§ 65. Развитие животного мира

Определения и обозначения

Эволюция животного мира — историческое изменение животных и их групп на протяжении длительного времени. Она отличается от изменений отдельного организма: животное растёт и меняется в течение жизни, но это ещё не эволюция. Эволюционные изменения накапливаются в популяциях за многие поколения. Это понятие помогает описывать, как со временем возникали и менялись группы животных.

Ископаемые остатки — сохранившиеся в горных породах части древних организмов или следы их деятельности. К ним относятся, например, кости, раковины, отпечатки и следы передвижения. Находки показывают, какие животные существовали в прошлом и чем они отличались от современных. По ним учёные восстанавливают события, которые нельзя наблюдать непосредственно.

Геологическая эра — крупный отрезок истории Земли, в течение которого происходили характерные изменения живого мира. Разделение истории на эры помогает упорядочить огромное количество событий. В породах разных возрастов встречаются разные ископаемые организмы, поэтому их последовательность связывают с этапами истории Земли. Так становится понятнее, когда жили разные группы животных.

Естественный отбор — преимущественное выживание и размножение организмов с признаками, полезными в данных условиях. Такие признаки могут передаваться потомству, поэтому со временем в популяции они встречаются чаще. Отбор не создаёт нужный признак по желанию и не действует ради заранее заданной цели. Это понятие объясняет, как животные могут изменяться от поколения к поколению.

Как это устроено

Историю животных восстанавливают по ископаемым остаткам, потому что многие древние организмы не оставили потомков, похожих на них, или вовсе вымерли. Остатки сохраняются, когда организм либо его след быстро оказывается погребён под осадками, например илом или песком. Позднее осадки уплотняются и становятся породой, а кости и раковины могут сохраниться или оставить отпечаток. Сравнивая такие находки, учёные узнают о внешнем виде древних животных, их среде и разнообразии.

Слои пород часто залегают один над другим: нижние образовались раньше, верхние — позже. Это правило позволяет установить относительный возраст находок, то есть понять, что произошло раньше, не обязательно называя точную дату. По составу ископаемых сравнивают слои из разных мест и выявляют смену живых организмов. Историю Земли делят на геологические эры, потому что за её долгие периоды заметно менялись и условия, и населявшие планету животные.

В ранние эпохи животный мир был представлен более простыми формами, а затем разнообразие групп возрастало. В морях появлялись разные беспозвоночные, позже развивались позвоночные. Это не означает, что каждый новый вид обязательно был сложнее всех прежних: разные линии животных менялись по-разному и могли сосуществовать. Новые группы возникали не вместо всех старых, а рядом с ними, тогда как часть прежних форм исчезала.

Освоение новой среды требовало приспособлений, потому что вода, суша и воздух предъявляют разные условия. Для жизни на суше животным нужны были способы передвигаться и поддерживать тело, дышать атмосферным воздухом и защищаться от потери влаги. Переход позвоночных из воды на сушу происходил постепенно: земноводные сохраняли связь с водой, а у пресмыкающихся появились особенности, позволившие размножаться и жить на суше успешнее. Такие изменения открывали животным новые места обитания и возможности добывать пищу.

Эволюцию нельзя изображать как прямую лестницу, где каждое животное обязательно превращается в более «совершенное» следующее. От общих предков группы могли расходиться и приспосабливаться к разным условиям, поэтому история похожа на ветвящееся дерево. Одни ветви продолжались, другие обрывались, когда входившие в них животные вымирали. Современные виды — это часть нынешнего разнообразия, а не заранее намеченная цель всей истории жизни.

Основные этапы развития животного мира

Таблица показывает крупные этапы, а не точные даты появления каждого вида. Сопоставляйте характерных животных с изменениями среды и освоением новых мест обитания. Помните, что разные группы могли существовать одновременно, а смена эр не означает мгновенного исчезновения всех животных прежнего времени.

Разбор задач

Задача 1. В слоях горных пород найдены остатки животного, которого нет среди современных видов. Что позволяет узнать эта находка? Решать нужно не догадкой о том, каким было животное, а отделяя надёжный вывод от предположений. Сам факт находки свидетельствует о существовании животного в прошлом, но один остаток может не раскрывать всех подробностей его жизни.

1. Определяем, что перед нами ископаемый остаток: сохранившаяся часть или след древнего организма.
2. Учитываем, что отсутствие этого животного среди современных видов не отменяет его существования в прошлом.
3. Сопоставляем находку с породой и другими остатками, чтобы выяснить её возраст, строение и возможную среду обитания.

