ОСОБЛИВОСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ТВАРИН

РОЗДІЛ ІІІ ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

ТЕМА 2. ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК І РІЗНОМАНІТНІСТЬ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

§ 48. ОСОБЛИВОСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ТВАРИН

Магістральні напрями еволюції тварин. Тварин слід визнати не тільки найбільш висо – коорганізованими, а й найбільш різноманітно побудованими істотами (мал. 226). І справа не лише в тому, що видів тварин більше, ніж видів усіх інших царств разом узятих (пригадайте: тварин налічують як мінімум від 1,2 до 2 млн, рослин – близько 500 тис., грибів – понад 200 тис. і бактерій – близько 20 тис.

видів).1 навіть не в тому, що в цьому царстві є більше, ніж у будь-якому іншому, таксонів рівня класу й типу (до відома: протягом історичного часу виникло 35 типів тварин, з них до наших днів дожило 26). А справа у тому, що на шляху еволюції тварини пройшли ароморфозів набагато більше, ніж представники будь-якого іншого царства.

Мал. 226. Співвідношення видів у чотирьох царствах живих організмів.

Мал. 227. Родовідне дерево царства Тварини.

Еволюція тварин так само, як і грибів та рослин, почалася з одноклітинного джгутикового або амебоїдного предка.

Потім відбувся ряд етапів історичного розвитку, у тому числі тих, що включали стадію безскелетних малорухливих і нерухливих навіть у дорослому стані тварин. Вінцем еволюції тварин вважають комах, птахів і ссавців, у яких, на перший погляд, немає нічого спільного зі своїми далекими предками (мал. 227). (Порівняйте, хто більше схожий один на одного: водорості, мохи й вищі рослини чи найпростіші, губки й ссавці).

Через високу різноманітність життєвих форм і типів організації тварин, багато з яких є альтернативними (зазвичай цим терміном називають стани або процеси, що мають тенденцію до протилежної спрямованості), неможливо точно визначити, який з магістральних напрямів історичного розвитку в царстві еукаріотів є головним. Як правило, дослідники виділяють такі напрями еволюції тварин.

– Як і у всіх еукаріотів інших царств, -виникнення багатоклітинності, а також, як і у рослин, – диференціація клітин на тканини й поява органів. Але на відміну від рослин у тварин, крім зовнішніх, є ще й внутрішні органи. У тварин також формуються системи органів, чого

Мал. 228. Трилобіти – перші членистоногі тварини на Землі: а – відбиток на камені; б – реконструкція у вигляді муляжу.

Немає у рослин. Багатоклітинність дає чимало переваг. Багатоклітинні організми живуть довше, оскільки окремі загиблі клітини легко замінити. Вони мають змогу залишити більше нащадків, оскільки розмножуються окремими клітинами. Багатоклітинні організми досягають більших розмірів тіла, що забезпечує їх фізіологічну стабільність і незалежність від умов життя. Нарешті, багатоклітинність – це можливість спеціалізації клітин, появи тканин і органів, що веде до великої різноманітності будови тіла.

– Поява опори тіла – скелета (зовнішнього у більшості молюсків і членистоногих, внутрішнього – у хордових і головоногих молюсків), що забезпечує симетрію й чіткий план будови.

– Розвиток рухливості і системи регуляцій як основи нервової системи. Вважають, що у процесі еволюції тварини реалізували дві різні стратегії.

У хребетних тварин розвиток головного мозку в основному відбувався завдяки навчанню й умовним рефлексам, а в комах – завдяки спадковому закріпленню інстинктів. Це пов’язано з особливостями будови нервової системи тварин.

У хребетних відбувається розвиток центрального органа нервової системи – головного мозку, а в комах нервова система являє собою розкидані по всьому тілу майже рівні за значимістю нервові центри.

– Виникнення такого явища, як соціальність, незалежно у різних групах тварин.

