По пути развития жизни
Шрифт:
Большое эволюционное значение имела другая, довольно интересная группа рыб - кистеперые рыбы (CROSSOPTERYGII). Эти рыбы имеют плавники в виде кистей, в середине кисти находится ось, покрытая чешуей; отсюда эти рыбы и получили название кистеперых. Плавательный пузырь кистеперых также обладал способностью поглощать из воздуха кислород. Эти рыбы также впервые появились в девонских морях. Наиболее важным представителем кистеперых был OSTEOLEPIS, от которого произошло несколько эволюционных ветвей, однако эти формы впоследствии вымерли. Основными представителями этих вымерших животных были: пермская LAUGIA - предок UNDINA, относящейся к меловому периоду; непосредственным потомком ее является LATIMERIA; недавно были найдены остатки этого животного, что вызвало сенсацию среди палеонтологов и зоологов. Расцвет кистеперых рыб продолжался весь девонский, каменноугольный и пермский периоды; затем они начали постепенно деградировать, и в настоящее время от этой распространенной группы животных остались только LATIMERIA и недавно обнаруженный род MALANIA. Рыбы POLYPTERUS
В настоящее время кистеперые рыбы почти вымерли, но они сыграли значительную и важную роль в эволюции животных, так как именно кистеперые уже в начале девона дали начало ветви, которая путем долгого развития привела к появлению на Земле первых четвероногих - земноводных панцырноголовых. Первоначально кистеперые рыбы жили вместе с представителями той ветви, от которой произошли первые примитивные панцырноголовые, в позднедевон-ских озерах и болотах. Разница между ними была очень незначительной как в форме и строении тела, так и в образе жизни.
Естественно возникает вопрос, какие причины привели к возникновению первого древнейшего земноводного. На этот вопрос дал недавно исчерпывающий и ясный ответ А. Ш. Ромер. Согласно теории Ромера, первые предки земноводных почти не отличались от кистеперых, с которыми они вместе жили. Это были хищники, имевшие сравнительно большие размеры. Большую часть своей жизни они проводили в воде. Что же заставило их покинуть водную стихию?
Этой причиной не мог быть недостаток воздуха, так как если они жили в стоячих, загнивших водах, в которых не было достаточного количества кислорода, они могли подняться на поверхность и подышать воздухом. Точно так же этой причиной не мог быть недостаток пищи, суша в то время была еще пустынна и бедна животной пищей. Переход этих животных на сушу не мог быть вызван и тем, что им в воде угрожала опасность быть истребленными врагами, так как в то время они были самыми крупными пресноводными животными. После серьезного рассмотрения всех причин было наконец сделано заключение, которое на первый взгляд может показаться парадоксальным, - что переход кистеперых рыб к жизни на суше был результатом их стремления остаться в воде. Дело обстояло следующим образом: уже говорилось о том, что предки панцырноголовых земноводных мало отличались от кистеперых рыб. Единственная заметная разница заключалась в том, что у земноводных были сильнее развиты плавники. Это было для них и выгодно и не выгодно. Невыгодность заключалась в том, что их массивные плавники не были приспособлены к плаванию в озерах и болотах с большим количеством воды, тогда как кистеперые рыбы обладали легкими плавниками, не затруднявшими плавание. Однако в периоды засух, когда палящие лучи солнца высушивали озера и болота настолько, что от ннх оставались только лужи, предки земноводных оказывались в большой выгоде, так как их более сильно развитые плавники позволяли им лучше передвигаться по илистому дну высыхавших водоемов, чем плавники кпстеперых рыб, которым даже грозила опасность погибнуть, если озера и болота вновь не наполнятся водой. Земноводные же благодаря наличию более сильно развитых плавников могли переползать из одной лужи в другую, где еще было достаточное количество воды. Таким образом и получилось, что переход земноводных к жизни на суше был вызван стремлением остаться жить в воде. Попытки предков земноводных переползти из одной лужи в другую увенчивались успехом еще и потому, что у них, как и у родственных им настоящих кпстеперых, плавательный пузырь был превращен в нечто вроде примитивного дыхательного органа, питающегося кислородом из воздуха.
Кроме того, предки земноводных имели еще одно преимущество: некоторые их них могли оставаться в высохших лужах до тех пор, пока они не съедали всех подохших рыб. Чем дольше предки земноводных оставались на суше, тем активнее их плавники постепенно превращались в конечности, а в связи с этим изменялись и другие части тела.
Можно с уверенностью сказать, что в это время одни животные перешли исключительно на питание рыбой, другие питались насекомыми, а третьи употребляли в пищу растения. В это время растительность на суше была уже довольно богатой: вдоль берегов водоемов росли густые заросли кустарника, появились уже еще не очень густые леса, состоявшие из древовидных плау-новых и папоротников; наземная фауна была гораздо богаче и разнообразнее, чем прежде-Наземные животные обитали преимущественно по берегам рек, озер и болот и никогда не уходили далеко от воды. Остатки этих земноводных - панцырноголовых или стегоцефалов - относятся к концу девона (находки в Северной Америке - ELPISTOSTEGE), и к девону (находки в Гренландии - ICHTHYOSTEGA и ICHTHYOSTEGOPSIS).
