Реферат: «Развитие живого мира»

Муниципальное образовательное учреждение

Смоленская основная общеобразовательная школа

Переславского муниципального района Ярославской области

РЕФЕРАТ

на тему «Развитие живого мира»

Выполнил: ученик 9 класса

Лебедев Максим

Проверил: учитель биологии

Питерцева Светлана Геннадьевна

июнь 2006

Содержание

Введение----------------------------------------------------------------------------------------------3

1. Архейская и Протерозойская эры------------------------------------------------------------6

2. Палеозойская эра--------------------------------------------------------------------------------13

3. Мезозойская эра---------------------------------------------------------------------------------19

4. Кайнозойская эра--------------------------------------------------------------------------------26

Заключение------------------------------------------------------------------------------------------30

Словарь терминов----------------------------------------------------------------------------------31

Литература-------------------------------------------------------------------------------------------32

Введение

Жизнь — одно из сложнейших явлений природы. Со времен глубокой древности она казалась людям таинственной и непознаваемой. Приверженцы религиозных идеалистических взглядов считали жизнь духовным, нематериальным началом, возникшим в результате божественного творения. В средние века жизнь связывалась с присутствием в организмах некоей “жизненной силы”, недоступной для познания средствами науки и практики.

Во многих отношениях Земля – обычная планета Солнечной системы: она вращается вокруг своей оси, движется вокруг Солнца в строгом соответствии с третьим законом Кеплера*, на ней есть атмосфера. По массе Земля уступает планетам-гигантам, но является самой «солидной» среди планет своей группы.

Однако Земля все-таки особенная планета. И не только потому, что ее поверхность на 2/3 покрыта водой, и не из-за того, что она имеет сильное магнитное поле, а ее атмосфера – уникальные свойства. На Земле есть жизнь! Причем это не просто феномен существования белковых тел, а жизнь, эволюция которой увенчалась образованием вида Homo sapiens – Человека разумного. Возможно, что на многие десятки световых лет* вокруг Земля, скорее всего, является единственным оазисом разумной жизни во Вселенной. И все уникальные свойства Земли как планеты, ее атмосферы, ее водного покрова – результат действия некоего физического принципа, как бы «подгоняющего» природные условия к возможности появления жизни и ее эволюции, к возникновению Разума на планете.

В некоторых гипотезах (креационизм, панспермия, направленная панспермия) опускается основной вопрос возникновения жизни. Авторы другой группы гипотез пытаются обосновать законы возникновения жизни из неодушевленной материи – абиогенез (автогенез)

1. Креационизм – наука о сотворении жизни богом.

Библия начинается описанием сотворения мира. Она не объясняет, как образовался мир и каким образом на Земле появился человек. Этим занимается наука.

Библия же поэтичным языком напоминает, что все существующее вокруг нас создал для блага и счастья Бог-Творец.

И сказал Бог: «Да и произрастит Земля зелень, траву, сеющую семя, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на Земле». И стало так. И произвела Земля траву, сеющую семя по роду ее, и дерево, приносящее плод, в котором семя его по роду его. И увидел бог, что это хорошо.

Затем Бог сказал: «Да произведет вода пресмыкающихся, душу живую; и птицы да полетят над Землею, по тверди небесной». (…) И увидел Бог, что это хорошо. И благословил их Бог, говоря: «Плодитесь и размножайтесь, и наполняйте воды в морях, и птицы да размножаются на Земле».

Потом Бог сказал: «Да произведет Земля душу живую по роду ее, скотов и гадов, и зверей земных по роду их». И увидел Бог, что это хорошо.

И сказал наконец Бог: «Сотворим человека по образу Нашему и подобию Нашему. (…) И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их. (…) И увидел Бог все, что Он создал, и вот, хорошо весьма.

Первая книга Моисеева:

Бытие, глава 1, стихи 11-31

2. Панспермия – гипотеза о распространении зародышей жизни во вселенной. Перенесение зародышей на Землю могло осуществляться метеоритами или световыми лучами.

3. Панспермия направленная – это гипотеза о перенесении живых организмов на Землю высокоразвитыми неземными цивилизациями.

Абиогенез (автогенез) – теория о возникновении организмов из неживой материи. Живые системы – организмы – развивались на поверхности Земли приблизительно 3,6 млрд. лет (миллиард лет спустя после образования нашей планеты).

I.Фаза химического развития:

Высвобождение электрической энергии в атмосфере Земли действовало на метан, водород, аммиак и воду таким образом, что из них образовывались первые аминокислоты, сложные молекулы, которые стали основой процессов, необходимых для образования жизни и химических реакций. В результате этого появляется органическая материя, главным образом полимеры.

II. Фаза коллоидально-химического развития:

В водоемах скапливаются молекулярные полимеры, а их насыщенный раствор осаждает маленькие капли – коацерваты, — которые растут, развиваются и делятся.

III. Фаза биологического развития:

Часть коацерватов (примитивных организмов), при недостаточном количестве органического питания в окружающей среде, постепенно переходит на автотрофное питание, то есть приобретает способность использовать неорганическую материю и солнечную энергию. Постепенно развиваются организмы, приспособившиеся к фотосинтезу (первые зеленые растения). Они, естественно, становятся пищей для других организмов: бактерий и низших гетеротрофных организмов, которые начали в процессе обычного дыхания использовать полученный из воздуха кислород.

4 млрд. лет назад на поверхность Земли воздействовало интенсивное излучение. В атмосфере не хватало кислорода, ультра фиолетовые лучи сжигали сушу, часто имели место извержения вулканов.

В результате вышеназванных причин жизнь могла образоваться только в воде, которая, вне всякого сомнения, была защитой от излучения. Когда в воде, являвшейся колыбелью жизни, появились клетки, вырабатывающие хлорофилл, который делал возможным фотосинтез, в ней стал накапливаться жидкий кислород. Высвободившийся из морских растений кислород постепенно проникал в атмосферу. 2,5 млрд. лет назад его было в тысячу раз меньше, чем сейчас. 500 млн. лет назад кислорода в атмосфере было столько же, сколько сейчас. Под воздействием радиации его верхний слой преобразовался в озон, поглощающий большую часть смертоносного излучения, защищая тем самым земную кору. Благодаря озону жизнь смогла выйти из воды на сушу.

Обзор геологических эр и периодов

Эра	Период	Эволюция растений и животных
Кайнозойская эра (период от 65 млн. лет назад до нашего времени)	Четвертичная система	— современные растения и животные — эволюция человека
Третичная система	— развитие покрытосемянных растений, хвойных — предки человека, эволюция млекопитающих и птиц
Мезозойская эра 230 – 65 млн. лет назад	Меловой период	— первые покрытосемянные растения, развитие голосемянных растений — первые птицы и млекопитающие, развитие рептилий и головоногих
Юрский период
Триасовый период
Палеозойская эра 570 – 230 млн. лет назад	Пермский период	— первые голосемянные растения, развитие хвощей, плаунов и папоротников — первые пресмыкающиеся и земноводные, летающие насекомые — первые багрянки, водоросли — первые членистоногие, кораллы, головоногие, трилобиты
Каменноугольный период
Девонский период
Силурский период
Ордовикский период
Кембрийский период
Протерозойская эра 2600 млн. лет назад	— развитие водорослей — первые животные — развитие бактерий и синюх
Архейская эра от 3500 млн. лет назад	— первые водоросли, бактерии и синюхи — возникновение жизни
Формирование оболочки Земли, возникновение первой земной коры (Азойская эра)

1. Архейская и Протерозойская эры

В эпоху Возрождения, когда биологическая наука еще очень робко пыталась точными экспериментами опровергнуть библейскую легенду о сотворении мира по велению творца, основной задачей было показать, что живые существа могут зарождаться из земли, из почвы прямо в банке. Но на сегодняшний день, как известно, «жизнь в пробирке» сама по себе возникнуть не может.

Никто не может сказать точно, как образовалась Земля, но многие ученые придерживаются общего мнения. Солнечная система первоначально была облаком газа и пыли, летящим в космосе (астрономам известно много других подобных облаков в галактике). Некая причина, возможно, серия ударных волн от взрыва звезды, привела к тому, что облако под действием своей собственной силы тяготения стало уплотняться. Так был приведен в движение огромный вращающийся шар газа и пыли. Материя устремлялась к центру, делаясь горячей и плотней, чем по краям. Это ядро мощной энергии было зачатком нашего Солнца.

Тем временем фрагменты пыли, вращающиеся вокруг ядра, начали уплотняться, превращаясь в небольшие камни. Затем, разрастаясь, как снежные комья, они образовывали большие валуны, которые со временем выросли в глыбы диаметром в несколько километров. Эти глыбы называются планетезималями. Последние, сталкиваясь, в конечном итоге образовали четыре внутренние каменные планеты – Меркурий, Венеру, Землю и Марс, а также каменные ядра «газовых гигантов» — Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. Энергия, выделяемая Солнцем (солнечный ветер), сорвала с внутренних планет окружающую их газовую оболочку. Гигантские же планеты находились вне пределов мощного потока солнечного ветра и поэтому сумели сохранить свои плотные атмосферы до наших дней.

На ранней стадии своего существования Земля была такой же бесплодной планетой, какой в наши дни является Луна. Не защищенная атмосферой, она постоянно подвергалась бомбардировкам метеоритами – миллионами каменных обломков, носившихся по молодой Солнечной системе. Они врезались в Землю, «выбивая» на ее поверхности огромные кратеры. Постоянные бомбардировки Земли метеоритами, возможно, стали причиной того, что ее каменная поверхность расплавилась: планета превратилась в один сплошной океан раскаленных, расплавленных горных пород. Со временем бомбардировки ослабли, и поверхность Земли охладилась. Под затвердевшей поверхностью остались пузыри сжатых газов.

Под действием все возрастающего давления водород, углекислый газ, водяной пар и азот прорывались через земную кору на поверхность в виде вулканов. Тысячи извержений бушевали по всему земному шару. Накопленные газы сформировали вокруг Земли новую атмосферу. Из поднимавшегося вверх водяного пара образовались облака, окутавшие планету.

Сначала никакой жизни на Земле не было вовсе, были одни минеральные, газообразные и жидкие вещества, подвергавшиеся разнообразным геохимическим процессам*. Вслед за этим в самых своих простейших формах появилась жизнь со своими уже биохимическими процессами, протекающими в клетках. Некоторые полагают, правда, что какие-то «споры жизни» могли быть занесены на нашу планету из космоса – но там то они откуда взялись? Но как геохимические процессы «превратились» в биохимические, то есть как на основе круговорота минеральных веществ возник круговорот веществ органических? Это и будет ответом на самый важный вопрос: как неживое стало живым.

Обстановка была на Земле сравнима с сущим адом: скалистые горы серо-черного цвета с острейшими вершинами, еще не затронутыми эрозией*, вздымаются над волнующейся морской пучиной. Небо покрыто сплошной пеленой вулканического пепла и тяжелыми черными тучами, между которыми то и дело с треском проскакивают молнии. Из космоса изливаются потоки ультрафиолетовых лучей, убивающих все живое, только вода задерживает их своей толщей.

