Учебная модель: Кислородная революция
Модель демонстрирует некоторые этапы ключевого изменения в истории Земли, вызванного активностью живых организмов.
Ця модель - компонент ІНМК (інноваційного навчально-методичного комплексу) «Екологія. Конструювання біосфери», розробленого у 2008 р. Д. А. Шабановим, А. Г. Козленком та М. А. Кравченко на замовлення НФПК (Національного фонду підготовки кадрів) Російської Федерації (докладніше про цей проєкт - у статті "Інновації та реальність"; причини, з яких цей комплекс не використовується, коротко описані в колонці "Підручники. Прямісінько в післязавтра"). Цю модель розміщено тут для її використання в навчальному процесі.
Модель демонструє деякі етапи ключової зміни в історії Землі, спричиненої активністю живих організмів. Теоретичний матеріал, що стосується моделі, міститься в доповненні Деякі етапи історії земного життя посібника "Екологія: біологія взаємодій".
Модель демонструє зміну груп фотосинтезуючих організмів в історії Землі, причини цієї зміни та її вплив на вигляд планети. Під час існування ранньої біосфери атмосфера молодої Землі, як і вся її поверхня, мала відновний характер. З надр виділялися гази-відновники (CH4 , NH3 та інші), у воді океану були розчинені речовини, які були здатні зв'язуватися з киснем (наприклад, солі Fe2+ , які в присутності O2 окиснюються до Fe3+). За цих умов з'явилися перші організми-фотосинтетики. Ними були анаеробні ціанобактерії. Кисень був для них токсичним продуктом виділення. Накопичення кисню в околицях бактеріальних клітин (у моделі воно показується у вигляді блакитної «хмаринки» біля бактерій) гальмувало їх ріст. Починаючи з певного моменту часу, у біосфері стали домінувати аеробні (пристосовані до існування в середовищі, що містить кисень) фотосинтетичні організми. До їх числа належать і певні групи ціанобактерій, і рослини, наприклад, зелені водорості.
Інструкції щодо роботи з моделлю містяться в найнижчій частині її вікна; якщо ці інструкції не вміщуються у віконці, їх можна прокрутити вгору-вниз стрілочками поряд з ними праворуч.
Деякі завдання, які можна розв'язати під час роботи з моделлю:
1. Використовуючи модель, визначте умови, за яких в еволюціонуючій біосфері можуть поширитися аеробні організми. Опишіть характер зв'язку між анаеробними та аеробними фотосинтетиками. Відстежте значення змінюваних параметрів за допомогою графіків. Урахуйте, що графіки побудовані в умовних величинах!
2. Зверніть увагу на зміну кольору води та неба. Поясніть, з чим пов'язані такі зміни.