§41. Основные события в истории животного мира. Эволюция хордовых

Определения и обозначения

Геохронологическая шкала — это последовательность крупных отрезков истории Земли: эр и периодов. Её используют, чтобы расположить события в правильном порядке и понять, какие группы животных появились раньше, а какие позже. Условия среды в разные отрезки тоже менялись, поэтому шкала помогает связать историю животных с изменениями планеты.

Челюстноротые — позвоночные, у которых есть челюсти; у бесчелюстных челюстей нет. Челюсти позволили эффективнее захватывать и удерживать пищу, поэтому животные могли использовать новые источники питания. Это важное приобретение помогло челюстным рыбам разнообразиться и занять разные места в водоёмах.

Амниоты — позвоночные, к которым относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. У их зародыша есть оболочки, защищающие его и помогающие развиваться внутри яйца или организма матери. Благодаря таким оболочкам размножение стало меньше зависеть от водоёма, а животные получили возможность осваивать более сухие места.

Теплокровность — способность поддерживать относительно постоянную температуру тела, несмотря на изменения температуры вокруг. Она помогает сохранять активность в прохладную погоду и осваивать разные климатические условия. Поддержание температуры требует энергии, поэтому теплокровным животным необходимо регулярно получать пищу.

Как это устроено

Геологические эры и периоды сменяли друг друга, а вместе с ними менялись климат, моря и участки суши. Разные условия создавали для животных новые возможности и трудности: одни группы распространялись, другие сокращались или исчезали. Поэтому шкала показывает не просто список дат, а последовательность крупных перемен в животном мире. Она помогает увидеть, что группы хордовых возникали не одновременно.

Первые позвоночные жили в воде, где дыхание и передвижение были приспособлены к водной среде. Когда древние водоёмы мелели или условия в них становились неблагоприятными, могли иметь преимущество животные, способные дышать воздухом и перемещаться по дну или суше. Лёгкие помогали получать кислород из воздуха, а конечности — поддерживать тело и передвигаться вне воды. Постепенное развитие этих признаков привело к появлению первых земноводных, но их размножение ещё зависело от водоёмов.

У земноводных яйца и развивающиеся личинки нуждались во влажной среде, поэтому удаляться от воды им было трудно. У амниот появились зародышевые оболочки, которые защищали зародыш от высыхания и обеспечивали условия для его развития. Яйцо с оболочками могло развиваться на суше, а у млекопитающих зародыш развивается внутри тела матери. Так размножение перестало требовать обязательного водоёма, и древние пресмыкающиеся смогли распространяться по суше шире.

В мезозое от древних предковых форм пресмыкающихся произошли птицы, а от другой древней ветви позвоночных — млекопитающие. Это не означает, что современные птицы или млекопитающие произошли от современных пресмыкающихся: речь идёт о давних формах, существовавших в прошлом. У птиц перья и крылья связаны с полётом и сохранением тепла, а у млекопитающих шерсть и кормление детёнышей молоком помогают заботиться о потомстве. Теплокровность у обеих групп поддерживает активность при разных температурах.

В кайнозое условия жизни продолжали меняться: менялись климат и растительность, а некоторые места обитания становились доступными или исчезали. Млекопитающие, уже освоившие разные способы передвижения и питания, заняли множество экологических мест. Разнообразие пищи и среды способствовало появлению форм, приспособленных к жизни на суше, в воде и в воздухе. Распространение группы не было простым следствием её «совершенства»: на него влияли конкретные условия и изменения окружающей среды.

Основные этапы эволюции хордовых

Таблица помогает сопоставить время, изменения среды, группы животных и их приобретения. Читайте строки сверху вниз, чтобы проследить общую последовательность событий, а затем сравнивайте, какие приспособления помогали осваивать новые условия. Это краткая схема: в каждой эпохе разнообразие животных было гораздо больше, чем перечислено в таблице.

Разбор задач

Задача 1. Расположите рыбу, земноводное, пресмыкающееся и птицу в порядке появления основных групп в истории Земли. Нужно не сравнивать современных животных по сложности, а соотнести каждую группу с этапом геологической истории. Вспомните, какие позвоночные сначала жили в воде и какие признаки позволили последующим группам освоить сушу.