Итак, уже в конце девона, благодаря эволюции позвоночных, появилась группа земноводных, ведущая свое начало от кистеперых рыб. Во время этой медленной эволюции произошли следующие изменения: 1) переход от дыхания жабрами к дыханию легкими; 2) изменение плавников в конечности, пригодные для хождения; 3) увеличение подвижности головы в связи с появлением шейного отдела позвоночника; 4) возникновение черепных костей, характерных для всех высших позвоночных; 5) изменение кровообращения в связи с новым способом дыхания. Все эти изменения (кроме изменений в кровообращении) можно наблюдать на ископаемых остатках. К вопросу о превращении рыб в земноводных необходимо еще добавить следующее. Известно, что первичная пятипалая конечность четвероногого обитателя суши возникла путем уменьшения числа плавниковых лучей. ЕСЛРТ с этой точки зрения рассматривать человеческие конечности, то можно увидеть, что они находятся на очень низкой ступени развития: происхождение пятипалых конечностей относится к геологическому прошлому, отделенному от нас по крайней мере 300 миллионами лет. Было бы, однако, большой ошибкой считать, что человеческая рука является примитивным органом; человеческая рука настолько совершенна, что, по словам Ф. Энгельса, она смогла создать картины Рафаэля, статуи Торвальдсена и музыку Паганини. Ч. Дарвин считает, что человек не мог бы достигнуть своего господствующего положения на Земле, не имея рук. Таким образом, человеческая рука является примитивной только с исторической точки зрения.
Царство земноводных
В каменноугольный период развитие животного мира приняло очень интересное направление. В морях это было не столь заметно, хотя и там животный мир был очень разнообразен. Одни группы животных вымерли, другие находились на вершине своего развития. В каменноугольный период были очень распространены простейшие животные организмы, например, фузу-лины из отряда фораминифер, раковинки этих животных, похожие на хлебные зерна, образовали мощные слои известняков. Часто встречались древние кораллы, морские лилии, плече-ногие, пластинчатожаберные, брюхоногие и головоногие моллюски. В то же время трилобиты начали уже вырождаться.
На суше, наоборот, в каменноугольный период животный мир бурно и разносторонне развивался. Теплый и влажный климат, огромные леса и обильные воды создавали благоприятные условия жизни. Водоемы населяли различные виды рыб, на суше появились первые наземные брюхоногие моллюски и первые крылатые насекомые, достигающие иногда удивительно больших размеров (так, например, древняя стрекоза меганевра, напоминавшая маленький самолет, имела размах крыльев 75 см). Эти насекомые были очень широко распространены в лесах карбона, от них произошли все крылатые насекомые более современного типа. В это время наблюдалось развитие пауков, многоножек и скорпионов. Наибольшего развития достигли панцырно-головые, имевшие различные размеры и различные формы; одни напоминали ящериц (например, UROCORDYLUS и DISCOSAURISCUS) или саламандр (например, "BRANCHIOSAURUS"), другие - змей (например, DOLICHOSOMA) или крокодилов (ARCHEGOSAURUS). Панцырь панцырноголовых состоял из чешуи или костных пластинок. Эти древние земноводные владели в то время Землей, которая имела очень своеобразный вид.
Появление первых пресмыкающихся
В пермский период на Земле росли такие же леса, как и в период карбона, однако, как нам уже известно, в перми произошли определенные климатические изменения. Влажный и теплый климат, который был исключительно благоприятен для жизни растений и животных, в конце карбона и начале перми начал сменяться более сухим. Пространства, занятые лесами, сократились, а песчаные степи и пустыни занимали все большие и большие площади и наконец полностью преобразили ландшафт не только Европы, но и других частей света.
Эти коренные климатические изменения, а в связи с этим и изменения жизненных условий не могли не отразиться на развитии животных, в первую очередь позвоночных.
Панцырноголовым пришлось укрыться в болотах, которые в виде небольших зеленых оазисов нарушали однообразие пустынь. Некоторые из панцырноголовых, специализация которых еще не была окончательно завершена, реагировали на изменения жизненных условий и начали приспосабливаться к новым условиям, то есть к жизни в более сухих местах. Вместо чешуи у них появился роговой покров из твердых щитков, хорошо предохранявший тело от потери воды. Эти животные уже не откладывали яйца в воду, а зарывали их в скопления гниющих растений или просто в песок; теперь развитие зародыша происходило не в воде, а в жидкости, заключенной в полости амниона зародыша. Эту особенность пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие сохранили до настоящего времени (то есть все высшие позвоночные группы амниот). Все эти изменения, вызванные изменением жизненных условий, явились причиной возникновения древнейших примитивных пресмыкающихся, ведущих свое начало от некоторых панцырноголовых земноводных. Таким образом, в развитии животного мира вновь произошел большой скачок вперед: от более низко организованных земноводных произошли более высоко организованные пресмыкающиеся.
Хотя древнейшие пресмыкающиеся появились уже в конце карбона, вершина их развития относится к перми, где уже появилось несколько обособленных эволюционных ветвей этих животных. Некоторые из этих древних пресмыкающихся превратились со временем в крупных неповоротливых животных с очень мощными конечностями (как, например, PAREIOSAURUS), другие - в быстрых подвижных животных наподобие ящериц (например AREOSCELIS). Крупными центрами появления и развития этих пресмыкающихся были некоторые области Южной Африки, Южной Америки и России.