Плоские черви птицы пресмыкающиеся земноводные рыбы
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