Так скажем, предками или предшественниками животных, тех, что мы знали по раскопкам археологов и тех животных, которые окружают нас, являлись микроорганизмы. Микроорганизмы питались веществами неорганического происхождения, минералами, которые были растворены в многочисленных водоёмах. Возможно, эта бытность продолжалась бы и до сих пор, пока не настал тот момент, когда необходимые микроорганизмам вещества в своём количестве в силу разных причин стали уменьшаться. По логике вещей, микроорганизмы просто должны были погибнуть. Но этого не случилось, так как появились животные? Коренным образом микроорганизмы перестроили способы существования, методы выживания. Часть микроорганизмов действительно погибла, а другая часть научилась поглощать энергию солнечных лучей, третья часть микроорганизмов приспособилась питаться теми микроорганизмами, которые поглощали энергию солнечных лучей и создавали в себе органические вещества, а пригодные для питания другой перестроившейся группы микроорганизмов. Так появились первые растения и первые простейшие животные, неразрывно связанные друг с другом группы живых существ на этой планете. Конечно же, мы, люди - неразрывное звено этой цепи связанных друг с другом обитателей Земли.
Первые беспозвоночные животные появились, конечно же, невероятно давно. Началось всё с архейской эры, эпохи протерозоя. Тогда появились первые беспозвоночные животные - черви, морские водоросли, губки. Все животные той, бесконечно далёкой, поры не имели в строении своего тела хоть сколько-нибудь твёрдого основания, каркаса или спинного хребта - элемента, который сейчас мы называем позвоночником. При этом сказать о том, что беспозвоночные были настолько не защищены от влияния внешней среды нельзя. У одних был твёрдый хитиновый панцирь, у других, например у моллюсков, защищающая их тело раковина.
Откуда появились животные, наиболее известные? Позвоночные. Процессы эволюции никто не отменял, особенно ярко её влияние было оказано на обитателей Земли, когда наша планета совсем ещё была молодой да ранней. Тяжёлое существование, конкуренция и постоянная, ежеминутная необходимость выживать вынуждала животных развиваться или же умирать. Кто избирал первый путь, чтобы выжить в непростом мире первобытной природе, должны были не просто питаться тем, что плохо лежит. Условия были таковы, что появилась необходимость добывать пищу, проводить целый день в её поисках. Для этого, конечно же, необходимо было двигаться. Необходимость в движении с каждым новым поколением животных провоцировала изменения в двигательной системе животных, результатом которых стали замена хорды на позвоночник, появление челюстей, усложнение пищеварительной и других систем. Такова последовательность появления животных на Земле.
О том, как появились домашние животные,мы знаем не очень много. Долгое время животные и человек были соперниками, а в иных случаях даже врагами. Около 20 тысяч лет назад люди и животные усмотрели варианты взаимовыгодной жизнедеятельности. Так волки, поедавшие объедки людской пищи, вдруг стали предупреждать людей об опасности встречи с хищниками. Люди приручили их и стали развивать их качества защитников. Кошки приручены были людьми после спасения от нашествия крыс, а овцы и птицы изначально были украдены птенцами или телятами у убитых во время охоты родителей и держались в неволе на случай голода. Затем этих животных стали растить и постоянно держать в неволе.
Последовательность возникновения групп животных куда более сложный процесс, поэтому о нем лучше прочитать в энциклопедиях.
Эволюция жизни на планете началась более трех миллиардов лет назад, некоторые ученые говорят, что даже более четырех миллиардов лет. Именно тогда возникли первые организованные экосистемы, правда, это были микробы и бактерии, а до млекопитающих было еще очень далеко. Так какими же были первые животные на Земле?
Самым древним следам жизни животных на Земле около миллиарда лет, а древнейшим окаменелостям самих животных ― приблизительно 600 миллионов лет.
Первые животные, которые появились на планете, были микроскопически малы и мягкотелы. Они жили на морском дне или в донном иле. Эти существа не могли окаменеть, поэтому единственным показателем их пребывания на Земле являются остатки их нор или ходов. Особи были очень жизнестойки, именно они дали начало фауне Эдиакары ― первым известным животным на планете.
