Эволюция животных
Первая жизнь на Земле появилась более 3 миллиардов лет назад. Долгое время она существовала лишь в форме одноклеточных безъядерных организмов (прокариот). Простейшие эукариоты (одноклеточные организмы, имеющие ядра) появились существенно позже. Древние простейшие дали начало двум большим ветвям живых организмов: растениям и животным.
Считается, что первые животные эволюционировали от одного общего одноклеточного предка. В животном мире на протяжении длительного исторического периода в определенной степени последовательно возникли многоклеточные двухслойные животные, затем плоские, круглые и кольчатые черви. Позже появились моллюски, членистоногие и хордовые. Эволюция хордовых шла от организма наподобие ланцетника к рыбам и далее земноводным, от которых произошли пресмыкающиеся. От последних берут свое начало птицы и млекопитающие.
Эволюционные связи между животными раньше устанавливались с помощью сравнительных морфологии, эмбриологии и палеозоологии. На сегодняшний день, когда стали доступны методы генетического анализа, родственные связи между животными уточняются, нередко пересматриваются, вносятся изменения в их систематику.
Итак, первыми животными на Земле можно считать одноклеточные гетеротрофные организмы. Это были древние амебы, эвглены, инфузории. Некоторые из них смогли образовывать колонии (наподобие вольвокса). Постепенно клетки в таких колониях начали выполнять разные функции, то есть дифференцировались. Например, клетки соприкасающиеся с поверхностью стали захватывать частички пищи или защищать всю колонию, а клетки, находящиеся внутри, переваривать пищу и делится ей с другими клетками. Вскоре друг без друга они уже жить не смогли, и колония превратилась в первый многоклеточный организм.
Предполагается, что первые настоящие многоклеточные животные эволюционировали от колониальных жгутиковых (типа вольвокса). Возможно изначально был первичный двухслойный предок, давший начало двум ветвям многоклеточных — губкам и кишечнополостным. Или эти группы животных произошли от разных колониальных форм: губки — от воротничковых жгутиковых, кишечнополостные — от других колониальных жгутиковых, давших начало двухслойному организму.
Губки стали вести неподвижный образ жизни, поэтому их эволюционного прогресса не последовало. Большинство кишечнополостных также стало вести неподвижный или малоподвижный образ жизни.
У кишечнополостных животных в процессе эволюции появились ткани, выполняющие различные функции и состоящие из специализированных клеток. В их мезоглее есть клетки, которые вполне могли бы дать начало третьему зародышевому листку (мезодерме) у последующих групп организмов.
Плоские черви могли произойти от гребневиков (которые являются одним из типов, относящимся к кишечнополостным).
У плоских червей также как у кишечнополостных есть только ротовое отверстие (анального нет). Однако у плоских червей появилась билатеральная (а не радиальная как у губок) симметрия тела. Это значит, что у них есть передний и задний конец тела, брюшная и спинная сторона. Они могут ползать и активно искать себе пищу.
Круглые черви находятся в тесном родстве с плоскими червями. Возможно эволюционировали от какой-то группы древних плоских червей. Кольчатые черви также могли произойти от плоских червей.
У круглых червей появляются анальное отверстие, полость тела. Кольчатые черви пошли дальше круглых. Их тело расчленено на сегменты, появляется кровеносная система.
Древние группы кольчатых червей могли дать начало трем разным типам животных: моллюскам, членистоногим и хордовым, каждая из которых пошла своим эволюционным путем. У членистоногих появился наружный хитиновый скелет, членистые конечности и рад других прогрессивных изменений. Это позволило им широко расселиться по суше. Членистоногие — самый многочисленный тип животных. Однако наружный скелет, особенности дыхания не позволили им увеличить размеры своего тела.
Кольчатые черви и членистоногие (особенно ракообразные) во многом схожи. У обоих типов имеется вторичная полость тела, тело имеет метамерное строение, есть надглоточные ганглии, окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка. Членистые конечности могли произойти от параподиев многощетинковых кольчатых червей.
По поводу происхождения хордовых существует несколько гипотез. Хордовые находятся в тесном родстве с иглокожими. Оболочники (являющиеся подтипом хордовых) могут быть предшественниками организмов, похожих на ланцетников. С другой стороны, по внутреннему строению ланцетник похож на перевернутого со спины на брюхо кольчатого червя. Нервная трубка ланцетника оказалась вверху, а кровь течет в обратном направлении. Возможно какой-то древний кольчатый червь приспособился к ползанию на спинной стороне, которая впоследствии стала брюшной. Только у ланцетника появляется хорда, совершенствуются жабры.
Эволюция древних хордовых животных дала две ветви позвоночных (черепных) — бесчелюстных и рыб. Также по одной из гипотез оболочники (личиночнохордовые) являются одной из боковых регрессивных ветвей древних примитивных хордовых.
Эволюция хордовых животных пошла по пути развития внутреннего скелета, усложнения систем органов. У рыб появляется позвоночник и череп, парные плавники, мозг разделяется на спинной и головной, усложняются органы чувств. Рыбы могут лучше двигаться и искать пищу.
Всю историю Земли разделяют на эры. Мы живем в Кайнозойскую эру (началась более 60 миллионов лет назад). До этого была Мезозойская эра (примерно 250-60 млн лет назад), а до нее Палеозойская (примерно 550-250 млн лет назад), Протерозойская (от 2 млрд 500 млн лет назад до 550 млн лет назад). До этого были Архей (4-2,5 млрд лет назад) и Катархей (с момента образования Земли до 4 миллиардов лет назад).
Рыбы с костным скелетом появились в палеозое. От кистеперых рыб, у которых плавники были похожи на конечности и появились легкие, в девонском периоде палеозойской эры произошли стегоцефалы (первые земноводные). Такие особенности этих рыб возникли в процессе эволюции из-за того, что они жили в периодически пересыхающих водоемах.
От примитивных земноводных также в палеозое произошли первые пресмыкающиеся. Однако их расцвет приходится уже на мезозойскую эру.
Пресмыкающиеся перестают дышать кожей (на ней появляются чешуи, выполняющие защитную функцию), их легкие, сердце и скелет и другие органы еще более совершенствуются. Им больше не нужна вода для размножения, так как рептилии откладывают яйца, имеющие защитные оболочки.
Первые млекопитающие появились уже в начале мезозоя от наиболее древних и примитивных пресмыкающихся. Долгое время они находились в подавленном состоянии, так как климат способствовал расцвету рептилий. Лишь в кайнозойской эре эволюция зверей дала множество их форм.
Расцвет птиц также относится к кайнозою. Первые птицы появились позже млекопитающих от совершенно другой группы рептилий, и произошло это в меловой (последний) период мезозоя.
Птицы произошли от летающих динозавров (наподобие археоптерикса), а млекопитающие – от зверозубых ящеров, которые отделились от общей ветви пресмыкающихся еще до появления динозавров. У птиц и млекопитающих возникла теплокровность, четырехкамерное сердце, полное разделение венозного и артериального кровотока, появилась кора больших полушарий, их поведение стало более сложным, они стали активно заботится о своем потомстве.