Основные этапы развития животного мира на Земле

Найдите на схеме исторического развития животного мира типы беспозвоночных и основные классы типа хордовых. Определите этапность в развитии животного мира.

Развитие представлений об историческом развитии животного мира. Издавна люди пытались понять, как появилось на Земле существующее разнообразие растений и животных. Постепенно в науке накапливались факты, свидетельствующие о том, что живые организмы на Земле изменялись и изменяются в процессе своего развития (рис. 389–395).

При раскопках в различных пластах земной коры находили окаменелых животных, кости и целые скелеты животных, сильно отличавшихся от существующих. Изучая останки вымерших животных, ученые палеонтологи (лат. «палеос» — древний) обнаруживали, что некоторые виды сочетали в своем строении признаки животных разных систематических групп, занимали промежуточное положение между ними. Например, стегоцефалы имели ряд хорошо выраженных признаков рыб и земноводных, зверозубые ящеры имели признаки пресмыкающихся и млекопитающих. С течением времени палеонтологи выявили много промежуточных, или переходных, форм, свидетельствующих о родстве животных, признаки которых они сочетали.

Об историческом изменении животного мира говорили и факты сравнительной морфологии (от греч. «морфе» — форма). При сравнении животных разных систематических групп обнаруживался общий план строения. Оказалось, что у рыб, земноводных, пресмыкающихся и других позвоночных животных скелет состоит из черепа, позвоночника, поясов конечностей, пищеварительная система — из рта, глотки, пищевода, желудка и кишечника; нервная система — из головного и спинного мозга и отходящих от них нервов. Эти и другие признаки сходства можно объяснить только родством всех позвоночных между собой и происхождением от общих предков.

Наука о зародышевом развитии животных — эмбриология (от греч. «эмбрио» — зародыш) — выявила поразительное сходство позвоночных на ранних стадиях развития зародышей. Например, даже зародыши зверей имеют на ранней стадии развития зачатки жаберных щелей, как у зародышей рыб.
На основе фактов палеонтологии, сравнительной морфологии, эмбриологии и других наук ученые предложили разные гипотезы исторического развития животного мира, или эволюции, животных. Большинство ученых утверждало, что эволюция носит поступательный характер, от низших форм к высшим. Вместе с тем долго оставалось неясным, почему в одно и то же время существуют животные низкоорганизованные (гидры, черви) и высокоорганизованные (птицы, млекопитающие). Ответ на этот вопрос дал английский ученый Ч. Дарвин (XIX в.), обосновавший теорию эволюции органического мира. Он объяснил, что в борьбе за существование выживали не только сложные по строению животные, но и примитивные, если у них возникали и развивались надежные приспособления к среде обитания.

Развитие животного мира от одноклеточных к низшим многоклеточным. Первыми животными на Земле были древние одноклеточные, от которых произошли современные саркожгутиковые, инфузории, споровики и другие. Наиболее сложное строение из ныне живущих одноклеточных имеют многоядерные инфузории и колониальные жгутиковые (рис. 391). От древних колониальных жгутиковых с животным типом питания произошли древние многоклеточные животные, тело которых состояло из двух групп клеток: жгутиковых (наружных) и пищеварительных (внутренних).

Колониальные жгутиковые
Рис. 391. Колониальные жгутиковые

Образование первых многоклеточных животных было крупным событием в истории развития животного мира. Многоклеточные животные получили большие преимущества перед одноклеточными: у них произошло разделение клеток по выполняемым функциям, усложнение строения тела, увеличение размеров, развитие способности к регенерации поврежденных и утраченных частей тела.

Развитие животных от низших многоклеточных к высшим многоклеточным. От первых многоклеточных произошли двуслойные животные с кишечной полостью и радиальной симметрией — кишечнополостные. Доказательством этого служит развитие многих кишечнополостных со стадией личинки, покрытой жгутиковыми клетками и имеющей рыхло расположенные клетки внутри, которые в последующем становятся пищеварительными.

Дальнейшее развитие животного мира связано с появлением от древних двуслойных животных древних первичных червей с телом, образованным из трех зародышевых листков и двусторонней симметрией.

