Основные этапы эволюции животных

У животных, в отличие от представителей других царств, нет

клеточных стенок, которые могли бы сохраниться в ископаемых

остатках. Поэтому мягкотелые формы без наружных или внутрен-

них скелетов практически не оставляют следов в осадочных поро-

дах. Таким образом, начало эволюции животного царства не про-

слеживается. Можно предположить, что начальные этапы

эволюции животных, когда выделялись основные типы, идут (по

эволюционным меркам) быстро. К концу протерозоя известны

все типы, кроме Хордовых. Хордовые появляются в ордовике в

виде оболочников и бесчелюстных. В силуре возникает воздушное

дыхание беспозвоночных. Оно позволяет освоить сушу, что беспо-

звоночные и делают в том же периоде. Первопоселенцами суши

считают паукообразных. Однако следует оговориться, что это

первопоселенцы с обособленными дыхательными органами. Поч-

ти наверняка, до них суша была заселена простейшими и разными

группами червей.

В девоне происходят три существенных события:

1. Появление на суше насекомых. В следующем периоде па-

леозоя, то есть в карбоне, они переходят к новому способу локо-

моции – полету. Эта замечательная способность резко расширила

возможности расселения, поиска добычи, нападения и защиты.

Насекомые – первая крылатая группа животных.

2. Формирование воздушного дыхания хордовых. Легкие обра-

зовались из плавательного пузыря у пресноводных двоякодыша-

щих и кистеперых рыб. Это обитатели мелких, хорошо прогревае-

мых, мутных водоемов с большим количеством органики. В таких

условиях кислорода в воде мало, и воздушное дыхание – это вовсе

не подготовка к бегству на сушу, а попытка выжить в воде.

3. Выход хордовых на сушу. Он все же случился, и для этого

кистеперым рыбам пригодился еще один признак – массивные

грудные и брюшные плавники с мощным скелетом. Они стали

прообразом членистых конечностей наземных хордовых. Выход

на сушу дал большие преимущества и перспективы в виде новых

территорий, пищевых объектов, отсутствия водных врагов, кон-

курентов и паразитов. Переходной формой от рыб к амфибиям

становятся ихтиостегиды. Они еще сохраняют хвостовой плав-

ник и жаберные крышки, но уже имеют развитые конечности и

общие очертания хвостатых амфибий.

Амфибии достигают расцвета в карбоне, климат которого

упомянут выше. В чем-то этот класс позвоночных схож с папо-

ротниковидными. Те и другие зависят от воды при размножении.

У амфиий зависимость усугубляется тем, что дышат они не толь-

ко легкими, но в значительной мере тонкой кожей, проницаемой

для воды и газов. Для кожного дыхания поверхность тела должна

быть увлажнена, а это – помеха для жизни в сухих местах. И не-

случайно амфибии в массе вымирали параллельно с папоротнико-

видными при пермском иссушении климата Земли, оставив малую

часть былого разнообразия. Однако в том же карбоне появляются

рептилии – одна из ключевых групп в эволюции животных.

Их главным «достижением» является избавление от перечис-

ленных выше ограничений земноводных. Кожное дыхание исче-

зает, и остается лишь легочное. Кожа становится сухой, чешуйча-

той, практически без желез. Легкие, естественно, укрупняются и

из мешковидных делаются ячеистыми. Наличие перегородок уве-

личивает площадь газообмена. Формируются верхние дыхатель-

ные пути – трахея и бронхи. Для глубокого легочного дыхания

нужны мощные мышцы. Дыхательные движения осуществляются

теперь не нижней стенкой ротовой полости, а грудной клеткой с

собственной мускулатурой. Чтобы не размножаться в воде, можно

перейти к внутреннему оплодотворению, что и происходит. Обра-

зуется копулятивный аппарат, а в жизненном цикле исчезает вод-

ная личинка и весь процесс ее метаморфоза. В организме матери

развивается яйцо в плотных оболочках, и зародыш имеет гораздо

больший запас пищи в виде желтка. Яйца откладываются и инку-

бируются в окружающей среде, а часть видов переходит к живо-

рождению. К этому комплексу признаков следует добавить боль-

шое число шейных позвонков, увеличивающих подвижность

головы, более развитый головной мозг, отличный зубной аппарат

и, наконец, разделение желудочка в трехкамерном сердце частич-

ной продольной перегородкой. Разделение уменьшает смешива-

ние в желудочке артериальной и венозной крови и дает более ин-

тенсивный обмен веществ. Перечисленное позволило рептилиям

заселить планету практически целиком, включая освоение воз-

душной среды. Десятки миллионов лет они являются самой высо-

коразвитой группой животных и дают колоссальное разнообразие

видов, резко различающихся размером, местом и образом жизни,

строением, физиологией и, скорее всего, поведением. Еще более

существенно, что рептилии не стали тупиковой группой, а дали

начало теплокровным позвоночным.

В юре появляются птицы. Предположительно, класс образо-

вался от древесных лазающих рептилий, чешуи которых транс-

формировались в перьевой покров, который способствовал сперва

планирующему, а затем машущему полету. Соответствующие из-

менения происходят и в скелете: образуются киль, цевка, непод-

вижное сочленение всех позвонков, кроме шейных, укорачивается

хвостовой отдел позвоночника и т.д. Легкие из ячеистых делаются

губчатыми с огромной дыхательной поверхностью, и развиваются

воздушные мешки. В качестве компенсации за утраченные зубы

развивается двухкамерный желудок с сильным мускульным отде-

лом. При образовании четырехкамерного сердца полностью раз-

деляются круги кровообращения. В сочетании с теплоизоляцией

перьями, это дает теплокровность, что означает огромную интен-

сивность всех проявлений жизнедеятельности на пике активности.

Птицы по сей день остаются одной из процветающих групп жи-

вотных.

Появление зверей относится к еще более раннему времени, а

именно к триасу. По всей вероятности, первые группы из этого

класса были яйцекладущими, наподобие современных утконоса и

ехидны. Настоящие же плацентарные впервые отмечаются в мелу.

Их основные прогрессивные черты хорошо известны. Помимо те-

плокровности, есть дифференцированные зубы с корнями, разви-

тие плода в матке с последующими родами, выкармливание по-

томства молоком и высокая степень заботы о нем, очень развитый

мозг и т.д. Во всех экосистемах планеты звери и птицы постепен-

но занимают экологические ниши, ранее принадлежавшие репти-

лиям.

В кайнозое самая бурная эволюция идет у зверей, птиц и на-

секомых. Сопряженную эволюцию насекомых и цветковых расте-

ний мы уже упоминали. Надо сказать еще об одном важном этапе

эволюции, относящемся к текущей эре. Это возникновение соци-

альности. Оно произошло независимо в классах насекомых и зве-

рей. Напомним из курса экологии, что главные признаки любого

общества – разделение труда и обмен информацией. Понятно, что

у столь разных животных то и другое происходит совсем не оди-

наково. Около трех миллионов лет назад на базе зверей из отряда

Приматы возникает человек. Проблеме его происхождения будет

посвящена отдельная глава.

Рассказ об эволюции растений и животных до сих пор носил

констатационный характер, ибо мы практически не касались ее

механизмов. Истолкованию механизмов эволюционного процесса

будут посвящены все оставшиеся главы.

Глава 6