Основные пути эволюции животных

По числу видов животные превосходят растения. Описано около 1 млн. 500 тыс. видов животных (из них 1200 000 – членистоногие, 80 000 – моллюски, 40 000 – хордовые).

Начало царства животных в ископаемых останках не прослеживается. Первые достоверные сведения касаются морских отложений протерозоя. Первые многоклеточные животные представлены губками, кишечнополостными, плеченогими, членистоногими.

В эру палеозоя, в морях кембрийского периода существовали основные типы дохордовых животных: многочисленные ракообразные (похожи на современных мечехвостов), губки, кораллы, иглокожие, моллюски и др. После кембрия эволюция животных характеризовалась специализацией и совершенством основных типов. Первые позвоночные обнаружены в ордовике. Это были так называемые щитковые – существа, сходные с современными круглоротыми (миноги), но покрытые со спинной стороны мощно развитыми костными пластинками. Предполагают, что они защищали первых позвоночных от огромных хищных ракообразных и водных скорпионов. В теплых морях этого периода обитали многочисленные кораллы, головоногие моллюски – существа, похожие на современных кальмаров, длиной в несколько метров.

Силурский период ознаменовался появлением животных, дышащих воздухом. Первыми обитателями суши были паукообразные, близкие по строению к современным скорпионам. Тем временем в водоемах происходило бурное развитие разнообразных низших позвоночных, прежде всего панцирных рыб. Предполагается, что первые позвоночные возникли в мелководных пресноводных водоемах. Постепенно в течение девона эти пресноводные формы завоевали моря и океаны. В этом же периоде возникают двоякодышащие кистеперые и лучеперые рыбы. Все они были приспособлены к дыханию в воде, но имели и легкие (некоторые виды двоякодышащих дожили до наших дней). Примерно в это же время (девон) возникает другая прогрессивная группа животных – насекомые.

В развитии линий позвоночных и беспозвоночных появились две совершенно разные тенденции в решении одних и тех же задач. Переход в воздушную среду из воды потребовал укрепления основных несущих органов и всего тела в целом. У позвоночных роль каркаса играет внутренний скелет, у высших форм беспозвоночных (насекомых) – наружный скелет. Развитие в среде, требовавшей все более сложных поведенческих реакций, решалось в этих двух ветвях древа жизни двумя принципиально разными способами. У насекомых формировалась чрезвычайно сложная нервная система, с разбросанными по всему телу огромными и относительно самостоятельными нервными центрами и преобладанием врожденных реакций над приобретенными. У позвоночных – развитие огромного головного мозга и преобладание условных рефлексов над безусловными, т.е. врожденными.

В каменноугольном периоде (карбон) появляются первые пресмыкающиеся, положив начало активному завоеванию суши позвоночными. Рептилии, благодаря сухим прочным покровам, яйцам, покрытым твердой скорлупой и не боящимся высыхания, были мало связанными с водоемами. В этот же период возникают и достигают значительного развития такие древнейшие группы насекомых, как стрекозы и тараканы.

В пермском периоде палеозоя широко распространяются различные рептилии. От ветви примитивных рептилий из группы цельночерепных развиваются пеликозавры, приведшие несколько позже (через терапсид) к возникновению млекопитающих.

В конце палеозоя происходит значительное иссушение климата. Поэтому бурное развитие претерпевают разнообразные рептилии (до наших дней из триасовых рептилий дожили гаттерии и черепахи). Некоторые рептилии становятся хищными, другие – травоядными, третьи – возвращаются в водную среду и питаются костистыми рыбами и головоногими моллюсками.

Особенно сильного развития достигли морские рептилии в юре мезозойской эры. Самыми крупными морскими животными были ихтиозавры и плезиозавры. Тогда же пресмыкающиеся осваивают воздушную среду – возникают птеродактили, охотившиеся на многочисленных крупных насекомых. От одной из ветвей воздушных рептилий возникают птицы (первые сочетали свойства рептилий и птиц). В меловом периоде продолжается специализация рептилий: возникают гигантские растительноядные динозавры, встречаются летающие ящеры с размахом крыльев до 20 м. Однако, вскоре происходит вымирание растительноядных динозавров (возможно вследствие сокращения пространств, занятых богатой прибрежной растительностью), а следом и охотившихся на них хищных динозавров. Лишь в тропическом поясе сохраняются крупные рептилии (крокодилы). В условиях похолодания преимущества получают теплокровные животные – птицы и млекопитающие, которые пышно расцветают в следующем периоде – кайнозое.