Фауна Эдиакары получила свое название от холмов Эдиакары, которые находятся в Австралии. Здесь в 1946 году были обнаружены необычные окаменелости, внешне чем-то похожие на современных медуз, червей и кораллы. Они были небольшие - в среднем 2 сантиметра в диаметре.
Сначала ученые решили, что находка относится к кембрийскому периоду: именно тогда началось бурное развитие мира животных (приблизительно 570 миллионов лет назад). Но при более подробном изучении удалось установить, что эти окаменелости еще древнее и относятся к более раннему периоду ― вендскому. Это стало настоящим открытием, так как о том, существовала ли жизнь в этот период, никто точно не знал.
Затем были найдены представители фауны Эдиакары в разных уголках планеты: в Намибии, России, Гренландии. Но, несмотря на находки, биологи все еще пытаются понять, что с ними случилось.
Вот так предположительно выглядело одно из таких древних животных, Кимберелла:
Ученые полагают, что это прямые предки современных медуз и моллюсков.
Строение первых в мире животных было простейшим: у них не было конечностей, головы, хвоста, рта и пищеварительных органов. Эдиакарские существа вели не особо яркую жизнь)) в то время планета была безопасной, хищников еще не было, поэтому им даже не от кого было защищаться.
Предполагается, что они просто впитывали органику из воды всем своим телом. Более того, некоторые из них составляли симбиоз с водорослями, да и внешне многие из существ очень походили на растения.
Так, например, самым крупным существом была дикинсония.
Некоторые особи достигали метра в длину, но в толщину обычно не превышали одного сантиметра. У них было плоское двусторонне-симметричное рифленое овальное тело. Этакий коврик.
Ученые так и не определились, к какой группе ее отнести: некоторые считают ее предком животных, кто-то говорит, что это разновидность грибов, а третьи утверждают, что она вообще принадлежала к классу существ, которых нет сегодня в царстве природы. Да и современных родственников ее так и не обнаружили.
Следующий период в истории развития жизни на Земле называется кембрийским. Он начался примерно 570 миллионов лет назад и длился около 70 миллионов лет. Именно здесь произошел поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке. А произошло это благодаря хорошим климатическим условиям.
В кембрийский период на планете существовали громадные шлейфы и материковые отмели. Тут были идеальные условия для жизни: дно, покрытое слоем мягкого ила, и теплая вода. В атмосфере уже образовалось много кислорода (хотя гораздо меньше, чем сейчас). Развитие твердых покровов суши привело к появлению новых жизненных форм, таких как артроподы ― первые членистоногие.
Животным понадобились новые способы защиты от новых высокоорганизованных хищников. В результате эволюции у существ развивались средства для защиты, соответственно хищникам пришлось вырабатывать новые методы охоты, чтобы преодолеть сопротивление жертвы.
На протяжении кембрийского периода уровень моря неоднократно повышался и понижался, виды вымирали, на их место приходили другие, которым приходилось приспосабливаться к новым условиям жизни и способам пропитания.
Мир животных становился более разнообразным, и все больше популяций могло существовать рядом друг с другом, не претендуя на пищевые ресурсы своих соседей.
Первые млекопитающие появились 216 миллионов лет назад, когда на земле еще жили и доминировали динозавры. По мнению ученых, они выглядели как маленькие землеройки или мыши. Они питались насекомыми и растениями, а ночи проводили на деревьях. Шерсть и другие отличительные признаки млекопитающих развивались на протяжении миллионов лет.
Странное создание, изображенное внизу, — это тритилодонт (Tritylodontidae), живший в триасе. Он был чуть больше 1 метра в длину и имел, как вы можете увидеть, весьма необычные зубы.
Его название означает «трехбугорковый зуб». Позади более крупных передних зубов на нижней челюсти располагались зубы с двумя бугорками, а на верхней — с тремя.
Тритилодонта долго попеременно причисляли то к классу млекопитающих, то к тероморфным пресмыкающимся. По строению зубов, с бугорчатой коронкой и раздвоенными корнями, тритилодонт несомненно принадлежит к млекопитающим, а по строению остальных частей черепа приближается к тероморфам.
