3. Эволюция животного мира на Земле

История животных изучена наиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных обнаруживаются в конце докембрия (700 млн. лет назад). Предполагается, что первые животные произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из групп древнейших водорослей. Наиболее близки к предкам простейших животных одноклеточные зеленые водоросли. Не случайно, например, эвглену и вольвокс, способных и к фотосинтезу, и к гетеротрофному питанию, ботаники относят к типу зеленых водорослей, а зоологи — к типу простейших животных.

Разнообразие и количество палеонтологических документов истории животных резко возрастают в породах, датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет довольно быстро появляются почти все типы животных с прочным скелетом. Возникновение Типа Хордовых относится ко времени менее 500 млн. лет.

Начало палеозоя отмечено образованием многих типов животных, из которых примерно треть существует и в настоящее время. В позднее кембрийское время появляются первые рыбы. В девоне возникают челюстные рыбы в результате таких крупных эволюционных преобразований, как превращение передней пары жаберных дуг в челюсти и формирование парных плавников. Первых челюстноротых представляли две группы: лучеперые и лопастеперые рыбы. Почти все живущие рыбы — потомки лучеперых. Лопастеперые имели в плавниках костные опорные элементы, из которых развились конечности первых обитателей суши. Следовательно, все четвероногие позвоночные имеют свою далеким предком эту исчезнувшую группу рыб.

Наиболее древние представители амфибий – ихтиостеги – обнаружены в верхнедевонских отложениях (Гренландия). Они обладали пятипалыми конечностями, с помощью которых переползали по суше. Конкуренция с кистеперыми заставляла первых земноводных занимать местообитания, промежуточные между водой и сушей.

От примитивных амфибий ведут свое начало рептилии, широко расселившиеся на суше к концу пермского периода благодаря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, защищающих от высыхания. Первые рептилии уступили место гигантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполне вероятно, что последние были теплокровными животными. В связи с теплокровностью динозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длительное господство и сосуществование с млекопитающими.

Уже в период господства динозавров существовала группа млекопитающих — небольших по размеру животных с шерстным покровом, возникших от одной из линий хищных рептилий — терапсид. Млекопитающие вышли на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным особенностям, как более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность, вскармливание потомства молоком.

Значительного разнообразия млекопитающие достигли в кайнозое, тогда же появились приматы. Третичный период был временем расцвета млекопитающих. Прогрессивная эволюция приматов оказалась уникальным явлением в истории развития жизни на Земле, в итоге она привела к возникновению человека.

Наиболее существенные черты эволюции животного мира заключались в следующем:

1. прогрессивное развитие многоклеточности и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов. Свободный образ жизни (способность к перемещению) в значительной мере определил совершенствование форм по­ведения, а также автономизацию онтогенеза – относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторов среды на основе развития внутренних регуляторных систем.

2. возникновение твердого скелета: наружного – у членистоногих, внутреннего – у позвоночных. Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружный скелет членистоногих препятствовал увеличению размеров тела, именно поэтому все насекомые представлены мелкими формами. Внутренний скелет позвоночных не ограничивал увеличение размеров тела, достигших максимальной величины у мезозойских рептилий – динозавров, ихтиозавров;

3. развитие центральной нервной системы. Развитие центральной нервной специализации у насекомых характеризуется совершенствованием форм поведения по типу наследственного закрепления инстинктов. У позвоночных развился головной мозг и система условных рефлексов, наблюдается ярко выраженная тенденция к повышению средней выживаемости отдельных особей.

4. развитие социальности в ряде ветвей древа животных, финальным событием которого стало возникновение биосоциального существа – человека.

Данный путь эволюции позвоночных привел к развитию форм группового адаптивного поведения, заключительным событием которого стало возникновение биосоциального существа — человека.

Хронология эволюции животных

Протерозойская эра.

В позднем протерозое (600-650 млн. лет назад) уже существовали губки, кишечнополостные, плоские и кольчатые черви.

Палеозойская эра.

Кембрийский период. Граница между протерозойской и палеозойской эрами отмечается резким изменением в составе и богатстве ископаемой фауны. В кембрии внезапно возникает огромное разнообразие и обилие остатков ископаемых организмов. Среди них обнаружены губки, кишечнополостные, плеченогие, моллюски, членистоногие и др. В кембрийском периоде в морях были широко распространены беспозвоночные, в том числе плеченогие моллюски, а из членистоногих трилобиты. Самостоятельным типом двухслойных животных того периода были архео­циаты, формировавшие рифы в древних морях. Они вымерли, не оставив потомков. На суше обитали лишь бактерии и грибы. К концу кембрия появляются большинство известные типов многоклеточных животных. Этот взрыв видообразования – одно из самых загадочных событий в истории жизни на Земле.