Первые трехслойные животные, вероятно, были похожи на самых примитивных плоских червей – бескишечных планарий. Их тело снаружи было покрыто слоем ресничных клеток, а внутри имело пищеварительные и промежуточные клетки, развившиеся из среднего зародышевого слоя. В процессе исторического развития трехслойные животные приобрели прогрессивные особенности строения: мышечную систему и основную ткань, или паренхиму, из среднего зародышевого листка. Появление мускулатуры обеспечило более быстрое и совершенное передвижение животных, а благодаря паренхиме сформировалась внутренняя среда организма, обеспечивающая более совершенный обмен веществ. К таким более сложным трехслойным животным относятся плоские и круглые черви. У круглых червей образовалась первичная полость тела в результате частичного разрушения паренхимы. Это была первая транспортная система животных.

Следующий этап в историческом развитии животного мира связан с появлением трехслойных животных, имеющих вторичную полость тела, в которой располагаются внутренние органы. Эта полость тела имеет собственную стенку из одного слоя клеток из остатков первичной полости тела. У вторичнополостных животных образовалась кровеносная система. Таким образом, у вторичнополостных животных возникли две транспортные системы: вторичная полость тела и кровеносная система. Последняя стала выполнять в основном функцию переноса кислорода и углекислого газа по организму.
У вторичнополостных животных сформировались более совершенные органы выделения и сложная нервная система.

От примитивных вторичнополостных животных произошли кольчатые черви и моллюски, а от кольчатых червей – членистоногие. Эту группу типов вторичнополостных животных называют первичноротыми, так как у них рот образуется из первичного рта зародыша. От примитивных трехслойных полостных животных ведет свое начало и группа типов вторичноротых животных, к которым относится и тип Хордовые.

Развитие животных от низших хордовых к высшим хордовым. Хордовые относятся к вторичнополостным животным со вторичным ртом. Это означает, что рот взрослых хордовых возникает не из рта зародыша, а образуется заново вторично и на другом конце тела. Это свидетельствует о том, что вторичноротые образуют самостоятельную группу типов, значительно отличающуюся от первичноротых.

Кроме хордовых, к вторичноротым относятся такие примитивные типы животных, как иглокожие (морские звезды и др.) и полухордовые, нередко червеобразной формы. Родство хордовых с этими животными подтверждает гипотезу их происхождения от червеобразных предков. Хордовые животные приобрели в ходе исторического развития внутренний скелет, нервную трубку, совершенную мускулатуру, более совершенную кровеносную и выделительную системы.

Самые примитивные древние хордовые, похожие на современных ланцетников, дали начало рыбам. Одна из этих групп хордовых животных — древние рыбы (близкие к кистеперым) — дали начало наземным позвоночным животным — древним земноводным, а они — древним пресмыкающимся. Древние пресмыкающиеся широко расселились на Земле. От них в дальнейшем произошли древние млекопитающие и птицы.

В процессе исторического развития позвоночных животных совершенствовались все их системы органов. Осуществлялся переход от двухкамерного сердца и одного круга кровообращения (у рыб) к трехкамерному (у земноводных и пресмыкающихся) и четырехкамерному (у птиц и млекопитающих) и двум кругам кровообращения. Примитивные крупноячеистые легкие превращались в легкие с большой дыхательной поверхностью. Усложнялись органы движения, нервная система, приспособления к размножению на суше.

Скелеты позвоночных животных
Рис. 389. Скелеты позвоночных животных
Наружные покровы позвоночных животных
Рис. 390. Наружные покровы позвоночных животных
Строение головного мозга
Рис. 392. Строение головного мозга
Органы кровообращения позвоночных животных
Рис. 394. Органы кровообращения позвоночных животных
Органы дыхания позвоночных животных
Рис. 395. Органы дыхания позвоночных животных

Повышение уровня обмена веществ у птиц и млекопитающих привело к теплокровности. Более совершенная терморегуляция и другие приспособления дали возможность птицам и млекопитающим широко распространиться по Земле.

Историческое развитие животного мира привело к появлению наиболее высокоразвитых позвоночных — обезьян; одна из их ветвей дала начало человеку.

➊ Какие биологические науки способствовали развитию представлений об историческом развитии животного мира? ➋ Как могли появиться на Земле первые многоклеточные животные и какими они были? ➌ Какими преимуществами, по сравнению со своими предками, стали обладать первые трехслойные беспозвоночные животные? ➍ Какие изменения в дальнейшем произошли в историческом развитии беспозвоночных животных? ➎ От каких животных произошли древние хордовые? ➏ Какие изменения в строении хордовых происходили в связи с выходом на сушу и приспособлением к сухопутному образу жизни?

Систематические группы животных
Рис. 393. Систематические группы животных