Ученые могут лишь догадываться о его истинной внешности по окаменелому черепу и зубам, поскольку было обнаружено очень немного останков.
Изображение фрагмента черепа и зубов Tritylodon longaevus (Owen, 1884)
А это триконодонт (Triconodonta). Триконодонт жил в поздний юрский период и был размером с сегодняшнюю среднюю домашнюю кошку. Тем не менее он, очевидно, был хищником и охотился на самых разнообразных небольших животных.
Некоторые палеонтологи высказывают предположение, что он даже мог лазать по деревьям, высматривая добычу или спасаясь от врага, а также что он мог питаться яйцами динозавров.
Скорее всего, они вели ночной образ жизни, скрываясь от хищных динозавров, и питались мелкими рептилиями и насекомыми. Тем не менее, как показали недавние раскопки в Китае, некоторые триконодонты были способны охотиться и на мелких динозавров, в частности, на пситтакозавров.
Экологическую нишу, которую ранее занимали триконодонты, заняли вытеснившие их грызуны.
Останки этих животных, обладавших длинными челюстями, были обнаружены на территории современной Европы, где они жили в постоянном страхе быть растоптанными гораздо более крупными животными.
Во многом походивший на опоссума, альфадон (Alphadon), жил на территории сегодняшней Северной Америки. Это было сумчатое животное, т. е. оно имело специальную сумку, в которой вынашивало потомство. Альфадон означает «главный зуб», так как от его останков были найдены в основном зубы. В длину он вероятно был не более 30 см.
А вот Мегазостродон (Megazostrodon). Он жил в триасе, как и тритилодонт. Это было маленькое животное, похожее на землеройку, выраставшее лишь до 13 см. Однако оно питалось главным образом насекомыми и выходило лишь по ночам, когда уменьшался риск быть съеденным хищниками.
Впервые его окаменелые останки были обнаружены в Южной Африке.
Но как ученые могут определить, что животное было теплокровным, по таким скудным останкам? Как правило, по скелету видно, что нос был отделен от ротовой полости. Это позволяло питаться и дышать одновременно, чего никак не может делать большинство современных пресмыкающихся.
Череп ихтиостеги был похож с черепом лопастопёрой рыбы Eusthenopteron , но выраженная шея отделяла тело от головы. В то время как у ихтиостеги было четыре сильных конечности, форма его задних ног подсказывает, что это животное не проводило все свое время на суше.
Вылупление черепахи из яйца
Одним из величайших эволюционных новшеств каменноугольного периода (360 - 268 миллионов лет назад) было амниотическое яйцо, которое позволило ранним рептилиям уходить из прибрежных местообитаний и колонизировать сухие районы. Амниотическое яйцо позволило предкам птиц, млекопитающих и рептилий размножаться на суше, и не допустить высыхание эмбриона внутри, поэтому можно было обходиться без воды. Это также означало, что в отличие от амфибий, рептилии могли производить меньше яиц в любой момент времени, поскольку риски гибели детенышей снизились.
Самая ранняя дата развития амниотического яйца - около 320 миллионов лет назад. Однако рептилии не подвергались какой-либо значительной адаптивной радиации еще около 20 миллионов лет. Современное мышление состоит в том, что эти ранние амниоты все еще проводили время в воде и выходили на берег, главным образом, чтобы откладывать свои яйца, а не питаться. Только после эволюции травоядных появились новые группы рептилий, способных использовать обильное флористическое разнообразие каменноугольного периода.
Гилономус
Ранние рептилии принадлежали к отряду, названному капторинидами. Гилономусы были представителями этого отряда. Это были маленькие животные размером с ящерицу, с черепами амфибий, плечами, тазом и конечностями, а также промежуточными зубами и позвонками. Остальная часть скелета была рептильной. Многие из этих новых «рептильных» особенностей также заметны у маленьких, современных амфибий.