Ордовикский период. В ордовикском периодепышного развития достигли разнообразные кораллы из типа кишечнополостных, трилобиты, моллюски, иглокожие. Появляются первые представители бесчелюстных позвоночных щитковые.

Выход беспозвоночных на сушу был обусловлен поиском новых мест обитания, отсутствием конкурентов и хищников. Первые наземные бес­позвоночные были представлены многоножками и паукообразными. Эти группы произошли от каких-то трилобитов, часто оказывавшихся на отмелях во время отливов.

Силурийский период. Широко были распространены в морях силура трилобиты.

Девонский период. В этом периоде от панцирников происходят примитивные челюстноротые – панцирные хряще­вые рыбы. Возникновение челюстей объясняется необходимостью активного захвата пищи и перехода к активно плавающему образу жизни. В девоне появились настоящие акулы, а также кистеперые, двояко­дышащие и лучеперые рыбы. Эволюция кистеперых и двоякодышащих происходила в пересыхающих и бедных кислородом водоемах. В верхнем девоне на сушу выходят позвоночные. Это обусловлено изменением климата и пересыханием мелких водоемов. От кистеперых рыб, способных дышать атмосферным воздухом и переползать из водо­ема в водоем, используя плавники, произошли первые земноводные – стегоцефалы. Стегоцефалы обитали в болотистой местности, выходили на сушу, но размножались только в воде.

Каменноугольный период.

Пермский период. В пермском периоде вымерли крупные морские моллюски, трилобиты, крупные рыбы, панцирники, крупные насекомые и паукообразные. Погибли и многие амфибии; после этого они уже никогда не были многочисленной группой, и до наших дней сохранились лишь мелкие земноводные (тритоны, лягушки, жабы). Вымерших земноводных сменила более прогрессивная группа животных, произошедшая от сцегоцефалов – пресмыкающиеся. У них су­хая ороговевшая кожа, более плотные ячеистые легкие и более эффективный тип дыхания, при котором воздух втягивается в легкие и выталкивается обратно путем расши­рения и сужения грудной клетки. У них внутреннее оплодотворение, яйцо имеет запас питательных веществ и защитные яйцевые оболочки. У пресмыкающихся произошло обособление шейного отдела позвоночника, что позволило им свободно двигать головой и. следовательно, быстро реагировать на внешние события. У них более совершенные, чем у земноводных, конечности, поднимающие тело над землей и обеспечивающие быстрое передвижение. В это же время возникли терапсиды (вероятные предки млекопитающих, сочетавшие в своем строении признаки амфибий, рептилий и млекопитающих.

Таким образом, палеозойская: характеризуется появлением большинства представителей хордовых: рыб, амфибий, рептилий.

Мезозойская эра.

Триасовый период. В триасе в морях большого разнообразия достигли аммониты, кораллы, иглокожие и др., на суше насекомые, в том числе летающие. В этот период широко расселились рептилии: в морях обитали ихтиозавры, плезиозавры, в воздухе летающие ящеры, разнообразно были представлены они и на земле. В самом начале триаса от пресмыкающихся отделилась группа мелких животных с более совершенным строением скелета и зубов. Эти животные приобрели способность к живорождению, постоянную температуру тела, у них было четырехкамерное сердце и целый ряд других прогрессивных черт организации. Это были первые примитивные млекопитающие, близкие к однопроходным.

Юрский период. В юрском периоде рептилии процветали и покорили воду, сушу и воздух. Среди них были гигантские болотные бронтозавры и диплодоки, летающие ящеры и ихтиозавры. От предков птицетазовых динозавров произошли археоптериксы предки птиц.

Меловой период. В меловом периоде продолжалось господство рептилий. Появились настоящие птицы и плацентарные млекопитающие. Признаками высокой степени организации у них яв­лялись постоянная температура тела, полное разделение артериального и венозного токов крови, повышенная интенсивность обмена веществ, совершенная терморегуляция, а у млекопитающих, кроме того, живорождение и выкармливание детенышей молоком, развитие коры головного мозга. Прогрессивные черты организации позволили этим группам постепенно занять господствующее положение.

Кайнозойская эра.

В палеогене завершились горообразовательные процессы, начавшиеся в конце мезозоя. Установился теплый равномерный климат. В это время млекопитающие, приспособившись к различным условиям существования, заняли господствующее положение на суше, в воздухе и в воде. Появились хищные млекопитающие, от которых первыми ответ­вились современные группы хищных: медвежьи, куньи, кошачьи, псовые. От них также произошли примитивные копытные.

В неогене появились хоботные, парно- и непарнокопытные, китооб­разные. От насекомоядных независимо произошли рукокрылые, приматы, грызуны и др. В это время чрезвычайно разнообразен и богат мир птиц, костистых рыб и насекомых.