Именно в таких странных и совершенно не пригодных для жизни (с точки зрения современного наблюдателя) условиях на Земле начали образовываться простейшие органические соединения – небольшие молекулы сахаров, аминокислоты и некоторые другие. Вся обстановка этому способствовала: и высокое содержание особых газообразных веществ, между которыми прямо в атмосфере протекали химические реакции; и отсутствие кислорода – этот химический элемент попросту разрушал бы, окисляя, все получающиеся вещества. И это не просто домыслы: когда подобные условия воспроизвели в лаборатории, были действительно получены многие молекулы, входящие в состав живых организмов.

Потихоньку таких веществ становилось все больше и больше, они из атмосферы попадали в воду. Так в морях образовывался своеобразный «первичный бульон» из простых органических веществ, особенно «густой» у мелких берегов, хорошо подогреваемых солнцем. Многие из молекул содержали определенные количества энергии, «запасенной» в форме химических связей между их атомами. И это было очень важно: ведь появились «неосвоенные» запасы вещества и энергии, которые нужно было как-то «концентрировать», собирать в какие-то более сложные комплексы. Таким способом, образно говоря, природа «приводила в порядок» протекающие через «бульон» энергетические «потоки» — таков один из законов синергетики*. Вследствие этого происходило нарастание сложности круговорота веществ – пока еще геохимического, но уже содержащего в «зачатке» некоторую толику и живого вещества.

Как же это достигалось? Сначала небольшие молекулы собирались в виде так называемых макромолекул, то есть состоящих из очень большого числа атомов, — тех же сахаров, белково-подобных соединений, липидов и так далее. Мало-помалу из них стали формироваться крошечные, в несколько десятков микрон, капельки – коацерваты, которые во множестве стали плавать в том самом «бульоне». Одни из них состояли из одинаковых молекул, другие из разных, в том числе белковых и нуклеиновых; те кому «повезло», оказывались окруженными чем-то вроде мембраны из липидов, что придавало всей капле дополнительную устойчивость. Коацерваты образовывались и распадались, росли и делились; при этом они «питались» другими молекулами, поглощая их через свою поверхность и расщепляя на мелкие составные части – это был прообраз будущего брожения, освоенного позже в полной мере бактериями. И все подобные процессы ученые, среди них наш соотечественник А.И. Опарин, тоже наблюдали в своих лабораториях.

И вот среди коацерватов, этих прообразов будущих живых клеток, началась… биохимическая эволюция. Те капельки «преджизни», которые могли с помощью катализаторов* (из которых потом получились ферменты) более эффективно «питаться» и накапливать больше энергии, получали преимущество. А среди них в особом выигрыше оказывались, несомненно, те, которые были способны передавать свои свойства «потомкам», то есть другим капелькам, на которые распадалась родительская. Такими оказывались коацерватные капли, включавшие в себя молекулы белков и нуклеиновых кислот: белки обеспечивали все процессы «питания», а нуклеиновые кислоты – процессы сохранения и передачи информации от родительских капелек дочерним. То есть у них возникли уже какие-то зачатки наследственности.

Это напоминает примитивнейшие живые организмы, которые нельзя получить, но можно наблюдать в пробирке, — бактерии.

Разумеется, многое из «предбиологической» эволюции пока еще остается непонятным. Например, разных аминокислот в лабораторных условиях получены сотни, а в построении белков у нынешних живых организмов их участвует только 20 – почему? Эти аминокислоты существуют в двух конфигурациях, химики их называют «левыми» и «правыми»: в химических реакциях они получаются в разных соотношениях, а в белках обнаруживаются только «правые» — почему? Роль «записывающего устройства» для генетической информации была закреплена за одной из многих возможных нуклеиновых кислот, знаменитой ДНК (то есть дезоксирибонуклеиновой кислотой) – каким образом и почему? А сложнейший механизм синтеза белков, в который вовлечены молекулы еще одной нуклеиновой кислоты, не менее знаменитой РНК (то есть рибонуклеиновой кислоты) – как он сложился? Вопросы, вопросы, вопросы…

И все-таки ответ на главный из них получен: именно таким образом и при таких условиях на Земле, скорее всего, образовались самые первые простейшие организмы. С них то и началась биологическая эволюция.

Образование живого организма стало действительно ключевым событием в развитие земной биоты. Именно на него выпала функция упорядочения тех потомков энергии, запасенных в органическом веществе, которые вовлечены во всеобщий круговорот на Земле.

Самыми первыми были одноклеточные организмы, очень похожие на бактерий. Эти микроскопические существа сохранились с тех древнейших времен до наших дней, так что мы можем воочию наблюдать, какова была жизнь на самых первых этапах ее становления. От коацервата бактерию отличает более сложное строение: есть цитоплазма, в которой протекают все процессы метаболизма; есть окружающие цитоплазму клеточные стенки; в цитоплазме есть особые тельца рибосомы – своеобразные внутриклеточные «фабрики белка»; наконец, есть свернутая в кольцо тоненькая ниточка ДНК, в которой записана вся генетическая информация об этом организме – так называемый генотип. Не менее важно было «изобретение» ферментов: эти органические молекулы, вне живой клетки неизвестные, служат катализаторами внутриклеточного метаболизма*. С их участием биохимические реакции протекают в доли секунды, а без ферментов они длились бы годами.

Эти первые организмы овладели и настоящим бесполым размножением: они не просто стали «распадаться» на части (у одних – вдоль, у других – поперек), но благодаря ниточке ДНК родительская клетка все свои свойства теперь передавала потомкам без потерь. Наконец, благодаря способности запасать энергию микроорганизмы научились двигаться не по воле стихий, а по своему усмотрению, у некоторых даже образовались для этого специальные «органы движения» — жгутики.

Самые примитивные из этих одноклеточных существ (оказывается, и среди первых есть примитивные), подобно коацерватным каплям, просто поглощали из «первичного бульона» сложные органические соединения и расщепляли их до более простых. Эти организмы были неспособны обходиться без веществ, созданных не ими самими, их называют гетеротрофами. Все они жили в среде без кислорода; напротив, как это не трудно себе представить, для таких организмов свободный кислород был бы настоящим «ядом», поскольку разрушал бы их ферменты.

По мере того как организмы плодились и захватывали жизненное пространство, пищи для них становилось все меньше и меньше: скорости геохимического круговорота было недостаточно, чтобы производить нужные им сложные вещества в достаточном количестве. Тогда-то, наверное, впервые и возникла «борьба за существование» — та самая борьба за пищевой ресурс, которая во многом определила пути всей последующей биологической эволюции.

Естественно, начались поиски новых источников энергии – и оказалось, что «питаться» можно не только органическими, но и простейшими минеральными веществами, самостоятельно строя из них потребную для жизни «органику». Так микроорганизмы первыми освоили биологический синтез углеводов и превратились в автотрофов. Понятно, что они получили значительные преимущества перед первичными гетеротрофами, поэтому к настоящему времени их сохранилось гораздо больше.

Первые «опыты» включения бактерий-автотрофов в общий круговорот веществ в природе были достаточно разнообразны. Основным «строительным материалом» для микроорганизмов стали углекислый газ и водород, а энергию для их «сшивания» в макромолекулы поставляли сера, метан, иногда даже соединения железа, то есть то, что более организованные существа использовать совершенно не способны. В эволюции часто так бывает: она начинает с широкого поиска возможных путей развития, а потом останавливается на тех, которые оказались оптимальными, и вся дальнейшая специализация идет уже по этим «избранным» путям.

Именно такой путь нащупали цианофиты: они освоили фотосинтез, при котором для получения углеводов молекула углекислого газа соединяется с молекулой воды, а энергия черпается из… солнечного света. Для этого они «изобрели» молекулы хлорофилла, которые способны «отнимать» у падающего на них света кванты энергии и передавать их на внутриклеточный биохимический «конвейер», где собираются молекулы углеводов.

Что же это им дало? Во-первых, цианофиты стали использовать огромные запасы одного из самых распространенных веществ на Земле – воды. Во-вторых, они получили доступ к беспредельному количеству световой энергии, поступающей из Космоса. В-третьих, биохимические реакции, происходящие в клетке при фотосинтезе, дают значительно больше энергии, чем любые другие, обеспечивая более высокий уровень жизнедеятельности. Это все дало цианофитам огромное преимущество перед другими видами бактерий. Но не только им, потому что, в-четвертых, — и это крайне важно – в результате метаболизма цианофитов стал выделятся свободный кислород.

…С этаким «неравновесными» системами всегда так: маленькая причина приводит к огромным по своим масштабам последствиям. Ну что, казалось бы, особенного: какие-то микроорганизмы научились извлекать энергию из солнечного света и запасать ее в несколько раз больше, а побочным продуктом их метаболизма стал кислород. Но все дело в том, что этот химический элемент сыграл в развитии жизни на Земле поистине выдающуюся роль. Именно появление кислорода создало предпосылки для развития высших форм жизни, без него вся планетарная биота так и оставалась бы по сей день «бактериальной.

Одной из таких предпосылок стало новшество, которое появилось в метаболизме живых организмов, — дыхание. Дело в том, что дыхание сопровождается выделением большого количества энергии в сравнении с брожением. И это стало своего рода «энергетическим трамплином» для эволюции более сложных организмов: ведь они просто не могли возникнуть на основе метаболизма, ограниченного брожением, не способного обеспечить их полноценное существование!

Появление фотосинтезирующих организмов, умеющих строить свое тело чуть ли не из воздуха, стало предпосылкой для развития «вторичных гетеротрофов», то есть живых существ, питающихся другими же живыми существами. С точки зрения все той же энергетики это оказалось чрезвычайно выгодным и, следовательно, было тут же подхвачено эволюцией: появились самые разные одноклеточные, а затем и многоклеточные хищники. Действительно, много ли толку от поедания отдельных молекул? А тут сразу целый «винегрет» из самых разных необходимых для жизни органических веществ, которые кто-то заботливо собрал как будто специально для тебя…

Еще одной предпосылкой стало развитие озонового слоя вокруг земной атмосферы. Получился он в результате «бомбардировки» космическими лучами атомов кислорода, появившихся в атмосфере, и стал непробиваемой броней для этих самых же лучей. Живые существа оказались под надежной защитой от ультрафиолетового облучения. Благодаря этому жизнь в конечном итоге смогла покинуть свою «колыбель» — водную среду и освоить сушу.

Но вот парадокс: став предпосылкой для развития высших форм жизни, кислород уничтожил условия для возникновения ее низших форм. Ведь в результате был наложен «запрет» на протекание тех химических реакций, благодаря которым образовался «первичный бульон». Вот почему все опыты по зарождению жизни в пробирках были с самого начала обречены на неудачу: в них присутствовала кислородная атмосфера и не было исходных химических соединений. И этим мы также обязаны все тем же цианофитам: воистину, «мышь родила гору»!