Диметродон
Основной переход в эволюции жизни произошел, когда млекопитающие развились из одной линии рептилий. Этот переход начался во время пермского периода (286 - 248 миллионов лет назад), когда группа рептилий, которая включала диметродонов, породила «ужасных» терапсидов. (Другие крупные ветви, завропсиды, породили птиц и современных рептилий). Эти млекопитающие-рептилии, в свою очередь, породили цинодонт, таких как тринаксодон (Thrinaxodon ) во время триасового периода.
Тринаксодон
Эта эволюционная линия обеспечивает отличную серию переходных окаменелостей. Развитие ключевой особенности млекопитающих, наличие единственной кости в нижней челюсти (по сравнению с несколькими у рептилий), можно проследить в истории окаменелостей этой группы. Она включает в себя прекрасные переходные окаменелости, Diarthrognathus и Morganucodon , чьи нижние челюсти имеют как рептильные, так и млекопитающие сочленения с верхними. Другие новые особенности, обнаруженные в этой линии, включают развитие различных видов зубов (особенность, известная как гетеродонтность), формирование вторичного нёба и увеличение зубной кости в нижней челюсти. Ноги расположились непосредственно под телом, эволюционное продвижение, которое происходило у предков динозавров.
Конец пермского периода был отмечен, возможно, самым большим . По некоторым оценкам, до 90% видов вымерли. (Недавние исследования предположили, что это событие было вызвано падением астероида, спровоцировавшем изменения климата.) В течение последующего триасового периода (248 - 213 миллионов лет назад) выжившие особи после массового вымирания начали занимать свободные экологические ниши.
Однако в конце пермского периода были динозавры, а не млекопитающие-рептилии, которые воспользовались новыми доступными экологическими нишами для диверсификации в доминирующих наземных позвоночных. В море у лучепёрых рыб начался процесс адаптивной радиации, который сделал их класс наиболее богатым видами из всех классов позвоночных.
Одно из основных изменений в группе рептилий, породивших динозавров, заключалось в позе животных. Изменилось расположение конечностей: ранее они выступали по бокам, а затем начали расти непосредственно под телом. Это имело серьезные последствия при передвижении, поскольку позволило выполнять более энергосберегающие движения.
Трицератопс
Динозавры, или «ужасные ящерицы», делятся на два отряда, исходя из строения тазобедренного сустава: ящеротазовые и птицетазовые. Птицетазовые включают Трицератопс, Игуанодон, Гадрозавров и Стегозавров). Ящеротазовые далее подразделяются на теропод (например, целофиз и тираннозавр рекс) и завропод (например, апатозавр). Большинство ученых согласны с тем, что от динозавров теропод.
Хотя динозавры и их непосредственные предки доминировали в наземных мира во время триаса, млекопитающие продолжали развиваться в это время.
Млекопитающие являются развитыми синапсидами. Синапсиды - одна из двух великих ветвей генеалогического древа амниот. Амниоты - это группа животных, которые характеризуются наличием зародышевых оболочек, включая рептилий, птиц и млекопитающих. Другая крупная амниотическая группа, Диапсид, включает птиц и всех живых и вымерших рептилий, кроме черепах. Черепахи принадлежат к третьей группе амниот - Анапсид. Члены этих групп классифицируются по числу отверстий в височной области черепа.
Диметродон
Синапсиды характеризуются наличием пары дополнительных отверстий в черепе за глазами. Это открытие дало синапсидам (и аналогичным образом диапсидам, у которых есть две пары отверстий), более сильные мышцы челюстей и лучшие способности кусать, по сравнению с ранними животными. Пеликозавры (такие как Диметродон и Эдафозавр) были ранними синапсидами; они были млекопитающими-рептилиями. Позднее синапсиды включали терапсид и цинодонт, которые жили во время триасового периода.
Цинодонт
Цинодонты обладали многими характерными особенностями млекопитающих, включая уменьшенное количество или полное отсутствие поясничных ребер, предполагающих наличие диафрагмы; хорошо развитые клыки и вторичное небо; увеличенный размер зубного ряда; отверстия для нервов и кровеносных сосудов в нижней челюсти, что свидетельствует о наличии вибриссов.
