Основные этапы эволюции животного
Рассмотрите рисунки 44, 46-53. К каким систематическим группам относят изображенных животных? Установите эволюционную преемственность систематических групп.
Эволюция животного мира неразрывно связана с эволюцией растений. Животные нуждаются в органических веществах, создаваемых растениями. Это обусловило главное направление их эволюции по пути развития органов, обеспечивающих поиск, захват и переваривание пищи. Ход эволюции животных представлен филогенетическим древом (рис. 45).
Жизнь в воде. Первые животные — простейшие. Предки всех животных — древние простейшие, имевшие жгутики. На это указывает их сходство с одноклеточными водорослями — предками растений. Несмотря на одноклеточность, простейшие — довольно сложно организованы. В их клетках находятся органеллы, выполняющие функции, аналогичные органам многоклеточных животных (рис. 44). Клетка простейших — самостоятельный организм, у которого произошла специализация органелл. Жгутик отвечает за движение, пищеварительные вакуоли — за переваривание пищи. В этих условиях дальнейшие эволюционные изменения простейших могли пойти лишь по пути увеличения числа органелл в клетке. Появились многожгутиковые и многоядерные формы, у которых процессы жизнедеятельности стали протекать более интенсивно.
Рис. 44. Простейшие: 1 — амёба; 2 — лямблия; 3 — трипаносома
Рис. 45. Филогенетическое древо животного мира
Двухслойные животные — кишечнополостные. Специализация клеток у кишечнополостных привела к появлению у них тканей, органов, обособлению наружного и внутреннего слоев. Внешне почти все кишечнополостные похожи на мешок, в верхней части которого расположено ротовое отверстие, ведущее в пищеварительную полость (рис. 46). Ее обособление привело к развитию у кишечнополостных ловчих щупалец, снабженных стрекательными клетками. Способность щупалец к сокращению стала стимулом к развитию у кишечнополостных сетчатой нервной системы и органов чувств. Однако некоторые черты организации кишечнополостных препятствовали их прогрессивной эволюции. Так, лучевая симметрия тела и отсутствие мускулатуры ограничивают передвижение этих животных. Поэтому среди них много форм, ведущих малоподвижный и прикрепленный образ жизни.
Рис. 46. Кишечнополостные: 1 — стебельчатая гидра; 2 — красный коралл; 3 — медуза корнерот
Первые трехслойные животные — плоские черви. Активно передвигаться по грунту и в толще воды впервые в ходе эволюции смогли те многоклеточные животные, которые в результате ароморфозов приобрели промежуточный зародышевый слой и двустороннюю, или зеркальную, симметрию тела. Следствием этого стало разделение тела на брюшную и спинную стороны, выделение в нем переднего и заднего концов, образование мышц. Например, такие признаки хорошо заметны у свободно-живущих плоских червей — планарий (рис. 47). Подвижность и хищный образ жизни этих червей привели к развитию у них на переднем конце тела органов чувств: глазков и осязательных щупалец, что повлекло за собой усложнение нервной системы. Разделение тела на спинную и брюшную стороны также сыграло свою эволюционную роль. Спинная сторона тела этих червей стала выполнять защитную функцию, а брюшная — функцию питания: на ней открылось ротовое отверстие.
Рис. 47. Плоские черви: 1— молочно-белая планария; 2 — морская планария
Прогрессивные черты организации плоских червей позволили им не только освоить водную среду, но и про никнуть на сушу. Черви ряда видов стали обитать в почве. Другие перешли к паразитическому образу жизни. От плоских червей произошли круглые и кольчатые черви, а от последних — членистоногие, у которых появились признаки, обеспечившие им выход на сушу и распространение на ней.
