاسم بي گل ها و هاگدار است. در زمان هاي نزديك به زمان حال در روي زمين ظاهر شدند.
تغيير گونه هاي جانداران :
يكي از مهم ترين كاربردهاي فسيل ها پي بردن به چگونگي تغييرات شكل ظاهري و ساختمان بدني و در نتجه بوجود آمدن انواع جديد جانداران است. امروزه بيش از 2 ميليون نوع جاندار در روي زمين زندگي مي كنند. در حالي كه مطالعه ي فسيل ها نشان ميدهد كه در ابتدا تعداد گونه هاي جانداران بسيار محدود و رفته رفته افزايش پيدا كرده اند.
المارك دانشمند فرانسوي،در قرن هجدم استفاده يا استفاده نكردن اندام ها را عامل بروز تغيير مي دانست و عقيده داشت كه وقتي اندامي زياد بكار برده شود، قوي خواهد شد و برعكس اندامي كه كار نكند، رشد چنداني نخواهد داشت . به عقيده لامارك صفاتي كه به اين ترتيب كسب مي شوند. قابل به ارث رسيدن نيز خواهند بود. پس چون زرافه گردن خود را براي خوردن برگ هاي درختان بالا كشانده نسل به نسل بر طول گردنش اضافه شده است.
چارلز داروين:
زيست شناس انگليسي،در قرن نوزدهم كه از اوايل زندگي به مطالعه گياهان و جانوران علاقمند بود. در مورد چگونگي تغيير گونه ها ، نظريه ي انتخاب طبيعي خود را در كتابي به نام منشأ انواع انتشار داد.
انتخاب طبيعي به اين معناست كه طبيعت در هر محيط افراد سازگارتر را انتخاب مي كند و آن هايي را كه براي زيستن در آن محيط مناسب نيستند، از ميان مي برد.
ذكر انتخاب طبيعي، از آن جا در ذهن داروين ريشه گرفت كه مشاهد كرد:تعداد اولاد جانداران، هميشه بيشتر از تعداد والدين است با وجود اين جمعيت انواع بخصوص همواره ثابت مي ماند. بنابراين بايد هميشه تعدادي از اولاد جانداران به طريقي از بين بروند و چون بين افراد يك نوع ، تفاوت هاي فردي وجود دارد و همه آن ها از لحاظ سازش با محيط، مشابه نيستند. در ضمن چون غذا و جا معمولاً براي همه ي افراد وجود ندارد،ميان آن ها رقابت در مي گيرد. در اين رقابت افرادي كه سازش بيشتري با محيط دارند. از شانس بيشتري هم براي زنده ماندن برخوردارند و در نتيجه، در رقابت پيروز مي شوند و به سن زاد و ولد مي رسند و توليد مثل مي كنند.
دووريس :
در اوايل قرن بيستم يك دانشمند هلندي به نام دووريس نظريه ي جهش را اائه داد. دووريس معقتد بود، صفاتي بطور ناگهاني در يك فرد ظاهر مي شوند و اين صفات قابل انتقال به نسل هاي بعدي نيز هستند. جانداراني را كه در آن ها صفات جديد بوجود مي آيد در اصطلاح جهش يافته مي نامند. صفات جديدي كه در يك جهش بوجود مي آيند اغلب مضر هستند و سبب نابودي جاندار مي شوند، گاهي به ندرت در يك جهش صفات مفيدي هم ظاهر مي شدند. جانداراني كه در آن ها يك يا چند صفت مفيد ظاهر مي شود. نسبت به همنوعان خود سازگاري بيشتري با محيط پيدا مي كنند و رفته رفته تعداد آن ها در محيط افزايش پيدا مي كند.
چگونگي بروز جهش :
مي دانيد كه صفات ارثي از طريق كروموزوم ها داخل هسته به ارث مي رسند. مشاهد هي دقيق كروموزم ها هم نشان داده است كه ماده ي اصلي زنده ي آن ها، مولكول هاي DNA است كه در سلول هاي همه ي جانداران وجود دارد و امروزه آن ها را عوامل بوجود آورنده صفات مختلف در همه ي جانداران مي شناسيم. پس اگر قرار باشد تغيير در صفات جانداران پديد آيد. اين تغيير (جهش) بايد در ساختمان DNA اثر بگذارد.
DNA مولكولي بسيار با ثبات است و ساختمان كم تر دچار تغيير مي شود عواملي كه سبب بروز تغيير در ساختمان چنين مولكولي مي شوند، بايد بسيار قوي باشند. مواد راديو اكتيو بعضي از ماد شيميايي و دارويي را از جمله ي اين عوامل مي دانند.
شواهد تغيير :
وجود شباهت هاي فراوان در ميان جانداران حاكي از وابسته بودن آن ها به همديگر است. البته، شباهت ميان جانداران يك گروه زيادتر از شباهت ميان جانداران گروههاي دور از هم است. بديهي است كه ساختمان اندام هاي داخلي مانند دستگاههاي تنفس، گردش خون، كليدها و غيره هم در آن ها بسيار شبيه است و همگي فعاليت هاي حياتي مانند تغذيه ، تنفس ،و غيره را به يك شكل انجام ميدهند.
چنين شباهتي به ترتيب در ميان افراد گروههاي ديگر مهره داراين كمتر مي شود. با اين حال، ميان اين گروهها شباهت زياد دارند.
در مجموع مشاهدات انجام شده حاكي از آنند كه :
جانداران از اجداد قديمي و مشتركي بوجود آمده اند.
تغييرات در جمعيت هاي جانداران پديد مي آيند نه در افراد، زيرا فرديكه پس از مدت كم و بيش كوتاهي مي ميرد اما نسل و جمعيت باقي مي ماند. زندگي از حالت ساده و ابتدايي به صورت پيچيده تري تحول يافته است.