Всякому развитию присуща инерция: проще развивать уже приобретенные свойства, нежели заниматься поисками каких-то новых. Это, конечно, ограничивает эволюционные возможности развивающихся систем, но зато служит определенной гарантией успеха по крайней мере на некоторое не слишком отдаленное будущее – ведь используется продукт, уже прошедший испытания. Поэтому дальнейший ход эволюции живого организма представить себе достаточно легко: как бактерии «усовершенствовали» особенности строения и функционирования коацерватных капель, точно также более высокоразвитые организмы сначала закрепили и преумножили те достижения, которые оказались посильны бактериальной клетке.

Прежде всего, вся «после-бактериальная» жизнь стала целиком и полностью «дышащей» и, следовательно, зависящей от кислорода. Но не только зависящей, но и производящей кислород. Ведь именно многоклеточные растения внесли наибольший вклад в накопление атмосферой того количества кислорода, который необходим для существования высших форм жизни – теплокровных животных.

Конечно же, важнейшей задачей эволюции стало дальнейшее совершенствование клетки – в первую очередь, ее усложнения на основе дифференциации* частей, каждая из которых отвечала бы за определенный «участок работы» одноклеточного организма. Здесь эволюция шла одновременно по нескольким основным направлениям, решая разные задачи.

Для начала, потребовалось повысить эффективность производства и накопления энергии в клетке. Это было достигнуто за счет формирования особых органелл: в хлоропластах сконцентрировался весь хлорофилл, а в митохондриях – рибосомы. Их появление долгое время было загадкой: уж очень необычно они вели себя при размножении, делясь вместе с клеткой, словно жили какой-то самостоятельной жизнью.

Совершенно неожиданный ключ к отгадке дало обнаружение в каждой из этих органелл молекулы ДНК, в митохондриях к тому же свернутой в кольцо. Такая молекула есть у бактерий. И теперь считается, что эти важнейшие для жизнедеятельности клетки органеллы некогда были самостоятельными бактериальными клетками. А потом несколько разных «микроклеток» объединились в одну «суперклетку» и каждая из них взяла на себя определенную функцию. Очевидно, эволюция не тратит зря времени на поиски каких-то новшеств, если есть возможность использовать «подручный материал», полученный на каком-то из предшествующих ее этапов.

Важнейшим событием стало обособление ядра, содержащего почти весь генетический материал клетки. При этом отдельные нити ДНК «обросли» защитной белковой оболочкой, в результате чего образовались хромосомы. Благодаря этому была повышена надежность как хранения генетической информации, так и передачи ее от родительской клетки к дочерним. Может ядро является «потомком» еще одной бактериальной клетки, вошедшей в состав формируемой «суперклетки», взявшей на себя роль «хранительницы» генотипа?

Формирование ядра оказало столь сильное влияние на всю жизнедеятельность организмов, что провело своего рода «демакрационную линию» между бактериальной прокариотной клеткой и эукариотной клеткой с ядром. В частности, из-за того что генетическая информация оказалась записанной в разных хромосомах, эукариотные организмы выработали особые, довольно сложные механизмы клеточного деления – митоз и мейоз, в которых особая роль отведена именно «воспроизведению» хромосом. Митоз надежно гарантирует, что все потомство родительской клетки получает один и тот же хромосомный набор и тем самым унаследует полностью всю ее генетическую информацию. А мейоз стал составной частью полового деления, присущего всем высокоорганизованным существам.

Так постепенно в ходе долгой эволюции возник эукариотный организм. Впрочем, «одноклеточным» его можно считать лишь с определенной натяжкой: ведь фактически это «суперклетка», «собранная» из нескольких наиболее просто устроенных прокариотных клеток.

На этом этапе развития живого одним из величайших достижений биологической эволюции стало «изобретение» пола и полового размножения. Самые первые организмы унаследовали от коацерватных капель простое клеточное деление – бесполое размножение. От них оно перешло и к более высокоразвитым животным: даже для некоторых червей способность делиться составляет важную часть их жизненного цикла. А уж про растения и говорить не приходится – те с легкостью могут плодить потомство черенкованием и из корневых отпрысков. Но среди животных именно половое размножение по мере повышения уровня их организации становилось ключевым: у высших беспозвоночных и позвоночных животных оно – единственный способ воспроизводства.

Все это было потом. А пока совершенствование «кирпичиков» живого пошло по уже построенному пути: усложнение за счет сначала объединения, а потм дифференциации отдельных клеток. В результате получился истинный многоклеточный организм, состоящий из множества клеток – от нескольких тысяч до нескольких миллионов, каждая со своим набором органелл.

Поскольку в эволюции никогда не бывает «все сразу», становления многоклеточного организма из одноклеточного тоже происходило постепенно. И оказывается, до настоящего времени в природе в полном здравии существуют «переходные» формы, их легко отыскать и понаблюдать за ними.

В небольших озерцах и прудах летом, если зачерпнуть воды в стакан, можно набрать всякой мелкой живности. Среди прочих там наверняка окажутся подвижные зеленоватые шарики с булавочную головку – вольвоксы. Хотя в естественной системе живой природы их место среди одноклеточных жгутиковых, на самом деле они состоят из многих клеток, связанных между собой тонкими цитоплазматическими мостиками: по сути это не что иное, как колония одноклеточных организмов. Наружный слой шарика составляют клетки со жгутиками: в их обязанности входит передвигать всю колонию. На одном из «полюсов» шара у многих клеток есть особые светочувствительные «глазки» -стигмы: этот «полюс» обозначает переднюю часть колонии. На противоположном «полюсе» находится несколько крупных клеток, назначение которых – размножаться: они дают начало новым колониям вольвокса.

Как видно, это уже некоторое подобие организма, состоящего из многих клеток, к тому же с зачатками «разделения обязанностей» между различными его членами. Налицо объединение клеток в единое целое, их начальная дифференциация в соответствии с выполняемыми функциями, да и все «тело» вольвокса приобретает зачатки деления на передний и задний отделы. Теперь нужно было просто закрепить эти эволюционные новации: сделать эту дифференциацию более глубокой и постоянной.

Следующей ступенью развития настоящего многоклеточного организма стало образование двух отделов его тела – переднего и заднего у животных и нижнего и верхнего у растений. Клетки, выполняющие определенные функции, объединялись в ткани, а весь организм оказался подразделенным на органы, которые «единолично» или объединившись в системы органов (например, проводящая, дыхательная и т.п.), взяли на себя полное обеспечение этих функций.

Но ведь ясно, что сами по себе эти органы, существовать не могут. В результате живой организм, как это и полагается сложной системе, постепенно стал не только более дифференцированным, но и более интегрированным: одно без другого невозможно.

Начиная с этого этапа, пути развития многоклеточных растений и животных окончательно разошлись. Причиной стало то, что растения предпочли оставаться неподвижными, закрепленными в субстрате*, тогда как животные совершенствовались во всем, что связано с подвижным образом жизни. Соответственно этому характер и глубина перестройки растительных и животных организмов оказались разными.

2. Палеозойская эра

Палеозойская эра началась 570 млн. лет назад. От нее сохранились явные и многочисленные остатки и следы живых существ в земной коре.

Каменная летопись Земли дает нам возможность восстановить довольно полную картину жизни Земли такого далекого от нас времени.

Небо в тяжелых тучах. Часто слышатся раскаты грома, ослепительно сверкают молнии и чудовищной силы ливни проносятся над Землей. Когда золотистые лучи солнца пробиваются сквозь мощную толщу облаков, они окрашивают бескрайние моря в синий, а полосу безжизненной суши в кирпичный цвет. На суше нигде нет даже зеленого пятнышка.

Но в пронизанных и согретых лучами солнца водах моря кипит жизнь. Здесь многоцветный мир разнообразных животных и растений. Яркие губки и кораллы образуют подводные леса. Мшанки слоистыми шапками и ветвями покрывают скалы, тут же родственники губок – археоциаты, или «древние бокалы», и великое множество различных водорослей. На дне копошатся и медленно плавают трилобиты. Трилобиты – наиболее характерные представители фауны кембрийского периода. Это вымерший класс членистоногих, с телом, расчлененным в продольном направлении на три части. Трилобиты жили в морях, как правило, на мелководье, и имели размер от 1см до 75см. По внешнему виду они напоминали живущих в настоящее время мокриц. Трилобиты появились в результате эволюции многощетинковых морских червей. Они зарывались в ил и перемещались по морскому дну или же низко плавали над ним. Трилобиты жили от кембрийского до пермского периода. Во времена кембрийского периода они составляли до 60% всей фауны. Наивысшей ступени развития они достигли в ордовикский период. Науке известно более 1500 видов трилобитов. Трилобиты питались мелкими донными животными и их останками. При малейшей опасности трилобиты проворно зарывались в ил или сворачивались колечком, подставляя врагу твердый хитиновый панцирь. А опасностей вокруг много! Даже самым крупным трилобитам приходилось остерегаться первобытных головоногих – предков теперешних спрутов. Головоногие скрывались в раковинах, то вытянутых в трубку конусом, то свернутых спиралью, подобно всем известным моллюскам-прудовикам. К скалистым выступам морского дна прикрепились известковыми стебельками крохотные и гигантские морские лилии. Морские ежи, звезды и офиуры, или змеехвостики, и другие иглокожие, населяющие палеозойские моря, возникли от предков, о которых мы можем лишь догадываться.

Вода и суша – две основные среды, в которых совершалось историческое развитие жизни от низших организмов к высшим. В истории растительного и животного мира можно проследить постепенный переход от водной среды к наземной путем приобретения организмами соответствующих приспособлений.

Широкое освоение суши растениями и животными произошло в середине палеозойской эры (силурский, девонский периоды). Это развитие шло сложными и запутанными путями. Вероятно, в это время в пресных водах суши обитали многочисленные организмы: из растений зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, низшие грибы, из животных – одноклеточные корненожки, жгутиковые, реснитчатые инфузории, различные беспозвоночные – кишечнополостные и черви.

Жителей пресных вод можно по праву назвать пионерами жизни на суше. Тогда на Земле существовало три больших материка. Очертания их были не похожи на современные. Огромный материк простирался в северной половине земного шара от середины территории современной Северной Америки до Урала. Далее к востоку находился другой, менее крупный материк. Он занимал территорию Восточной Сибири, Дальнего Востока, части Китая и Монголии. На юге – в районе Африки – простирался третий материк (Гондвана). Климат был теплый. В силурском периоде произошли горообразовательные процессы, в результате которых появились горы Скандинавии, Средней Азии (Тянь-Шань), Сибири (Саяны). Это привело к поднятию материков и обмелению морей, появлению заливов, лагун. Некоторые из них опреснялись впадающими в них реками, другие становились солеными или совсем усыхали.

Именно в исчезающих, опресненных участках морей и других водоемов сама природа вынуждала некоторые виды водяных растений приспосабливаться к жизни вне воды. В периоды мелководий и засух водные растения, у которых лучше были развиты корни, выживали. Проходили тысячелетия, и растения постепенно рассеялись в прибрежной полосе суши, дав начало наземному растительному миру.