Первый выход и освоение животными суши. Членистоногие. Главной предпосылкой завоевания членистоногими суши было развитие у них в результате ароморфозов расчлененных конечностей рычажного типа и твердого хитинового покрова. Такие группы членистоногих, как ракообразные, остались жить в воде, а паукообразные и насекомые освоили наземновоздушную и почвенную среды (рис. 48). Наибольшего эволюционного расцвета среди членистоногих достигли насекомые. Этому способствовали их рычажные конечности, ротовые аппараты и трахеи. Вместе с тем некоторые черты организации насекомых ограничили возможности их эволюции. Например, хитиновый покров препятствовал увеличению размеров тела вследствие своей жесткости и большой массы. Это было преодолено в развитии хордовых, достигших на Земле не меньшего, чем насекомые, эволюционного расцвета.
Рис. 48. Членистоногие: 1 — краб; 2 — сенокосец; 3 — бабочка дневной павлиний глаз
Первые хордовые животные. Жизнь в воде. Рыбы.
Самый крупный ароморфоз хордовых — появление внутреннего скелета. Он служит опорой тела и защитой органов. Предками хордовых животных были вымершие бесчелюстные рыбы. От них в ходе эволюции произошли первые челюстноротые рыбы, у которых из первой пары жаберных дуг образовались подвижные челюстные кости, а на теле из кожных складок развились плавники. Эти ароморфозы позволили рыбам активно захватывать пищу и значительно увеличили их скорость и маневренность передвижения в воде, что способствовало развитию головного мозга. Дальнейшая эволюция рыб шла по пути совершенствования скелета и плавников. У рыб одной группы (хрящевых) развился хрящевой скелет, у рыб другой группы (костных) — костный (рис. 49).
Рис. 49. Рыбы: 1 — рифовая акула (хрящевые); 2 — голавль (костные)
Второй выход животных на сушу. Земноводные. От первых наземных позвоночных — ихтиостег — потомков кистеперых рыб произошли стегоцефалы, а от них остальные земноводные, вставшие на путь идиоадаптации к разным условиям существования (рис. 50). Земноводные приобрели ряд эволюционно продвинутых черт. У них появились легкие и трехкамерное сердце, два круга кровообращения, пятипалые конечности, приспособленные к передвижению по суше. Соединение отделов в конечностях стало подвижным, развились суставы. Земноводные внесли заметный вклад в эволюцию животного мира, но их размножение осталось тесно связанным с водой. Поэтому им не удалось широко освоить сушу.
Рис. 50. Земноводные: 1 — квакша; 2 — саламандра
Завоевание позвоночными суши. Пресмыкающиеся. Птицы. Млекопитающие. Первыми позвоночными животными, завоевавшими сушу, стали пресмыкающиеся (рис. 51). Этому предшествовали два крупных ароморфоза — появление роговой чешуи и амниотического яйца. Кожные покровы пресмыкающихся стали непроницаемыми для воды и атмосферного воздуха.
Рис. 51. Пресмыкающиеся: 1 — хамелеон; 2 — нильский крокодил; 3 — кобра; 4 — морская черепаха
Вследствие этого дыхательная поверхность лёгких у пресмыкающихся увеличилась, а в желудочке сердца появилась неполная перегородка. Зародышевые оболочки вокруг яйцеклетки обеспечили питание, дыхание и процессы выделения у зародыша, что сделало размножение пресмыкающихся не зависящим от водной среды. Внутреннее оплодотворение яйцеклетки, происходящее в организме самки, повысило надежность размножения. Однако в то же время оно снизило плодовитость амниотических животных — пресмыкающихся, птиц и млекопитающих — по сравнению с земноводными и рыбами.
Дальнейшее освоение в процессе эволюции наземно-воздушной среды обитания продолжили птицы и млекопитающие (рис. 52, 53). Они приобрели ряд эволюционно продвинутых черт, главные из которых теплокровность и сложное поведение.
Рис. 52. Птицы: 1 — колибри; 2 — африканский страус
Рис. 53. Млекопитающие: 1 — бурый медведь; 2 — рыжий кенгуру
Теплокровность, т.е. поддержание температуры тела постоянной, не зависящей от окружающей среды, осуществляется в основном благодаря повышению уровня обмена веществ. Этому способствовали четырехкамерное сердце, более совершенные легкие, перьевой и волосяной покровы, защищающие тело от колебаний температуры окружающей среды. Теплокровность расширила рамки суточной и сезонной активности птиц и млекопитающих, тем самым создав условия для их широкого распространения на Земле.
