У первых рыбоподобных существ не было челюстей. Период расселения длился со среднего ордовика до конца селурийского периода. Популяции резко сократились к концу девонского периода, а затем почти исчезли.
Эволюция — от микроба до человека
Жизнь зародилась на Земле миллиарды лет назад, и с тех пор живые организмы становились все более сложными и разнообразными. Существует множество доказательств того, что все живое на нашей планете имеет общее происхождение. Хотя механизм эволюции еще не до конца понятен ученым, он является неоспоримым фактом. Эта статья рассказывает об эволюции жизни на Земле, начиная с простейших форм и заканчивая людьми, которые были нашими предками много миллионов лет назад. От кого же произошли люди?
Земля образовалась 4,6 миллиарда лет назад из облака газа, окружавшего Солнце. В начале существования нашей планеты условия на ней были не очень приятными — в окружающем космическом пространстве летало еще много мусора, который постоянно бомбардировал Землю. Считается, что 4,5 миллиарда лет назад Земля столкнулась с другой планетой, в результате чего образовалась Луна. Первоначально Луна находилась очень близко к Земле, но постепенно она отдалилась от нее. Из-за частых столкновений в то время поверхность Земли была расплавленной, имела очень плотную атмосферу, а температура на поверхности превышала 200o C. Поверхность Луны была очень горячей. Через некоторое время поверхность затвердела, сформировалась земная кора, образовались первые континенты и океаны. Возраст самых древних изученных пород составляет 4 миллиарда лет.
1) Древнейший предок. Археи.
Считается, что жизнь на Земле зародилась 3,8-4,1 миллиарда лет назад (первые известные следы бактерий имеют возраст 3,5 миллиарда лет). Как именно возникла жизнь на Земле, пока неизвестно. Но, вероятно, 3,5 миллиарда лет назад существовал одноклеточный организм, который обладал всеми характеристиками всех ныне живущих существ и был общим предком для всех них. От этого организма все его потомки унаследовали особенности строения (все они состоят из клеток, окруженных оболочкой), способ хранения генетического кода (в двухцепочечных молекулах ДНК), способ хранения энергии (в молекулах АТФ) и так далее. От этого общего предка произошли три основные группы одноклеточных организмов, которые существуют и по сей день. Сначала бактерии и археи отделились друг от друга, а затем археи дали начало эукариотам — организмам с клеточным ядром.
Археи мало изменились за миллиарды лет эволюции, и ранние предки человека, вероятно, выглядели почти так же.
Хотя древние организмы развивались на протяжении миллиардов лет, многие из них сохранились до наших дней практически без изменений. Это неудивительно, ведь с древних времен водоросли выживали в самых экстремальных условиях, без кислорода и солнечного света, в едкой, кислой, соленой и щелочной среде, при высоких (некоторые виды даже процветают в кипящей воде) и низких температурах, под высоким давлением, питаясь широким разнообразием органических и неорганических веществ. Их далеким, высокоорганизованным потомкам нечем похвастаться.
Около 1,2 миллиарда лет назад появились первые многоклеточные организмы. Но эволюция все еще идет медленно, более того, развитие жизни тормозится различными катаклизмами. Например, глобальное оледенение началось 850 миллионов лет назад. Планета покрыта льдом и снегом уже более 200 миллионов лет.
Точные подробности развития многоклеточных животных, к сожалению, неизвестны. Однако известно, что первые многоклеточные животные через некоторое время разделились на группы. Губки и губки, выжившие сегодня без особых изменений, не имеют выраженных органов и тканей и фильтруют питательные вещества из воды. Кишечник не намного сложнее, у него есть только полость и примитивная нервная система. Все остальные более высокоразвитые животные, от червей до млекопитающих, относятся к димерной группе, отличительной особенностью которой является билатеральная симметрия тела. Точно неизвестно, когда появились первые димеры; вероятно, это произошло вскоре после окончания глобального ледникового периода. Формирование билатеральной симметрии и появление первых групп моллюсков, вероятно, произошло между 620 и 545 млн лет назад. Ископаемые следы первых биморфов были обнаружены около 558 млн лет назад.
Kimberella (отпечаток ноги, внешний вид) — один из первых обнаруженных димерных видов.
Сразу же после образования димеров они разделялись на первичные и вторичные димеры. Почти все беспозвоночные — черви, моллюски, членистоногие и т.д. — происходят от первичных димеров. Эволюция вторичноротых ракообразных дала начало иглокожим (таким как морские ежи и морские звезды), полухордовым и хордовым (к которым относится человек).
Недавно в Китае были найдены останки существа под названием Saccorhytus coronarius. Они жили около 540 миллионов лет назад. Согласно всему, что известно, это маленькое существо (размером всего 1 мм) было предком всех животных вторичного происхождения, а значит, и человека.
Saccorhytus coronarius
ПОЯВЛЕНИЕ ХОРДОВЫХ. ПЕРВЫЕ РЫБЫ
Один из самых интересных экземпляров — Picaea, самый древний представитель семейства хордовых. Это животное, длиной около 4 см, напоминало современного ланцетника. У Pikaia были жабры, рудиментарный кишечник, кровеносная система и маленькие щупальца во рту.
Вскоре появилась рыба. Первой из этих рыб был хайкуихтис, который был еще меньше пикайи, его длина составляла всего 2,5 см. Но у рыбы уже были глаза и мозг.
