Эволюция органического мира - Учебное пособие (Воронцов Н.Н.)

Конец палеозоя - победа жизни на поверхности суши

В конце палеозоя (карбон, пермь) наиболее существенным этапом развития жизни было завоевание суши растениями и жи­вотными. Этому способствовало сокращение морских бассейнов в связи с горообразованием, поднятием суши, площадь которой была значительно больше, чем в наше время.

Моря каменноугольного и пермского периодов изобиловали фораминиферами и другими простейшими, имеющими раковины (табл. 11). Их огромные скопления образовывали мощные пласты известняка. Под воздействием высоких давлений и температур известняки превращались в мрамор.

Расцвет древесной растительности. Еще в конце девонского периода растительность стала значительно разнообразнее, а ее облик иным. От псилофитов выделились типичные споровые расте­ния: плауны, хвощи, папоротникообразные. На земной поверх­ности возникали первые леса.

К началу карбона произошло заметное потепление и увлаж-

169

нение. На огромных пространствах заболоченных долин и тропи­ческих лесов в условиях оранжерейного климата непрерывного лета все стремительно росло вверх. На смену одним растениям приходят другие. Так, на месте древних каменноугольных лесов накапливались мощные слои отмерших растений, которые позже образуют самые крупные на Земле угольные бассейны. Именно к этому периоду относится возникновение Подмосковного уголь­ного бассейна и углей Донбасса. Растительность древних лесов была представлена гигантскими, древовидными плаунами—ле­пидодендронами и сигилляриями (высотой 30—40 м и диаметром 1—2 м), величественными каламнитами и клинолистниками— родственниками современных хвощей, древовидными формами па­поротников, часто с красивыми перистыми листьями.

Таким образом, уже в середине каменноугольного периода Земля была покрыта пышной и разнообразной растительностью. Однако выход на сушу папоротников, хвощей, плаунов и отрыв их от водной среды не были еще окончательными. Это объясняется особенностью цикла развития этих растений, в котором преобла­дает гаплоидное поколение и сохраняется стадия подвижных жгутиковых гамет, для которых необходима водная среда. Именно необходимость воды как переносчика сперматозоидов и ограни­чивала распространение этих растений на суше. Надо было искать другие пути.

Эволюция открыла этот новый путь — размножение семенами. Семя снабжено оболочкой, предохраняющей его от внешних воз­действий. В момент отделения от родительского растения семя уже содержит оплодотворенную яйцеклетку и представляет собой ми­ниатюрный организм. Размножение семенами освобождает поло­вой процесс от необходимости водной среды. Поэтому голосемен­ные растения, обладавшие этим более совершенным способом размножения, подхватили эволюционную эстафету, а споровые растения остались боковой ветвью эволюции и отошли на задний план.

Первые голосеменные растения появились еще в карбоне и были представлены семенными папоротниками (птеридосперма-ми). В перми голосеменные растения успешно выдержали кон­куренцию со споровыми, вытеснили их и были широко пред­ставлены хвойными, цикадовыми, гинкговыми (рис. 43). Этому способствовали развитие засушливого климата и похолодание, вызванные дальнейшим поднятием суши, возникновением гор Урала, Алтая, Тянь-Шаня.

Выход животных на сушу. Выход позвоночных на сушу про­изошел еще в позднедевонскую эпоху, примерно через 50 млн. лет после первых завоевателей суши — псилофитов. В это время воз­дух был уже освоен насекомыми, а по земле стали распространять­ся потомки кистеперых рыб. Новый способ передвижения позволил им на некоторое время удалиться от воды. Это привело к появле­нию существ с новым образом жизни — земноводных. Наиболее

170

w'    mi

Рис. 43. Палеозойские растения

древние их представители — ихтиостеги — обнаружены в Грен­ландии в девонских осадочных породах. Короткие пятипалые лапы ихтиостег, благодаря которым они могли переползать по суше, по­ходили скорее на ласты. Наличие хвостового плавника, тела, по­крытого чешуей, свидетельствует о водном образе жизни этих жи­вотных.

Расцвет древних амфибий приурочен к карбону. Именно в этот период широкое развитие получили стегоцефалы (панцир-ноголовые). Форма их тела напоминала тритонов и саламандр. Размножение стегоцефалов, как и современных земноводных, происходило с помощью икры, которую они метали в воду. В воде развивались личинки, имевшие жаберное дыхание. Из-за этой особенности размножения земноводные навсегда остались связан­ными со своей колыбелью — водой. Они, как и первые наземные растения, обитали лишь в прибрежной части суши и не* могли завоевать внутриконтинентальные массивы, расположенные вда­ли от водоемов.

В связи с выходом на сушу в строении земноводных отрази­лись и получили дальнейшее развитие прогрессивные черты су­хопутных позвоночных животных, характерные еще для кисте­перых рыб: кости плавников постепенно преобразовались в пятипалые конечности, произошло удлинение конечностей, раз­вилось шарнирное сочленение в плечевом и бедренном суставах (все это обеспечило удобное передвижение по суше способом ходьбы), усовершенствовалось легочное дыхание. Благодаря этим особенностям строения земноводные сделали первый решительный шаг на сушу, но полными хозяевами суши стали их потомки — пресмыкающиеся (рис. 44).

Пресмыкающиеся — властелины суши. Примерно 50 млн. лет отделяют появление первых земноводных от возникновения первых пресмыкающихся. Среда всегда оказывала могучее влияние на

17)

Рис. 44. Родословная пресмыкающихся

172

эволюцию. Развитие засушливого климата в пермском периоде привело к постепенному вымиранию стегоцефалов и развитию пресмыкающихся, в жизненном цикле которых нет стадий, свя­занных с водой. В связи с сухопутным образом жизни у пресмы­кающихся возникло несколько крупных аронорфозов, обеспечив­ших преимущество этих животных перед земноводными:

— Размножение на основе откладывания яиц, имеющих специ­фическую прослойку из жидкости, защищающей зародыш от вы­сыхания. Эта жидкая прослойка, заключенная внутри яйца, как бы заменила пресмыкающимся и другим высшим позвоночным вод­ную среду, в которой развиваются икринки рыб и земноводных. Яйцеклетка оплодотворяется внутри яйца женского организма, что обеспечивает большую надежность размножения.

— Роговой покров тела, предохраняющий его от высыхания.

— Более развитые мускулатура, дыхание, кровообращение, появление зачаточных мозговых полушарий.

— Обособление шейного отдела позвоночника, позволяющего свободно двигать головой и, следовательно, быстро реагировать на внешние события.

— Более совершенные конечности, поднимающие тело над землей и обеспечивающие быстрое передвижение.

Благодаря этим ароморфозам пресмыкающиеся могли уда­ляться от водных бассейнов и широко распространяться по перм­ской суше, оставаясь ее могучими властелинами почти 200 млн. лет.

ПРОВЕРЬТЕ СЕБЯ

1. Чем объяснить процветание папоротникообразных в камен­ноугольном периоде и их постепенное вымирание к концу палеозойской эры?                                -

2. Какие ароморфозы позволили голосеменным растениям вы" держать конкуренцию со споровыми?

3. Какие ароморфозы привели к возникновению древних зем­новодных?

4. Почему пресмыкающиеся в конце палеозоя стали властели­нами суши?