Тело наземных растений расчленено на части – стебель, листья и корни. Корень нужен для прикрепления и добывания из почвы воды и солей (водоросли в корнях не нуждаются – они впитывают соли прямо из воды). Лист нужен наземному растению, так как в нем концентрируется много хлорофилла и без него невозможен фотосинтез, стебель – для поддержки листьев и для связи их с корнями. Первые наземные растения росли по берегам водоемов. По своему строению эти растения похожи на мхи, плауны и отчасти на водоросли. Их назвали псилофитами, т. е. «голыми» или «лысыми» растениями, так как листьев они не имели. Их тело, подобно водорослям, не расчленялось еще на основные органы. Вместо корней у них имелись своеобразные подземные одноклеточные выросты – ризоиды. Размножались псилофиты при помощи спор, помещавшихся на концах ветви в спорангиях. Некоторые псилофиты стали настоящими сухопутными жителями, достигая подчас значительных размеров – 3м высоты. Псилофиты существовали недолго. От них произошли более сложно устроенные хвощевые, плауновые и папоротникообразные растения.

Приблизительно в одно время с псилофитами на суше возникли мхи и грибы, организмы, близкие к водорослям.

Вслед за растениями на сушу стали выбираться и животные – сначала беспозвоночные, а уже потом и позвоночные.

По-видимому, первыми из воды выбирались кольчатые черви (предки современных дождевых червей), моллюски, а также предки пауков, многоножек и насекомых – животных, которые во взрослом состоянии дышат трахеями – сложной системой трубок, пронизывающих все тело. Некоторые беспозвоночные того времени, например, ракоскорпионы, были самыми крупными наземными животными. Они достигали в длину 3м.

В гуще обитателей мелкого моря появились в ордовикском периоде первые позвоночные – панцирные рыбы с хрящевым внутренним скелетом.

Происхождение рыб – одна из главных загадок истории животного мира. Самые древние рыбы найдены в морских отложениях, а потом в континентальных: озерных и речных. Может быть, большая подвижность и приспособляемость рыб позволили им, вскоре после того как они возникли в море, переселиться в пресные воды суши.

Тело древнейших панцирных рыб имело вместо костного скелета хрящевой, а снаружи оно было покрыто неподвижным костяным панцирем, который состоял из пластин, особенно крупных в передней части. В таком тяжелом костяном мешке рыбы были неповоротливы, а отсутствие настоящих челюстей заставило их питаться в основном мелкими донными животными. От близкой к панцирным рыбам ветви произошли рыбы с костным скелетом. От них позже возникли костистые, двоякодышащие и кистеперые рыбы. К концу девонского периода костные рыбы были самыми высокоорганизованными животными. Появление рыб – большое событие в истории Земли. Ведь именно от них в дальнейшем, путем последовательного и длительного развития, произошли земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие и, наконец, человек.

В водоемах девонского периода, который начался 400 млн. лет назад, вода была теплая и их обитателям жилось привольно, если, конечно, не считать опасностей, подстерегающих повсюду. Моря девонского периода – это подлинный рай для рыб. Их было очень много, и некоторые рыбы достигали огромных размеров. Вот, например, гигант до 10м в длину – динихтис. Даже не имея зубов, этот могучий хищник своими режущими челюстями без труда мог расправиться с крупным животным. Появились панцирные рыбы со свободным от брони хвостом и задней половиной туловища. Таким рыбам легче удавалось нападать и защищаться. Но девонские моря не только пополнялись новыми организмами. Начали вымирать разнообразные трилобиты, ракоскорпионы и иглокожие. Среди беспозвоночных появились четырехжаберные головоногие моллюски со спирально свернутой многокамерной раковиной – аммониты.

Раковины аммонитов состояли из отдельных камер, разделенных стенками, которые ученые называют перегородками. Сами животные жили лишь в последней из них, тогда как другие камеры были заполнены особым газом или жидкостью. Аммониты могли контролировать свое перемещение в воде путем регулирования количества этих веществ. Аммониты многих видов были обнаружены по всему миру, включая Европу, США, Гималаи, Гренландию, Африку, Японию, Индонезию, Южную Америку, Россию и Новую Зеландию. Раковины аммонита представляют собой несколько витков, или плоскую спираль, именно это и предает аммонитам их необычную форму. Иногда на раковинах также имелись шипы и другие небольшие выросты, служившие для дополнительной защиты от самых разнообразных хищников, иначе те могли бы запросто разгрызть аммонита. Некоторые аммониты даже найдены с отметинами – следами от зубов. Сами аммониты, вероятно, питались мелким планктоном и морской растительностью.

В девоне уже существовали первые древние акуловые, первые лучеперые рыбы, двоякодышащие и самые «многообещающие» в смысле прогресса – кистеперые рыбы.

На суше к этому времени произошли большие перемены: материки стали подниматься, и площадь их намного увеличилась. Образовались многочисленные озера и реки, началось бурное развитие наземной растительности и сухопутных животных. Плоские побережья материков, полузатопленные водами и заболоченные, покрылись обильной растительностью.

В конце девона на земле уже росли леса из папоротников, хвощей плаунов. Одни из растений напоминали кустарники, другие – крупные деревья. В этих первобытных лесах уже жили насекомые и древние предки пауков.

В это же время произошло знаменательное событие в истории развития животного мира: девонские кистеперые рыбы стали превращаться в первых четвероногих, дышащих легкими животных – стегоцефалов. Они относятся к земноводным, или амфибиям, — самым примитивным наземным животных. Колыбелью кистеперых рыб были пересыхающие реки и озера. В них могли возникнуть рыбы, которые стали передвигаться на упругих плавниках и «заглатывать» воздух. У кистеперых были не только настоящие «рыбьи» жабры, но и некое подобие легких. Добавочный способ добывать кислород прямо из воздуха очень помогал им, когда вода из бассейнов испарялась. Такие рыбы дышали то жабрами, то выростами передней части кишечника (похожими на плавательный пузырь), стенки которых обильно пронизаны кровеносными сосудами.

Кистеперые рыбы считались вымершими в меловом периоде, около 70 млн. лет назад. Но в 1938 году у берегов Южной Африки в Индийском океане рыбаки поймали необычную рыбу с плавниками в виде весел. Ее назвали латимерией. В 1952 году у берегов архипелага Коморо в Индийском океане поймали еще одну латимерию. Эти рыбы оказались близкими по строению к древним кистеперым рыбам – целакантам, населявшим моря 60 млн. лет назад. Кистеперые рыбы имеют веслообразные грудные плавники – основные органы передвижения, в отличие от других рыб, плавающих при помощи гибкой хвостовой части туловища. Расцвет этих рыб относится к девонскому и каменноугольному периодам. Но их особое значение для эволюции наземного мира проявилось уже в девоне, когда от этих рыб произошли амфибии.

Развитые конечности позволяли кистеперым рыбам переползать из пересыхающих водоемов в места, где они находили воду. Способность дышать воздухом спасала их от гибели в «наземных» путешествиях. Под влиянием неблагоприятных для обычных рыб условий у кистеперых рыб постепенно развивались из грудных и брюшных плавников четыре ноги, очень несовершенные и слабые, похожие на ласты с пятью костными лучами. Вот почему у всех наземных позвоночных животных четыре пятипалые конечность. А дальше все пошло ускоренным темпом. Животные стали утрачивать типичный рыбий хвост и превратились в стегоцефалов, или панцирноголовых амфибий, способных жить в воде и на суше. Слизистая кожа животных была не защищена от высыхания. Размножение и первые стадии жизни у стегоцефалов проходили в воде, в виде личинок, которые дышали жабрами (как и у обыкновенных головастиков).

Одним из самых древних представителей стегоцефалов стала ихтиостега. У животного высокий, закругленный, как у рыб, череп. Оно обладало, как и рыбы, органом боковой линии, который лежит в замкнутом канале и общается с наружной средой при помощи отверстий в костяной крышке черепа. Строение зубов, позвонки и покрытый чешуей хвост были совсем, как у рыб. Но ихтиостеги уже обладали похожими на ласты лапами, с помощью которых они передвигались по суше. Дышали эти животные только легкими, хотя имели остатки жабр. Ихтиостеги большую часть жизни находились в воде, где ловили рыбу, червей, а на суше – насекомых. Ихтиостеги на суше или на дне водоема были гораздо подвижнее своих предков – рыб. У ихтиостег, кроме того, усложнились сердце, органы слуха, нервная система. Длина животного составляла примерно 1м.

Следующий во времени период каменноугольный (карбон), начавшийся около 320 млн. лет назад, был «царством» земноводных. К этому времени у них уже образовались конечности, вполне годные к настоящему хождению. Одни земноводные питались рыбой, другие – предпочитали насекомых и червей. А некоторые насекомые в то время, как в увлекательном романе английского писателя Г. Уэллса «Пища богов», достигали гигантской величины. Существа, подобные лягушкам, были величиной с бегемота. Стрекозы имели почти метр в размахе крыльев, огромные тараканы, клопы, различные пауки ползали в сумраке лесных и болотных зарослей. Это был странный, чудовищный мир великанов-растений и гигантских амфибий, достигавших 4м длины. Стегоцефалы имели различный облик – то в виде водных змей, то были похожи на ящериц или крокодилов. Удивительная растительность покрывала сушу. Колоссальные деревья – древовидные папоротники, плауны и хвощи, высотой до 50м и более 3м в диаметре, образовывали густые леса. С листвы деревьев непрерывным дождем капала вода. Густые шапки мхов покрывали ветви. Климат был очень теплый и влажный. Сырость пронизывала все вокруг, а тяжелый едкий туман помногу дней застаивался между деревьев, корни которых были погружены в черную маслянистую гнилую воду. В этом мрачном, перенасыщенном влагой безмолвном лесу неделями не проглядывало солнце, и моросил мелкий теплый дождь.

Свое название «карбон» (по-латыни «карбон» — уголь) этот период получил в связи с образованием в то время огромных каменноугольных бассейнов.

Со второй половины карбона начинают подниматься высокие горы: Аппалачи, Анды, Урал, Алтай, Тянь-Шань. Климат становился более прохладным и сухим. Бескрайние величественные сырые леса каменноугольного периода сокращаются, а степи и песчаные пустыни охватывают большие пространства планеты. Особенно это заметно в последнем периоде палеозойской эры – пермском.

Уже к началу этого периода вымирают ракоскорпионы, трилобиты, многие четырехлучевые кораллы, древние морские лилии и ежи, многие плеченогие. Угасает мир амфибий. В морях становится все больше костных рыб и аммонитов. На суше растительность заменяется новой, приспособленной к умеренному континентальному климату. Появляется леса из голосемянных – хвойных и кордаитов, а в более теплых местах – папоротники и гинкговые.