Около 125 миллионов лет назад млекопитающие уже стали разнообразной группой организмов. Некоторые из них были бы похожи на сегодняшних однопроходных (например, на утконоса и эхидну), но также присутствовали ранние сумчатые (группа, которая включает в себя современных кенгуру и опоссумов). До недавнего времени считалось, что плацентарные млекопитающие (группа, к которой принадлежат большинство живых млекопитающих) имели более позднее эволюционное происхождение. Однако недавние обнаруженные окаменелости и данные ДНК свидетельствуют о том, что плацентарные млекопитающие намного старше, и возможно, развивались более 105 миллионов лет назад.
Обратите внимание, что сумчатые и плацентарные млекопитающие дают отличные примеры конвергентной эволюции, где организмы, которые не особенно тесно связаны, развили аналогичные формы тела в ответ на аналогичные воздействия окружающей среды.
Плезиозавры
Однако, несмотря на то, что у млекопитающих было то, что многие считают «продвинутостью», они все еще были второстепенными игроками на мировой арене. Когда мир вошел в юрский период (213 - 145 миллионов лет назад), доминирующими животными на суше, в море и в воздухе были рептилии. Динозавры, более многочисленные и необычные, чем во время триаса, были главными наземными животными; крокодилы, ихтиозавры и плезиозавры управляли морем, а воздух был заселен птерозаврами.
Археоптерикс
В 1861 году интригующая окаменелость была обнаружена в юрском известняке Зольнхофен на юге Германии, источнике редких, но исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей. Ископаемое, казалось, сочетало в себе черты как птиц, так и рептилий: скелет рептилий, сопровождаемый ясным отпечатком перьев.
В то время как археоптерикс первоначально был описан как пернатая рептилия, его долгое время считали переходной формой между птицами и рептилиями, что сделало это животное одним из самых важных ископаемых, когда-либо обнаруженных. До недавнего времени это была самая ранняя из известных птиц. Недавно ученые поняли, что археоптерикс имеет большее сходство с манирапторами, группой динозавров, которая включает в себя печально известных велосирапторов из «Парка юрского периода», чем с современными птицами. Таким образом, археоптерикс обеспечивает сильную филогенетическую связь между этими двумя группами. Ископаемые птицы были обнаружены в Китае, которые даже старше археоптерикса, а другие открытия пернатых динозавров поддерживают теорию о том, что тероподы развивали перья для изоляции и терморегулирования, прежде чем птицы использовали их для полета.
Более пристальное изучение ранней истории птиц является хорошим примером концепции, согласно которой эволюция не является ни линейной, ни прогрессивной. Линия птиц беспорядочная, и проявляется множество «экспериментальных» форм. Не все достигли возможности летать, а некоторые выглядели совсем не так, как современные птицы. Например Микрораптор гуи, который, по-видимому, был летающим животным, и имел асимметричные перья полета на всех четырех конечностях, относился к дромеозавридам. Археоптерикс сам по себе не принадлежал к родословной, из которой развивались настоящие птицы (Neornithes ), но был членом ныне вымерших энанциорнисовых птиц (Enantiornithes ).
Динозавры распространились по всему миру во время юрского периода, но в течение последующего мелового периода (145 - 65 миллионов лет назад) их видовое разнообразие сокращалось. Фактически, многие из типично мезозойских организмов, таких как аммониты, белемниты, ихтиозавры, плезиозавры и птерозавры, в это время были в упадке, несмотря на то, что они все еще порождали новые виды.
Возникновение цветущих растений во время раннего мелового периода вызвало крупную адаптивную радиацию среди насекомых: появились новые группы, такие как бабочки, мотыльки, муравьи и пчелы. Эти насекомые выпивали нектар из цветов и выступали в качестве опылителей.
Массовое вымирание в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад, уничтожило динозавров вместе с любыми другими наземными животными весом более 25 кг. Это проложило путь для расширения млекопитающих на суше. В море в это время рыба снова стала доминирующим таксоном позвоночных.
В начале палеоцена (65 - 55,5 миллионов лет назад) мир остался без наземных животных большого размера. Эта уникальная ситуация стала отправной точкой для большой эволюционной диверсификации млекопитающих, которые ранее были ночными животными размером с мелких грызунов. К концу эпохи эти представители фауны заняли многие из свободных экологических ниш.