Ответ. Находка подтверждает, что в прошлом существовало животное, не представленное среди современных видов. Сравнение с другими ископаемыми помогает узнать о разнообразии древней фауны и изменениях животного мира.

Задача 2. Расположите по времени появления на суше древних рыб, земноводных и пресмыкающихся и назовите приспособления, помогавшие освоить новую среду. Здесь важно различать водных предков и группы, которые могли жить на суше: рыбы сами по себе не являются наземными животными. Последовательность показывает крупные этапы освоения суши позвоночными.

1. Сначала существовали рыбы, приспособленные к жизни в воде; некоторые древние формы связаны с предками наземных позвоночных.
2. Позже появились земноводные: конечности помогали передвигаться по суше, а лёгкие — дышать воздухом, но размножение оставалось связано с водой.
3. Затем распространились пресмыкающиеся, у которых кожа лучше защищала от высыхания, а размножение стало меньше зависеть от водоёма.

Ответ. Последовательность крупных этапов: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся; наземными группами среди них стали сначала земноводные, затем пресмыкающиеся. Каждая группа обладала сочетанием признаков, позволявших использовать сушу, но степень независимости от воды различалась.

Задача 3. В двух слоях пород найдены разные животные: в нижнем — древние морские беспозвоночные, в верхнем — наземные позвоночные. Какой слой сформировался раньше и что говорят находки? Чтобы ответить, применяем правило последовательности ненарушенных слоёв и затем осторожно интерпретируем состав окаменелостей. Нельзя заключать, что все беспозвоночные исчезли, когда появились позвоночные.

1. Сравниваем положение слоёв: нижний лежит под верхним и обычно сформировался раньше.
2. Соотносим находки с условиями жизни: морские беспозвоночные указывают на древнюю водную фауну, наземные позвоночные — на более поздний этап в этой последовательности.
3. Формулируем вывод о смене и расширении групп, не превращая его в утверждение о мгновенной замене всех животных.

Ответ. При ненарушенном залегании раньше сформировался нижний слой. Находки позволяют заключить, что в последовательности пород отражены разные этапы истории животного мира и освоение суши позвоночными.

Типичные ошибки

Считать эволюцию движением к заранее определённому совершенству — ошибка: у изменений нет заданной цели. Так думают, потому что современные животные могут казаться итогом долгого развития. Проверьте себя вопросом: есть ли признак, который полезен всегда и всем? Условия разные, поэтому преимущества тоже зависят от среды.

Представлять развитие животных одной прямой цепочкой — значит забывать о ветвлении групп и вымирании. Такая схема кажется удобной, если рассматривать только несколько знакомых животных. Чтобы проверить себя, спросите, могли ли группы существовать одновременно и имели ли они разных предков. История жизни скорее похожа на дерево с множеством ветвей.

Не следует путать возраст ископаемого организма с возрастом породы или считать, что вся группа появилась разом. Ошибка возникает, когда отдельную находку принимают за точную границу существования всей группы. Уточните, в каком слое найден остаток и нарушено ли залегание пород; находка указывает на присутствие животного, но сама по себе не датирует все похожие виды.

Отдельное животное не приобретает нужный признак специально и не передаёт потомству любое изменение, случившееся за жизнь. Такую мысль легко принять, если смешать приспособление особи с эволюцией группы. Проверьте себя: меняется ли признак в популяции на протяжении поколений? Отбор действует на различия между организмами, а эволюционные изменения накапливаются в популяциях.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в развитии животного мира, нужно знать, что животные различаются строением и средой обитания. Также полезно понимать, как остатки организмов сохраняются в слоях пород: это помогает читать свидетельства прошлого. Тема связывает геологические эры с разнообразием беспозвоночных и позвоночных и с их приспособлениями к разным условиям. Позже эти знания пригодятся при изучении происхождения групп животных, естественного отбора и истории жизни на Земле.

Что запомнить

• Историю животного мира изучают в том числе по ископаемым остаткам.
• Слои пород помогают устанавливать относительную последовательность появления древних организмов.
• Животный мир Земли менялся на протяжении длительного времени.
• Освоение новых сред обитания сопровождалось появлением новых приспособлений.
• Эволюция животного мира шла ветвями, а не по единственной прямой линии.
• Многие древние группы животных вымерли.