Послідовність еволюційних подій у царстві Тварини. Первісні етапи еволюції царства тварин залишаються невідомими. Адже перші тварини були м’якотілими істотами, що не мали скелета, тому жодних чітких викопних залишків перехідних істот від одноклітинних до багатоклітинних у прадавніх відкладеннях просто не збереглося. Перші реальні викопні свідчення існування багатоклітинних тварин – це різноманітні ходи у породах, вік яких оцінюється порядку 700 млн років. Ці ходи дають змогу судити, що прадавні тварини, як для свого юного еволюційного віку, були досить розвинутими – мали щільні покриви тіла, гідроскелет і добре розвинутий м’язовий апарат.

У морських відкладеннях початку Фанерозою (600-500 млн років тому) вже вдалося знайти представників відразу кількох сучасних типів тварин: губок, кишковопорожнинних, різноманітних кільчастих червів, плечоногих (ці морські тварини своєю черепашкою нагадують двостулкових молюсків), гігантських членистоногих трилобітів (мал. 228) і навіть перших хордових. У викопних рештках початку першої ери

Мал. 229. Щиткові риби: а – скелет у вигляді копалини; б – такими їх уявляють учені.

Мал. 230. Ротовий апарат міноги.

Фанерозою (пригадайте, як вона називалася) близько 580 млн років тому вже точно встановили присутність майже всіх типів сучасних тварин. Усі вони були морськими мешканцями – величезні хижі ракоподібні, губки, корали, плечоногі, голкошкірі, молюски. Перші встановлені викопні хребетні відносяться до наступного періоду Палеозою – Ордовикського періоду (близько 500 млн років тому). Цими хребетними були примітивні щиткові риби. їх тіло зверху вкривали міцні пластинки. Щелеп і парних плавців у щиткових риб ще не було (мал. 229).

Нині на Землі також живуть хребетні тварини, які не мають ані щелеп, ані парних кінцівок. Це – нащадки стародавніх щиткових риб, представники класу Круглороті – міксини і міноги (мал. 230). Це єдині серед хребетних тварини-паразити. Вони нападають на інших риб і живляться або їхньою кров’ю, або м’ясом чи нутрощами, прогризаючись у жертву роговими зубами. Можливо, завдяки такому незвичайному для хребетних тварин способу життя вони і змогли зберегтися до наших днів.

У Силурійському періоді (440 млн років тому) з’явилися перші тварини, які дихали повітрям. Вони змогли освоїти суходіл. Першопоселенцями суходолу вважають ракоскорпіонів – павукоподібних, зовні схожих на скорпіонів. Вони сягали кількох метрів завдовжки (мал. 231). У цей період безщелепні риби досягли свого розквіту.

У Девонському періоді виникли щелепороті панцирні риби. Вони мали парні кінцівки, міцний осьовий скелет, що складався з хребців, та зовнішню броню з пластинок, що прикривали спину. Ці риби дали початок кистеперим, дводишним і променеперим рибам. Деякі з цих риб мали легені й могли дихати повітрям. Променепері дали початок сучасним костистим рибам, кистепері – стародавнім амфібіям – лабіринтодонтам (мал. 232). Дводишні виявилися сліпою гілкою в еволюції, хоч окремі представники їх дожили до наших днів. Тоді ж виникли перші крилаті комахи. Зовні вони нагадували гігантських бабок і тарганів (мал. 233).

У Карбонському періоді клімат на Землі був вологим. З деревоподібних папоротей сформувалися справжні ліси, у яких літали величезні комахи. У болотистій місцевості, що вкривала більшу частину суходолу, жили величезні стегоцефали – земноводні, зовсім не схожі на сучасних тритонів і жаб. Тоді ж з’явилися й перші плазуни, які, завдяки

Мал. 231. Першопоселенці суходолу – величезні членистоногі ракоскорпіони – були за розмірами більші, ніж людина.

Мал. 232. Розміри лабіринтодонтів сягали 5 метрів.