Эти коренные изменения жизненной среды повлияли на развитие животных, и в первую очередь позвоночных. Среди желтых песков пустыни зелеными оазисами проступали невысохшие болота, где укрывались последние стегоцефалы. Некоторые из них постепенно приспосабливались к новым условиям: появились животные, у которых голая кожа начинала покрываться твердыми щитками, защищавшими тело от потери воды. Некоторые земноводные уже настолько изменились, что не откладывали яйца в воду, как это свойственно данному типу животных, а зарывали их в песок или в гниющую кучу растений. Это были уже первые пресмыкающиеся.

Как и земноводные, пресмыкающиеся не имели постоянной температуры тела и с заходом солнца «мерзли» в стынущем воздухе, жизненная активность их падала. Покров из ороговевшей кожи хорошо предохранял тело пресмыкающихся от высыхания. Они откладывали на суше крупные яйца с большим запасом питательного желтка. Минуя водную личинную стадию, зародыш развивался в вполне сформировавшееся наземное животное. У пресмыкающихся намного совершеннее, чем у земноводных, скелет, мускулатура, кровеносная и нервная система. Поэтому пресмыкающиеся сразу же занимают первое место среди животного мира засушливого климата пермского периода. Они заселяют многие области суши и в сравнительно короткий срок (несколько миллионов лет) достигают высшего типа своей организации. Пермские пресмыкающиеся дают начало многим группам пресмыкающихся следующей эры (мезозоя) и ближайшим предкам млекопитающих. Поэтому пермский период – исключительно важный этап в истории наземных позвоночных: с этого времени они стали «господствующими» животными на планете.

Пресмыкающиеся пермского времени вели различный образ жизни. На равнинах Северной Америки жила сеймурия, животное длиной 80см. В ее строении имеются черты и пресмыкающегося, и земноводного. Подобны ей лантанозух и котлассия, древние пресмыкающиеся, найденные в пермских отложениях Восточной Европы. У этих животных, как у земноводных, имелся непарный затылочный мыщелок, зубы, как у стегоцефалов, многочисленные ребра (от шеи до хвоста) и короткие, массивные конечности. Но не менее четко выступали и признаки пресмыкающихся: построение ряда костей черепа и позвонков, кожные окостенения и др. Животные с такими «двойственными» чертами анатомии приводили палеонтологов в состояние растерянности: трудно было решить, к какой группе животного мира их отнести. Оказалось, что эти животные – промежуточная группа. Их назвали лягушкоящерами.

Каменные страницы летописи Земли дают достаточно материала, чтобы представить себе природу нашей планеты пермского периода. Большие заросли крупных папоротников и голосемянных растений занимали каменистые пустыни. Гигантские леса из сигиллярий и лепидодендров окружали растрескавшиеся пространства высохшей тины. Со страшным свистом неслись тучи песка, и далеко раздавался треск надломленных стволов деревьев. А внизу, у их ветвящихся корней, прятались щекастые ящеры парейазавры.

В 1998 году часть двухметрового скелета парейазавра обнажилась на склоне горы. Скелет находился в согнутом положении, и многочисленные соединенные друг с другом пластины по-прежнему покрывали спину. Это была невероятная находка: перед учеными оказалась, возможно, наиболее сохранившаяся особь данного вида. Однако встала одна серьезная проблема. Как быстро извлечь скелет из земли, не повредив его? Сначала палеонтологи вырыли траншею вокруг ящера, а затем покрыли его гипсом, чтобы предохранить скелет от разрушения. Однако, к сожалению, не удалось найти технические средства, которые подняли бы останки рептилии из земли. Палеонтологи, собрав крепких молодых людей из соседних ферм, вынуждены были объединить свои усилия и поднять семисоткилограммовое, по их подсчетам, существо. Изрядно попотев, они сделали это, с тем, чтобы вскоре парейазавр мог быть выставлен на всеобщее обозрение.

Парейазавр имел выдающуюся внешность: его неуклюжее толстое тело покрывал шишковатый внешний слой, образованный костными буграми. Голова была защищена подобным же образом. Его глаз почти не было видно среди всех этих шишек, они казались погруженными в бугристую неровную поверхность. Хорошо развитые толстые конечности поддерживали это мощное тело.

Живший за долго до появления динозавров, парейазавр встретил смерть во время массового вымирания, имевшего место в конце пермского периода, около 250 млн. лет назад. Было установлено, что в это время полностью вымерло примерно 95% существовавших тогда видов.

Сквозь лесные дебри к стаду парейазавров подкрадывались гигантские хищники (тела их длиной в 3м) – иностранцевии с острыми мордами и громадными клыками. Для парейазавров это были опаснейшие враги. А вот дицинодонт, или двуклыкий. Он очень страшен на вид, но на самом деле не так уж опасен, хотя у него два огромных клыка в верхней челюсти да роговые чехлы, подобные черепашьим. Пресмыкающиеся были удивительно разнообразны: одни похожи на волков, другие – на гиен, куниц или грызунов. Но это внешнее сходство: млекопитающих не было на земле.

За внешнее сходство с млекопитающими эти животные названы звероподобными пресмыкающимися.

Среди них были зверозубые, или териодонты, — животные, стоящие ближе других к самым первым млекопитающим. Зубы у териодонтов, как и у млекопитающих, различались по форме. Териодонты имели резцы, клыки и бугорчатые коренные. Нижняя челюсть состояла в основном из одной зубной кости, а не из нескольких костей, как у рыб, земноводных, типичных пресмыкающихся. Но еще больше их сближают с млекопитающими такие признаки, как развитие вторичного костного нёба, отделившего носоглотку от ротовой полости. Животные могли жевать пищу, а не только ее захватывать и глотать, как низшие позвоночные. Строение лопатки, таза и некоторые другие особенности тела териодонтов также сближали их с млекопитающими, предками которых они были.

3. Мезозойская эра

Триасовым периодом открывается новая эра в истории Земли – мезозойская, или эра средней жизни. В течение нее происходило много событий на нашей планете. Чередовались сухие и влажные периоды, иногда бурно протекала вулканическая деятельность.

В начале мезозоя суша занимала громадные площади, но с середины эры распространились моря и затопили большие территории Земли. В конце эры произошло мощное горообразование, и размеры материков снова увеличились. Изменение природной среды оказывало большое влияние на развитие животных и растений.

Моря мезозоя лишились многих групп организмов, процветавших в палеозое. Четырехлучевые кораллы сменились шестилучевыми, вымерли трилобиты, на смену плеченогим пришли двустворчатые моллюски. Большого расцвета в море достигли головоногие моллюски – аммониты и белемниты, а на суше «царствовали» пресмыкающиеся. Они приспособились также к жизни в море и в воздухе.

В мезозое появились все высшие представители растительного и животного мира: цветковые растения, двукрылые и перепончатокрылые насекомые, костистые рыбы, птицы и даже млекопитающие.

Последние панцирноголовые земноводные триаса достигли огромных размеров – до 5м! Это были страшные хищники, проводившие всю жизнь в воде и питавшиеся крупными видами рыбы. К числу таких гигантов относится мастодонзавр с черепом длиной в метр, составлявшим почти треть всего тела.

Условия жизни в мезозое способствовали развитию новых форм пресмыкающихся. Многие из них вернулись к водному образу жизни. Сначала они освоили побережья, богатые кормами, затем их потомки совсем оставили сушу и поселились в море. На суше появились многочисленные двуногие архозавры. Хождение на двух ногах было полезным приспособлением к жизни среди высокой растительности: поднятое тело позволяло лучше и дальше видеть врага или добычу.

В юрский и меловой периоды большие участки материков погрузились в море и огромные пространства планеты залила вода. Климат был мягкий, ровный и теплый. Никаких признаков похолодания на Земле не обнаружено.

В океанах и морях процветали беспозвоночные. Разнообразны были и рыбы. Мезозойские акулы по своему строению близки к современным.

На громадных пространствах от Японских островов до островов Великобритании, от Новосибирских островов до Южной Африки и Австралии флора была однообразна. Это объясняется создавшимися на суше климатическими условиями: Довольно высокой влажностью и высокими температурами. Большие площади занимали заросли и леса из древнейших хвойных, гинкговых, беннеттитов и саговников с подлеском из мелких папоротников, мхов, хвощей и плаунов.

С юрского периода пресмыкающиеся достигли огромной численности и разнообразия. Они становятся подлинными «властелинами» моря, воздуха и суши. Появляются новые отряды пресмыкающихся, в том числе речные крокодилы, черепахи и ящерицы.

В юрский период начался бурный расцвет замечательной группы пресмыкающихся – динозавров. «Документы» архива природы дают возможность представить себе природу юрского периода. На обширных болотах под кронами гигантских, расширяющихся у основания болотных кипарисов таился сумрак. Где почва была суше, росли пушистые магнолиевые леса. В сухих лесах, не боясь горячих лучей солнца, селились саговники с аккуратными желто-зелеными кожистыми листьями семиметровой длины. Удивите6льные эти листья похожи на перья сказочных птиц. Бывали саговники круглые, как бочонки, с султанами перьев на верху, очертаниями напоминающие гигантский ананас. Встречались леса гинкго. Листья этих деревьев очень подвижны, они поворачиваются вслед за солнцем, становясь к нему ребром, словно огромные веера. До наших дней уцелел лишь один род гинкго. Теперь эти красивые деревья сохраняют в Японии и Китае как декоративные растения.

С восходом солнца от ночного оцепенения пробуждается мир пресмыкающихся, а среди них хозяева Земли – динозавры. Слышится тяжелая поступь гигантов. Вот чудовище длиной 25м и весом более 20т шумно втягивает в себя воду. Это диплодок. Из всех реконструированных скелетов динозавров самый полный – у этого гиганта: найдено 310 его костей! Название «диплодок» переводится как «двухбалочный» из-за особой формы хвостовых позвонков, позволявшей опираться на хвост, привставая на задние лапы. Всего хвостовых позвонков у диплодока было 70, ноги толщиной с бревна, голова размером с лошадиную, мозг в ней – с апельсин, а зубы росли только спереди – мелкие, заостренные и очень частые, чтобы обрывать листья с жестких веток. В сутки ящер съедал сотни килограммов разной зелени. Диплодок долго считался самым длинным динозавром, но его рекорд, кажется, побили суперзавр и ультразавр. Их полные скелеты не реконструированы, но, возможно, они длиннее 30м! Такого рослого динозавра как диплодок было трудно одолеть. На такого гиганта хищники нападали только стаями. Самой надежной защитой служил хвост, который как кнут ударял по недоброжелателю, тем более что был очень тяжел. Он мешал своему обладателю лишь в том случае, когда диплодоки паслись, стадами и на хвост мог наступить незадачливый сосед.

Динозавры составляли два разных отряда – ящеротазовые и птицетазовые. Они включали в себя два крупнейших подотряда – зауроподы и орнитоподы.

Основные группы динозавров.

Зауроподы были самыми крупными великанами животного мира, которые когда-либо ходили по Земле. Животные имели очень длинную шею и хвост, а туловище во много раз превосходило туловище слона! Бронтозавры, диплодоки, брахиозавры, апатозавры, маменхизавры, камаразавры и другие зауроподы достигали длины 20 – 30м, высота в спине бывала более 9м, и весели около 60т! Они были четвероногими и могли высоко поднимать шею. Эти гиганты жили на побережьях морей, больших озер и питались мягкой растительной пищей.