فكر كنيد
در مطالعه ي تاريخچه زمين، سنگ هاي رسوبي بهتر از بقيه ي اقسام سنگ ها هستند، دليل چيست؟
سنگ هاي رسوبي از بسياري جهات پرارزش اند، از جمله اينكه در آنها غالباً بقاياي گياهان و حيوانات پيدا مي شود كه آنها را فسيل مي نامند. دانشمنان با استفاده از فسيل ها تاريخ گذشته ي زمين را معلوم مي كنند. سنگ هاي رسوبي شواهد مربوطه به تاريخچه ي گذشته ي زمين را در بردارند و نشان مي دهند كه وضع درياها و خشكي ها، رشته كوه ها و غيره در گذشته چگونه برده است.
فكر كنيد
يك جاندار پس از مرگ بايد دور از چه عواملي قرار گيرد تا همه يا قسمتي از جسد آن باقي بماند؟
اين جاندار بايد بلافاصله پي از مرگ، در محلي قرار گيرد تا در معرض تجزيه و فساد قرار گيرد. مثلاً اگر داراي اعضاي نرم يا فاقد اسكلت سخت داخلي يا خارجي است. نبايد در مجاورت هوا يا زير آب قرار گيرد چون در اين حالت تجزيه گرديده و يا خوراك جانداران ديگر مي شود. در حالت كلي خشكي جاي خوبي براي فسيل شدن نيست.
فكر كنيد :
1 – به كمك جاي پاي جاندار ،چه اطلاعاتي درباره آن جاندار مي توان كسب كرد؟
وزن ، بزرگي جثه، نوع جاندار، نوع تغذيه
2 – وجود زغال سنگ در يك منطقه چه اطلاعاتي درباره آب و هواي گذشته ي آن جا مي تواند در برداشته باشد؟
وجود زغال سنگدر يك منطقه نشان ميدهد كه شرايط آب و هوايي در آن منطقه براي پيدايش جنگل هاي انبوه مناسب بوده است.
3 – آيا مي توان به كمك فسيل ها مناطق مختلف درياهاي گذشته را از نظر عمق شناسايي كرد؟
بله زيرا در هر منطقه از دريا متناسب با .... فاصله از ساحل ، جنس رسوبات فرق مي كند و از طرفي هر لايه ي فسيل هاي ويژه اي دارد كه با فسيل هاي لايه هاي بالايي و پائيني متفاوت است.
4 – آيا مي توان به كمك فسيل ها، درياچه آب شيرين را از درياچه آب شور تشخيص داد؟
بله، برخي از فسيل هاي مربوط به جانوران ساكن درياچه آب شيرين اند، پس سنگ هاي محتوي آثار آن ها بايد در محيط آب شيرين تشكيل شده باشد.
فكر كنيد :
از ترتيب پيدايش جانداران در روي زمين چگونه مي توانند به قديم يا جديد بودن لايه هاي رسوبي چين خورده پي ببرند؟
فسيل ها نشان دهنده ي طرز تكامل حيات در روي زمين اند، و چون جانداران ابتدايي و ساده تر در مقايسه با جانداران پيچيده و پيشرفته قدمتي زيادتر دارند، با مقايسه نوع فسيل هاي موجود در سنگ ها مي توان ترتيب قدمت هاي لايه رسوبي را معلوم كرد.
فكر كنيد :
1 – نوع سازگاري هر كدام از جانداران زير را مشخص كنيد:
گاو
مار
كاكتوس
اردك
بوته ي كدو
1 – گاو :
ناخن اندام هاي حركتي تبديل به سم شده است. معده چهار قسمتي است دندان هاي آسيا رشد بيشتري دارند.
مار :
داشتن پولك هاي ضخيم در سطح خارجي پوست كه سبب مي شود آب بدن از بين نرود و نياز جانور به آب كم باشد.
كاكتوس :
سطح پهنك برگ ها فوق العاده كاهش يافته و تبديل به خار شده است و تعداد روزنه ها كم است.
اردك :
دستگاه گوارش داراي بخش هاي ويژه اي بنام چينه دان و سنگدان است
بوته كدو:
طول ريشه بدليل نياز زياد گياه به آب زياد است و در اطراف پخش مي شود.
2 – آيا مهاجرت مي تواند يكي از عوامل ايجاد تغيير در جمعيت هاي جانداران باشد؟ براي گفته خود دليل بياوريد؟
مهاجرت عبارت است از جابجايي از مكاني به مكان ديگر . مهاجرت ها مي توانند بر افزايش يا كاهش جمعيت ساختمان سني جمعيت و ... اثر بگذارد به عنوان مثال وقتي روستاييان به شهرها مهاجرت مي كنند چون اغلب مهاجرين .... كار و فعاليت هستند باعث افزايش جمعيت سالخوره و يا در مورد زنان در روستا مي شوند.
تفسير كنيد
اين جمله را تفسير كنيد:
«جهش بوجود آورنده تغييرات در جانداران و انتخاب طبيعي گسترش دهنده ي آنها در جريان جمعيت ها ست.»
جهش سبب پيدا شدن صفات جديد مي شود اما به تنهايي قادر به تغيير چهره ي جمعيت نيست زيرا ميزان جهش بسيار كم است ولي انتخاب طبيعي يا انتخاب انواع جديد و حذف انواع ديگر امكان گسترش اين صفت را فراهم مي كند. به بيان ديگر جهش ايجاد كننده ي صفت جديد در فرد و انتخاب طبيعي افزايش دهنده اي فراواني اين صفت است
تاریخچه اتم