Развитие головного мозга у птиц и млекопитающих, особенно его больших полушарий, привело к усложнению их поведения. Оно проявилось прежде всего в сильно выраженной заботе о потомстве у этих животных и способности к обучению, т.е. к выработке условных рефлексов. Сложное поведение привело к различным формам группового сотрудничества, к появлению представителей высшего отряда млекопитающих — приматов, и к возникновению в ходе дальнейшей биологической и социальной эволюции человека.
Основные черты эволюции животного мира.
1. Развитие многоклеточности, специализация клеток, появления тканей, органов и систем органов.
2. Образование наружного и внутреннего скелетов — опоры тела и защиты органов, развитие подвижных рычажных конечностей.
3. Появление нервной системы и усложнение поведения, обеспечивших приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды.
4. Становление форм группового взаимодействия, отделяющих биологическую форму эволюции от социальной.
Простейшие, кишечнополостные, плоские черви, членистоногие, хордовые: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
1. Почему в процессе эволюции не все одноклеточные животные превратились в многоклеточных? 2. В чем проявилось усложнение организации многоклеточных животных по сравнению с одноклеточными? 3. Перечислите ароморфозы, предшествовавшие выходу беспозвоночных и позвоночных животных на сушу? 4. Какими преимуществами в организации и жизнедеятельности обладают позвоночные животные по сравнению с беспозвоночными? 5. Почему среди позвоночных животных наибольшего эволюционного расцвета достигли костные рыбы, птицы и млекопитающие? 6. Перечислите основные черты эволюции животного мира. 7. Какое значение имело появление млекопитающих для эволюции органического мира на Земле?
Источник
§ 61. Основные этапы эволюции животного мира
Палеонтологические (окаменелости, древние ископаемы, отпечатки), данные сравнительной анатомии (рудименты и атавизмы, сходство во внутреннем строении разных организмов), сходство эмбриологического развития, наличие переходных форм (археоптерикс, первозвери).
Каковы причины эволюции животного мира?
Изменчивость, наследственность, естественный отбор.
Проверьте свои знания
1. Назовите основные этапы эволюции животного мира.
Основные этапы: появление жизни → появление многоклеточности → появление трёхслойных животных → возникновение древних кольчатых червей → возникновение хордовых животных.
2. От каких древних простейших произошли многоклеточные животные?
От древних колониальных жгутиковых с животным типом питания.
3. В чём преимущества многоклеточных животных перед одноклеточными?
возможность разделения клеток в зависимости от выполняемых функций, что способствовало усложнению строения тела, увеличению его размеров и способности к регенерации утраченных участков.
4. Какие животные считаются предками трёхслойных многоклеточных животных?
Древние многоклеточные животные.
5. Перечислите названия типов животных, которые являются многоклеточными трёхслойными.
Типы: Плоские, Круглые и Кольчатые черви; Моллюски, Членистоногие, Хордовые.
6. Чем трёхслойные многоклеточные отличаются от двухслойных?
У трехслойных 3 слоя тела: эктодерма, мезодерма, энтодерма. А у двухслойных: энтодерма и эктодерма.
Перечислите общие признаки хордовых животных.
Внутренний скелет, хорошо развитая нервная система в идее трубки, совершенные системы органов пищеварения, кровообращения, дыхания, выделения, размножения, опоры и движения.
8. Как происходило усложнение в строении хордовых животных?
У ланцетника появилась хорда. У рыб появился позвоночник, зубы, плавники. У земноводных: конечности, возникло лёгочное дыхание и два круга кровообращения. У рептилий: внутреннее оплодотворение и откладывание яиц на суше. Птицы: теплокровность, приспособленность к полету, сложное поведение, забота о потомстве. Млекопитающие: освоили все среды обитания, сложное поведение, развитие плода в теле матери, забота о потомстве.
Почему самой многообразной и многочисленной группой животных в современном мире являются членистоногие?
Потому что благодаря своей приспособленности им удалось заселить разные среды обитания с разными экологическими условиями.
Источник