Самым массивным представителем зауроподов был брахиозавр. Этот «плечистый ящер» в течение 40млн. лет обитал на равнинах нынешней Африки и Северной Америки. В возрасте 10 лет он весил до 80т – как десяток слонов! Маленькая голова на конце шестиметровой шеи смотрела вниз с высоты более 11м – как с четвертого этажа! Брахиозавр ходил, вытянувшись всем телом вверх, примерно как жираф. Для зауроподов его хвост относительно невелик. Жили эти ящеры стадами в лесах по берегам рек, объедая листья деревьев. Как у всех крупных растительноядных того времени, в желудке у них были камни, перемалывающие ежедневно до 200кг листьев и хвои.

Камаразавр, или «многокамерный ящер», названный так из-за полостей в позвонке и черепе, облегчавших вес тела, — лилипут среди юрских зауроподов. Он был длиной всего 18м и весил как три слона. Бочковидное туловище распирали ребра толще человеческой руки и длиной около 2м. Камаразавр жил на тропических равнинах, занимавших тогда территорию штата Колорадо, ходил исключительно на четырех лапах, не в силах привставать на задние, и держал спину прямо, параллельно земле. Хвост у него был, как и у брахиозавра, короче, чем у других зауроподов, — всего 54 позвонка, а шея лишь немного длиннее жирафьей, так что до верхушек деревьев он не доставал. Но природа ему подарила массивные зубы, в форме стамесок. Он мог, есть очень жесткие растения, даже обросшие мхом ветки.

Еще одним представителем зауроподов был сальтазавр – один из последних живших на Земле длинношеих динозавров. Этот четвероногий, но часто приподнимавшийся на задние лапы ящер жил в меловой период на островах, там, где сейчас находится аргентинская провинция Сальта. Все зауроподы Северной Америки к тому времени практически вымерли. Длина сальтазавра от морды до кончика хвоста была не более 12м – это примерно соответствует цепочке из трех автомобилей. Кожа на спине и боках представляла собой броню из сотен костных бляшек – каждая в форме горошины посередине округлой пластинки диаметром с кулак. Динозавр был словно обшит пуговицами: наверняка для защиты от чужих зубов и когтей.

У орнитоподов седалищные и подвздошные кости устроены так же, как и у зауроподов, а лобковые кости имеют две ветви, направленные в разные стороны: одна вперед, а вторая назад, параллельно седалищным костям. Орнитоподы, подобно оленям и газелям, питались листьями кустарников и деревьев. Они составляли очень большую группу животных и отличались поразительным разнообразием размеров и форм. Некоторые из них были не больше собаки, другие могли достигать веса в 2,7 тонны. Многие орнитоподы имели ороговевший клюв, которым они ощипывали листья. У некоторых видов на челюстях было множество зубов, используемых для пережевывания пищи. У одной особи было обнаружено свыше тысячи зубов. Основные представители: игуанодон, ламбиозавр, уранозавр, эдмонтозавр, пахицефалозавр, коритозавр.

Первой находкой останков игуанодонов был зуб, похожий на зуб игуаны (отсюда название — игуанозуб). Они достигали десятиметровой длины и весили около пяти тонн. Их челюсти имели роговой клюв, подобный клюву черепах. В задней части челюстей параллельными рядами располагались многочисленные зубы. Игуанодон был одним из первых динозавров, научившихся жевать. Он имел подвижную верхнюю челюсть, которая могла двигаться из стороны в сторону. Передвигался игуанодон на четырех ногах, но мог подниматься на задние ноги. Три средних пальца на его пятипалых конечностях были соединены вместе кожаной подушечкой, удобной при ходьбе. Из двух свободных пальцев один изогнут для захвата пищи, а другой был видоизменен в длинный оборонительный шип. Игуанодоны — предки утконосых динозавров.

Зауролоф являлся представителем семейства гадрозавров отряда орнитоподов; включал два-три вида. Эти растительноядные динозавры жили в позднем меловом периоде в Северной Америке и Центральной Азии. Достигая в высоту до 6м, они имели череп длиной до 1м с выступающим вверх и назад гребнем, образованным носовыми и лобными костями. Передвигались на двух ногах. Общее число зубов до 1000.

Были еще и другие более мелкие подотряды, это – тероподы (тираннозавр, аллозавр, овираптор), прозауроподы (платозавр, риойазавр), анкилозавры (эуоплоцефал, сайхания), цератопсы (трицератопс, торозавр, стиракозвр), стегозавры (стегозавр, кентрозавр).

Тираннозавр был самым страшным хищником эпохи динозавров. Это двуногий хищный динозавр подотряда теропод. Общая длина тела вместе с хвостом достигала 12-15м, вес до 1,5-2 тонн. Массивное туловище опиралось на мощные трехпалые задние конечности. Череп крупный, длиной до 1,5м. Пасть с размахом челюстей до 1м была вооружена острыми коническими зубами, чередующимися по размеру, что свидетельствует о приспособлении к захвату и раздиранию пищи. Гибкий мускулистый хвост, широкий в основании, служил противовесом тяжелой голове, балансиром при наклонах, ходьбе и беге, мог использоваться для нанесения сильных ударов. Передние конечности — «ручки» — недоразвитые, слабые, длиной меньше черепа, имели по два пальца с небольшими загнутыми когтями. Главной добычей тираннозавров были, несомненно, их родственники — гигантские травоядные динозавры — брахиозавры, анкилозавры. Тираннозавры — одни из самых известных вымерших наземных животных — были самыми крупными хищниками конца мелового периода на Северо-Американском континенте. В Азии (Монголия, Китай) в это время обитали их близкие родственники — тарбозавры, обладавшие сходным строением, но имевшие меньшие размеры и некоторые отличия в строении скелета. Из этой группы описан самый крупный хищный динозавр из Южной Америки, получивший название гигантозавр — гигантский южный ящер. Он был крупнее самого большого тираннозавра, длина его тела достигала 15м, вес — 5 тонн.

Самым опасным врагом тираннозавра были анкилозавры. Это группа панцирных птицетазовых динозавров (так называемые «динозавры-танки» или «бронированные динозавры»). Их ископаемые остатки известны из американских штатов Вайоминг и Монтана, а также из Канады и Южной Америки. Семейство анкилозавров жило в позднем меловом периоде, 70-65 млн. лет назад одновременно с такими крупными хищниками, как тираннозавры, дейононихусы, для которых они были объектами охоты. У анкилозавров было веретеновидное тело и короткие ноги, причем задние немного короче передних. Анкилозавры достигали длины до 10м при ширине тела до 2м и весили до 5 тонн. Их метровый череп был широким и очень толстым, так что оставалось совсем мало места для мозга. На треугольной голове помещались два крупных рога, направленные назад, костные пластины прикрывали глаза. С головы до кончика хвоста анкилозавры были покрыты поперечными рядами костных овальных пластин, но на животе пластин не было. Мускулистый подвижный хвост заканчивался костной булавой, служившей грозным оружием, позволявшим растительноядному анкилозавру обороняться от хищников. Не умея подняться на две ноги, анкилозавр довольствовался нижним ярусом растительности. Низкая калорийность такой пищи заставляет предполагать большой объем желудка, о чем, в частности, свидетельствуют размеры туловища, и наличие особой ферментативной системы, способствовавшей перевариванию клетчатки*.

В морях мезозоя жили десятиметровой длины «рыбоящеры», похожие на дельфинов, — ихтиозавры. Это подкласс вымерших морских пресмыкающихся; включает 6 семейств, 28 родов, около 80 видов. Типичный представитель — офтальмозавр. Ихтиозавры жили в мезозое (известны с триаса, расцвет в ранней юре, вымерли в позднем мелу), обитали в прибрежной зоне и в открытом море. Их останки находят в Америке, Австралии и Евразии. Ихтиозавры обладали рыбообразным телом длиной до 15м. В переводе с латыни ихтиозавр — рыбоящер. По форме тела они сходны с дельфинами (пример конвергенции). Череп с длинной мордой (около половины длины всего черепа), многочисленные зубы конические, бороздчатые, однорядные, с выраженной складчатостью дентина (лабиринтовые). Для ихтиозавра характерны сильные парные ласты с увеличенным числом фаланг (гиперфалангия), а иногда и пальцев (гипердактилия) и двухлопастный вертикальный хвостовой плавник. Плечевой и тазовый пояса были слабо развиты. Ихтиозавры — хищники, они питались моллюсками и рыбами. Живородящи (известны находки беременных самок). Руководящие ископаемые морских отложений мезозоя.

Постоянными соперниками ихтиозавров по разбою среди рыбьих косяков были плезиозавры. Подотряд вымерших морских пресмыкающихся отряда зауроптеригий; включает три подсемейства: плиозавры, пистозавры, плезиозавриды. Эти рептилии известны со среднего триаса до позднего мела всех материков (кроме Антарктиды), в том числе на территории России (Поволжье, Приуралье, Сибирь). Наибольшего расцвета они достигли в юре и вымерли позже всех остальных зауроптеригий. Длина их тела составляла от 1,5 до 16м. Плезиозавры имели длинную шею, сравнительно короткие конечности. Это были рыбоядные хищники прибрежной зоны морей. По образу жизни они напоминают ластоногих и играли важную роль в биоценозах морей юры и мела. Их типичный представитель эласмозавр обладал шеей из 76 позвонков. Плезиозавры — руководящие ископаемые морских отложений триаса и мела. Некоторые описания так называемого «морского змея» напоминают плезиозавров.

В воздухе носились летающие ящеры птерозавры или крылоящеры. Они были двух основных типов: рамфоринхи и птеродактили.

Рамфоринхи – самые примитивные из настоящих летающих ящеров жили в юрском периоде, были широко распространены. Длина тела рамфоринхов от нескольких см до 0,5м, размах крыльев до 2,5м, они имели длинный хвост. Вид рамфоринх имел размах крыльев от 90 до 120см. На вытянутых челюстях располагались длинные и тонкие зубы, немного наклоненные вперед. Тело и узкие крылья животного покрывала шерстеобразная чешуя, видимо, удерживающая тепло в полете. Кожистая летательная перепонка у рамфоринхов натянута между удлиненным летательным пальцем передней и лодыжкой задней конечности. Длинный хвост оканчивался вертикальным килем. Между пальцами ног имелась перепонка, выполняющая в полете функцию стабилизатора. Обитали рамфоринхи преимущественно вдоль морских побережий. Питались рыбой, которую ловили, опустив в воду нижнюю челюсть. Ископаемые останки рамфоринхов находят в морских глинах Англии, Германии, Португалии и Восточной Африки. Первые отпечатки скелетов рамфоринхов были найдены в конце 18 века. В 1801 году Жорж Кювье отнес их к пресмыкающимся и выделил в особую группу летающих ящеров.