Мал. 233. Перші крилаті комахи мали розмах крил понад метр.

захищеним твердою шкаралупою яйцям і роговому покриву тіла, змогли почати завоювання суходолу. Вони були майже не пов’язані з водоймами.

У Пермський період клімат на нашій планеті став сухішим. Це спричинило масове вимирання гігантських земноводних і водночас різке збільшення різноманітності плазунів. Від того багатства рептилій до сьогодні збереглися новозеландська морська рептилія гатерія, яка зовні нагадує ящірку, та черепахи (зверніть увагу: життя цих рептилій пов’язане з водою). У цьому ж періоді зародилася особлива група примітивних рептилій, з яких у наступному періоді – Тріасі утворилися перші яйцекладні ссавці.

Юрський період – час розквіту прадавніх плазунів, частина яких знову повернулася у Світовий океан (іхтіозаври й плезіозаври), частина освоїла повітряне середовище (археоптерикси, птеродактилі), де вони, очевидно, полювали за численними величезними комахами, а частина залишилася наземними жителями. Саме у цей період виникли птахи, предками яких, як нині вважають, були не археоптерикси (мал. 234), а дрібні (не більше курки) теплокровні динозаври (мал. 235).

Крейдовий період став критичним для гігантських рептилій. У першій його половині ще виникали нові групи рептилій. Так з’явилися найбільші з тих, що колись жили на Землі, сухопутні тварини – диплодоки. Маса тіла диплодока становила від 10 до 20 т, а за деякими даними доходила до 80 т (порівняйте: африканський слон важить до 9 т). Розмах крил гігантських літаючих ящерів сягав 20 метрів. Проте до кінця цього періоду відбулося їх масове вимирання. Причому зникли не лише прадавні гігантські плазуни, яких зазвичай називають динозаврами, а й теплолюбні жителі морів, зокрема величезна кількість головоногих молюсків. Лише у тропічному поясі збереглися великі рептилії – крокодили. Сучасним шестиметровим гігантам далеко до викопних предків, довжина яких сягала 16 метрів. В умовах похолодання перевагу здобули теплокровні птахи і ссавці. Саме тоді з’явилися плацентарні, розквіт яких припав на наступну еру – Кайнозой. Паралельно йшла інтенсивна еволюція комах, тісно пов’язана із зменшенням їх розмірів.

Кайнозой, що розпочався 65,5 млн років тому й триває дотепер, – час становлення сучасної фауни й флори. На початку ери виникла більша частина

Мал. 234. Саме такі відбитки доводять існування археоптерикса.

Мал. 235. Перші птахи походять від невеликих за розмірами теплокровних динозаврів.

Рядів птахів і ссавців, порядків покритонасінних рослин. Вважається, що саме у цей період серед тварин виникли і соціальні відносини.

Для останнього періоду Кайнозою – антропогену -характерним є поступове охолодження клімату. На цьому тлі неодноразово повторювалися фази особливо різкого похолодання, які прийнято називати льодовиковими періодами. Така назва зумовлена тим, що у середніх широтах Північної півкулі значні площі суходолу вкривали суцільні льодовики. Найбільшим було Дніпровське зледеніння. Воно трапилося близько 200 тис. років тому й тривало понад 100 тис. років. У цей час льодовики дійшли долиною Дніпра на південь аж дд місця розташування сучасного Дніпропетровська. Під дією величезних мас льодів змінювався клімат, і північні види могли проникати далеко на південь. У результаті, наприклад у Криму, в той час разом з представниками тундрової фауни – мамонтами, шерстистими носорогами, північними оленями, песцями, жили й саванні види – великорогі олені, антилопи, бізони.

Головна особливість еволюції тварин полягає у її багатоплановості. За період свого історичного розвитку тварини зазнали найбільшого числа ароморфозів порівняно з представниками інших царств еукаріотів. Це відобразилося у більшій кількості таксонів високого рівня.