История жизни на Земле

В настоящее  время многие исследователи придерживаются точки зрения, заключающейся в 

том, что  вскоре после возникновения жизни  сформировалось три надцарства: архебактерии, эубактерии (включая сине-зеленые) и  эукариоты (грибы, растения, простейшие, животные). Вероятно, архебактерии сохранили значительное сходство с пробионтами. Они обитают в бескислородных слоях, концентрированных солевых растворах, горячих вулканических источниках. Эубактерии чрезвычайно широко представлены в биосфере. Крупным ароморфозом было возникновение фотосинтеза, в результате которого аэробные прокариоты (предъядерные) за короткое время освоили разнообразные условия среды. Из этой группы примерно 1,5-2 млрд лет тому назад выделились эукариоты (ядерные).

Появление ядерных организмов - новый этап в эволюции жизни. Одноклеточные эукариоты господствовали на протяжении примерно 700-800 млн лет. У них сформировался митоз - один из

важных  ароморфозов. Последующее усложнение эукариотических клеток привело  к возникновению 

полового  процесса. Непрерывно шел процесс дивергенции, формы жизни - становились все более разнообразными. Выделилась группа простейших эукариот, из которых позднее сформировались растения, появились предковые формы животных, грибов, затем мейоз, имевший исключительное значение для последующих эволюционных проявлений.

   Первая геологическая эра - архейская,  продолжительностью 900 млн лет, почти  не оставила следов органической  жизни. Наличие пород органического  происхождения - известняка, мрамора,  углистых веществ - указывает на существование в архейскую эру бактерий и сине-зеленых водорослей (цианобактерий) - клеточных предъядерных организмов. Они обитают в морях, но выходят и на сушу. Вода насыщается кислородом, а на суше происходят почвообразовательные процессы. Бактерии не дали начала образованию  новых группировок и остались до нашего времени обособленными. Именно в архейскую эру произошло три крупных изменения в развитии живых организмов: половой процесс, фотосинтез и многоклеточность. Половой процесс возник в форме слияния двух одинаковых клеток у жгутиковых, считающихся наиболее древними одноклеточными. Позднее половой процесс происходил уже при помощи специальных половых клеток - мужской и женской, которые при слиянии образуют зиготу. Из нее развивается организм, содержащий генотип отца и матери, что дает комбинации различных признаков в потомстве, расширяя возможности действия естественного отбора. С появлением фотосинтеза единый ствол жизни разделился на два – растения и животные - за счет дивергенции. Многоклеточность вызвала дальнейшее усложнение организации живых организмов: дифференциацию тканей, органов, систем и их функций.

   В протерозойскую эру (продолжительность  2 000 млн лет) развиваются зеленые водоросли, в том

числе и многоклеточные. Остатки животного  мира редки и малочисленны. Предками многоклеточных

организмов, вероятно, были организмы, подобные колониальным формам одноклеточных 

жгутиковых, а первые многоклеточные организмы  близки губкам и кишечнополостным. Известны

остатки всех типов беспозвоночных животных, в том числе иглокожих и членистоногих. Полагают,

что в  конце протерозойской эры появились  первичные хордовые - подтип бесчерепных, единственным представителем которых  в современной фауне является ланцетник, появляются двустороннесимметричные  животные, развиваются органы чувств, нервные узлы, усложняется поведение животных, возрастает подвижность и энергия в процессах жизнедеятельности в целом.

   В палеозойскую эру, продолжительностью 330 млн лет (древняя жизнь), подразделяемую  на 

несколько периодов, происходили дальнейшие эволюционные преобразования органического мира. В кембрийском периоде, кроме бактерий и одноклеточных водорослей, были распространены

крупные многоклеточные водоросли. Для кембрия  и ордовика характерно наличие остатков

ископаемых простейших, кишечнополостных, губок, червей (три типа), иглокожих, моллюсков, членистоногих, хордовых. Силур богат остатками ископаемых трилобитов и особенно плеченогих (в

настоящее время их осталось около 200 видов). Обнаружены остатки бесчелюстных позвоночных -

щитковых (предки миног). Дальнейшее развитие эволюции продолжалось по пути дивергенции типов  животного мира с заменой низкоорганизованных  примитивных форм более высокоорганизованными. В конце силурийского периода  часть зеленых многоклеточных водорослей приспособилась к жизни на суше. Возможно, это были псилофиты. Они уже имели ткани. Появились грибы. С середины девона постепенно убывают псилофиты, исчезая к концу этого периода. А на смену им появляются плауновые, хвощевые и папоротниковые - споровые растения. В период девона появляются челюстноротые панцирные рыбы (их потомки - современные хрящевые рыбы, например, акулы и скаты), двоякодышащие. Однако выход на сушу осуществила другая группа рыб - кистеперые. Самыми примитивными наземными позвоночными считаются древние земноводные, берущие начало

от одной  из групп кистеперых. На основе наследственной изменчивости в процессе естественного  отбора плавники превратились в конечности для передвижения по суше. Для дыхания  на суше развились легкие. Древнейшие земноводные - стегоцефалы (панцирноголовые) обитали в болотистых местах. Животные девона, как и растения, обитали во влажных местах, поэтому не могли распространяться в глубь суши и занимать места, удаленные от водоемов. Стегоцефалы соединили в себе признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся.