Птеродактили включали около 20 родов, в том числе птеранодоны. Птеродактили жили в юре-меле, в Европе, Восточной Африке и Америке. Передние конечности отличаются удлиненным пястным отделом. Крылья мощные, размах от 10см до 15м; летательные пальцы складывающиеся. Хвост рудиментарный*. Птеродактили были способны к маневренном полету. Мелкие птеродактили питались насекомыми, крупные — рыбой.

Летающие ящеры и птицы произошли от общих предков. Что они представляли собой, мы можем лишь предполагать. Во всяком случае, передние и задние конечности этих пресмыкающихся животных начали покрываться перьями, возникшими от удлинения и расщепления кожных чешуй. Такое приспособление позволяло предкам птиц совершать планирующие прыжки сначала с ветки на ветку, а затем с одного дерева на другое.

Особенно заметно родство между птицами и пресмыкающимися у юрских древних птиц – археоптериксов.

Скелет археоптерикса с хорошо сохранившимися перьями был впервые найден в 1861 году. Известно пять таких скелетов археоптерикса, причем два были обнаружены в музеях (Нидерланды и Германия), где хранились как скелеты птерозавра и динозавра.

Длина археоптерикса — 45см, вес — 300г (размер сороки). У него имелись зубы и длинный костный хвост, украшенный двумя рядами перьев. На каждом крыле археоптерикса располагалось по три когтистых пальца. Считается, что он пользовался ими для лазания по деревьям, откуда периодически планировал на землю. Он мог взлетать и с земли, используя сильные порывы ветра. Археоптерикс имел клювоподобные зубастые челюсти и питался насекомыми.

В строении археоптерикса сочетаются признаки пресмыкающихся (череп с двумя височными дугами, зубы — в альвеолах, небольшой мозг рептильного типа, имеются брюшные ребра, позвонки амфицельные, длинный хвост состоит примерно из 20 позвонков, отсутствует роговой чехол клюва) и птиц (тело покрыто перьями, маховые перья крыльев крупные, асимметричного строения, кости конечностей частично пневматизированы). На основе изучения археоптерикса разрабатывались представления о мозаичной эволюции. Большинство исследователей считает, что археоптерикс — прямой предок птиц, произошедший от тероподных динозавров или от древних бипедальных крокодилов, или от псевдозухий. Однако некоторые исследователи полагают, что археоптерикс — боковая ветвь пресмыкающихся, показывающая возможный путь развития от них к птицам. Берлинский экземпляр археоптерикса описан как особый род и вид — Археорнис (Archaeornis siemensi), однако чаще принято относить все находки археоптерикса к одному виду.

В юрском периоде появились первые млекопитающие. До сих пор плохо изучен начальный период их развития. Для ученых остается еще загадкой вопрос, почему у млекопитающих есть общие признаки с земноводными, хотя эти признаки исчезли у пресмыкающихся, например обилие кожных желез, левая дуга аорты и др. Сейчас установлено, что млекопитающие произошли от зверозубых пресмыкающихся – териодонтов. Ученым удалось проследить пути развития териодонтов и обнаружить у этих животных развитие свойств, присущих исключительно млекопитающим.

Особенно много таких признаков имели южноафриканские териодонты: по строению скелета, образу жизни они мало отличались от настоящих млекопитающих. Вторичное костное небо позволяло им непрерывно дышать во время еды, а сложные зубы – хорошо пережевывать пищу. Как и млекопитающие, териодонты держались на вертикально выпрямленных ногах. Мы можем предполагать, мы можем предполагать, что уже эти животные были теплокровными и детенышей вскармливали молоком.

Возникновение млекопитающих тесно связано с изменением зародышевого развития: переходом от откладывания яиц, которые согревало в основном солнечное тепло, к развитию зародышей в утробе матери и рождению живых детенышей.

Тело предков млекопитающих, по-видимому, покрывали чешуя и волосы. Это были незаметные, мелкие пресмыкающиеся, которые вели скрытый образ жизни. Они дали начало самым прогрессивным позвоночным – млекопитающим, сменившим «владык» мезозоя – динозавров.

А на суше, словно она готовилась в новом наряде встретить наступление новой эры, тоже происходила замечательная смена растений. Еще в начале мелового периода появляются первые цветковые растения, а к его концу новая растительность вытесняет старую.

Как произошли цветковые растения еще не совсем выяснено: может быть, они возникли от каких-то групп голосемянных в галерейных лесах полупустынь, расположенных вдоль речных долин в областях особенно сильного солнечного облучения. Они могли также возникнуть и на неизвестных нам участках суши, затем погрузившихся в океан.

Среди хвойных деревьев, в это время встречаются сосны, ели, кедры, гигантские мамонтовые и красные деревья, араукарии.

Изменения в растительном мире планеты – событие величайшей важности. Не произойди оно, изменилась бы и эволюция животного мира. Появление цветковых растений обеспечило быстрое развитие таких высших классов животных, как насекомые, птицы, млекопитающие. Увеличилась «кормовая» база, и пища стала разнообразнее.

В свою очередь и животные – насекомые, птицы, млекопитающие – сыграли большую роль в развитие цветковых растений, помогая перекрестному опылению цветков и распространению плодов и семян.

К концу мезозоя вымирают все группы динозавров и многие отряды пресмыкающихся. Вымирание ящеров связано с изменением внешних условий: климата, рельефа, растительности, к которой не были приспособлены их зубы и пищеварительная система, а также биологической обстановки – развитием новых групп растений и животных. Все эти причины, вероятно, действовали неблагоприятно. Мы не знаем еще до конца, что послужило причиной гибели динозавров, но остается очевидным, что утро первого дня нового мира – мира птиц и млекопитающих – в живых застало лишь немногих ящеров гигантов.

5. Кайнозойская эра

Следующий этап в развитии органического мира – кайнозойская эра. Из недавнего мира ящеров в новую эру жизни, длившуюся около 65 млн. лет, перешли лишь немногочисленные группы пресмыкающихся: ящерицы, змеи, крокодилы, черепахи.

С самого начала третичного периода новой эры ведущее место принадлежит млекопитающим. Начался «век» млекопитающих. Процесс изменений этого класса животных шёл очень быстро. Уже в начале кайнозойской эры появились все основные группы современных млекопитающих, в том числе и обезьяны.

Быстрое развитие этого класса животных обусловлено их исключительными способностями приспособляться к постоянно меняющимся условиям жизни.

В кайнозойскую эру образовались Альпы, Карпаты, Пиренеи, Гималаи и другие горы. Мощные извержения больших вулканов потрясали нашу планету. Моря наступали на сушу и затем распадались на мелкие опреснявшиеся бассейны. На земле появились более резко выраженные климатические зоны.

Развитие цветковых растений тоже сыграло важную роль в эволюции млекопитающих. Обезьяны, например, могли появиться и развиться лишь в связи с цветковыми растениями: их основной пищей служат плоды, ягоды, семена.

Наиболее древние третичные млекопитающие в своей организации имеют черты многих различных групп животных. Самой примитивной и древней группой млекопитающих были яйцекладущие, или однопроходные, сумчатые и древние насекомоядные. Уже в самом начале кайнозоя часть насекомоядных приспособилась к хищному образу жизни. Они стали родоначальниками настоящих хищных млекопитающих. Другая ветвь насекомоядных дала начало растительноядным животным – предкам копытных.

От древних копытных возникли дожившие до наших дней непарнокопытные – тапиры, носороги, лошади, а также различные парнокопытные – свиньи, олени и другие. В первой половине третичного периода (палеогене) жили животные причудливого строения: гигантские бронтотерии с рогами на конце морды в форме рогатки. Они произошли от общих с лошадьми предков в самом конце эоцена. Название бронтотериям было дано палеонтологом Отелом Маршем в честь «громовых коней» из индейских легенд. Бронтотерии достигали высоты 2,5м высоты в плечах. Внешне бронтотерии походили на носорога. Череп низкий, вогнутый, в передней его части парные рогообразные выступы. Но, в отличие от истинных рогов носорогов, лопатоподобный рог бронтотериев представлял собой сильно разросшиеся носовые кости. Рог бронтотериев был сильно уплощен, на конце раздвоен. По нижней (передней) стороне этого рога шел носовой проход, открываясь на его конце парными ноздрями. Головной мозг бронтотериев был очень мал; коренные зубы низкие, бугорчато-гребенчатые. Конечности короткие, массивные, но более изящные, чем у носорогов. Бронтотерии обитали в открытых местах, близ водоемов. Они питались мягкой растительной пищей. Рог использовался для защиты от хищников и, возможно, для сражений между самцами.

Млекопитающие использовали сушу и море. Они лазали по деревьям, летали по воздуху, плавали в морях. На суше млекопитающие не достигали величины динозавров, но среди них были свои гиганты, и, по-видимому, самым высоким животным из млекопитающих можно считать безрогого носорога – индрикотерия. Около 5,4м от плечевого сустава, это животное достигало 8м в длину. По подсчетам ученых, выполненным на основе исследований останков, живой индрикотерий весил как три крупных слона, ни больше ни меньше. Он имел массивные трехпалые конечности и, несмотря на свой огромный вес и плотное телосложение, вероятно, мог развивать приличную скорость, поскольку обладал длинными стройными ногами. Живший в небольших стадах, он ощипывал листья и побеги с самых высоких деревьев, точно также как современный жираф, используя для срезания побегов конические резцы. Иногда называемый супержирафом вместо носорога, индрикотерий возвышался надо всеми остальными животными своей эпохи.

В Южной Америке и Австралии, рано отделившихся от других материков, развитие древних млекопитающих шло своим путем. На этих материках млекопитающие надолго сохранили облик своих древних предков. В Южной Америке были распространены сумчатые и неполнозубые. В Австралии жили только сумчатые и однопроходные – самые примитивные из современных млекопитающих.

Во второй половине кайнозойской эры очертания морей и континентов, рельефа поверхности планеты уже совсем схожи с современными. Климат в приполярных областях стал меняться в сторону похолодания, в горных районах начинают возникать ледники.

Происходят большие изменения в наземной растительности и животном мире: на территории теперешних умеренных поясов растения тропиков и субтропиков сменяются растительностью с опадающей листвой. Впервые появляются злаки. Возникают большие степные, лесостепные пространства.

В саваннах и на опушках лесов обитали дикие свиньи, трехпалые лошади, жирафы, большие стада оленей, антилоп и мастодонтов. Появилось много хищников – больших саблезубых кошек (диниктис, смилодон), гиен (гиенодон) и др.

Саблезубые кошачьи, должно быть, относятся к числу самых жестоких убийц всех времен. С помощью чрезвычайно сильных шейных мышц они свирепо вонзали свои устрашающие клыки в горло или живот несчастной жертвы. Наверняка, это было ужасное зрелище. Некоторые ученые считают, что помимо мяса саблезубые употребляли в пищу также кровь и внутренние органы жертвы. Эти свирепые животные, возможно даже убивали по несколько раз на дню, чтобы добыть достаточно пищи для выживания.