ЭВОЛЮЦИЯ РЫБ. ПАНЦИРНЫЕ И ПЕРВЫЕ КОСТНЫЕ РЫБЫ
Вначале рыбы не были самой распространенной группой морских организмов, какой они являются сегодня. Самыми мелкими из рыб были бесчелюстные рыбы. Безвредные для большинства подводных соседей, они питались только мелкими организмами, которые вытаскивали из воды и фильтровали. Но врагов у них было в избытке. Первые рыбы были вынуждены спасаться бегством от своих более могущественных соседей — ракообразных. Поскольку им приходилось постоянно защищаться, рыбы эволюционировали. Их головы и части тела были покрыты ракушками. Предполагается, что череп развился из этой раковины.
Около 430 лет назад эволюционировали рыбы, которые могли не только защищаться своим панцирем, но и нападать. Их рыло было снабжено челюстью, и, как и у их предшественников, голова и часть тела были закрыты костяной крышкой, покрытой кожей. Это были плакодермы или бронированные рыбы. Некоторые бронированные рыбы стали крупными и хищными. Следующим шагом в эволюции стало появление костистых рыб.
Хрящевые рыбы — одни из самых древних существ на нашей планете. Они появились более 400 миллионов лет назад. Это также относится к акулам и скатам. У хрящевых рыб нет плавательного пузыря, поэтому им приходится постоянно находиться в движении. Когда они «бездействуют», они опускаются на дно и отдыхают.
Бронированные рыбы, вероятно, были предками тех рыб, которые населяют океаны сегодня. Сами бронированные рыбы в настоящее время вымерли.
ВЫХОД НА СУШУ
Чем более враждебная среда, тем лучше клетка или живое существо развивает свои доселе неизвестные таланты.
Бернар Вербер, современный французский писатель и философ
В то время как рыба развивалась в море, растения и другие животные вышли на берег. Первые костистые рыбы эволюционировали в два порядка — скаты и колючие рыбы. Большинство современных рыб относятся к первой группе. Они очень хорошо держатся на воде. Последние, с другой стороны, приспособились к жизни на мелководье и в мелкой пресной воде. Их плавники удлинились, а плавательный пузырь превратился в примитивное легкое. Эти рыбы научились дышать воздухом и ползать по суше.
Eustenopteron — один из ископаемых карпов, который считается предком наземных позвоночных. Эти рыбы жили 385 миллионов лет назад и вырастали до 1,8 метра в длину.
Panderichthys, еще один представитель Cypteperinae, считается промежуточным звеном между рыбами и амфибиями. Оно ползало по суше и свободно дышало легкими.
ЭВОЛЮЦИЯ
Самыми примитивными из современных рыб являются миноги, которых ученые выделяют 26 видов. Эти бесчелюстные, червеобразные паразиты не имеют позвоночника, ребер или черепа. Воронкообразный рот миноги обрамлен кожистым ободком и снабжен роговыми зубами, а позвоночник заменен нитью — спинным канатиком. К бесчелюстным относятся также рыбы, которых насчитывается 40 различных видов. Как и миноги, они живут паразитически, питаясь кишками живых рыб. У них нет позвоночника, но есть фрагментарный хрящевой скелет.
Окаменелости древних рыб, найденные в более древних осадочных слоях земной коры, по своему строению похожи на современных рыб без челюстей. Древние рыбы имели широкое тело, покрытое костными пластинами. Вероятно, они жили на дне моря. Рыбы с полным скелетом и челюстями появились гораздо позже. К 400 миллионам лет назад они уже были разделены на две большие категории: Хрящевые рыбы (акулы, скаты и химеры) и костистые рыбы, к которым относятся остальные современные рыбы.
Химеры обитают на большой глубине и отличаются очень примитивным внешним видом. Они сочетают в себе характеристики камбаловых и костных рыб. Как следует из названий категорий, скелет хондрихтиан состоит из хрящей, а скелет костистых рыб — из костей. Сегодня известно более 20750 видов костных рыб и около 710 видов акул и скатов. Каждый год ученые открывают и описывают несколько новых видов. Рыбы составляют более половины современных позвоночных животных мира.
Рыбы выходят на сушу
Скелетные плавники большинства современных рыб состоят из ряда шипов. У костистых рыб они видны невооруженным глазом, у акул они покрыты толстой кожей. Плавники рогатого и латимерии имеют особое строение — их скелет напоминает скелет человеческой руки. Головоногие обитали на Земле 400 миллионов лет назад, в девонском периоде.
На сегодняшний день только одна рыба из семейства селакантовых известна как «живое ископаемое» — латимерия. Исследователи, изучавшие окаменелости, пришли к выводу, что эти рыбы были предками первых наземных позвоночных, поскольку могли ходить по суше с помощью плавников. Со временем эти рыбы потеряли плавники и развили легкие. Первые наземные животные, эволюционировавшие в рептилий, птиц и других животных, были похожи на саламандр.
Как рыбы плавают
Летающие рыбы способны подниматься в воздух более чем на 100 метров и могут взлетать на высоту до 10 метров.
Рыбы передвигаются в воде, напрягая и расслабляя мышцы. Он также выпрыгивает из воды, раскачивая хвостом вперед-назад. Плавники необходимы рыбе для того, чтобы менять направление движения и сохранять равновесие.