   В каменноугольный период произошел  крупный эволюционный подъем  в развитии наземной растительности. Этот период отличался теплым  влажным климатом. На Земле образовались  огромные леса, состоящие из гигантских  папоротников, древовидных хвощевых и плауновых

- высотой  15-30 м. Они имели хорошую проводящую  систему, корни, листья, но их  размножение еще 

было  связано с водой. Леса каменноугольного периода образовали месторождения  каменного угля. В этот период произрастали и семенные папоротники, у которых вместо спор развивались семена. Семенные папоротники (древнейшие голосеменные) ясно указывают на происхождение семенных растений от споровых. Появление семенных растений было крупным ароморфозом, определившим дальнейшую эволюцию растений. У семенных растений оплодотворение происходит уже без участия воды, а зародыш находится в семени, имеющем запас питательных веществ. С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием влажный климат почти повсеместно сменился сухим. Древовидные папоротники стали вымирать, лишь в отдельных сырых местах сохранились мелкие формы. Вымерли и семенные папоротники. Им на смену пришли более жизнестойкие голосеменные растения, которые благодаря распространению семян освоили засушливые места обитания.

Распространение и пышное развитие голосеменных продолжалось почти до конца 

мезозойской эры. В каменноугольный период интенсивно размножались насекомые, пауки,

скорпионы, имеющие воздушное дыхание и откладывающие яйца с защитной оболочкой,

защищающей  от высыхания. Вместе с тем начали исчезать трилобиты. Существавало много 

плеченогих, моллюсков, рыб (особенно акул), иглокожих, развивались кораллы. Ранее 

существовавшие  типы и классы дивергировали, приспосабливались к различным местам

обитания. При наступлении засушливых условий  в конце каменноугольного периода  крупные 

земноводные исчезают, сохраняются лишь мелкие формы в сырых местах. На смену  земноводным 

пришли  пресмыкающиеся, более защищенные и приспособленные к существованию в условиях

более сухого климата на суше. Появление  древнейших пресмыкающихся - новый  ароморфоз в развитии животного  мира. В основном это были травоядные животные, но некоторые перешли к  хищному образу жизни. Появились зверозубые рептилии, от потомков которых, полагают, произошли первые млекопитающие. Зверозубые ящеры - переходная форма.

   Таким образом, в палеозойскую  эру, а именно в пермском  периоде, растения и животные  уже 

вышли на сушу: это сосудистые, споровые и голосеменные растения, кистеперые рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, членистоногие (пауки, как предполагают, появились в силуре). Сухой и теплый климат пермского периода способствовал их становлению. Архейская, протерозойская и палеозойская эры дали большой фактический материал, на основании которого можно судить об основных направлениях эволюции органического мира.

   В триасовом периоде мезозойской  эры (продолжительность 173 млн  лет) в условиях континентального  климата усилилось развитие голосеменных, у которых оплодотворение происходило уже без участия воды, что является крупнейшим ароморфозом. Для мезозойской эры характерно необыкновенно богатое развитие голосеменных растений, продолжавшееся до середины мелового периода. В связи с увеличивающейся засухой и яркостью Солнца с середине мелового периода на первый план

выходит недавно возникшая группа растений - покрытосеменные. Двудольные и однодольные 

растения  появились уже в конце мезозоя, а в меловом периоде они  начинают процветать. Для 

покрытосеменных растений характерен крупный ароморфоз - появление цветка, приспособленного

к опылению. Идиоадаптационные изменения цветка способствовали к многочисленным

частным приспособлениям к опылению. В  дальнейшем происходила идиоадаптация  цветка, в 

результате  которой выработались приспособления к распространению плодов и семян, а также к

уменьшению  испарения воды листьями. Пышное развитие покрытосеменных растений одновременно было связано с развитием высших форм членистоногих насекомых-опылителей: бабочек, шмелей, пчел, мух и др.

  Мезозойская  эра характеризуется поразительным  развитием и последующим очень  быстрым 

вымиранием  гигантских пресмыкающихся. На суше обитали  гигантские ящеры - динозавры, живородящие  ихтиозавры, крокодилы, летающие ящеры. Гигантские пресмыкающиеся быстро

вымерли. Первые мелкие млекопитающие появились  в триасе, их размножение осуществлялось уже путем живорождения, детенышей  они выкармливали молоком. Они имели  постоянную температуру и 

дифференцированные  зубы. Предками млекопитающих были зверозубые ящеры. Первые птицы возникли в юрском периоде мезозойской эры - это были зубастые птицы. А в конце мезозоя появились уже первые настоящие птицы. Древние хрящевые рыбы в триасе были вытеснены настоящими костистыми. В результате дивергенции непрестанно увеличивалось видовое разнообразие в пределах каждой систематической группы.

   Кайнозойская эра (новая жизнь)  длится 60-70 млн лет. Первый ее  период - палеоген, второй - неоген 

и третий - антропоген, который продолжается по настоящее время. В течение этой эры сформировались континенты и моря в их современном виде. В палеогене покрытосеменные растения распространились по всем материкам и пресноводным водоемам. Во второй половине этого периода начались бурные

горнообразовательные  процессы. Наступило похолодание, вечнозеленые леса сменились листопадными. Происходила быстрая идиоадаптация форм в различных местных условиях.

   В конце неогена - начале антропогена  с севера наступали ледники,  на пути сползания ледников  погибло все живое, остались  только те формы, которые смогли уцелеть и приспособиться к изменившимся условиям среды. Развилась арктическая флора. В антропогене происходит окончательное формирование современного растительного мира. В кайнозое распространились брюхоногие и двустворчатые моллюски, среди членистоногих процветают насекомые. Крупные ароморфозы насекомых - развитие трахейной системы дыхания, ротового аппарата, твердого хитинового покрова, членистых конечностей и нервной системы, а ароморфизы птиц и млекопитающих - повышение интерсивности функций центральной нервной системы, особенно функций головного мозга, усложнение строения кровеносной системы и сердца (разделение артериальной и венозной крови), появление постоянной температуры тела, повышение уровня обменных процессов и др.  Быстрая идиоадаптация к изменяющимся условиям среды обеспечила их процветание.