Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Блок 3. Система, многообразие и эволюция живой природы

Царство Животные

Основные этапы развития животного мира на Земле

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.

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 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. 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 — 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. От древних колониальных жгутиковых с животным типом питания произошли древние многоклеточные животные, тело которых состояло из двух групп клеток: жгутиковых (наружных) и пищеварительных (внутренних).

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.

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.