Кайнозой время расцвета насекомых, птиц и млекопитающих. В самом начале кайнозоя – неогене и палеогене – возникают первые плацентарные млекопитающие. В палеоцене и эоцен е от насекомоядных происходят первые хищные. В это же время первые млекопитающие начинают завоевывать море (китообразные, ластоногие, сиреновые). От древних хищных происходят копытные, от насекомоядных обособляется отряд приматов. К концу неогена и палеогену встречаются практически все современные семейства млекопитающих. Появляются многочисленные формы обезьян, некоторые из которых переходят к прямохождению. Предположительно одна из таких групп обезьян – австралопитеки – дали начало ветви, ведущей к роду Человек.

В кайнозое особенно четко проявляются тенденции к развитию стадного образа жизни (что является ступенькой к возникновению более высокой и комплексной, чем биологическая, социальной форме движения материи). Здесь наблюдается ряд принципиально разных решений, найденных в ходе эволюции. Так, у общественных насекомых (муравьи, пчелы, термиты) возникновение социабильности связано со все большей потерей индивидуальности; у позвоночных (млекопитающих) напротив, возникновение общества приводит к наибольшему раскрытию уникальных индивидуальных черт, присущих особи.

В последнем, четвертичном (онтропогеновом) периоде кайнозоя, который продолжается на протяжении последних трех миллионов лет, наблюдались резкие изменения климата нашей планеты, в основном связанные с постепенным похолоданием. На этом общем фоне неоднократно повторялись фазы особенно резкого похолодания при которых в средних широтах Северного полушария возникали значительные оледенения суши.

Максимального распространения материковые оледенения достигали во время среднего плейстоцена. Льды достигали широт Волгограда на Восточно-Европейской равнине и Оклахомы в Северной Америке. Ледниковая фауна в эти периоды распространялась далеко на юг. Так, например, на Северном Кавказе и в Крыму встречались мамонты, шерстистые носороги, овцебыки, северные олени, полярные куропатки и др. Эти виды соседствовали с большерогими оленями, бизонами, антилопами. В ледниковые периоды увлажнялись зоны пустынь и полупустынь тропического и субтропического поясов (в Сахаре, например, обитали в такие периоды крокодилы и бегемоты). Во время межледниковых периодов климат становился близким к современному и восстанавливалась современная зональность. На территории Беларуси насчитывалось порядка пяти ледниковых периодов.

Изменения климата и колебания уровня Мирового океана происходили и в самом конце четвертичного периода – в голоцене. Так, например, в Европе 5–6 тыс. лет назад климат был заметно теплее современного, однако эти изменения не играли заметной роли в изменении видового состава животного мира, особенно по сравнению с ролью Человека, который не только уничтожил многие виды растений и животных (более 200 видов), но и создал новые. Тем не менее, многие виды млекопитающих вымерли по разным причинам, например мамонт, саблезубый тигр, шерстистый носорог, гигантский наземный ленивец и др.

Таким образом, в эволюции животных можно выделить несколько основных направлений развития:

1. Возникновение многоклеточности и дифференциация систем и органов;

2. Возникновение твердого скелета (наружного у членистоногих, внутреннего – у позвоночных);

3. Развитие ЦНС. Два принципиально разных и чрезвычайно эффективных решения: у позвоночных – развитие головного мозга, основанного на обучении и условных рефлексах, у насекомых – развитие нервной системы, связанной с наследственным закрепление любого типа реакции по типу инстинктов;

4. Развитие социабильности в ряду ветвей древа животных

До сих пор остаются гипотетичными конкретные пути возникновения жизни на Земле. Однако научно доказанной является сама возможность возникновения живого на основе процессов химической эволюции через «предбиологическую» стадию. По мере развития все новых групп организмов происходит многократное усложнение среды жизни – биосферы, и эволюция одних групп оказывается тесно связанной с эволюцией других. Увеличивающееся разнообразие жизни становится причиной дальнейшего увеличения многообразия форм.