1. Рыбы относятся к ранним позвоночным, развивавшимся в воде.
2. Затем появились земноводные, связанные с выходом позвоночных на сушу.
3. Позже распространились пресмыкающиеся, а в мезозое появились птицы.

Ответ: рыба, земноводное, пресмыкающееся, птица. Такая последовательность показывает общий порядок появления групп, а не то, что каждый современный представитель одной группы является предком следующей. Эволюция происходила через древние формы и разветвление линий.

Задача 2. Объясните, почему появление зародышевых оболочек помогло древним позвоночным размножаться на суше. Для решения надо определить, в чём была трудность размножения вне воды, и выяснить, как оболочки могли её уменьшить. Важно говорить именно о развитии зародыша, а не только о способности взрослого животного передвигаться по суше.

1. Без защиты яйцо может высохнуть, а зародышу нужны условия для развития.
2. Зародышевые оболочки защищают его и поддерживают необходимую среду внутри яйца.
3. Поэтому развитие стало возможно вне водоёма, и размножение меньше зависело от наличия воды поблизости.

Ответ: оболочки защищали зародыш от высыхания и помогали ему развиваться на суше. Это стало важным преимуществом амниот, включая древних пресмыкающихся. Однако сами оболочки не означают, что все способы размножения у этих животных одинаковы.

Задача 3. По описанию животного определите его крупную группу и укажите приобретения, которые помогли ей освоить среду обитания. Например, у животного есть перья, крылья и оно откладывает яйца с оболочками. Сначала выделите признаки строения, затем сопоставьте их с группами и только после этого объясняйте их значение.

1. Перья и крылья указывают на птицу.
2. Крылья связаны с полётом у многих птиц, а перья участвуют также в сохранении тепла.
3. Зародышевые оболочки позволяют развиваться яйцу вне водоёма.

Ответ: это птица; её признаки помогли осваивать воздушную среду и размножаться на суше. Если описание другое, нужно использовать именно данные в условии: например, шерсть и кормление детёнышей молоком указывают на млекопитающее. Не следует определять группу только по месту обитания, потому что разные позвоночные могут жить в похожих условиях.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все группы хордовых возникли одновременно. Так кажется, если воспринимать современное разнообразие как единую картину, не учитывая долгую историю Земли. Проверьте себя по геохронологической шкале: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и птицы относятся к разным этапам появления и распространения.

Ошибка — считать выход на сушу полным разрывом связи с водой. Ранние земноводные могли передвигаться по суше, но размножение многих из них зависело от водоёмов. Проверка простая: отдельно спросите себя, где животное живёт и где развиваются его яйца и личинки.

Ошибка — называть птиц и млекопитающих потомками современных пресмыкающихся. Путаницу вызывает сходство отдельных признаков и то, что группы связаны общим эволюционным прошлым. Уточняйте формулировку: речь идёт о происхождении от древних предковых форм, а не от ныне живущих видов.

Ошибка — объяснять исчезновение древних групп только их «несовершенством». Такое объяснение не учитывает перемены климата, среды и другие факторы, влиявшие на выживание. Проверяя себя, связывайте исчезновение с конкретными изменениями условий и не оценивайте животных как удачные или неудачные ступени эволюции.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в эволюции хордовых, нужно знать основные признаки хордовых и позвоночных, а также отличия рыб, земноводных и пресмыкающихся. Эти знания помогают соотнести особенности строения с образом жизни и этапом истории Земли. Тема, в свою очередь, объясняет эволюционное родство современных животных и пригодится при изучении происхождения человека и разнообразия позвоночных. Она помогает отличать общего предка от современных представителей родственных групп.

Что запомнить

• Историю животного мира изучают в последовательности геологических эр и периодов.
• Первые позвоночные были водными животными; среди них постепенно появились челюстные формы.
• Освоение суши позвоночными сопровождалось развитием лёгких и конечностей.
• Зародышевые оболочки позволили амниотам размножаться вне водоёма.
• Птицы и млекопитающие появились в мезозое.
• В кайнозое млекопитающие широко распространились и стали разнообразнее.