Самые старые подтвержденные окаменелости приматов насчитывают около 60 миллионов лет. Ранние приматы эволюционировали от древних ночных насекомоядных, что-то вроде землероек, и напоминали лемуров или долгопят. Они были, вероятно, древесными животными и обитали в или субтропических лесах. Многие из их характерных особенностей хорошо подходили для этой среды обитания: руки, предназначенные для захвата, вращающиеся плечевые суставы и стереоскопическое зрение. У них также был относительно большой размер мозга и когти на пальцах.
Самые ранние известные окаменелости большинства современных отрядов млекопитающих появляются за короткий период во время раннего эоцена (55,5-37,7 миллионов лет назад). Обе группы современных копытных животных - Парнокопытные (отряд к которому относятся коровы и свиньи) и Непарнокопытные (включая лошадей, носорогов и тапиров) стали широко распространенными по всей Северной Америке и Европе.
Амбулоцетус
В то же время, когда млекопитающие диверсифицировались на суше, они также возвращались к морю. Эволюционные переходы, которые привели к китам, были тщательно изучены в последние годы с обширными ископаемыми находками из Индии, Пакистана и Ближнего Востока. Эти ископаемые указывают на изменение от наземных Мезонихий, которые являются вероятными предками китов, к таким животным, как Амбулоцетусы и примитивные киты, называемые Археоцетами.
Тенденция к более прохладному глобальному климату, произошедшему в эпоху олигоцена (33,7-22,8 миллионов лет назад), способствовала появление трав, которые должны были распространиться на обширные луга в течение последующего миоцена (23,8 - 5,3 миллионов лет назад). Это изменение в растительности привело к эволюции животных, таких как более современные лошади, с зубами, которые могли справиться с высоким содержанием кремнезёма в травах. Тенденция к охлаждению климата также затронула океаны, сократив количество морских планктонов и беспозвоночных.
Хотя данные ДНК свидетельствуют о том, что гоминиды эволюционировали во время олигоцена, обильные окаменелости не появлялись до миоцена. Гоминиды, на эволюционной линии, ведущей к людям, впервые появляются в летописи окаменелостей в плиоцене (5,3 - 2,6 миллионов лет назад).
Во время всего плейстоцена (2,6 млн - 11,7 тыс. лет назад) было около двадцати циклов холодного ледникового периода и теплых межледниковых периодов с интервалами около 100 000 лет. Во время ледникового периода ледники доминировали над ландшафтом, снег и лед распространялись в низинах, и транспортировали огромное количество пород. Поскольку на льду было заперто много воды, уровень моря снизился до 135 м, чем в настоящее время. Широкие наземные мосты позволили перемещаться растениям и животным. В теплые периоды большие площади снова погружались под воду. Эти повторяющиеся эпизоды фрагментации окружающей среды приводили к быстрой адаптивной радиации многих видов.
Голоцен - это текущая эпоха геологического времени. Другим термином, который иногда используется, является Антропоцен, потому что его основной характеристикой являются глобальные изменения, вызванные деятельностью человека. Однако этот термин может вводить в заблуждение; современные люди уже были созданы задолго до начала эпохи. Голоценовая эпоха началась 11,7 тысяч лет назад и продолжается до сегодняшнего дня.
Мамонты
Когда на Земле наступило потепление, уступила дорогу . По мере изменения климата очень крупные млекопитающие, которые приспособились к сильному холоду, такие как и шерстистый носорог, вымерли. Люди, однажды зависящие от этих «мега млекопитающих», как основного источника пищи, переключились на меньших животных и начали собирать растения, чтобы дополнить свой рацион питания.
Доказательства показывают, что около 10 800 лет назад климат подвергся резкому холодному повороту, который длился несколько лет. Ледники не вернулись, но животных и растений было мало. По мере того, как температура начала восстанавливаться, популяции животного мира росли, и появились новые виды фауны, которые существуют и сегодня.
В настоящее время эволюция животных продолжается, поскольку возникают новые факторы, которые вынуждают представителей животного мира приспосабливаться к изменениям окружающей их среды.