Лос-Анджелес, штат Калифорния, США, сегодня является одним из самых деловых городов мира. В нем постоянно бурлит жизнь, а автодороги переполнены транспортом. Пригород Лос-Анджелеса, Голливуд, — владения киноиндустрии. Недалеко, в округе Аннахейм, находится Диснейленд.

Кто же мог подумать, что совсем рядом, на Ранчо Ла Бреа, палеонтологи сделают историческое открытие – кости ни много ни мало двух тысяч смилодонов!

Раскопки начались в 1913 году и завершились спустя примерно 20 лет. За это время здесь были найдены окаменелые скелеты многих видов животных и птиц – от антилоп, мегатериев (гигантских ленивцев), слонов и бизонов до соколов, оленей и волков. Были также извлечены останки мамонтов и верблюдов. По всей видимости, тысячи лет назад, во времена плейстоцена, все эти животные увязли в огромной топкой луже. Из залегавшего ниже каменистого пласта сочилось минеральное масло, превращавшееся в крайне липкую смолу, вырваться из которой было невозможно.

Вероятно, происходило следующее: травоядные приходили напиться из того, что казалось им озером, но не останавливались на берегу. Вместо этого они заходили в покрытую водой яму, не замечая смолы, скрывшейся под поверхностью, и прилипали. Затем в воду заходили хищники, такие как смилодон привлеченные легкой добычей, и также тонули в трясине. Должно быть, это повторялось снова и снова, возможно в течение столетий, судя по количеству обнаруженных в этом месте скелетов.

В американском Музее естественной истории, в Нью-Йорке, выставлено много интереснейших экспонатов вымерших животных, но один из них действительно необычен. Это обладатель самого крупного из всех наземных хищных млекопитающих известных науке, ныне живущих или вымерших. Длина этого черепа 84см, а ширина 56см; и принадлежал он хищнику, вымершему 34 млн. лет назад,- эндрюзарху. Возможно, внешне он напоминал большую гиену. Эндрюзарх жил в Монголии. Из-за своих огромных размеров он не мог развивать достаточную скорость, чтобы охотиться на животных и, скорее всего питался падалью.

В конце третичного периода (неогене) и в четвертичном периоде образовались тундра и тайга. И только в приэкваториальной полосе до наших сохранились растительность и животный мир древних эпох. Тропический вечнозеленый лес – это остаток величайших дремучих лесов, которые одевали Землю в третичный период. Тропический лес – живой свидетель начала и расцвета великого мира зверей и птиц.

Четвертичный период, или антропоген, начавшийся около миллиона лет назад, несмотря на свою относительную краткость, богат событиями. В это время сформировалась современная флора и фауна. В начале антропогена даже в высоких широтах северного полушария было тепло; растительный и животный мир умеренных и холодных поясов значительно отличался от современного. В Евразии, например, были широко распространены гигантские древние слоны (различные мастодонты, стегодонты), крупные, двухметровой длины, с громадным рогом на лбу носороги эласмотерии, однопалые лошади, верблюды, антилопы, различные грызуны, в том числе похожие на гигантских бобров трогонтерии.

Эласмотерий длиной 5м – самый крупный из всех носорогов – жил одновременно с шерстистыми, но вымер гораздо раньше. Резцов у него не было, и траву он рвал губами, как его современные сородичи. Коренные зубы с «морщинистой» жевательной поверхностью напоминали лошадиные: они были отлично приспособлены к перетиранию самой жесткой соломы.

Несколько позже появились пещерные гиены и медведи, крупные длиннорогие бизоны, большерогие олени, трогонтериевые слоны и мало отличающиеся от современных волки, лисицы, зайцы, куницы и другие животные.

По строению тела пещерный медведь близок к бурому медведю, но значительно крупнее. Строение задних коренных зубов указывает на преобладание растительной пищи в рационе питания. Пещерный медведь — обитатель лугов, лесостепи и разреженных лесов. Его многочисленные останки находят в пещерах на месте палеолитических стоянок человека, добычей которого он был. Но иногда пещерный медведь и сам жил в пещерах. Сохранились наскальные изображения этого животного.

Во второй половине антропогена наступило похолодание, приведшее к оледенению обширных территорий Европы, Азии, Северной Америки. Многие млекопитающие не приспособились к новым условиям и вымерли, другие изменились. Наиболее распространенными животными стали волосатые слоны – мамонты, шерстистые носороги, гигантские олени, овцебыки, волки, песцы, лемминги и другие грызуны.

Мамонты – род вымерших слонов отряда хоботных; крупные растительноядные животные с массивным туловищем на столбообразных ногах, из которых задние короче передних. На задних ногах мамонты имели по 4 пальца, на передних 4 или 5, которые оканчивались небольшими копытцами, сзади располагается эластичная подушка. В верхней челюсти — выступающие вперед бивни, представляющие собой по происхождению вторые резцы. Это отличает их от другой группы хоботных — мастодонов, у которых бивни были и в верхней, и в нижней челюсти. Кроме того, коренные зубы мамонтов несут сложную гребенчатую, а не крупно бугорчатую поверхность. Строение поверхности коренных зубов позволяет различать отдельные виды мамонтов, так что для их определения не обязательно иметь целый скелет или череп.

Всего к началу 21 века описано около 20 видов мамонтов. Однако их подавляющее большинство установлено по находкам отдельных зубов. Наиболее полные сведения, позволяющие реконструировать общий облик животных, имеются о трех видах, которые стали поэтому наиболее известными, и мы имеем представление о том, как они выглядели, и о местах их обитания на протяжении четвертичного периода.

Большинство видов животных вымерло из-за чрезмерного похолодания: смилодон, пещерный медведь, эласмотерий, мастодонты, трогонтерий и др. Еще одним важнейшим фактором, послужившим вымиранию животных, оказался человек.

Когда похолодание и оледенение кончилось, возникли отчетливо разграниченные умеренная и арктическая зоны с характерными для каждой из них флорой и фауной. К этому времени вымерли мамонты, шерстистые носороги, гигантские олени; возник современный животный и растительный мир.

Основываясь на научных данных, мы можем считать, что все ныне существующие виды животных и растений уже возникли на Земле около 20 тыс. лет назад.

Около миллиона лет назад от особого вида человекообразных обезьян, которые стали ходить на двух ногах при вертикальном положении туловища, возникли предки людей – питекантропы, или обезьянолюди. Около 500 тыс. лет назад от питекантропов произошли первобытные люди (неандертальцы), а примерно 100 тыс. лет назад появились люди современного типа.

Научившись сохранять, а потом и добывать огонь, обрабатывать камень, изготавливать лук и стрелы, человек все дальше отходил о своих животных предков.

Начиная примерно с 40 тыс. лет назад, устанавливается относительная стабильность физического типа человека; напротив, весьма медленная до этого эволюция культуры с появлением человека разумного сменяется развитием во все возрастающем темпе. Происходит постепенное сужение сферы действия естественного отбора в силу создания культурной среды. Однако биологическое развитие современного человека продолжается. На протяжении современной геологической эпохи (голоцена) прослеживаются некоторые проявления так называемой «эволюции утрат», выражающейся, например, в ослаблении челюстного аппарата и зубной системы, а также в эпохальных сдвигах — серии разнонаправленных изменений, затрагивающих общие размеры тела, массивность скелета, форму головы, темпы развития, структуру заболеваемости и многие др. признаки.

Заключение

Чему учит нас великая летопись истории жизни? Все богатство растительного и животного создавалось постепенно, благодаря тем последовательным изменениям условий существования, которые вызывали усложнения и совершенствования форм жизни. Естественный отбор оставлял в живых лишь те организмы, которые лучше приспособлялись к условиям обитания.

Следовательно, развитие жизни неразрывно связано с изменением лика Земли. Изменения состава атмосферы, интенсивности и характера солнечного излучения, очертаний морей и материков, климата, химического состава горных пород и почвы – все это обуславливало развитие органического мира. Однако не следует забывать, что с момента появления жизни она сама становится преобразователем неживой природы нашей планеты.

Развитие органического мира – это процесс появления новых и вымирания старых. Некоторые организмы вымерли, другие видоизменились, дав начало новым формам.

Более высокоорганизованные животные и растения возникают задолго до прихода своего расцвета (например, распространившиеся в кайнозое цветковые растения, птицы и млекопитающие возникли в мезозойской эре). Они имеют более сложное строение, возможность быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды, относительно большую жизненную активность. Эти особенности наиболее ярко выражены у птиц, млекопитающих и насекомых.

Еще не достаточно изучены первые этапы развития органического мира, жизнь первобытных океанов и материков. Наукой не внесена еще ясность и в ряд других вопросов. И даже эта неполная летопись жизни на Земле раскрывает перед нами величественную картину возникновения из неживой природы живой и ее развитие. С абсолютной достоверностью эта летопись опровергает все религиозные вымыслы о сотворении живых существ и человека богом.

Словарь терминов

Альвеола — зубная лунка, углубление в челюсти, в которой находится корень зуба.

Геохимические процессы – процессы накопления в горных породах каких-либо химических элементов или групп элементов.

Дифференциация – превращение в процессе индивидуального развития организма (онтогенеза) первоначально одинаковых, неспециализированных клеток зародыша в специализированные клетки тканей и органов.

Катализаторы – вещества, ускоряющие химические реакции.

Клетчатка – полисахарид, образованный остатками глюкозы; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей.

Метаболизм – обмен веществ.

Рудиментарный – недоразвитый, остаточный орган, бывший полноценным на предшествующих стадиях существования организма.

Световой год – единица межзвездных расстояний; путь, который свет проходит за год, т. е. 9,46Ч1012 км.

Синергетика – междисциплинарное направление, которое занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем различной природы (электронов, атомов, молекул, клеток, нейронов, механических элементов, органов животных, людей, транспортных средств и т.д.), и выявлением того, каким образом взаимодействие таких подсистем приводит к возникновению пространственных, временных или пространственно-временных структур в макроскопическом масштабе.

Субстрат – основа (предмет или вещество), к которой прикреплены животные или растительные организмы, а также среда постоянного обитания и развития организмов, напр. питательная среда для микроорганизмов.

Третий закон Кеплера: квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца.

Эрозия – процесс разрушения горных пород и почв водным протоком.

Литература

1. Детская энциклопедия для среднего и старшего возраста: Земля. Том 1 (второе изд.) – М.: Изд-во Просвещение, 1964.

2. Вымершие животные: полная энциклопедия / пер. О. Озеровой – М.: Изд-во Эксмо, 2004.

3. Рекорды Земли / пер. с польского Л.Б. Папилиной. – М.: Изд-во Русич, 1999.

4. Динозавры и другие исчезнувшие животные – М.: Изд-во Махаон, 2000.

5. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Развитие жизни на Земле / И. Я. Павлинов – М.: ООО Изд-во Астрель: ООО Изд-во АСТ, 2001.

6. Для умников и умниц – М.: ООО Изд-во Астрель: ООО Изд-во АСТ, 2003.