§ 52. Эволюционное развитие животного мира

ЭВОЛЮЦИЯ И СИСТЕМА ЖИВОТНОГО МИРА

Колоссальное многообразие современных животных — это результат эволюции: непрерывного, длительного исторического развития органического мира от простейших одноклеточных существ к высокоорганизованным сложным организмам. Изучение законов эволюции раскрывает причины смены одних фаун другими, механизмы вымирания древних групп и пути возникновения новых адаптаций к меняющимся условиям среды.

Геологическая история и палеонтология:

Развитие биосферы происходило в теснейшей связи с геологической историей планеты, перемещением материков и климатическими циклами. Историю Земли принято разделять на пять крупных временных интервалов — эр:

1. Архейская эра (зарождение первичной жизни в океане);
2. Протерозойская эра (расцвет бактерий, появление первых одноклеточных и колониальных эукариот);
3. Палеозойская эра (выход растений и животных на сушу, появление рыб, земноводных и древних пресмыкающихся);
4. Мезозойская эра (эра рептилий: динозавров, ихтиозавров, птерозавров, возникновение первых птиц и млекопитающих);
5. Кайнозойская эра (началась около 70 млн лет назад и продолжается по сей день — эра господства млекопитающих, птиц и появления человека). Эры в свою очередь делятся на меньшие отрезки — периоды.

Историю древней жизни изучает наука палеонтология (от греч. палайос — древний, онтос — существо, логос — учение). Ее материальную основу составляют ископаемые окаменелости, отпечатки и скелетные остатки вымерших животных, залегающие в определенных осадочных пластах земной коры.

Наряду с палеонтологией эволюционные связи устанавливаются с помощью методов:

• Сравнительной анатомии (изучение общего плана строения тела и гомологичных органов);
• Эмбриологии (исследование зародышевого сходства у родственных групп);
• Молекулярной биологии и биохимии (сравнение строения молекул ДНК, РНК и белков).

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ И МНОГОКЛЕТОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

У основания филогенетического древа фауны Земли находятся представители подцарства Одноклеточные (Простейшие), у которых весь комплекс жизненных отправлений (питание, дыхание, движение, выделение и размножение) выполняет одна самостоятельная клетка. Подавляющее большинство исследователей считает, что современные одноклеточные произошли от древнейших жгутиконосцев.

Гипотеза происхождения многоклеточных (фагоцителла):

Переход от одноклеточности к многоклеточности стал величайшим ароморфозом в истории биосферы. Согласно классической теории выдающегося отечественного биолога И. И. Мечникова, предками многоклеточных были шаровидные колонии древних жгутиконосцев.

В процессе эволюции в такой колонии произошло функциональное разделение клеток на два слоя:

• Наружный слой (кинобласт): образован клетками со жгутиками, выполняющими локомоторную (двигательную) функцию и защиту;
• Внутренний слой (фагоцитобласт): состоит из погрузившихся внутрь амебоидных клеток, обеспечивающих захват пищевых частиц и внутриклеточное пищеварение.

Такой гипотетический предок получил название фагоцителлы. От подобных первичных организмов берут начало все ветви многоклеточных животных:

• Однослойные многоклеточные: тупиковые примитивные формы;
• Двуслойные животные: предки типа Кишечнополостные (гидры, медузы, коралловые полипы). Их тело образовано лишь двумя слоями клеток — наружной эктодермой и внутренней энтодермой, а симметрия тела является лучевой (радиальной);
• Трёхслойные животные: животные, у которых между эктодермой и энтодермой сформировался третий зародышевый листок — мезодерма. Это позволило развить мощную дифференцированную мускулатуру, кровеносную и выделительную системы, внутренний скелет и паренхиму.

ЭВОЛЮЦИЯ ТРЁХСЛОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ И ПОЛОСТЕЙ ТЕЛА

С переходом к активному ползанию по дну трёхслойные животные выработали двустороннюю (билатеральную) симметрию тела. У них обособились передний конец со скоплением органов чувств и нервных узлов, задний конец, спинная (защитная) и брюшная (опорная и локомоторная) стороны.

Дальнейшая эволюция трёхслойных животных определялась развитием полостей тела:

1. Бесполостные (паренхиматозные) животные:

• К ним относятся Плоские черви (планарии, сосальщики, цепни);
• Полость тела полностью отсутствует: промежутки между внутренними органами плотно заполнены мезодермальной соединительной тканью — рыхлой паренхимой, выполняющей опорную, запасающую и транспортную функции.

2. Первичнополостные животные:

• Типичные представители — Круглые черви (нематоды);
• Между кожно-мускульным мешком и кишечником возникает первичная полость тела (схизоцель). Она не имеет собственной эпителиальной выстилки и заполнена полостной жидкостью под высоким тургорным давлением, играющей роль гидростатического скелета и распределителя питательных веществ.

3. Вторичнополостные животные (целомические):

• Формируется целом — вторичная полость тела, имеющая собственную эпителиальную стенку мезодермального происхождения;
• Целом надежно амортизирует внутренние органы, отделяет перистальтику кишечника от локомоторных движений кожно-мускульного мешка и создает стабильную внутреннюю среду организма.

По способу закладки ротового отверстия в эмбриогенезе целомические животные разделились на две эволюционные магистрали:

• Первичноротые: первичный рот зародыша (бластопор) превращается в ротовое отверстие взрослой особи (кольчатые черви, моллюски, членистоногие);
• Вторичноротые: на месте бластопора формируется анальное отверстие, а настоящий дефинитивный рот прорывается заново на переднем конце тела (иглокожие и хордовые животные — ланцетники, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие).