Курсовая работа: Эволюция животного мира. Эволюция животных реферат

Реферат - Эволюция животного мира

Содержание

Введение

1. Естественная эволюция

2. Теория Чарльза Дарвина

3. Видовое разнообразие царства животных

Заключение

Список литературы

Введение

Земля населена разнообразнейшими животными. Веками люди полагали, что формы животной жизни всегда остаются неизменными. Однако изучение окаменелостей привело исследователей к выводу об эволюции животных, в результате которой одни виды исчезают, а другие появляются.

Создав в 1942 г. инсектицид ДДТ, швейцарские химики сочли, что окончательно решили проблему насекомых-вредителей. Новый препарат был дешевым, простым в применении и невероятно эффективным. 80% комаров погибали сразу от непосредственного контакта с препаратом. А вследствие медленного распада этого химиката его смертельное воздействие сохранялось на протяжении нескольких недель. Казалось, что нашествия насекомых и распространяемые ими болезни остались в прошлом. На тот факт, что несколько насекомых выжили после контакта с ДДД не обратили особого внимания. Ведь процент выживших был мизерным для любой популяции насекомых. Погибли наиболее уязвимые, а выжили особи, которые обладали достаточной сопротивляемостью к действию ядохимиката — благодаря то ли очень толстой коже, то ли способности его нейтрализовывать или выводить из организма. Животные обладают неодинаковой приспособляемостью так же, как разные люди способны в разной степени сопротивляться болезням.

Спаривание между выжившими особями дало новое поколение, унаследовавшее полезные признаки. Дальнейшее применение химиката привело к полному уничтожению уязвимых особей. Скрещивание между выжившими насекомыми дало очередное поколение с еще большей устойчивостью к ДДТ. 'Гак продолжалось из поколения в поколение, пока эффективность ДДТ не свелась к нулю.

Процесс, вызвавший эти изменения, лежит в основе эволюции.

1. Естественная эволюция

Все животные ведут борьбу за выживание: им необходимо искать пищу, заботиться о том, чтобы не быть съеденными или выжить во враждебной среде. Случайная естественная изменчивость отдельных особей позволяет им более успешно решать эти задачи и, следовательно, более активно размножаться в результате их потомство начинает количественно превосходить потомство менее приспособленных особей, а их признаки на протяжении поколений могут распространиться на всю популяцию.

Чаще такая эволюционная борьба приводит к изменениям в части популяции, превращая ее в расу (внутривидовую группу). Со временем перемены могут приобрести настолько радикальный характер, что скрещивание между представителями данной расы и их предками становится невозможным. Образуется новый вид.

Естественная эволюция происходит гораздо медленнее, чем формирование насекомых, устойчивых к воздействию пестицидов. На закрепление незначительных изменений могут понадобиться сотни поколений, проследить за которыми удается чрезвычайно редко. В XIX веке, когда теория эволюции впервые появилась в последовательном изложении, химикаты, подобные ДЦТ, еще не были известны. Поэтому не существовало возможности наблюдать эволюцию в действии. Сторонники новой теории основывались на двух неоспоримых фактах: бесконечном разнообразии видов в современном мире и степени отличия этих видов от давно вымерших, остатки которых сохранились в древних породах в виде окаменелостей.

По утверждению ирландского архиепископа Джеймса Ашера, жившего в середине XVII века, мир был сотворен 23 октября 4004 года до Рождества Христова в 9 часов утра. Ашер пришел к этом выводу на основании изучения Книги Бытия, которая в то время была непререкаемым источником, излагающим «истинную» историю сотворения мира и всего в нем сущего.

Вычисления архиепископа Ашера считались общепризнанными до конца XVIII века. Именно тогда геологи начали сомневаться в том, что формирование гор, долин и горных систем заняло менее 6000 лет. Наблюдения за такими процессами, как перемещение пород, смещение пластов, эрозия, наталкивали на мысль, что все геологические изменения происходят чрезвычайно медленно и длятся миллионы лет. Не зная методов точного определения возраста пород, ученые, тем не менее, пришли к выводу, что самые древние из них сформировались несколько сотен миллионов лет назад. (Современный радиоактивный метод датирования позволил определить, что возраст наиболее древних пород составляет примерно 3800 млн. лет.)

Результаты нового датирования означали, что останки животных, найденные в осадочных породах, тоже должны иметь возраст несколько сотен миллионов лет. Точную цифру установить было трудно, но относительный возраст определили по способу залегания пластов. С течением времени более поздние пласты отлагаются сверху на более ранних. Это касается и любых окаменелостей животных, найденных в этих пластах. Таким образом, в формации, состоящей из многих хорошо различимых пластов, теоретически должна быть представлена полная «летопись в камне», характеризующая эволюцию животных данного региона за большой промежуток времени.

Создание геохронологической шкалы дало возможность определять их возраст.

Окаменелости — убедительное подтверждение теории эволюции Дарвина.

Практически она никогда не бывает полной. Останки мягкотелых животных, таких как медузы и черви, почти полностью разложились раньше, чем затвердели окружающие отложения. Останки других животных были съедены питающимися падалью хищниками. Однако сохранившиеся окаменелости позволили установить два факта: многие из населявших некогда Землю видов давно исчезли; некоторые из них имеют общие признаки с похожими видами современных животных.

Вывод неизбежен: вымершие животные отражают определенные этапы эволюционного процесса. Возможно, некоторые из них являются прямыми предками современных видов, а другие (большинство) произошли от предков, которые развивались по несколько иному пути и впоследствии вымерли. Изучение горных пород дает возможность проследить в общих чертах всю историю развития многих разновидностей животных: время их появления, наибольшего распространения и разнообразия, а также (во многих случаях) вымирания. Бесконечное разнообразие

В сентябре 1831 года 22-летнему Чарльзу Дарвину предложили принять участие в плавании английского военного корабля «Бигл» в качестве натуралиста. Целью этого кругосветного путешествия была гидрографическая съемка морского дна вдоль побережья Южной Америки. Отправляясь в путь, Дарвин, преисполненный исследовательским пылом, взял с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Чарлза Лайеля — известнейшего в то время популяризатора новых геологических теорий. Дарвин был уже знаком с концепцией эволюции, когда в горных породах Патагонии нашел множество окаменелостей, дававших основу для разработки новых теорий. Но именно наблюдения над разнообразием живых существ, населявших острова Галапагос, внесли ясность в его представление об эволюции.

Наиболее загадочными объектами изучения оказались галапагоские вьюрки -14 четко выраженных видов, имеющих отличительные признаки. Одни питались семенами, что типично для вьюрков; другие — почками растений и фруктами; третьи — насекомыми. Каждый остров представлял собой отдельную среду обитания и был населен определенным видом. Однако, по мнению Дарвина, все виды вьюрков были очень похожими, будто у них был общий предок. Откуда же тогда такое разнообразие?

2. Теория Чарльза Дарвина

В начале века французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк опубликовал теорию, целью которой было объяснить происхождение видов. Ламарк предположил, что отдельные животные в течение своей жизни приспосабливаются к окружающей среде так же, как тяжелоатлет накачивает большие мускулы, и что потомки наследуют благоприобретенные качества предков. В течение длительного времени в результате кумулятивного действия эти унаследованные качества способствуют образованию новых видов. Современной генетикой доказано, что приобретенные качества не передаются по наследству. Но Дарвин отверг теорию Ламарка, опираясь на здравый смысл и простое наблюдение: сын тяжелоатлета наследует не отцовскую мускулатуру, а потенциальную возможность приобрести ее.

Дарвин выдвинул другую теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью: не унаследовав приобретенных физических данных отца, сын тяжелоатлета часто наследует основные черты его телосложения. Подобно своим современникам, Дарвин не знал, что такое генетика. Но его интуиции оказалось достаточно, чтобы прийти к правильным выводам.

Итак, в соответствии с его теорией, галапагоские вьюрки эволюционировали преимущественно благодаря выживанию и размножению особей с полезной изменчивостью. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Но откуда такое множество видов?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, вьюрки разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Таким образом, популяция вьюрков, кормящихся на территории, поросшей кактусами, развивалась иначе, чем обжившая лесные чащи. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды вьюрков.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи как отклик на статью другого естествоиспытателя — Алфреда Рассела Уоллеса, — выдвинувшего во многом схожую теорию.

Статья Уоллеса, написанная им за три дня в состоянии лихорадочного вдохновения (после приступа малярии), содержала недостаточное количество убедительного исследовательского материала. С «Происхождением видов» Дарвина дело обстояло совсем иначе. Его научный труд отличался чрезвычайной основательностью. Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок — всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным («Божьим творением», лишь одной ступенью ниже ангела. Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Процесс был продемонстрирован на протяжении последних десятилетий тем, что целые тучи комнатных мух, комаров, мух цеце и других насекомых приобрели иммунитет к ядохимикатам, которые мы на них обрушили. Химик, в 1942 году создавший ДДТ, не мог этого предусмотреть. Но, возможно, он изобрел неоспоримое доказательство в пользу теории, которая уже свыше 130 лет является главным предметом научных споров в области зоологии. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

3. Видовое разнообразие царства животных

Сколько видов животных населяет Землю? Один миллион, десять миллионов, пятьдесят? Мы этого не знаем. Научно описано, названо и внесено в каталоги свыше миллиона живых существ, Сюда входят почти все крупные, приметные для глаза и доступные представители фауны — птицы, млекопитающие и рептилии.

Судя по количеству ежегодно открываемых «новых» насекомых, нам известна лишь малая часть от их общего числа. В некоторых коллекциях, собранных под пологом тропических джунглей, около 90% видов насекомых были ранее не известны науке. Поэтому, по оценкам ряда ученых, одних только насекомых может насчитываться до 50 миллионов видов плюс к тому несметная рать моллюсков, червей, ракообразных и тому подобной мелкой живности.

По сравнению с этим богатством, 40 тысяч видов позвоночных — рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих, в том числе нас с вами, — составляют более чем скромную часть животного мира. Это хорошо видно и в систематизации животных по группам со сходными характеристиками, каждая из которых называется типом. Всего насчитывают 32 типа животных, и позвоночные составляют лишь малую часть одного из них. Все прочие типы охватывают поразительное разнообразие живых существ — от похожих на растения губок до интеллектуалов-осьминогов. Многих из них мы знаем в лучшем случае по названиям.

Животное — это существо, которое потребляет пищу «в готовом виде», поедая другие организмы. Зеленое растение, наоборот, само производит пищу в процессе фотосинтеза, преобразуя с помощью солнечной энергии минеральные соли, углекислый газ и воду в такие органические вещества, как сахар и белок Животное — к примеру, кролик — на это не способно и потому кормится растениями. Лиса, подкрепившись кроликом, тоже получает пишу в готовом виде, и, в конечном счете, ее жизнь зависит от тех же растений, преобразующих химические соединения в питательную органику.

Некоторые «животные» вопреки всем правилам сами вырабатывают питательные вещества с помощью фотосинтеза. Все они — простейшие микроорганизмы, вроде Euglenagracilis, состоящие всего из одной клетки. Как и положено животному, эвглена может питаться другими организмами, но может и сама вырабатывать для себя пищу не хуже растения. Так что же перед нами — растение или животное? Лишь недавно был найден обходной путь решения этой проблемы, и учреждено совершенно новое царство организмов-протистов. Это простейшие одноклеточные существа, которых ранее относили к животным. Тем самым подразумевается, что все собственно животные являются многоклеточными организмами.

Как из одноклеточных организмов возникли первые многоклеточные, по сей день остается предметом научных споров, но большинство

ученых склоняются к идее колониальных сообществ, или скоплений идентичных одноклеточных организмов, в которых устанавливались взаимовыгодные связи. Отдельные примеры такого сожительства встречаются и сегодня — скажем, вольвокс, сферическая колония простейших одноклеточных водорослей. Нечто подобное можно наблюдать и у примитивных животных, например, губок

Губка на бортике вашей ванны — это эластичный «скелет» животного, состоящего из множества клеток. Не все они одинаковы, как у вольвокса, и каждая выполняет свою работу. Так, основу скелета составляют амебоциты, тогда как другие клетки, называемые хоаноцитами, деловито поглощают частицы пищи. При этом каждая клетка способна, хотя и недолго, жить отдельно от других.

Прикрепившись к подводному камню, губка ведет почти растительный образ жизни, весьма типичный для океанов, где зародились все простейшие организмы. И одной из самых живописных его форм является коралловый риф. Как и у губок, скопление кораллов представляет собой колонию, состоящую из множества отдельных существ, однако каждое из них — уже полноценное многоклеточное животное, коралловый полип. Его клеткам, образующим живые ткани, присуща узкая специализация и взаимозависимость.

Коралловый полип похож на миниатюрную актинию — к слову, его близкую родственницу — и питается таким же способом, захватывая частицы пищи венчиком из жалящих щупалец и отправляя их в трубчатое тельце для переваривания. В отличие от губок, состоящих из одного слоя клеток, тело полипа образовано двумя слоями — внутренним и внешним, которые отделены друг от друга студенистым веществом. Ярким примером такого строения является медуза.

Сеть нервных клеток, с помощью электрических сигналов передающих сенсорную информацию по всему телу полипа, стимулирует сокращение пучков продолговатых клеток, из которых состоят мышечные волокна. Благодаря этому полип при малейшей опасности втягивает щупальца, а медуза самостоятельно передвигается, что является одним из главных качеств животного мира.

Коралловые полипы, актинии и медузы принадлежат к типу стрекающих животных. Самая примечательная черта этих существ -радиальное строение мягкого тела, не имеющего выраженных органов чувств. Например, нервные клетки медузы беспорядочно разбросаны по всему телу и не имеют центрального координирующего узла. Иными словами, у нее отсутствуют голова и мозг.

Судя по ископаемым окаменелостям, эти животные стали одними из первых жителей Земли. Развитие четко выраженной «передней части» с органами чувств, сигналы от которых поступают в центральную нервную систему, стало крупным шагом в эволюции так называемых высших животных. Это легко увидеть на примере скромного плоского червя.

Строение плоского червя более сложное, чем у стрекающих существ, ибо его тело — как у большинства животных — состоит из трех слоев клеток, а не двух, с прослойкой из инертного студенистого вещества. Эта особенность открывает широкие возможности для развития, т. к. у многих животных из среднего слоя клеток (мезодермы) формируются мышцы, позволяющие передвигаться гораздо быстрее той же медузы.

Но прежде всего плоские черви отличаются от медузы двусторонней симметрией тела и наличием четко обозначенной головы. Внешний вид отражает и внутреннее строение этих существ. Расположенные по периметру тела нервные клетки, вроде бы, беспорядочно соединены в толстые нервные волокна, которые, в свою очередь, слипаются в единый узел в центре головы — головной мозг. У червя есть и простые глаза, посылающие информацию прямо в головной мозг для обработки. По главным нервным волокнам мозг рассылает сигналы и мышцы, а те перемещают черня, куда ему требуется.

Наш старый знакомец земляной червяк принадлежит к типу сегментных, или кольчатых, червей. Причина этого названия очевидна — тело червя состоит из цепочки колец, пли сегментов. Подобно своему плоскому собрату, кольчатый червь имеет головной мозг и центральную нервную систему, но сегментация позволяет определенным частям тела выполнять различные функции.

Кольчатых червей отличает от плоских еще одна черта — мезодерма, разделенная на два слоя, между которыми находится заполненная жидкостью внутренняя полость, или целом. Она надежно изолирует внутренние органы червя от мышц, позволяя им действовать в автономном режиме. Без целома было бы невозможно развитие эффективных систем пищеварения, кровообращения и дыхания, имеющихся у всех сложных животных, включая моллюсков, членистоногих (например, насекомых) и позвоночных.

Тип моллюсков охватывает чрезвычайно разнообразную группу животных — от, казалось бы, безмозглой, безголовой и почти неподвижной устрицы до умного и очень проворного осьминога. За исключением двухстворчатых моллюсков, вроде той же устрицы, прекрасно приспособленной к «сидячемоу» образу жизни, типичные моллюски — например, улитки — демонстрируют все черты, о которых говорилось выше. В мускулистом теле улитки имеется внутренняя полость, скромный набор органов чувств позволяет воспринимать окружающий мир, я головной мозг обрабатывает посылаемые ими сигналы. А у осьминога, кальмара и каракатицы мозг и органы чувств достигли в споем развитии таких высот, что их обладатели могут соперничать даже с позвоночными животными.

Хотя многие моллюски защищены известковыми ракушками, все они в основном мягкотелые существа, форма которых поддерживается кожным покровом и мускулатурой, осмотическим давлением внутренних жидкостей и внешним давлением морской воды. По совершенно иному пути пошло развитие другой обширной группы животных, которая включает ракообразных, насекомых, пауков и их бесчисленных родичей. Их утолщенная кожа выполняет функции наружного скелета. Сложенный из сочлененных элементов экзоскелет и подвижные суставчатые конечности обеспечивают этим животным свободу передвижения, из-за чего их и назвали артроподами, или членистоногими.

Простейшее членистоногое — многоножка — похоже на морского кольчатого червя. Ре тело точно так же разделено па сегменты, каждый из которых снабжен парой конечностей. У более сложных членистоногих (например, мух и жуков) сегментация получила дальнейшее развитие — каждый сегмент выполняет различные функции.

Экзоскелет обладает двумя главными преимуществами. Как и все трубчатые структуры, он чрезвычайно прочен для своего малого веса и относительно водонепроницаем. Благодаря этому многие крабы выходят из воды, когда им вздумается, не рискуя быть раздавленными собственным весом или погибнуть от обезвоживания. Этими преимуществами в полной мере воспользовались насекомые и пауки, в большинстве своем обитающие на суше. Многие из них живут даже в иссушенных солнцем пустынях. А 300 млн. лет назад насекомые первыми из животных начали летать.

Однако при всем своем удобстве, экзоскелет препятствует росту. Затвердевший под воздействием внешней среды панцирь не способен растягиваться, и время от времени его хозяин вынужден сбрасывать тесные до-снехи, а взамен отращивать новые, более просторные. Старый скелет раскалывается вдоль спинки, и животное выбирается из него в новеньком, еще мягком и эластичном наряде. Пока новый панцирь не затвердел, животное раздувается, заглатывая воду или воздух, чтобы обеспечить себе достаточный зазор для роста. Многие членистоногие погибают в ходе этого далеко не безболезненного процесса.

Некоторые животные за свою жизнь претерпевают поразительные изменения. Взять, например, асцидиго. Взрослая особь представляет собой безголовую студенистую трубочку, приклеенную к подводному камню. Зато ее личинка — это весьма проворное, похожее на головастика существо с четко выраженными толовой и хвостом. Больше того, хвост личинки укреплен хрящевым выростом, и именно эта спинная струна, или хорда, обеспечивает асцидии место среди хордовых животных. Это тем более интересно, что мы с вами, как и все позвоночные существа, тоже принадлежим к типу хордовых.

Первые позвоночные животные появились в океане свыше 450 млн. лет назад. По своему строению они напоминали современную миксину — слепое, похожее на вьюна существо с гибкой хордой, тянущейся вдоль покрытого слизью тела. Эта хорда выполняет функции рудиментарного позвоночника и у других, более высокоразвитых рыб, она заключена в длинный ряд костных или хрящевых трубок -позвонков, — образующих спинной хребет.

Уступая по прочности и защитным функциям экзоскелету членистоногих, внутренний позвоночник рыбы служит надежным каркасом и опорой для мышц. Прикрепленные к нему мышцы достигают значительной величины и силы, нисколько не теряя подвижности. А поскольку костная ткань растет с той же скоростью, что и мышечная, отпадает необходимость в болезненном процессе линьки.

Плавники большинства костных рыб состоят из остроконечных лучей, движениями которых управляют мышцы, расположенные с внутренней стороны стенки тела. Однако у некоторых видов древних кистеперых рыб — например, «дошедшей» до наших дней латимерии — плавниковые лучи растут из снабженных мышцами, похожих на кисти конечностей. Их древние родичи, по-видимому, первыми из позвоночных вышли из океана на сушу. Отдаленные потомки этих позвоночных животных были первыми земноводными. Их плавники постепенно трансформировались в ноги, а жабры превратились в легкие. Однако кожа так и не стала водонепроницаемой, как экзоскелет членистоногих, поэтому для жизни им требуется влажная среда.

Та же проблема осложняет жизнь и современных земноводных, например, лягушек и саламандр. Зато с ней сумели справиться, казалось бы, похожие на них пресмыкающиеся, обзаведясь прочным, нередко чешуйчатым кожным покровом. Так же водонепроницаемы и яйца рептилий, благодаря чему они могут выводить потомство на суше. Теплокровные животные

Рептилии — холоднокровные существа, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Мышцы и внутренние органы всякого животного нуждаются в тепле, поэтому рептилии активны, только когда снаружи достаточно тепло. Неудивительно, что большинство из них водятся в тропиках.

Этот барьер удалось преодолеть, когда у двух древних групп рептилий развился процесс обмена веществ, преобразующий энергию пищи во внутреннее тепло. Эти животные стали родоначальниками птиц и млекопитающих. Они активны днем и ночью, зимой и летом, обжив даже суровое Заполярье. Некоторые из них проявляют настоящие чудеса подвижности и выносливости. Однако всему есть своя цена. К примеру, ради того, чтобы поддержать огонь в своей внутренней топке, землеройка должна ежедневно поедать огромное количество корма, и потому вечно занята поисками съестного.

Жизнь землеройки убедительно демонстрирует, что она ничуть не совершеннее сходной по размерам рептилии, и отличается от нее лишь более сложным строением.

Заключение

Царство животных — это яркое воплощение непрерывного эволюционного процесса, в ходе которого появилось богатейшее разнообразие живых существ.

Список литературы

1. Каррингтон Р. Млекопитающие. – М.: Мир, 1972. – 192 с.

2. Северцев С.А. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. – М.: Издательство Академии наук СССР. – М.: 1941. — 316 с.

3. Шарова И.Х., Макаров К.В. — Сравнительная зоология и эволюция животных: 7 класс: Учебное пособие для учителей, студентов педагогических ВУЗов, старшеклассников. – М.: 2003. – 248 с.

www.ronl.ru

Реферат - по биологии Этапы эволюции животных

Средняя школа № 21

Реферат по биологии

Этапы эволюции животных

Работу выполнил*

*****************

Учитель: аааааааааааааааааа

Г. Якутск, 2007

Содержание

Развитие жизни в архейской эре.............................................3

Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах.................5

Развитие жизни в мезозойской эре..................................................10

Развитие жизни в кайнозойской эре................................................12

Основные этапы и направления эволюции животного мира.

(вывод) ...............................................................................................14

Приложение.......................................................................................16

Список литературы...........................................................................18

Развитие жизни в архейской эре

История эволюции животных изучена наиболее полно в связи с тем, что многие из них имеют скелет и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках.

В архейской эре возникли первые живые организмы. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали орга­нические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фо­тосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирую­щими организмами были прокариотические синезеленые во­доросли — цианеи. Цианеи и появившиеся затем эукарио­тические[1] зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океа­на свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде. По-видимому, в это же время — на границе архейской и протерозойской эр ­произошло еще два крупных эволюционных события: поя­вились половой процесс и многоклеточностъ. Каждая новая мутация сразу же проявляется в феноти­пе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непре­рывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды вследствие создания бесчисленных комбинаций в хро­мосомах. Диплоидность[2] , возникшая одновременно с оформ­ленным ядром, позволяет сохранять мутации в гетерозигот­ном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразова­ний. Кроме того, в гетерозиготном состоянии многие мута­ции часто повышают жизнеспособность особей и, следова­тельно, увеличивают их шансы в борьбе за существование. Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловило неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой — возможность «разделения труда» между клетками колонии, Т.е. образование многоклеточных организмов. Раз­деление функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей — эктодермы[3] и энтодермы[4] , дифференцированных по структуре в зависимости от выполняемой функции. Даль­нейшая дифференцировка тканей создала разнообразие, не­обходимое для расширения структурных и функциональных возможностей организма в целом, в результате чего соз­давались все более сложные органы. Совершенствование вза­имодействия между клетками — сначала контактного, а затем опосредованного с помощью нервной и эндокринной систем – обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого со сложным и тонким взаимодействием его частей и соответствующим реагированием на окружающую среду.

Пути эволюционных преобразований первых многокле­точных были различны. Некоторые перешли к сидячему об­разу жизни и превратились в организмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться по субстрату с помощью рес­ничек. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным (см. рис.1)[5].

Развитие жизни в протерозойской и палеозойской эрах

В протерозойской На­чальные звенья эволюции животных не сохранились. В про­терозойских отложениях находят представителей вполне сформировавшихся типов животных: губок, кишечнополо­стных, членистоногих.

Животный мир в палео­зойской эре развивался чрезвычайно бурно и был представлен большим коли­чеством разнообразных форм. Пышного расцвета достигает жизнь в морях. В кембрийском периоде уже существуют все основные типы животных, кроме хордовых. Губки, кораллы, иглоко­жие, моллюски, громадные хищные ракоскорпионы — вот неполный перечень обитателей кембрийских морей.

В ордовике продолжается совершенствование и специа­лизация основных типов. В геологических отложениях это­го периода впервые обнаруживаются остатки животных, имевших внутренний осевой скелет, — бесчелюстных по­звоночных, отдаленными потомками которых являются со­временные миноги и миксины. Их жаберные дуги в ходе дальнейшей эволюции превратились в челюсти, усаженные зубами. Жаберная мускулатура преобразовалась в челюст­ную и подъязычную. Так, на основе существующих струк­тур — скелетных жаберных дуг, служивших опорой орга­нов дыхания, возник ротовой аппарат хватательного типа. Крупный ароморфоз — появление хватательного ротового аппарата — вызвал перестройку всей организации позвоночных. Возможность выбирать пищу способствовала улуч­шению ориентации в пространстве путем совершенствования органов чувств. Первые челюстноротые не имели плавников и передвигались в воде путем змееподобных движений. Од­нако этот способ передвижения при необходимости поймать движущуюся добычу оказался неэффективен. Поэтому для улучшения передвижения в воде имели значение кожные складки. В филогенезе определенные участки этой складки развиваются дальше и дают начало плавникам, парным и не­парным. С увеличением размеров складок потребовался ске­лет для их укрепления. Скелет возник в виде ряда хрящевых (затем костных) лучей. Очень важно, что хрящевые лучи оказываются связанными между собой хрящевой пластин­кой, тянущейся под кожей вдоль основания плавников. Эта пластинка дала начало поясу конечностей (рис.2). Таким образом, складки превратились в парные грудные и брюш­ные плавники, средняя часть складки редуцировалась. По­явление парных плавников – конечностей – следующий крупный ароморфоз в эволюции позвоночных.

Итак, челю­стноротые позвоночные приобрели хватательный ротовой аппарат и конечности. В своей эволюции они разделились на хрящевых и костных рыб.

В силурийском периоде на сушу вместе с первыми наземными растениями вышли первые дышащие воздухом животные – членистоногие (паукообразные). В водоемах продолжалось бурное развитие низших позвоночных. Предполагается, что позвоночные возникли в мелких пресноводных водоемах и лишь затем переселились в моря.

В девоне позвоночные представлены тремя группами: двоякодышащими, лучеперыми и кистеперыми рыбами. В конце девона появились насекомые (кормовая база для буду­щих наземных позвоночных). Кистеперые рыбы были ти­пично водными животными, но могли дышать атмосферным воздухом с помощью примитивных легких, представ­лявших собой выпячивания стенки кишки. Чтобы понять дальнейшую эволюцию рыб, необходимо представить кли­матические условия в девонском периоде. Большая часть су­ши была безжизненной пустыней. По берегам пресноводных водоемов в густых зарослях растений обитали кольчатые черви, членистоногие. Климат сухой, с резкими колебания­ми температуры в течение суток и по сезонам. Уровень воды в реках и водоемах часто менялся. Многие водоемы полно­стью высыхали, зимой промерзали. Водная растительность гибла при пересыхании водоемов, накапливались и затем гнили растительные остатки. Все это создавало очень небла­гоприятную среду для рыб. В этих условиях их могло спасти только дыхание атмосферным воздухом. Таким образом, возникновение легких можно рассматривать как идиоадап­тацию к недостатку кислорода в воде. При пересыхании во­доемов у животных были два пути спасения: зарывание в ил или миграция в поисках воды. По первому пути пошли дво­якодышащие рыбы, строение которых почти не изменилось со времени девона и которые обитают сейчас в мелких пере­сыхающих водоемах Африки (рис.3, А). Эти рыбы пере­живают засушливое время года, зарываясь в ил и дыша атмосферным воздухом. Лучеперые рыбы имели плавники, поддерживающиеся отдельными костными лучами. Они широко распространились и сейчас представляют самый большой по числу видов класс позвоночных.

Приспособиться к жизни на суше смогли только кисте­перые рыбы. Их плавники имели вид лопастей, состоящих из отдельных остей с прикрепленными к ним мышцами. С помощью плавников кистеперые рыбы – крупные живот­ные от 1,5 до нескольких метров в длину – могли ползать по дну. Эти рыбы имели две основные предпосылки для пе­рехода в наземную среду обитания: мускулистые конечно­сти и легкое. В конце девона кистеперые рыбы дали начало первым земноводным – стегоцефалам (рис.3, Б).

Для приспособления к жизни на суше потребовалась ко­ренная перестройка всей организации животных. Конеч­ность из цельной упругой пластинки преобразуется в систе­му рычагов, разделенных суставами. Наибольшая нагрузка падает на пояс задних конечностей, который становится значительно более мощным. Конечности, особенно задние, удлиняются. Между позвонками развиваются суставы. По­являются слезные железы, подвижные веки, мышцы, втя­гивающие глаза внутрь орбиты; все это защищает роговицу глаза от высыхания. Боковые сегменты мышц разделяются на большое число отдельных мышц, прикрепляющихся к разным частям скелета. Движение по суше связано с необходимостью увеличения подвижности головы, вследствие чего у наземных позвоночных череп обособляется от костей плечевого пояса. Большая подвижность конечностей сопровождается отделением мышц плечевого пояса от боковых мышц тела и сильным развитием брюшных мышц.

На протяжении каменноугольного периода стегоцефалы жили, питались и размножались в воде. Они выползали на сушу, но не совершали сколько-нибудь значительных ми­граций. Стегоцефалы разделились (дивергировали) на боль­шое число форм – от крупных рыбоядных хищников до мелких, питавшихся беспозвоночными. На суше у стегоце­фалов не было врагов, и имелся обильный корм – черви, членистоногие, достигавшие крупных размеров (рис.3, В). Многие группы земноводных переходили к жизни на су­ше и возвращались в воду только для размножения.

В пермском периоде происходило поднятие суши, а так­же иссушение и похолодание климата. Амфибии вымирают как из-за ухудшения климатических условий, так и вслед­ствие истребления подвижными хищными рептилиями. Еще в карбоне среди стегоцефалов выделилась группа, имевшая хорошо развитые конечности и подвижную систе­му двух первых позвонков (рис.3, Г – Е). Представители группы размножались в воде, но уходили по суше дальше амфибий, питались наземными животными, а затем и рас­тениями. Эта группа получила название котилозавров[6] . В дальнейшем от них произошли рептилии и млекопитаю­щие.

Рептилии приобрели свойства, позволившие им оконча­тельно порвать связь с водной средой. Внутреннее оплодо­творение и накопление желтка в яйцеклетке сделали воз­можным размножение на суше. Ороговение кожи и более сложное строение почки способствовали резкому уменьшению потерь воды организмом и широкому расселению. Грудная клетка обеспечила более эффективный тип дыха­ния – всасывающий. Отсутствие конкуренции вызвало широкое распространение рептилий по суше и возвращение ча­сти их в водную среду.

Развитие жизни в мезозойской эре

В начале следующей, мезозойской эры на Земле проис­ходят горообразовательные процессы. Появляются Урал, Тянь-Шань, Алтай. На большей части земного шара устана­вливается теплый климат, близкий к современному тропическому. К концу мезозойской эры зона сухих климатических условий расширяется, сокращаются площади морей и океанов. В триасе, в животном мире достигают расцвета насекомые и рептилии. Рептилии занимают господствующее положение и представлены большим числом форм (рис.14.4)

В юрском периоде появляются летающие ящеры и завое­вывают воздушную среду. В меловом периоде специализа­ция рептилий продолжается, они достигают громадных раз­меров. Масса некоторых из них (динозавры) достигала 50 т. В конце мелового периода вновь происходят горообразовательные процессы. Возникают Альпы, Анды, Гималаи. Наступает похолодание, сокраща­ется ареал околоводной растительности. Вымирают расти­тельноядные, за ними хищные динозавры. Крупные репти­лии сохраняются лишь в тропическом поясе (крокодилы). Вследствие вымирания хищных рептилий наиболее при­способленными оказываются теплокровные животные ­птицы и млекопитающие. В морях вымирают многие фор­мы беспозвоночных и морские ящеры.

Птицы произошли от вполне сформированных репти­лий — архозавров. Возникновение птиц сопровождалось по­явлением крупных ароморфозов в их строении: они утрати­ли одну из двух дуг аорты и приобрели полную перегородку между правым и левым желудочками сердца. Полное разделение артериального и венозного кровотока обусловило теп­локровность птиц. В остальных чертах своей организации они сходны с пресмыкающимися, и их иногда называют «пернатыми рептилиями». Все особенности строения птиц – перьевой покров, преобразо­вание передних конечностей в крылья, роговой клюв, воз­душные мешки и двойное дыхание, укорочение задней кишки — являются приспо­соблениями к полету, т.е. идиоадаптациями.

Возникновение млекопи­тающих связано с рядом крупных ароморфозов, развившихся у представителей одного из подклассов пресмыкающихся. К ароморфо­зам, определившим форми­рование млекопитающих как класса, относятся: обра­зование волосяного покрова и четырех камерного сердца, полное разделение арте­риального и венозного кро­вотоков, внутриутробное развитие потомства и вскармливание детеныша молоком. Вынашивание зародышей в теле матери и забота о потомстве резко повысили выживаемость млекопитающих. К ароморфозам следует отнести и развитие коры головного мозга, обусловившее преобладание условных рефлексов над безусловными и возможность приспособления к непостоян­ным условиям среды путем изменения поведения. Млеко­питающие возникли в триасе (рис.14.5), но не могли кон­курировать с хищными динозаврами и на протяжении 100 млн. лет занимали подчиненное положение.

Развитие жизни в кайнозойской эре

В начале кайнозойской эры завершаются горообразова­тельные процессы, начавшиеся в конце мезозоя. Обособля­ются Средиземное, Черное, Каспийское и Аральское моря. Устанавливается теплый равномерный климат. В четвертичном периоде кайнозойской эры (2-3 млн. лет на­зад) наступило оледенение значительной части Земли. Ле­дяной покров доходил в среднем до 57о с.ш., достигая в от­дельных районах 40о с.ш.

Развитие животного мира в кайнозойскую эру характе­ризуется дальнейшей дифференциацией насекомых, интен­сивным видообразованием у птиц и чрезвычайно быстрым прогрессивным развитием млекопитающих.

Млекопитающие представлены тремя подклассами: од­нопроходными (утконос и ехидна), сумчатыми и плацентар­ными. Однопроходные, или яйцекладущие, млекопитаю­щие возникли независимо от других млеко питающих еще в юрском периоде от звероподобных рептилий. Сумчатые и плацентарные млеко питающие произошли от общего пред­ка в меловом периоде и сосуществовали до наступления кай­нозойской эры, когда произошел «взрыв» в эволюции пла­центарных, в результате чего эти млекопитающие вытесни­ли сумчатых с большинства континентов.

Наиболее примитивными были насекомоядные млеко­питающие, от которых произошли первые хищные и прима­ты. Древние хищные дали начало копытным. В палеогене млекопитающие начинают завоевывать море (китообраз­ные, ластоногие и др.). К концу неогена встречаются уже все современные семейства млекопитающих. Одна из групп обезьян — австралопитеки — стала родоначальницей ветви, ведущей к роду Человек.

Оледенения четвертичного периода, достигшие макси­мального распространения около 250 тыс. лет назад, способст­вовали развитию холодоустойчивости фауны. На Северном Кавказе ив Крыму встречались мамонты, шерстистые носоро­ги, северные олени, песцы, полярные куропатки. Образова­ние больших масс льда вызывало понижение уровня Мирово­го океана. Это понижение в разные периоды составляло 85-120 м по сравнению с современным. В результате обнажа­лись материковые отмели Северной Америки и Северной Ев­разии. Появились сухопутные «мосты», соединявшие северо­американский континент с евразийским (на месте нынешнего Берингова пролива), Британские острова с европейским мате­риком и т.д. По таким «мостам» происходила миграция видов, приведшая к формированию современной нам фауны материков. Изменения климата в четвертичном периоде кайнозой­ской эры оказали влияние на эволюцию предков человека.

Основные этапы и направления эволюции животного мира.

(вывод)

Многоклеточные животные происходят от одноклеточных организмов через колониальные формы. Первыми животными были, вероятно, кишеч­нополостные. Древние кишечнополостные дали начало плоским червям – животным с двусторонней симметрией.

От древних ресничных червей произошли первые вторичнополостные животные — кольчатые черви. Древние морские многощетинковые, вероятно, послужили основой для возникновения типов членистоногих, мол­люсков и хордовых.

Самые древние следы животных относятся к докембрию (около 700 млн. лет назад). В кембрийском и ордовикском периодах преобладают губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты, появляются моллюски.

В ордовике возникают бесчелюстные панцирные рыбы, а затем — челюстные рыбы. Для большинства из этих животных характерны наличие двусторонней симметрии, полости тела, наружного (членистоногие) или внутреннего (ходовые) твердого скелета, прогрессирующая способность к активному передвижению, обособление переднего конца тела с ротовым отверстием и органами чувств, постепенное совершенствование центральной нервной системы.

От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Опорные элементы в плавниках позже развились конечности наземных позвоночных. Наиболее важные ароморфозы в этой линии эволюции — развитие из жаберных дуг подвижных челюстей, развитие из кожных складок плавников, а затем формирование поясов парных грудных и брюшных конечностей. Двоякодышащие и кистеперые рыбы посредством плавательных пузырей, имеющих связь с пищеводом и снабженных системой кровеносных сосудов, могли дышать атмосферным кислородом.

От кистеперых рыб берут начало первые наземные животные — стегоцефалы. Стегоцефалы разделились на несколько групп амфибий, которые достигли расцвета в карбоне. Выход на сушу первых позвоночных животных был обеспечен преобразованием плавников в конечности наземного типа, воздушных пузырей — в легкие.

От амфибий ведут свое начало истинно наземные животные — рептилии, завоевавшие сушу к концу пермского периода. Освоение суши пресмыкающимися обеспечило наличие сухих ороговевших покровов, внутреннего оплодотворения, большого количества желтка в яйцеклетке, защитных оболочек яиц, предохраняющих эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий выделилась группа динозавров, давшая начало млекопитающим. Первые млекопитающие появились в триасовом периоде мезозойской эры. Позднее, также от одной из ветвей пресмыкающихся, произошли зубатые птицы (археоптерикс), а затем — современные птицы. Для птиц и млекопитающих характерны такие черты, как теплокровность, четырехкамерное сердце, одна дуга аорты (создает полное разделение большого и малого кругов кровообращения), интенсивный обмен веществ — черты, обеспечившие расцвет этих групп организмов.

В конце мезозоя появляются плацентарные млекопитающие, для которых основными прогрессивными особенностями стали появление плаценты и внутриутробного развития плода, вскармливание детенышей молоком, развитая кора головного мозга. В начале кайнозойской эры от насекомоядных обособился отряд приматов, эволюция одной из ветвей которого привела к возникновению человека.

Параллельно эволюции позвоночных шло развитие беспозвоночных животных. Переход от водной к наземной среде обитания осуществился у паукообразных и насекомых с развитием совершенного твердого наружного скелета, членистых конечностей, органов выделения, нервной системы, органов чувств и поведенческих реакций, появлением трахейного и легочного дыхания. Среди моллюсков выход на сушу наблюдался значительно реже и не приводил к такому разнообразию видов, какое наблюдается у насекомых.

Основные особенности эволюции животного мира:

· прогрессивное развитие многоклеточности и, как следствие, специализация тканей и всех систем органов;

· свободный образ жизни, который определил выработку различных механизмов поведения, а также относительную независимость онтогенеза от колебаний факторов окружающей среды;

· возникновение твердого скелета: наружного у некоторых беспозвоночных (членистоногие) и внутреннего у хордовых;

· прогрессивное развитие нервной системы, что явилось основой для возникновения условно-рефлекторной деятельности, развитие общественного поведения в разных группах высокоорганизованных животных.

Накопление ряда крупных ароморфозов в процессе биологической эволюции привело к качественному скачку – социальной форме движения ма­терии и возникновению человеческого общества. Основные направления эволюции животных показаны на рис.1.

Приложение

Рис. 1. Основные этапы эволюции эукариотических организмов

Рис.2. Скелет парного плавника кистеперой рыбы и стегоцефала:

А — плечевой пояс и плавник кистеперой рыбы; Б — внутренний скелет плавника;

В — скелет передней конечности стегоцефала.

1 – элемент, гомологичный плечевой кости; 2 – элемент, гомологичный лучевой кости;

3 – элемент, гомологичный локтевой кости; 4, 5, 6 — кости запястья, 7 — фаланги пальцев

Рис.3. Животные палеозойской эры:

А — двоякодышащая рыба; Б — стегоцефал; В — гигантское стрекозоподобное насекомое;

Г — Е — древнейшие пресмыкающиеся

Рис.4. Пресмыкающиеся мезозойской эры:

А — рогатый динозавр; Б — ихтиозавр; В — летающий хвостатый ящер; Г — бронтозавр;

Д, Ж — летающие бесхвостые ящеры; Е — стегозавр;

Список литературы

1. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И.

Биология: общие закономерности: Учебник для 10-11 кл. общеобразовательных учебных заведений. – М.: Школа-Пресс, 1996. – 624 с.: ил.

2. Иорданский Н.Н.

Эволюция жизни: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений – М.: Издательский центр «Академия», 2001 – 432 с.

3. Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса 11-летней общеобразовательной школы, для базового и повышенного уровней. Н.Д. Лисов, Л.В. Камлюк, Н.А. Лемеза и др. Под ред. Н.Д. Лисова. – Мн.: Беларусь, 2002.- 279 с

[1] ЭУКАРИОТЫ – организмы (все, кроме бактерий, включая цианобактерии), обладающие оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключен в хромосомах. Клетки эукариоты имеют митохондрии, пластиды и другие органоиды. Характерен половой процесс

[2] Диплоидность — наличие в ядре растительной или животной клетки парного набора хромосом.

[3] ЭКТОДЕРМА – Наружный слой зародыша многоклеточных животных и человека на ранних стадиях его развития.

[4] ЭНТОДЕРМА – Внутренний слой зародыша многоклеточных животных и человека на ранних стадиях его развития.

[5] См. в приложении

[6] КОТИЛОЗАВР [< греч. kotylē чашка, чашечка + …завр ].пал. Представитель класса самых древних (вторая половина палеозоя) и примитивных рептилий .| Название отражает чашечкообразные фасетки позвонков.

www.ronl.ru

Реферат : Эволюция животного мира

Содержание

Введение

1. Естественная эволюция

2. Теория Чарльза Дарвина

3. Видовое разнообразие царства животных

Заключение

Список литературы

Введение

Земля населена разнообразнейшими животными. Веками люди полагали, что формы животной жизни всегда остаются неизменными. Однако изучение окаменелостей привело исследователей к выводу об эволюции животных, в результате которой одни виды исчезают, а другие появляются.

Создав в 1942 г. инсектицид ДДТ, швейцарские химики сочли, что окончательно решили проблему насекомых-вредителей. Новый препарат был дешевым, простым в применении и невероятно эффективным. 80% комаров погибали сразу от непосредственного контакта с препаратом. А вследствие медленного распада этого химиката его смертельное воздействие сохранялось на протяжении нескольких недель. Казалось, что нашествия насекомых и распространяемые ими болезни остались в прошлом. На тот факт, что несколько насекомых выжили после контакта с ДДД не обратили особого внимания. Ведь процент выживших был мизерным для любой популяции насекомых. Погибли наиболее уязвимые, а выжили особи, которые обладали достаточной сопротивляемостью к действию ядохимиката - благодаря то ли очень толстой коже, то ли способности его нейтрализовывать или выводить из организма. Животные обладают неодинаковой приспособляемостью так же, как разные люди способны в разной степени сопротивляться болезням.

Спаривание между выжившими особями дало новое поколение, унаследовавшее полезные признаки. Дальнейшее применение химиката привело к полному уничтожению уязвимых особей. Скрещивание между выжившими насекомыми дало очередное поколение с еще большей устойчивостью к ДДТ. 'Гак продолжалось из поколения в поколение, пока эффективность ДДТ не свелась к нулю.

Процесс, вызвавший эти изменения, лежит в основе эволюции.

1. Естественная эволюция

Все животные ведут борьбу за выживание: им необходимо искать пищу, заботиться о том, чтобы не быть съеденными или выжить во враждебной среде. Случайная естественная изменчивость отдельных особей позволяет им более успешно решать эти задачи и, следовательно, более активно размножаться в результате их потомство начинает количественно превосходить потомство менее приспособленных особей, а их признаки на протяжении поколений могут распространиться на всю популяцию.

Чаще такая эволюционная борьба приводит к изменениям в части популяции, превращая ее в расу (внутривидовую группу). Со временем перемены могут приобрести настолько радикальный характер, что скрещивание между представителями данной расы и их предками становится невозможным. Образуется новый вид.

Естественная эволюция происходит гораздо медленнее, чем формирование насекомых, устойчивых к воздействию пестицидов. На закрепление незначительных изменений могут понадобиться сотни поколений, проследить за которыми удается чрезвычайно редко. В XIX веке, когда теория эволюции впервые появилась в последовательном изложении, химикаты, подобные ДЦТ, еще не были известны. Поэтому не существовало возможности наблюдать эволюцию в действии. Сторонники новой теории основывались на двух неоспоримых фактах: бесконечном разнообразии видов в современном мире и степени отличия этих видов от давно вымерших, остатки которых сохранились в древних породах в виде окаменелостей.

По утверждению ирландского архиепископа Джеймса Ашера, жившего в середине XVII века, мир был сотворен 23 октября 4004 года до Рождества Христова в 9 часов утра. Ашер пришел к этом выводу на основании изучения Книги Бытия, которая в то время была непререкаемым источником, излагающим «истинную» историю сотворения мира и всего в нем сущего.

Вычисления архиепископа Ашера считались общепризнанными до конца XVIII века. Именно тогда геологи начали сомневаться в том, что формирование гор, долин и горных систем заняло менее 6000 лет. Наблюдения за такими процессами, как перемещение пород, смещение пластов, эрозия, наталкивали на мысль, что все геологические изменения происходят чрезвычайно медленно и длятся миллионы лет. Не зная методов точного определения возраста пород, ученые, тем не менее, пришли к выводу, что самые древние из них сформировались несколько сотен миллионов лет назад. (Современный радиоактивный метод датирования позволил определить, что возраст наиболее древних пород составляет примерно 3800 млн. лет.)

Результаты нового датирования означали, что останки животных, найденные в осадочных породах, тоже должны иметь возраст несколько сотен миллионов лет. Точную цифру установить было трудно, но относительный возраст определили по способу залегания пластов. С течением времени более поздние пласты отлагаются сверху на более ранних. Это касается и любых окаменелостей животных, найденных в этих пластах. Таким образом, в формации, состоящей из многих хорошо различимых пластов, теоретически должна быть представлена полная «летопись в камне», характеризующая эволюцию животных данного региона за большой промежуток времени.

Создание геохронологической шкалы дало возможность определять их возраст.

Окаменелости - убедительное подтверждение теории эволюции Дарвина.

Практически она никогда не бывает полной. Останки мягкотелых животных, таких как медузы и черви, почти полностью разложились раньше, чем затвердели окружающие отложения. Останки других животных были съедены питающимися падалью хищниками. Однако сохранившиеся окаменелости позволили установить два факта: многие из населявших некогда Землю видов давно исчезли; некоторые из них имеют общие признаки с похожими видами современных животных.

Вывод неизбежен: вымершие животные отражают определенные этапы эволюционного процесса. Возможно, некоторые из них являются прямыми предками современных видов, а другие (большинство) произошли от предков, которые развивались по несколько иному пути и впоследствии вымерли. Изучение горных пород дает возможность проследить в общих чертах всю историю развития многих разновидностей животных: время их появления, наибольшего распространения и разнообразия, а также (во многих случаях) вымирания. Бесконечное разнообразие

В сентябре 1831 года 22-летнему Чарльзу Дарвину предложили принять участие в плавании английского военного корабля «Бигл» в качестве натуралиста. Целью этого кругосветного путешествия была гидрографическая съемка морского дна вдоль побережья Южной Америки. Отправляясь в путь, Дарвин, преисполненный исследовательским пылом, взял с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Чарлза Лайеля - известнейшего в то время популяризатора новых геологических теорий. Дарвин был уже знаком с концепцией эволюции, когда в горных породах Патагонии нашел множество окаменелостей, дававших основу для разработки новых теорий. Но именно наблюдения над разнообразием живых существ, населявших острова Галапагос, внесли ясность в его представление об эволюции.

Наиболее загадочными объектами изучения оказались галапагоские вьюрки -14 четко выраженных видов, имеющих отличительные признаки. Одни питались семенами, что типично для вьюрков; другие - почками растений и фруктами; третьи - насекомыми. Каждый остров представлял собой отдельную среду обитания и был населен определенным видом. Однако, по мнению Дарвина, все виды вьюрков были очень похожими, будто у них был общий предок. Откуда же тогда такое разнообразие?

2. Теория Чарльза Дарвина

В начале века французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк опубликовал теорию, целью которой было объяснить происхождение видов. Ламарк предположил, что отдельные животные в течение своей жизни приспосабливаются к окружающей среде так же, как тяжелоатлет накачивает большие мускулы, и что потомки наследуют благоприобретенные качества предков. В течение длительного времени в результате кумулятивного действия эти унаследованные качества способствуют образованию новых видов. Современной генетикой доказано, что приобретенные качества не передаются по наследству. Но Дарвин отверг теорию Ламарка, опираясь на здравый смысл и простое наблюдение: сын тяжелоатлета наследует не отцовскую мускулатуру, а потенциальную возможность приобрести ее.

Дарвин выдвинул другую теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью: не унаследовав приобретенных физических данных отца, сын тяжелоатлета часто наследует основные черты его телосложения. Подобно своим современникам, Дарвин не знал, что такое генетика. Но его интуиции оказалось достаточно, чтобы прийти к правильным выводам.

Итак, в соответствии с его теорией, галапагоские вьюрки эволюционировали преимущественно благодаря выживанию и размножению особей с полезной изменчивостью. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Но откуда такое множество видов?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, вьюрки разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Таким образом, популяция вьюрков, кормящихся на территории, поросшей кактусами, развивалась иначе, чем обжившая лесные чащи. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды вьюрков.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи как отклик на статью другого естествоиспытателя - Алфреда Рассела Уоллеса, - выдвинувшего во многом схожую теорию.

Статья Уоллеса, написанная им за три дня в состоянии лихорадочного вдохновения (после приступа малярии), содержала недостаточное количество убедительного исследовательского материала. С «Происхождением видов» Дарвина дело обстояло совсем иначе. Его научный труд отличался чрезвычайной основательностью. Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок - всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным («Божьим творением», лишь одной ступенью ниже ангела. Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Процесс был продемонстрирован на протяжении последних десятилетий тем, что целые тучи комнатных мух, комаров, мух цеце и других насекомых приобрели иммунитет к ядохимикатам, которые мы на них обрушили. Химик, в 1942 году создавший ДДТ, не мог этого предусмотреть. Но, возможно, он изобрел неоспоримое доказательство в пользу теории, которая уже свыше 130 лет является главным предметом научных споров в области зоологии. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

3. Видовое разнообразие царства животных

Сколько видов животных населяет Землю? Один миллион, десять миллионов, пятьдесят? Мы этого не знаем. Научно описано, названо и внесено в каталоги свыше миллиона живых существ, Сюда входят почти все крупные, приметные для глаза и доступные представители фауны - птицы, млекопитающие и рептилии.

Судя по количеству ежегодно открываемых «новых» насекомых, нам известна лишь малая часть от их общего числа. В некоторых коллекциях, собранных под пологом тропических джунглей, около 90% видов насекомых были ранее не известны науке. Поэтому, по оценкам ряда ученых, одних только насекомых может насчитываться до 50 миллионов видов плюс к тому несметная рать моллюсков, червей, ракообразных и тому подобной мелкой живности.

По сравнению с этим богатством, 40 тысяч видов позвоночных - рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих, в том числе нас с вами, - составляют более чем скромную часть животного мира. Это хорошо видно и в систематизации животных по группам со сходными характеристиками, каждая из которых называется типом. Всего насчитывают 32 типа животных, и позвоночные составляют лишь малую часть одного из них. Все прочие типы охватывают поразительное разнообразие живых существ - от похожих на растения губок до интеллектуалов-осьминогов. Многих из них мы знаем в лучшем случае по названиям.

Животное - это существо, которое потребляет пищу «в готовом виде», поедая другие организмы. Зеленое растение, наоборот, само производит пищу в процессе фотосинтеза, преобразуя с помощью солнечной энергии минеральные соли, углекислый газ и воду в такие органические вещества, как сахар и белок Животное - к примеру, кролик - на это не способно и потому кормится растениями. Лиса, подкрепившись кроликом, тоже получает пишу в готовом виде, и, в конечном счете, ее жизнь зависит от тех же растений, преобразующих химические соединения в питательную органику.

Некоторые «животные» вопреки всем правилам сами вырабатывают питательные вещества с помощью фотосинтеза. Все они - простейшие микроорганизмы, вроде Euglena gracilis, состоящие всего из одной клетки. Как и положено животному, эвглена может питаться другими организмами, но может и сама вырабатывать для себя пищу не хуже растения. Так что же перед нами - растение или животное? Лишь недавно был найден обходной путь решения этой проблемы, и учреждено совершенно новое царство организмов-протистов. Это простейшие одноклеточные существа, которых ранее относили к животным. Тем самым подразумевается, что все собственно животные являются многоклеточными организмами.

Как из одноклеточных организмов возникли первые многоклеточные, по сей день остается предметом научных споров, но большинство

ученых склоняются к идее колониальных сообществ, или скоплений идентичных одноклеточных организмов, в которых устанавливались взаимовыгодные связи. Отдельные примеры такого сожительства встречаются и сегодня - скажем, вольвокс, сферическая колония простейших одноклеточных водорослей. Нечто подобное можно наблюдать и у примитивных животных, например, губок

Губка на бортике вашей ванны - это эластичный «скелет» животного, состоящего из множества клеток. Не все они одинаковы, как у вольвокса, и каждая выполняет свою работу. Так, основу скелета составляют амебоциты, тогда как другие клетки, называемые хоаноцитами, деловито поглощают частицы пищи. При этом каждая клетка способна, хотя и недолго, жить отдельно от других.

Прикрепившись к подводному камню, губка ведет почти растительный образ жизни, весьма типичный для океанов, где зародились все простейшие организмы. И одной из самых живописных его форм является коралловый риф. Как и у губок, скопление кораллов представляет собой колонию, состоящую из множества отдельных существ, однако каждое из них - уже полноценное многоклеточное животное, коралловый полип. Его клеткам, образующим живые ткани, присуща узкая специализация и взаимозависимость.

Коралловый полип похож на миниатюрную актинию - к слову, его близкую родственницу - и питается таким же способом, захватывая частицы пищи венчиком из жалящих щупалец и отправляя их в трубчатое тельце для переваривания. В отличие от губок, состоящих из одного слоя клеток, тело полипа образовано двумя слоями - внутренним и внешним, которые отделены друг от друга студенистым веществом. Ярким примером такого строения является медуза.

Сеть нервных клеток, с помощью электрических сигналов передающих сенсорную информацию по всему телу полипа, стимулирует сокращение пучков продолговатых клеток, из которых состоят мышечные волокна. Благодаря этому полип при малейшей опасности втягивает щупальца, а медуза самостоятельно передвигается, что является одним из главных качеств животного мира.

Коралловые полипы, актинии и медузы принадлежат к типу стрекающих животных. Самая примечательная черта этих существ -радиальное строение мягкого тела, не имеющего выраженных органов чувств. Например, нервные клетки медузы беспорядочно разбросаны по всему телу и не имеют центрального координирующего узла. Иными словами, у нее отсутствуют голова и мозг.

Судя по ископаемым окаменелостям, эти животные стали одними из первых жителей Земли. Развитие четко выраженной «передней части» с органами чувств, сигналы от которых поступают в центральную нервную систему, стало крупным шагом в эволюции так называемых высших животных. Это легко увидеть на примере скромного плоского червя.

Строение плоского червя более сложное, чем у стрекающих существ, ибо его тело - как у большинства животных - состоит из трех слоев клеток, а не двух, с прослойкой из инертного студенистого вещества. Эта особенность открывает широкие возможности для развития, т. к. у многих животных из среднего слоя клеток (мезодермы) формируются мышцы, позволяющие передвигаться гораздо быстрее той же медузы.

Но прежде всего плоские черви отличаются от медузы двусторонней симметрией тела и наличием четко обозначенной головы. Внешний вид отражает и внутреннее строение этих существ. Расположенные по периметру тела нервные клетки, вроде бы, беспорядочно соединены в толстые нервные волокна, которые, в свою очередь, слипаются в единый узел в центре головы - головной мозг. У червя есть и простые глаза, посылающие информацию прямо в головной мозг для обработки. По главным нервным волокнам мозг рассылает сигналы и мышцы, а те перемещают черня, куда ему требуется.

Наш старый знакомец земляной червяк принадлежит к типу сегментных, или кольчатых, червей. Причина этого названия очевидна - тело червя состоит из цепочки колец, пли сегментов. Подобно своему плоскому собрату, кольчатый червь имеет головной мозг и центральную нервную систему, но сегментация позволяет определенным частям тела выполнять различные функции.

Кольчатых червей отличает от плоских еще одна черта - мезодерма, разделенная на два слоя, между которыми находится заполненная жидкостью внутренняя полость, или целом. Она надежно изолирует внутренние органы червя от мышц, позволяя им действовать в автономном режиме. Без целома было бы невозможно развитие эффективных систем пищеварения, кровообращения и дыхания, имеющихся у всех сложных животных, включая моллюсков, членистоногих (например, насекомых) и позвоночных.

Тип моллюсков охватывает чрезвычайно разнообразную группу животных - от, казалось бы, безмозглой, безголовой и почти неподвижной устрицы до умного и очень проворного осьминога. За исключением двухстворчатых моллюсков, вроде той же устрицы, прекрасно приспособленной к «сидячемоу» образу жизни, типичные моллюски - например, улитки - демонстрируют все черты, о которых говорилось выше. В мускулистом теле улитки имеется внутренняя полость, скромный набор органов чувств позволяет воспринимать окружающий мир, я головной мозг обрабатывает посылаемые ими сигналы. А у осьминога, кальмара и каракатицы мозг и органы чувств достигли в споем развитии таких высот, что их обладатели могут соперничать даже с позвоночными животными.

Хотя многие моллюски защищены известковыми ракушками, все они в основном мягкотелые существа, форма которых поддерживается кожным покровом и мускулатурой, осмотическим давлением внутренних жидкостей и внешним давлением морской воды. По совершенно иному пути пошло развитие другой обширной группы животных, которая включает ракообразных, насекомых, пауков и их бесчисленных родичей. Их утолщенная кожа выполняет функции наружного скелета. Сложенный из сочлененных элементов экзоскелет и подвижные суставчатые конечности обеспечивают этим животным свободу передвижения, из-за чего их и назвали артроподами, или членистоногими.

Простейшее членистоногое - многоножка - похоже на морского кольчатого червя. Ре тело точно так же разделено па сегменты, каждый из которых снабжен парой конечностей. У более сложных членистоногих (например, мух и жуков) сегментация получила дальнейшее развитие - каждый сегмент выполняет различные функции.

Экзоскелет обладает двумя главными преимуществами. Как и все трубчатые структуры, он чрезвычайно прочен для своего малого веса и относительно водонепроницаем. Благодаря этому многие крабы выходят из воды, когда им вздумается, не рискуя быть раздавленными собственным весом или погибнуть от обезвоживания. Этими преимуществами в полной мере воспользовались насекомые и пауки, в большинстве своем обитающие на суше. Многие из них живут даже в иссушенных солнцем пустынях. А 300 млн. лет назад насекомые первыми из животных начали летать.

Однако при всем своем удобстве, экзоскелет препятствует росту. Затвердевший под воздействием внешней среды панцирь не способен растягиваться, и время от времени его хозяин вынужден сбрасывать тесные до-снехи, а взамен отращивать новые, более просторные. Старый скелет раскалывается вдоль спинки, и животное выбирается из него в новеньком, еще мягком и эластичном наряде. Пока новый панцирь не затвердел, животное раздувается, заглатывая воду или воздух, чтобы обеспечить себе достаточный зазор для роста. Многие членистоногие погибают в ходе этого далеко не безболезненного процесса.

Некоторые животные за свою жизнь претерпевают поразительные изменения. Взять, например, асцидиго. Взрослая особь представляет собой безголовую студенистую трубочку, приклеенную к подводному камню. Зато ее личинка - это весьма проворное, похожее на головастика существо с четко выраженными толовой и хвостом. Больше того, хвост личинки укреплен хрящевым выростом, и именно эта спинная струна, или хорда, обеспечивает асцидии место среди хордовых животных. Это тем более интересно, что мы с вами, как и все позвоночные существа, тоже принадлежим к типу хордовых.

Первые позвоночные животные появились в океане свыше 450 млн. лет назад. По своему строению они напоминали современную миксину - слепое, похожее на вьюна существо с гибкой хордой, тянущейся вдоль покрытого слизью тела. Эта хорда выполняет функции рудиментарного позвоночника и у других, более высокоразвитых рыб, она заключена в длинный ряд костных или хрящевых трубок -позвонков, - образующих спинной хребет.

Уступая по прочности и защитным функциям экзоскелету членистоногих, внутренний позвоночник рыбы служит надежным каркасом и опорой для мышц. Прикрепленные к нему мышцы достигают значительной величины и силы, нисколько не теряя подвижности. А поскольку костная ткань растет с той же скоростью, что и мышечная, отпадает необходимость в болезненном процессе линьки.

Плавники большинства костных рыб состоят из остроконечных лучей, движениями которых управляют мышцы, расположенные с внутренней стороны стенки тела. Однако у некоторых видов древних кистеперых рыб - например, «дошедшей» до наших дней латимерии - плавниковые лучи растут из снабженных мышцами, похожих на кисти конечностей. Их древние родичи, по-видимому, первыми из позвоночных вышли из океана на сушу. Отдаленные потомки этих позвоночных животных были первыми земноводными. Их плавники постепенно трансформировались в ноги, а жабры превратились в легкие. Однако кожа так и не стала водонепроницаемой, как экзоскелет членистоногих, поэтому для жизни им требуется влажная среда.

Та же проблема осложняет жизнь и современных земноводных, например, лягушек и саламандр. Зато с ней сумели справиться, казалось бы, похожие на них пресмыкающиеся, обзаведясь прочным, нередко чешуйчатым кожным покровом. Так же водонепроницаемы и яйца рептилий, благодаря чему они могут выводить потомство на суше. Теплокровные животные

Рептилии - холоднокровные существа, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Мышцы и внутренние органы всякого животного нуждаются в тепле, поэтому рептилии активны, только когда снаружи достаточно тепло. Неудивительно, что большинство из них водятся в тропиках.

Этот барьер удалось преодолеть, когда у двух древних групп рептилий развился процесс обмена веществ, преобразующий энергию пищи во внутреннее тепло. Эти животные стали родоначальниками птиц и млекопитающих. Они активны днем и ночью, зимой и летом, обжив даже суровое Заполярье. Некоторые из них проявляют настоящие чудеса подвижности и выносливости. Однако всему есть своя цена. К примеру, ради того, чтобы поддержать огонь в своей внутренней топке, землеройка должна ежедневно поедать огромное количество корма, и потому вечно занята поисками съестного.

Жизнь землеройки убедительно демонстрирует, что она ничуть не совершеннее сходной по размерам рептилии, и отличается от нее лишь более сложным строением.

Заключение

Царство животных - это яркое воплощение непрерывного эволюционного процесса, в ходе которого появилось богатейшее разнообразие живых существ.

Список литературы

1. Каррингтон Р. Млекопитающие. – М.: Мир, 1972. – 192 с.

2. Северцев С.А. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. – М.: Издательство Академии наук СССР. – М.: 1941. - 316 с.

3. Шарова И.Х., Макаров К.В. - Сравнительная зоология и эволюция животных: 7 класс: Учебное пособие для учителей, студентов педагогических ВУЗов, старшеклассников. – М.: 2003. – 248 с.

topref.ru

Реферат: Реферат: Эволюция животного мира

Содержание

Введение

1. Естественная эволюция

2. Теория Чарльза Дарвина

3. Видовое разнообразие царства животных

Заключение

Список литературы

Введение

Земля населена разнообразнейшими животными. Веками люди полагали, что формы животной жизни всегда остаются неизменными. Однако изучение окаменелостей привело исследователей к выводу об эволюции животных, в результате которой одни виды исчезают, а другие появляются.

Создав в 1942 г. инсектицид ДДТ, швейцарские химики сочли, что окончательно решили проблему насекомых-вредителей. Новый препарат был дешевым, простым в применении и невероятно эффективным. 80% комаров погибали сразу от непосредственного контакта с препаратом. А вследствие медленного распада этого химиката его смертельное воздействие сохранялось на протяжении нескольких недель. Казалось, что нашествия насекомых и распространяемые ими болезни остались в прошлом. На тот факт, что несколько насекомых выжили после контакта с ДДД не обратили особого внимания. Ведь процент выживших был мизерным для любой популяции насекомых. Погибли наиболее уязвимые, а выжили особи, которые обладали достаточной сопротивляемостью к действию ядохимиката - благодаря то ли очень толстой коже, то ли способности его нейтрализовывать или выводить из организма. Животные обладают неодинаковой приспособляемостью так же, как разные люди способны в разной степени сопротивляться болезням.

Спаривание между выжившими особями дало новое поколение, унаследовавшее полезные признаки. Дальнейшее применение химиката привело к полному уничтожению уязвимых особей. Скрещивание между выжившими насекомыми дало очередное поколение с еще большей устойчивостью к ДДТ. 'Гак продолжалось из поколения в поколение, пока эффективность ДДТ не свелась к нулю.

Процесс, вызвавший эти изменения, лежит в основе эволюции.

1. Естественная эволюция

Все животные ведут борьбу за выживание: им необходимо искать пищу, заботиться о том, чтобы не быть съеденными или выжить во враждебной среде. Случайная естественная изменчивость отдельных особей позволяет им более успешно решать эти задачи и, следовательно, более активно размножаться в результате их потомство начинает количественно превосходить потомство менее приспособленных особей, а их признаки на протяжении поколений могут распространиться на всю популяцию.

Чаще такая эволюционная борьба приводит к изменениям в части популяции, превращая ее в расу (внутривидовую группу). Со временем перемены могут приобрести настолько радикальный характер, что скрещивание между представителями данной расы и их предками становится невозможным. Образуется новый вид.

Естественная эволюция происходит гораздо медленнее, чем формирование насекомых, устойчивых к воздействию пестицидов. На закрепление незначительных изменений могут понадобиться сотни поколений, проследить за которыми удается чрезвычайно редко. В XIX веке, когда теория эволюции впервые появилась в последовательном изложении, химикаты, подобные ДЦТ, еще не были известны. Поэтому не существовало возможности наблюдать эволюцию в действии. Сторонники новой теории основывались на двух неоспоримых фактах: бесконечном разнообразии видов в современном мире и степени отличия этих видов от давно вымерших, остатки которых сохранились в древних породах в виде окаменелостей.

По утверждению ирландского архиепископа Джеймса Ашера, жившего в середине XVII века, мир был сотворен 23 октября 4004 года до Рождества Христова в 9 часов утра. Ашер пришел к этом выводу на основании изучения Книги Бытия, которая в то время была непререкаемым источником, излагающим «истинную» историю сотворения мира и всего в нем сущего.

Вычисления архиепископа Ашера считались общепризнанными до конца XVIII века. Именно тогда геологи начали сомневаться в том, что формирование гор, долин и горных систем заняло менее 6000 лет. Наблюдения за такими процессами, как перемещение пород, смещение пластов, эрозия, наталкивали на мысль, что все геологические изменения происходят чрезвычайно медленно и длятся миллионы лет. Не зная методов точного определения возраста пород, ученые, тем не менее, пришли к выводу, что самые древние из них сформировались несколько сотен миллионов лет назад. (Современный радиоактивный метод датирования позволил определить, что возраст наиболее древних пород составляет примерно 3800 млн. лет.)

Результаты нового датирования означали, что останки животных, найденные в осадочных породах, тоже должны иметь возраст несколько сотен миллионов лет. Точную цифру установить было трудно, но относительный возраст определили по способу залегания пластов. С течением времени более поздние пласты отлагаются сверху на более ранних. Это касается и любых окаменелостей животных, найденных в этих пластах. Таким образом, в формации, состоящей из многих хорошо различимых пластов, теоретически должна быть представлена полная «летопись в камне», характеризующая эволюцию животных данного региона за большой промежуток времени.

Создание геохронологической шкалы дало возможность определять их возраст.

Окаменелости - убедительное подтверждение теории эволюции Дарвина.

Практически она никогда не бывает полной. Останки мягкотелых животных, таких как медузы и черви, почти полностью разложились раньше, чем затвердели окружающие отложения. Останки других животных были съедены питающимися падалью хищниками. Однако сохранившиеся окаменелости позволили установить два факта: многие из населявших некогда Землю видов давно исчезли; некоторые из них имеют общие признаки с похожими видами современных животных.

Вывод неизбежен: вымершие животные отражают определенные этапы эволюционного процесса. Возможно, некоторые из них являются прямыми предками современных видов, а другие (большинство) произошли от предков, которые развивались по несколько иному пути и впоследствии вымерли. Изучение горных пород дает возможность проследить в общих чертах всю историю развития многих разновидностей животных: время их появления, наибольшего распространения и разнообразия, а также (во многих случаях) вымирания. Бесконечное разнообразие

В сентябре 1831 года 22-летнему Чарльзу Дарвину предложили принять участие в плавании английского военного корабля «Бигл» в качестве натуралиста. Целью этого кругосветного путешествия была гидрографическая съемка морского дна вдоль побережья Южной Америки. Отправляясь в путь, Дарвин, преисполненный исследовательским пылом, взял с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Чарлза Лайеля - известнейшего в то время популяризатора новых геологических теорий. Дарвин был уже знаком с концепцией эволюции, когда в горных породах Патагонии нашел множество окаменелостей, дававших основу для разработки новых теорий. Но именно наблюдения над разнообразием живых существ, населявших острова Галапагос, внесли ясность в его представление об эволюции.

Наиболее загадочными объектами изучения оказались галапагоские вьюрки -14 четко выраженных видов, имеющих отличительные признаки. Одни питались семенами, что типично для вьюрков; другие - почками растений и фруктами; третьи - насекомыми. Каждый остров представлял собой отдельную среду обитания и был населен определенным видом. Однако, по мнению Дарвина, все виды вьюрков были очень похожими, будто у них был общий предок. Откуда же тогда такое разнообразие?

2. Теория Чарльза Дарвина

В начале века французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк опубликовал теорию, целью которой было объяснить происхождение видов. Ламарк предположил, что отдельные животные в течение своей жизни приспосабливаются к окружающей среде так же, как тяжелоатлет накачивает большие мускулы, и что потомки наследуют благоприобретенные качества предков. В течение длительного времени в результате кумулятивного действия эти унаследованные качества способствуют образованию новых видов. Современной генетикой доказано, что приобретенные качества не передаются по наследству. Но Дарвин отверг теорию Ламарка, опираясь на здравый смысл и простое наблюдение: сын тяжелоатлета наследует не отцовскую мускулатуру, а потенциальную возможность приобрести ее.

Дарвин выдвинул другую теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью: не унаследовав приобретенных физических данных отца, сын тяжелоатлета часто наследует основные черты его телосложения. Подобно своим современникам, Дарвин не знал, что такое генетика. Но его интуиции оказалось достаточно, чтобы прийти к правильным выводам.

Итак, в соответствии с его теорией, галапагоские вьюрки эволюционировали преимущественно благодаря выживанию и размножению особей с полезной изменчивостью. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Но откуда такое множество видов?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, вьюрки разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Таким образом, популяция вьюрков, кормящихся на территории, поросшей кактусами, развивалась иначе, чем обжившая лесные чащи. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды вьюрков.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи как отклик на статью другого естествоиспытателя - Алфреда Рассела Уоллеса, - выдвинувшего во многом схожую теорию.

Статья Уоллеса, написанная им за три дня в состоянии лихорадочного вдохновения (после приступа малярии), содержала недостаточное количество убедительного исследовательского материала. С «Происхождением видов» Дарвина дело обстояло совсем иначе. Его научный труд отличался чрезвычайной основательностью. Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок - всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным («Божьим творением», лишь одной ступенью ниже ангела. Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Процесс был продемонстрирован на протяжении последних десятилетий тем, что целые тучи комнатных мух, комаров, мух цеце и других насекомых приобрели иммунитет к ядохимикатам, которые мы на них обрушили. Химик, в 1942 году создавший ДДТ, не мог этого предусмотреть. Но, возможно, он изобрел неоспоримое доказательство в пользу теории, которая уже свыше 130 лет является главным предметом научных споров в области зоологии. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

3. Видовое разнообразие царства животных

Сколько видов животных населяет Землю? Один миллион, десять миллионов, пятьдесят? Мы этого не знаем. Научно описано, названо и внесено в каталоги свыше миллиона живых существ, Сюда входят почти все крупные, приметные для глаза и доступные представители фауны - птицы, млекопитающие и рептилии.

Судя по количеству ежегодно открываемых «новых» насекомых, нам известна лишь малая часть от их общего числа. В некоторых коллекциях, собранных под пологом тропических джунглей, около 90% видов насекомых были ранее не известны науке. Поэтому, по оценкам ряда ученых, одних только насекомых может насчитываться до 50 миллионов видов плюс к тому несметная рать моллюсков, червей, ракообразных и тому подобной мелкой живности.

По сравнению с этим богатством, 40 тысяч видов позвоночных - рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих, в том числе нас с вами, - составляют более чем скромную часть животного мира. Это хорошо видно и в систематизации животных по группам со сходными характеристиками, каждая из которых называется типом. Всего насчитывают 32 типа животных, и позвоночные составляют лишь малую часть одного из них. Все прочие типы охватывают поразительное разнообразие живых существ - от похожих на растения губок до интеллектуалов-осьминогов. Многих из них мы знаем в лучшем случае по названиям.

Животное - это существо, которое потребляет пищу «в готовом виде», поедая другие организмы. Зеленое растение, наоборот, само производит пищу в процессе фотосинтеза, преобразуя с помощью солнечной энергии минеральные соли, углекислый газ и воду в такие органические вещества, как сахар и белок Животное - к примеру, кролик - на это не способно и потому кормится растениями. Лиса, подкрепившись кроликом, тоже получает пишу в готовом виде, и, в конечном счете, ее жизнь зависит от тех же растений, преобразующих химические соединения в питательную органику.

Некоторые «животные» вопреки всем правилам сами вырабатывают питательные вещества с помощью фотосинтеза. Все они - простейшие микроорганизмы, вроде Euglena gracilis, состоящие всего из одной клетки. Как и положено животному, эвглена может питаться другими организмами, но может и сама вырабатывать для себя пищу не хуже растения. Так что же перед нами - растение или животное? Лишь недавно был найден обходной путь решения этой проблемы, и учреждено совершенно новое царство организмов-протистов. Это простейшие одноклеточные существа, которых ранее относили к животным. Тем самым подразумевается, что все собственно животные являются многоклеточными организмами.

Как из одноклеточных организмов возникли первые многоклеточные, по сей день остается предметом научных споров, но большинство

ученых склоняются к идее колониальных сообществ, или скоплений идентичных одноклеточных организмов, в которых устанавливались взаимовыгодные связи. Отдельные примеры такого сожительства встречаются и сегодня - скажем, вольвокс, сферическая колония простейших одноклеточных водорослей. Нечто подобное можно наблюдать и у примитивных животных, например, губок

Губка на бортике вашей ванны - это эластичный «скелет» животного, состоящего из множества клеток. Не все они одинаковы, как у вольвокса, и каждая выполняет свою работу. Так, основу скелета составляют амебоциты, тогда как другие клетки, называемые хоаноцитами, деловито поглощают частицы пищи. При этом каждая клетка способна, хотя и недолго, жить отдельно от других.

Прикрепившись к подводному камню, губка ведет почти растительный образ жизни, весьма типичный для океанов, где зародились все простейшие организмы. И одной из самых живописных его форм является коралловый риф. Как и у губок, скопление кораллов представляет собой колонию, состоящую из множества отдельных существ, однако каждое из них - уже полноценное многоклеточное животное, коралловый полип. Его клеткам, образующим живые ткани, присуща узкая специализация и взаимозависимость.

Коралловый полип похож на миниатюрную актинию - к слову, его близкую родственницу - и питается таким же способом, захватывая частицы пищи венчиком из жалящих щупалец и отправляя их в трубчатое тельце для переваривания. В отличие от губок, состоящих из одного слоя клеток, тело полипа образовано двумя слоями - внутренним и внешним, которые отделены друг от друга студенистым веществом. Ярким примером такого строения является медуза.

Сеть нервных клеток, с помощью электрических сигналов передающих сенсорную информацию по всему телу полипа, стимулирует сокращение пучков продолговатых клеток, из которых состоят мышечные волокна. Благодаря этому полип при малейшей опасности втягивает щупальца, а медуза самостоятельно передвигается, что является одним из главных качеств животного мира.

Коралловые полипы, актинии и медузы принадлежат к типу стрекающих животных. Самая примечательная черта этих существ -радиальное строение мягкого тела, не имеющего выраженных органов чувств. Например, нервные клетки медузы беспорядочно разбросаны по всему телу и не имеют центрального координирующего узла. Иными словами, у нее отсутствуют голова и мозг.

Судя по ископаемым окаменелостям, эти животные стали одними из первых жителей Земли. Развитие четко выраженной «передней части» с органами чувств, сигналы от которых поступают в центральную нервную систему, стало крупным шагом в эволюции так называемых высших животных. Это легко увидеть на примере скромного плоского червя.

Строение плоского червя более сложное, чем у стрекающих существ, ибо его тело - как у большинства животных - состоит из трех слоев клеток, а не двух, с прослойкой из инертного студенистого вещества. Эта особенность открывает широкие возможности для развития, т. к. у многих животных из среднего слоя клеток (мезодермы) формируются мышцы, позволяющие передвигаться гораздо быстрее той же медузы.

Но прежде всего плоские черви отличаются от медузы двусторонней симметрией тела и наличием четко обозначенной головы. Внешний вид отражает и внутреннее строение этих существ. Расположенные по периметру тела нервные клетки, вроде бы, беспорядочно соединены в толстые нервные волокна, которые, в свою очередь, слипаются в единый узел в центре головы - головной мозг. У червя есть и простые глаза, посылающие информацию прямо в головной мозг для обработки. По главным нервным волокнам мозг рассылает сигналы и мышцы, а те перемещают черня, куда ему требуется.

Наш старый знакомец земляной червяк принадлежит к типу сегментных, или кольчатых, червей. Причина этого названия очевидна - тело червя состоит из цепочки колец, пли сегментов. Подобно своему плоскому собрату, кольчатый червь имеет головной мозг и центральную нервную систему, но сегментация позволяет определенным частям тела выполнять различные функции.

Кольчатых червей отличает от плоских еще одна черта - мезодерма, разделенная на два слоя, между которыми находится заполненная жидкостью внутренняя полость, или целом. Она надежно изолирует внутренние органы червя от мышц, позволяя им действовать в автономном режиме. Без целома было бы невозможно развитие эффективных систем пищеварения, кровообращения и дыхания, имеющихся у всех сложных животных, включая моллюсков, членистоногих (например, насекомых) и позвоночных.

Тип моллюсков охватывает чрезвычайно разнообразную группу животных - от, казалось бы, безмозглой, безголовой и почти неподвижной устрицы до умного и очень проворного осьминога. За исключением двухстворчатых моллюсков, вроде той же устрицы, прекрасно приспособленной к «сидячемоу» образу жизни, типичные моллюски - например, улитки - демонстрируют все черты, о которых говорилось выше. В мускулистом теле улитки имеется внутренняя полость, скромный набор органов чувств позволяет воспринимать окружающий мир, я головной мозг обрабатывает посылаемые ими сигналы. А у осьминога, кальмара и каракатицы мозг и органы чувств достигли в споем развитии таких высот, что их обладатели могут соперничать даже с позвоночными животными.

Хотя многие моллюски защищены известковыми ракушками, все они в основном мягкотелые существа, форма которых поддерживается кожным покровом и мускулатурой, осмотическим давлением внутренних жидкостей и внешним давлением морской воды. По совершенно иному пути пошло развитие другой обширной группы животных, которая включает ракообразных, насекомых, пауков и их бесчисленных родичей. Их утолщенная кожа выполняет функции наружного скелета. Сложенный из сочлененных элементов экзоскелет и подвижные суставчатые конечности обеспечивают этим животным свободу передвижения, из-за чего их и назвали артроподами, или членистоногими.

Простейшее членистоногое - многоножка - похоже на морского кольчатого червя. Ре тело точно так же разделено па сегменты, каждый из которых снабжен парой конечностей. У более сложных членистоногих (например, мух и жуков) сегментация получила дальнейшее развитие - каждый сегмент выполняет различные функции.

Экзоскелет обладает двумя главными преимуществами. Как и все трубчатые структуры, он чрезвычайно прочен для своего малого веса и относительно водонепроницаем. Благодаря этому многие крабы выходят из воды, когда им вздумается, не рискуя быть раздавленными собственным весом или погибнуть от обезвоживания. Этими преимуществами в полной мере воспользовались насекомые и пауки, в большинстве своем обитающие на суше. Многие из них живут даже в иссушенных солнцем пустынях. А 300 млн. лет назад насекомые первыми из животных начали летать.

Однако при всем своем удобстве, экзоскелет препятствует росту. Затвердевший под воздействием внешней среды панцирь не способен растягиваться, и время от времени его хозяин вынужден сбрасывать тесные до-снехи, а взамен отращивать новые, более просторные. Старый скелет раскалывается вдоль спинки, и животное выбирается из него в новеньком, еще мягком и эластичном наряде. Пока новый панцирь не затвердел, животное раздувается, заглатывая воду или воздух, чтобы обеспечить себе достаточный зазор для роста. Многие членистоногие погибают в ходе этого далеко не безболезненного процесса.

Некоторые животные за свою жизнь претерпевают поразительные изменения. Взять, например, асцидиго. Взрослая особь представляет собой безголовую студенистую трубочку, приклеенную к подводному камню. Зато ее личинка - это весьма проворное, похожее на головастика существо с четко выраженными толовой и хвостом. Больше того, хвост личинки укреплен хрящевым выростом, и именно эта спинная струна, или хорда, обеспечивает асцидии место среди хордовых животных. Это тем более интересно, что мы с вами, как и все позвоночные существа, тоже принадлежим к типу хордовых.

Первые позвоночные животные появились в океане свыше 450 млн. лет назад. По своему строению они напоминали современную миксину - слепое, похожее на вьюна существо с гибкой хордой, тянущейся вдоль покрытого слизью тела. Эта хорда выполняет функции рудиментарного позвоночника и у других, более высокоразвитых рыб, она заключена в длинный ряд костных или хрящевых трубок -позвонков, - образующих спинной хребет.

Уступая по прочности и защитным функциям экзоскелету членистоногих, внутренний позвоночник рыбы служит надежным каркасом и опорой для мышц. Прикрепленные к нему мышцы достигают значительной величины и силы, нисколько не теряя подвижности. А поскольку костная ткань растет с той же скоростью, что и мышечная, отпадает необходимость в болезненном процессе линьки.

Плавники большинства костных рыб состоят из остроконечных лучей, движениями которых управляют мышцы, расположенные с внутренней стороны стенки тела. Однако у некоторых видов древних кистеперых рыб - например, «дошедшей» до наших дней латимерии - плавниковые лучи растут из снабженных мышцами, похожих на кисти конечностей. Их древние родичи, по-видимому, первыми из позвоночных вышли из океана на сушу. Отдаленные потомки этих позвоночных животных были первыми земноводными. Их плавники постепенно трансформировались в ноги, а жабры превратились в легкие. Однако кожа так и не стала водонепроницаемой, как экзоскелет членистоногих, поэтому для жизни им требуется влажная среда.

Та же проблема осложняет жизнь и современных земноводных, например, лягушек и саламандр. Зато с ней сумели справиться, казалось бы, похожие на них пресмыкающиеся, обзаведясь прочным, нередко чешуйчатым кожным покровом. Так же водонепроницаемы и яйца рептилий, благодаря чему они могут выводить потомство на суше. Теплокровные животные

Рептилии - холоднокровные существа, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Мышцы и внутренние органы всякого животного нуждаются в тепле, поэтому рептилии активны, только когда снаружи достаточно тепло. Неудивительно, что большинство из них водятся в тропиках.

Этот барьер удалось преодолеть, когда у двух древних групп рептилий развился процесс обмена веществ, преобразующий энергию пищи во внутреннее тепло. Эти животные стали родоначальниками птиц и млекопитающих. Они активны днем и ночью, зимой и летом, обжив даже суровое Заполярье. Некоторые из них проявляют настоящие чудеса подвижности и выносливости. Однако всему есть своя цена. К примеру, ради того, чтобы поддержать огонь в своей внутренней топке, землеройка должна ежедневно поедать огромное количество корма, и потому вечно занята поисками съестного.

Жизнь землеройки убедительно демонстрирует, что она ничуть не совершеннее сходной по размерам рептилии, и отличается от нее лишь более сложным строением.

Заключение

Царство животных - это яркое воплощение непрерывного эволюционного процесса, в ходе которого появилось богатейшее разнообразие живых существ.

Список литературы

1. Каррингтон Р. Млекопитающие. – М.: Мир, 1972. – 192 с.

2. Северцев С.А. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. – М.: Издательство Академии наук СССР. – М.: 1941. - 316 с.

3. Шарова И.Х., Макаров К.В. - Сравнительная зоология и эволюция животных: 7 класс: Учебное пособие для учителей, студентов педагогических ВУЗов, старшеклассников. – М.: 2003. – 248 с.

www.neuch.ru

Курсовая работа - Эволюция животного мира

Содержание

Введение

1. Естественная эволюция

2. Теория Чарльза Дарвина

3. Видовое разнообразие царства животных

Заключение

Список литературы

Введение

Земля населена разнообразнейшими животными. Веками люди полагали, что формы животной жизни всегда остаются неизменными. Однако изучение окаменелостей привело исследователей к выводу об эволюции животных, в результате которой одни виды исчезают, а другие появляются.

Создав в 1942 г. инсектицид ДДТ, швейцарские химики сочли, что окончательно решили проблему насекомых-вредителей. Новый препарат был дешевым, простым в применении и невероятно эффективным. 80% комаров погибали сразу от непосредственного контакта с препаратом. А вследствие медленного распада этого химиката его смертельное воздействие сохранялось на протяжении нескольких недель. Казалось, что нашествия насекомых и распространяемые ими болезни остались в прошлом. На тот факт, что несколько насекомых выжили после контакта с ДДД не обратили особого внимания. Ведь процент выживших был мизерным для любой популяции насекомых. Погибли наиболее уязвимые, а выжили особи, которые обладали достаточной сопротивляемостью к действию ядохимиката — благодаря то ли очень толстой коже, то ли способности его нейтрализовывать или выводить из организма. Животные обладают неодинаковой приспособляемостью так же, как разные люди способны в разной степени сопротивляться болезням.

Спаривание между выжившими особями дало новое поколение, унаследовавшее полезные признаки. Дальнейшее применение химиката привело к полному уничтожению уязвимых особей. Скрещивание между выжившими насекомыми дало очередное поколение с еще большей устойчивостью к ДДТ. 'Гак продолжалось из поколения в поколение, пока эффективность ДДТ не свелась к нулю.

Процесс, вызвавший эти изменения, лежит в основе эволюции.

1. Естественная эволюция

Все животные ведут борьбу за выживание: им необходимо искать пищу, заботиться о том, чтобы не быть съеденными или выжить во враждебной среде. Случайная естественная изменчивость отдельных особей позволяет им более успешно решать эти задачи и, следовательно, более активно размножаться в результате их потомство начинает количественно превосходить потомство менее приспособленных особей, а их признаки на протяжении поколений могут распространиться на всю популяцию.

Чаще такая эволюционная борьба приводит к изменениям в части популяции, превращая ее в расу (внутривидовую группу). Со временем перемены могут приобрести настолько радикальный характер, что скрещивание между представителями данной расы и их предками становится невозможным. Образуется новый вид.

Естественная эволюция происходит гораздо медленнее, чем формирование насекомых, устойчивых к воздействию пестицидов. На закрепление незначительных изменений могут понадобиться сотни поколений, проследить за которыми удается чрезвычайно редко. В XIX веке, когда теория эволюции впервые появилась в последовательном изложении, химикаты, подобные ДЦТ, еще не были известны. Поэтому не существовало возможности наблюдать эволюцию в действии. Сторонники новой теории основывались на двух неоспоримых фактах: бесконечном разнообразии видов в современном мире и степени отличия этих видов от давно вымерших, остатки которых сохранились в древних породах в виде окаменелостей.

По утверждению ирландского архиепископа Джеймса Ашера, жившего в середине XVII века, мир был сотворен 23 октября 4004 года до Рождества Христова в 9 часов утра. Ашер пришел к этом выводу на основании изучения Книги Бытия, которая в то время была непререкаемым источником, излагающим «истинную» историю сотворения мира и всего в нем сущего.

Вычисления архиепископа Ашера считались общепризнанными до конца XVIII века. Именно тогда геологи начали сомневаться в том, что формирование гор, долин и горных систем заняло менее 6000 лет. Наблюдения за такими процессами, как перемещение пород, смещение пластов, эрозия, наталкивали на мысль, что все геологические изменения происходят чрезвычайно медленно и длятся миллионы лет. Не зная методов точного определения возраста пород, ученые, тем не менее, пришли к выводу, что самые древние из них сформировались несколько сотен миллионов лет назад. (Современный радиоактивный метод датирования позволил определить, что возраст наиболее древних пород составляет примерно 3800 млн. лет.)

Результаты нового датирования означали, что останки животных, найденные в осадочных породах, тоже должны иметь возраст несколько сотен миллионов лет. Точную цифру установить было трудно, но относительный возраст определили по способу залегания пластов. С течением времени более поздние пласты отлагаются сверху на более ранних. Это касается и любых окаменелостей животных, найденных в этих пластах. Таким образом, в формации, состоящей из многих хорошо различимых пластов, теоретически должна быть представлена полная «летопись в камне», характеризующая эволюцию животных данного региона за большой промежуток времени.

Создание геохронологической шкалы дало возможность определять их возраст.

Окаменелости — убедительное подтверждение теории эволюции Дарвина.

Практически она никогда не бывает полной. Останки мягкотелых животных, таких как медузы и черви, почти полностью разложились раньше, чем затвердели окружающие отложения. Останки других животных были съедены питающимися падалью хищниками. Однако сохранившиеся окаменелости позволили установить два факта: многие из населявших некогда Землю видов давно исчезли; некоторые из них имеют общие признаки с похожими видами современных животных.

Вывод неизбежен: вымершие животные отражают определенные этапы эволюционного процесса. Возможно, некоторые из них являются прямыми предками современных видов, а другие (большинство) произошли от предков, которые развивались по несколько иному пути и впоследствии вымерли. Изучение горных пород дает возможность проследить в общих чертах всю историю развития многих разновидностей животных: время их появления, наибольшего распространения и разнообразия, а также (во многих случаях) вымирания. Бесконечное разнообразие

В сентябре 1831 года 22-летнему Чарльзу Дарвину предложили принять участие в плавании английского военного корабля «Бигл» в качестве натуралиста. Целью этого кругосветного путешествия была гидрографическая съемка морского дна вдоль побережья Южной Америки. Отправляясь в путь, Дарвин, преисполненный исследовательским пылом, взял с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Чарлза Лайеля — известнейшего в то время популяризатора новых геологических теорий. Дарвин был уже знаком с концепцией эволюции, когда в горных породах Патагонии нашел множество окаменелостей, дававших основу для разработки новых теорий. Но именно наблюдения над разнообразием живых существ, населявших острова Галапагос, внесли ясность в его представление об эволюции.

Наиболее загадочными объектами изучения оказались галапагоские вьюрки -14 четко выраженных видов, имеющих отличительные признаки. Одни питались семенами, что типично для вьюрков; другие — почками растений и фруктами; третьи — насекомыми. Каждый остров представлял собой отдельную среду обитания и был населен определенным видом. Однако, по мнению Дарвина, все виды вьюрков были очень похожими, будто у них был общий предок. Откуда же тогда такое разнообразие?

2. Теория Чарльза Дарвина

В начале века французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк опубликовал теорию, целью которой было объяснить происхождение видов. Ламарк предположил, что отдельные животные в течение своей жизни приспосабливаются к окружающей среде так же, как тяжелоатлет накачивает большие мускулы, и что потомки наследуют благоприобретенные качества предков. В течение длительного времени в результате кумулятивного действия эти унаследованные качества способствуют образованию новых видов. Современной генетикой доказано, что приобретенные качества не передаются по наследству. Но Дарвин отверг теорию Ламарка, опираясь на здравый смысл и простое наблюдение: сын тяжелоатлета наследует не отцовскую мускулатуру, а потенциальную возможность приобрести ее.

Дарвин выдвинул другую теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью: не унаследовав приобретенных физических данных отца, сын тяжелоатлета часто наследует основные черты его телосложения. Подобно своим современникам, Дарвин не знал, что такое генетика. Но его интуиции оказалось достаточно, чтобы прийти к правильным выводам.

Итак, в соответствии с его теорией, галапагоские вьюрки эволюционировали преимущественно благодаря выживанию и размножению особей с полезной изменчивостью. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Но откуда такое множество видов?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, вьюрки разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Таким образом, популяция вьюрков, кормящихся на территории, поросшей кактусами, развивалась иначе, чем обжившая лесные чащи. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды вьюрков.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи как отклик на статью другого естествоиспытателя — Алфреда Рассела Уоллеса, — выдвинувшего во многом схожую теорию.

Статья Уоллеса, написанная им за три дня в состоянии лихорадочного вдохновения (после приступа малярии), содержала недостаточное количество убедительного исследовательского материала. С «Происхождением видов» Дарвина дело обстояло совсем иначе. Его научный труд отличался чрезвычайной основательностью. Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок — всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным («Божьим творением», лишь одной ступенью ниже ангела. Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Процесс был продемонстрирован на протяжении последних десятилетий тем, что целые тучи комнатных мух, комаров, мух цеце и других насекомых приобрели иммунитет к ядохимикатам, которые мы на них обрушили. Химик, в 1942 году создавший ДДТ, не мог этого предусмотреть. Но, возможно, он изобрел неоспоримое доказательство в пользу теории, которая уже свыше 130 лет является главным предметом научных споров в области зоологии. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

3. Видовое разнообразие царства животных

Сколько видов животных населяет Землю? Один миллион, десять миллионов, пятьдесят? Мы этого не знаем. Научно описано, названо и внесено в каталоги свыше миллиона живых существ, Сюда входят почти все крупные, приметные для глаза и доступные представители фауны — птицы, млекопитающие и рептилии.

Судя по количеству ежегодно открываемых «новых» насекомых, нам известна лишь малая часть от их общего числа. В некоторых коллекциях, собранных под пологом тропических джунглей, около 90% видов насекомых были ранее не известны науке. Поэтому, по оценкам ряда ученых, одних только насекомых может насчитываться до 50 миллионов видов плюс к тому несметная рать моллюсков, червей, ракообразных и тому подобной мелкой живности.

По сравнению с этим богатством, 40 тысяч видов позвоночных — рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих, в том числе нас с вами, — составляют более чем скромную часть животного мира. Это хорошо видно и в систематизации животных по группам со сходными характеристиками, каждая из которых называется типом. Всего насчитывают 32 типа животных, и позвоночные составляют лишь малую часть одного из них. Все прочие типы охватывают поразительное разнообразие живых существ — от похожих на растения губок до интеллектуалов-осьминогов. Многих из них мы знаем в лучшем случае по названиям.

Животное — это существо, которое потребляет пищу «в готовом виде», поедая другие организмы. Зеленое растение, наоборот, само производит пищу в процессе фотосинтеза, преобразуя с помощью солнечной энергии минеральные соли, углекислый газ и воду в такие органические вещества, как сахар и белок Животное — к примеру, кролик — на это не способно и потому кормится растениями. Лиса, подкрепившись кроликом, тоже получает пишу в готовом виде, и, в конечном счете, ее жизнь зависит от тех же растений, преобразующих химические соединения в питательную органику.

Некоторые «животные» вопреки всем правилам сами вырабатывают питательные вещества с помощью фотосинтеза. Все они — простейшие микроорганизмы, вроде Euglenagracilis, состоящие всего из одной клетки. Как и положено животному, эвглена может питаться другими организмами, но может и сама вырабатывать для себя пищу не хуже растения. Так что же перед нами — растение или животное? Лишь недавно был найден обходной путь решения этой проблемы, и учреждено совершенно новое царство организмов-протистов. Это простейшие одноклеточные существа, которых ранее относили к животным. Тем самым подразумевается, что все собственно животные являются многоклеточными организмами.

Как из одноклеточных организмов возникли первые многоклеточные, по сей день остается предметом научных споров, но большинство

ученых склоняются к идее колониальных сообществ, или скоплений идентичных одноклеточных организмов, в которых устанавливались взаимовыгодные связи. Отдельные примеры такого сожительства встречаются и сегодня — скажем, вольвокс, сферическая колония простейших одноклеточных водорослей. Нечто подобное можно наблюдать и у примитивных животных, например, губок

Губка на бортике вашей ванны — это эластичный «скелет» животного, состоящего из множества клеток. Не все они одинаковы, как у вольвокса, и каждая выполняет свою работу. Так, основу скелета составляют амебоциты, тогда как другие клетки, называемые хоаноцитами, деловито поглощают частицы пищи. При этом каждая клетка способна, хотя и недолго, жить отдельно от других.

Прикрепившись к подводному камню, губка ведет почти растительный образ жизни, весьма типичный для океанов, где зародились все простейшие организмы. И одной из самых живописных его форм является коралловый риф. Как и у губок, скопление кораллов представляет собой колонию, состоящую из множества отдельных существ, однако каждое из них — уже полноценное многоклеточное животное, коралловый полип. Его клеткам, образующим живые ткани, присуща узкая специализация и взаимозависимость.

Коралловый полип похож на миниатюрную актинию — к слову, его близкую родственницу — и питается таким же способом, захватывая частицы пищи венчиком из жалящих щупалец и отправляя их в трубчатое тельце для переваривания. В отличие от губок, состоящих из одного слоя клеток, тело полипа образовано двумя слоями — внутренним и внешним, которые отделены друг от друга студенистым веществом. Ярким примером такого строения является медуза.

Сеть нервных клеток, с помощью электрических сигналов передающих сенсорную информацию по всему телу полипа, стимулирует сокращение пучков продолговатых клеток, из которых состоят мышечные волокна. Благодаря этому полип при малейшей опасности втягивает щупальца, а медуза самостоятельно передвигается, что является одним из главных качеств животного мира.

Коралловые полипы, актинии и медузы принадлежат к типу стрекающих животных. Самая примечательная черта этих существ -радиальное строение мягкого тела, не имеющего выраженных органов чувств. Например, нервные клетки медузы беспорядочно разбросаны по всему телу и не имеют центрального координирующего узла. Иными словами, у нее отсутствуют голова и мозг.

Судя по ископаемым окаменелостям, эти животные стали одними из первых жителей Земли. Развитие четко выраженной «передней части» с органами чувств, сигналы от которых поступают в центральную нервную систему, стало крупным шагом в эволюции так называемых высших животных. Это легко увидеть на примере скромного плоского червя.

Строение плоского червя более сложное, чем у стрекающих существ, ибо его тело — как у большинства животных — состоит из трех слоев клеток, а не двух, с прослойкой из инертного студенистого вещества. Эта особенность открывает широкие возможности для развития, т. к. у многих животных из среднего слоя клеток (мезодермы) формируются мышцы, позволяющие передвигаться гораздо быстрее той же медузы.

Но прежде всего плоские черви отличаются от медузы двусторонней симметрией тела и наличием четко обозначенной головы. Внешний вид отражает и внутреннее строение этих существ. Расположенные по периметру тела нервные клетки, вроде бы, беспорядочно соединены в толстые нервные волокна, которые, в свою очередь, слипаются в единый узел в центре головы — головной мозг. У червя есть и простые глаза, посылающие информацию прямо в головной мозг для обработки. По главным нервным волокнам мозг рассылает сигналы и мышцы, а те перемещают черня, куда ему требуется.

Наш старый знакомец земляной червяк принадлежит к типу сегментных, или кольчатых, червей. Причина этого названия очевидна — тело червя состоит из цепочки колец, пли сегментов. Подобно своему плоскому собрату, кольчатый червь имеет головной мозг и центральную нервную систему, но сегментация позволяет определенным частям тела выполнять различные функции.

Кольчатых червей отличает от плоских еще одна черта — мезодерма, разделенная на два слоя, между которыми находится заполненная жидкостью внутренняя полость, или целом. Она надежно изолирует внутренние органы червя от мышц, позволяя им действовать в автономном режиме. Без целома было бы невозможно развитие эффективных систем пищеварения, кровообращения и дыхания, имеющихся у всех сложных животных, включая моллюсков, членистоногих (например, насекомых) и позвоночных.

Тип моллюсков охватывает чрезвычайно разнообразную группу животных — от, казалось бы, безмозглой, безголовой и почти неподвижной устрицы до умного и очень проворного осьминога. За исключением двухстворчатых моллюсков, вроде той же устрицы, прекрасно приспособленной к «сидячемоу» образу жизни, типичные моллюски — например, улитки — демонстрируют все черты, о которых говорилось выше. В мускулистом теле улитки имеется внутренняя полость, скромный набор органов чувств позволяет воспринимать окружающий мир, я головной мозг обрабатывает посылаемые ими сигналы. А у осьминога, кальмара и каракатицы мозг и органы чувств достигли в споем развитии таких высот, что их обладатели могут соперничать даже с позвоночными животными.

Хотя многие моллюски защищены известковыми ракушками, все они в основном мягкотелые существа, форма которых поддерживается кожным покровом и мускулатурой, осмотическим давлением внутренних жидкостей и внешним давлением морской воды. По совершенно иному пути пошло развитие другой обширной группы животных, которая включает ракообразных, насекомых, пауков и их бесчисленных родичей. Их утолщенная кожа выполняет функции наружного скелета. Сложенный из сочлененных элементов экзоскелет и подвижные суставчатые конечности обеспечивают этим животным свободу передвижения, из-за чего их и назвали артроподами, или членистоногими.

Простейшее членистоногое — многоножка — похоже на морского кольчатого червя. Ре тело точно так же разделено па сегменты, каждый из которых снабжен парой конечностей. У более сложных членистоногих (например, мух и жуков) сегментация получила дальнейшее развитие — каждый сегмент выполняет различные функции.

Экзоскелет обладает двумя главными преимуществами. Как и все трубчатые структуры, он чрезвычайно прочен для своего малого веса и относительно водонепроницаем. Благодаря этому многие крабы выходят из воды, когда им вздумается, не рискуя быть раздавленными собственным весом или погибнуть от обезвоживания. Этими преимуществами в полной мере воспользовались насекомые и пауки, в большинстве своем обитающие на суше. Многие из них живут даже в иссушенных солнцем пустынях. А 300 млн. лет назад насекомые первыми из животных начали летать.

Однако при всем своем удобстве, экзоскелет препятствует росту. Затвердевший под воздействием внешней среды панцирь не способен растягиваться, и время от времени его хозяин вынужден сбрасывать тесные до-снехи, а взамен отращивать новые, более просторные. Старый скелет раскалывается вдоль спинки, и животное выбирается из него в новеньком, еще мягком и эластичном наряде. Пока новый панцирь не затвердел, животное раздувается, заглатывая воду или воздух, чтобы обеспечить себе достаточный зазор для роста. Многие членистоногие погибают в ходе этого далеко не безболезненного процесса.

Некоторые животные за свою жизнь претерпевают поразительные изменения. Взять, например, асцидиго. Взрослая особь представляет собой безголовую студенистую трубочку, приклеенную к подводному камню. Зато ее личинка — это весьма проворное, похожее на головастика существо с четко выраженными толовой и хвостом. Больше того, хвост личинки укреплен хрящевым выростом, и именно эта спинная струна, или хорда, обеспечивает асцидии место среди хордовых животных. Это тем более интересно, что мы с вами, как и все позвоночные существа, тоже принадлежим к типу хордовых.

Первые позвоночные животные появились в океане свыше 450 млн. лет назад. По своему строению они напоминали современную миксину — слепое, похожее на вьюна существо с гибкой хордой, тянущейся вдоль покрытого слизью тела. Эта хорда выполняет функции рудиментарного позвоночника и у других, более высокоразвитых рыб, она заключена в длинный ряд костных или хрящевых трубок -позвонков, — образующих спинной хребет.

Уступая по прочности и защитным функциям экзоскелету членистоногих, внутренний позвоночник рыбы служит надежным каркасом и опорой для мышц. Прикрепленные к нему мышцы достигают значительной величины и силы, нисколько не теряя подвижности. А поскольку костная ткань растет с той же скоростью, что и мышечная, отпадает необходимость в болезненном процессе линьки.

Плавники большинства костных рыб состоят из остроконечных лучей, движениями которых управляют мышцы, расположенные с внутренней стороны стенки тела. Однако у некоторых видов древних кистеперых рыб — например, «дошедшей» до наших дней латимерии — плавниковые лучи растут из снабженных мышцами, похожих на кисти конечностей. Их древние родичи, по-видимому, первыми из позвоночных вышли из океана на сушу. Отдаленные потомки этих позвоночных животных были первыми земноводными. Их плавники постепенно трансформировались в ноги, а жабры превратились в легкие. Однако кожа так и не стала водонепроницаемой, как экзоскелет членистоногих, поэтому для жизни им требуется влажная среда.

Та же проблема осложняет жизнь и современных земноводных, например, лягушек и саламандр. Зато с ней сумели справиться, казалось бы, похожие на них пресмыкающиеся, обзаведясь прочным, нередко чешуйчатым кожным покровом. Так же водонепроницаемы и яйца рептилий, благодаря чему они могут выводить потомство на суше. Теплокровные животные

Рептилии — холоднокровные существа, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Мышцы и внутренние органы всякого животного нуждаются в тепле, поэтому рептилии активны, только когда снаружи достаточно тепло. Неудивительно, что большинство из них водятся в тропиках.

Этот барьер удалось преодолеть, когда у двух древних групп рептилий развился процесс обмена веществ, преобразующий энергию пищи во внутреннее тепло. Эти животные стали родоначальниками птиц и млекопитающих. Они активны днем и ночью, зимой и летом, обжив даже суровое Заполярье. Некоторые из них проявляют настоящие чудеса подвижности и выносливости. Однако всему есть своя цена. К примеру, ради того, чтобы поддержать огонь в своей внутренней топке, землеройка должна ежедневно поедать огромное количество корма, и потому вечно занята поисками съестного.

Жизнь землеройки убедительно демонстрирует, что она ничуть не совершеннее сходной по размерам рептилии, и отличается от нее лишь более сложным строением.

Заключение

Царство животных — это яркое воплощение непрерывного эволюционного процесса, в ходе которого появилось богатейшее разнообразие живых существ.

Список литературы

1. Каррингтон Р. Млекопитающие. – М.: Мир, 1972. – 192 с.

2. Северцев С.А. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. – М.: Издательство Академии наук СССР. – М.: 1941. — 316 с.

3. Шарова И.Х., Макаров К.В. — Сравнительная зоология и эволюция животных: 7 класс: Учебное пособие для учителей, студентов педагогических ВУЗов, старшеклассников. – М.: 2003. – 248 с.

www.ronl.ru

Основные этапы эволюции животных | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы

Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам.

Первые животные были представлены Одноклеточными организмами. Многие из них занимали промежуточное положение между животными, водорослями и грибами. В настоящее время подцарство Одноклеточные представлены семью типами: Саркомастигофоры, Инфузории и разнообразные споровики (паразиты многоклеточных животных).

В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Существует две основные теории происхождения многоклеточных животных. Согласно теории гастреи (Э. Геккель), исходным способом формирования двуслойного зародыша является инвагинация (впячивание стенки бластулы). Согласно теории фагоцителлы (И. И. Мечников), исходным способом формирования двуслойного зародыша является иммиграция (перемещение отдельных бластомеров в полость бластулы). Возможно, эти две теории взаимно дополняют друг друга.

Кишечнополостные – представители наиболее примитивных (двуслойных) многоклеточных: их тело состоит всего … из двух слоев клеток: эктодермы и энтодермы. Уровень дифференцировки тканей очень низкий.

У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.

Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Среди Первичноротых у Кольчатых червей образуется вторичная полость тела (целом). Это крупный ароморфоз, благодаря которому становится возможным разделение тела на отделы.

Кольчатые черви имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную (равнозначную) сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная (неравнозначная) сегментация туловища. У них имеется хитиновый экзоскелет, который способствует появлению дифференцированных пучков мышц. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.

Наиболее примитивные Членистоногие – Трилобитообразные – господствовали в палеозойских морях. Современные Жабродышащие первично-водные членистоногие представлены Ракообразными. Однако в начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых.

Паукообразные вышли на сушу, благодаря многочисленным алломорфозам (идиоадаптациям):

ü Непроницаемость покровов для воды.

ü Утрата личиночных стадий развития (за исключением клещей, однако нимфа клещей принципиально не отличается от взрослых животных).

ü Формирование компактного слабо расчлененного тела.

ü Формирование органов дыхания и выделения, соответствующих новым условиям обитания.

Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупных ароморфозов:

ü Наличие зародышевых оболочек – серозной и амниотической.

ü Наличие крыльев.

ü Пластичность ротового аппарата.

С появлением Цветковых растений в меловом периоде начинается совместная эволюция Насекомых и Цветковых (коэволюция), и у них формируются совместные адаптации (коадаптации). В кайнозойской эре Насекомые, как и Цветковые растения, находятся в состоянии биологического прогресса.

Среди Вторичноротых животных наивысшего расцвета достигают Хордовые животные, у которых появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце).

Происхождение хорды до сих пор точно не установлено. Известно, что тяжи вакуолизированных клеток имеются у низших беспозвоночных. Например, у ресничного червя Coelogynopora ветвь кишечника, располагающаяся над нервными ганглиями в переднем конце тела, состоит из вакуолизированных клеток, так что внутри тела возникает эластичный стержень, помогающий вбуравливаться в песчаный грунт. У североамериканского ресничного червя Nematoplana nigrocapitula в добавление к описанной передней кишке вся спинная сторона кишечника преобразована в жгут, состоящий из вакуолизированных клеток. Этот орган назвали кишечной хордой (chorda intestinalis). Возможно, что прямо из вакуолизированных клеток спинной стороны кишки и возникла спинная хорда (chorda dorsalis) энтомезодермального происхождения.

От примитивных Хордовых животных в силуре происходят первые Позвоночные (Бесчелюстные). У позвоночных формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом. Низшие Челюстноротые позвоночные представлены разнообразными Рыбами. Современные классы рыб (Хрящевые и Костные) формируются в конце палеозоя – начале мезозоя).

Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным). Первые Земноводные вышли на сушу в девонском периоде, но их расцвет приходится на каменноугольный период (многочисленные стегоцефалы). Современные Амфибии появляются в конце юрского периода.

Параллельно среди Четвероногих появляются организмы с зародышевыми оболочками – Амниоты. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, а также ряду других признаков (ороговевающий эпителий, тазовые почки, появление коры больших полушарий) Рептилии полностью утратили зависимость от воды. Появление первых примитивных рептилий – котилозавров – относится к концу каменноугольного периода. В перми появляются разнообразные группы рептилий: зверозубые, первоящеры и другие. В начале мезозоя формируются ветви черепах, плезиозавров, ихтиозавров. Начинается расцвет рептилий.

От групп, близких к первоящерам, отделяются две ветви эволюционного развития. Одна ветвь в начале мезозоя дала начало многочисленной группе псевдозухий. Псевдозухии дали начало нескольким группам: крокодилы, птерозавры, предки птиц и динозавры, представленные двумя ветвями: ящеротазовые (бронтозавр, диплодок) и птицетазовые (только растительноядные виды – стегозавр, трицератопс). Вторая ветвь в начале мелового периода привела к появлению подкласса чешуйчатых (ящерицы, хамелеоны и змеи).

Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.

Лишь у части псевдозухий в юрском периоде появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

В юрских отложениях мезозойской эры (≈ 150 млн. лет назад) обнаружены отпечатки Первоптиц: археоптерикса и археорниса (три скелета и одно перо). Вероятно, это были древесно-лазающие животные, которые могли планировать, но не были способны к активному полету. Еще раньше (в конце триаса, ≈ 225 млн. лет назад) существовал протоавис (два скелета обнаружены в 1986 году в Техасе). Скелет протоависа существенно отличался от скелета рептилий, большие полушария мозга и мозжечок были увеличены в размерах. В меловом периоде существовали две группы ископаемых птиц: ихтиорнисы и гесперорнисы. Современные группы птиц появляются только в начале кайнозойской эры.

Существенным ароморфозом в эволюции птиц можно считать появление четырехкамерного сердца в сочетании с редукцией левой дуги аорты. Произошло полное разделение артериальной и венозной крови, что сделало возможным дальнейшее развитие головного мозга и резкое повышение уровня обмена веществ. Расцвет Птиц в кайнозойской эре связан с рядом крупных идиоадаптаций (появление перьевого покрова, специализация опорно-двигательного аппарата, развитие нервной системы, забота о потомстве и способность к перелетам), а также с рядом признаков частичной дегенерации (например, утрата зубов).

В начале мезозойской эры появляются первые Млекопитающие, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости. Предками Млекопитающих были примитивные пермские Пресмыкающиеся, сохранявшие ряд признаков Амфибий (например, были хорошо развиты кожные железы).

В юрском периоде мезозойской эры Млекопитающие были представлены, как минимум, пятью классами (Многобугорчатые, Трехбугорчатые, Трикодонты, Симметродонты, Пантотерии). Один из этих классов, вероятно, дал начало современным Первозверям, а другой – Сумчатым и Плацентарным. Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

Исходным отрядом Плацентарных являются Насекомоядные. От Насекомоядных рано отделились Неполнозубые, Грызуны, Приматы и ныне вымершая группа Креодонтов – примитивных хищников. От Креодонтов отделились две ветви. Одна из этих ветвей дала начало современным Хищным, от которых отделились Ластоногие и Китообразные. Другая ветвь дала начало примитивным копытным (Кондилартрам), а затем Непарнокопытным, Парнокопытным и родственным отрядам.

Окончательная дифференцировка современных групп Млекопитающих завершилась в эпоху великих оледенений – в плейстоцене. На современный видовой состав Млекопитающих значительное влияние оказывает антропогенный фактор. В историческое время были истреблены: тур, стеллерова корова, тарпан и другие виды.

В конце кайнозойской эры у части Приматов возникает особый тип ароморфоза – переразвитие коры больших полушарий головного мозга. В результате возникает совершенно новый вид организмов – Человек разумный.

refac.ru

Доклад - Эволюция животного мира

Содержание

Введение

1. Естественная эволюция

2. Теория Чарльза Дарвина

3. Видовое разнообразие царства животных

Заключение

Список литературы

Введение

Земля населена разнообразнейшими животными. Веками люди полагали, что формы животной жизни всегда остаются неизменными. Однако изучение окаменелостей привело исследователей к выводу об эволюции животных, в результате которой одни виды исчезают, а другие появляются.

Создав в 1942 г. инсектицид ДДТ, швейцарские химики сочли, что окончательно решили проблему насекомых-вредителей. Новый препарат был дешевым, простым в применении и невероятно эффективным. 80% комаров погибали сразу от непосредственного контакта с препаратом. А вследствие медленного распада этого химиката его смертельное воздействие сохранялось на протяжении нескольких недель. Казалось, что нашествия насекомых и распространяемые ими болезни остались в прошлом. На тот факт, что несколько насекомых выжили после контакта с ДДД не обратили особого внимания. Ведь процент выживших был мизерным для любой популяции насекомых. Погибли наиболее уязвимые, а выжили особи, которые обладали достаточной сопротивляемостью к действию ядохимиката — благодаря то ли очень толстой коже, то ли способности его нейтрализовывать или выводить из организма. Животные обладают неодинаковой приспособляемостью так же, как разные люди способны в разной степени сопротивляться болезням.

Спаривание между выжившими особями дало новое поколение, унаследовавшее полезные признаки. Дальнейшее применение химиката привело к полному уничтожению уязвимых особей. Скрещивание между выжившими насекомыми дало очередное поколение с еще большей устойчивостью к ДДТ. 'Гак продолжалось из поколения в поколение, пока эффективность ДДТ не свелась к нулю.

Процесс, вызвавший эти изменения, лежит в основе эволюции.

1. Естественная эволюция

Все животные ведут борьбу за выживание: им необходимо искать пищу, заботиться о том, чтобы не быть съеденными или выжить во враждебной среде. Случайная естественная изменчивость отдельных особей позволяет им более успешно решать эти задачи и, следовательно, более активно размножаться в результате их потомство начинает количественно превосходить потомство менее приспособленных особей, а их признаки на протяжении поколений могут распространиться на всю популяцию.

Чаще такая эволюционная борьба приводит к изменениям в части популяции, превращая ее в расу (внутривидовую группу). Со временем перемены могут приобрести настолько радикальный характер, что скрещивание между представителями данной расы и их предками становится невозможным. Образуется новый вид.

Естественная эволюция происходит гораздо медленнее, чем формирование насекомых, устойчивых к воздействию пестицидов. На закрепление незначительных изменений могут понадобиться сотни поколений, проследить за которыми удается чрезвычайно редко. В XIX веке, когда теория эволюции впервые появилась в последовательном изложении, химикаты, подобные ДЦТ, еще не были известны. Поэтому не существовало возможности наблюдать эволюцию в действии. Сторонники новой теории основывались на двух неоспоримых фактах: бесконечном разнообразии видов в современном мире и степени отличия этих видов от давно вымерших, остатки которых сохранились в древних породах в виде окаменелостей.

По утверждению ирландского архиепископа Джеймса Ашера, жившего в середине XVII века, мир был сотворен 23 октября 4004 года до Рождества Христова в 9 часов утра. Ашер пришел к этом выводу на основании изучения Книги Бытия, которая в то время была непререкаемым источником, излагающим «истинную» историю сотворения мира и всего в нем сущего.

Вычисления архиепископа Ашера считались общепризнанными до конца XVIII века. Именно тогда геологи начали сомневаться в том, что формирование гор, долин и горных систем заняло менее 6000 лет. Наблюдения за такими процессами, как перемещение пород, смещение пластов, эрозия, наталкивали на мысль, что все геологические изменения происходят чрезвычайно медленно и длятся миллионы лет. Не зная методов точного определения возраста пород, ученые, тем не менее, пришли к выводу, что самые древние из них сформировались несколько сотен миллионов лет назад. (Современный радиоактивный метод датирования позволил определить, что возраст наиболее древних пород составляет примерно 3800 млн. лет.)

Результаты нового датирования означали, что останки животных, найденные в осадочных породах, тоже должны иметь возраст несколько сотен миллионов лет. Точную цифру установить было трудно, но относительный возраст определили по способу залегания пластов. С течением времени более поздние пласты отлагаются сверху на более ранних. Это касается и любых окаменелостей животных, найденных в этих пластах. Таким образом, в формации, состоящей из многих хорошо различимых пластов, теоретически должна быть представлена полная «летопись в камне», характеризующая эволюцию животных данного региона за большой промежуток времени.

Создание геохронологической шкалы дало возможность определять их возраст.

Окаменелости — убедительное подтверждение теории эволюции Дарвина.

Практически она никогда не бывает полной. Останки мягкотелых животных, таких как медузы и черви, почти полностью разложились раньше, чем затвердели окружающие отложения. Останки других животных были съедены питающимися падалью хищниками. Однако сохранившиеся окаменелости позволили установить два факта: многие из населявших некогда Землю видов давно исчезли; некоторые из них имеют общие признаки с похожими видами современных животных.

Вывод неизбежен: вымершие животные отражают определенные этапы эволюционного процесса. Возможно, некоторые из них являются прямыми предками современных видов, а другие (большинство) произошли от предков, которые развивались по несколько иному пути и впоследствии вымерли. Изучение горных пород дает возможность проследить в общих чертах всю историю развития многих разновидностей животных: время их появления, наибольшего распространения и разнообразия, а также (во многих случаях) вымирания. Бесконечное разнообразие

В сентябре 1831 года 22-летнему Чарльзу Дарвину предложили принять участие в плавании английского военного корабля «Бигл» в качестве натуралиста. Целью этого кругосветного путешествия была гидрографическая съемка морского дна вдоль побережья Южной Америки. Отправляясь в путь, Дарвин, преисполненный исследовательским пылом, взял с собой только что вышедший первый том «Основ геологии» Чарлза Лайеля — известнейшего в то время популяризатора новых геологических теорий. Дарвин был уже знаком с концепцией эволюции, когда в горных породах Патагонии нашел множество окаменелостей, дававших основу для разработки новых теорий. Но именно наблюдения над разнообразием живых существ, населявших острова Галапагос, внесли ясность в его представление об эволюции.

Наиболее загадочными объектами изучения оказались галапагоские вьюрки -14 четко выраженных видов, имеющих отличительные признаки. Одни питались семенами, что типично для вьюрков; другие — почками растений и фруктами; третьи — насекомыми. Каждый остров представлял собой отдельную среду обитания и был населен определенным видом. Однако, по мнению Дарвина, все виды вьюрков были очень похожими, будто у них был общий предок. Откуда же тогда такое разнообразие?

2. Теория Чарльза Дарвина

В начале века французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк опубликовал теорию, целью которой было объяснить происхождение видов. Ламарк предположил, что отдельные животные в течение своей жизни приспосабливаются к окружающей среде так же, как тяжелоатлет накачивает большие мускулы, и что потомки наследуют благоприобретенные качества предков. В течение длительного времени в результате кумулятивного действия эти унаследованные качества способствуют образованию новых видов. Современной генетикой доказано, что приобретенные качества не передаются по наследству. Но Дарвин отверг теорию Ламарка, опираясь на здравый смысл и простое наблюдение: сын тяжелоатлета наследует не отцовскую мускулатуру, а потенциальную возможность приобрести ее.

Дарвин выдвинул другую теорию, которая базировалась на том неопровержимом факте, что детеныши животных рождаются в огромных количествах и что большинство из них погибает, не достигнув возраста половой зрелости. В значительной степени это дело случая. Но Дарвин также заметил, что все животные, размножающиеся половым способом, отличаются друг от друга цветом, формой, поведением и множеством других признаков. Эти отличия либо облегчают, либо затрудняют животному борьбу за выживание. Животные с полезными признаками выживают чаще, чем не имеющие таковых.

Чтобы способствовать эволюции, полезные признаки должны передаваться последующим поколениям. Дарвин полагал, что так оно и есть, отталкиваясь, опять-таки от наблюдения за наследственностью: не унаследовав приобретенных физических данных отца, сын тяжелоатлета часто наследует основные черты его телосложения. Подобно своим современникам, Дарвин не знал, что такое генетика. Но его интуиции оказалось достаточно, чтобы прийти к правильным выводам.

Итак, в соответствии с его теорией, галапагоские вьюрки эволюционировали преимущественно благодаря выживанию и размножению особей с полезной изменчивостью. Этот процесс Дарвин назвал естественным отбором. Но откуда такое множество видов?

Ключ к разгадке дали острова Галапагос. Каждый из них мог похвалиться отдельной расой гигантской черепахи с отличительным рисунком панциря, хотя эти расы были явно родственными. По предположению Дарвина, они произошли от одного предка, расселились по разным островам и эволюционировали там изолированно от своих соседей. Естественный отбор привел к сохранению и совершенствованию изменений, что позволило каждой расе приспособиться к среде обитания. Из-за географической изоляции исключалась возможность межрасового скрещивания и обратного процесса.

В соответствии с теорией Дарвина, вьюрки разделились таким же образом, но отдельные виды на каждом острове образовались в процессе колонизации разных сред обитания и в результате изменений в самих переселенцах с целью приспособления к местным условиям. Таким образом, популяция вьюрков, кормящихся на территории, поросшей кактусами, развивалась иначе, чем обжившая лесные чащи. Возможно, что первоначально между ними частично имело место межрасовое скрещивание. Однако под влиянием различий в поведении эти возможности постепенно сокращались до тех пор, пока между расами не возникла генетическая несовместимость. Так образовались отдельные виды вьюрков.

Создав свою основную научную теорию в конце 1830-х годов, Дарвин провел последующие 20 лет в поисках доказательств. Только в 1859 году он опубликовал свои идеи как отклик на статью другого естествоиспытателя — Алфреда Рассела Уоллеса, — выдвинувшего во многом схожую теорию.

Статья Уоллеса, написанная им за три дня в состоянии лихорадочного вдохновения (после приступа малярии), содержала недостаточное количество убедительного исследовательского материала. С «Происхождением видов» Дарвина дело обстояло совсем иначе. Его научный труд отличался чрезвычайной основательностью. Он разошелся мгновенно, вызвав возмущение ученых-традиционалистов, которые расцепили его чуть ли не как богохульство. Многие были рады отказаться от библейской истории сотворения мира в пользу теории Дарвина, но лишь некоторые были готовы согласиться с предположением, что человек также является продуктом эволюции и что его предок — всего-навсего обезьяна.

Эта концепция и поныне остается неудобоваримой для тех, кто считает человека особенным («Божьим творением», лишь одной ступенью ниже ангела. Тем временем ученые, принявшие такую возможность своего происхождения, до сих пор спорят о деталях эволюционного процесса. Недавнее представление об эволюции как о постепенном процессе незначительных изменений было вытеснено теорией «перемежающегося равновесия, согласно которой длительные периоды неизменности видов сменяются периодами быстрого развития дочерних популяций, дающих начало новым видам. Такая идея возникла под влиянием того факта, что окаменелости содержат очень мало свидетельств плавности перемен.

Такие гипотезы могут привнести изменения в структуру теории, но не способны подорвать ее основы. Сегодня нет сомнений в том, что в ходе развития животные приспосабливаются к различным внешним влияниям. Процесс был продемонстрирован на протяжении последних десятилетий тем, что целые тучи комнатных мух, комаров, мух цеце и других насекомых приобрели иммунитет к ядохимикатам, которые мы на них обрушили. Химик, в 1942 году создавший ДДТ, не мог этого предусмотреть. Но, возможно, он изобрел неоспоримое доказательство в пользу теории, которая уже свыше 130 лет является главным предметом научных споров в области зоологии. Стремясь разобраться в бесконечном разнообразии населяющих Землю живых существ, зоологи разделили их на группы и попытались определить, как происходило их эволюционное развитие.

3. Видовое разнообразие царства животных

Сколько видов животных населяет Землю? Один миллион, десять миллионов, пятьдесят? Мы этого не знаем. Научно описано, названо и внесено в каталоги свыше миллиона живых существ, Сюда входят почти все крупные, приметные для глаза и доступные представители фауны — птицы, млекопитающие и рептилии.

Судя по количеству ежегодно открываемых «новых» насекомых, нам известна лишь малая часть от их общего числа. В некоторых коллекциях, собранных под пологом тропических джунглей, около 90% видов насекомых были ранее не известны науке. Поэтому, по оценкам ряда ученых, одних только насекомых может насчитываться до 50 миллионов видов плюс к тому несметная рать моллюсков, червей, ракообразных и тому подобной мелкой живности.

По сравнению с этим богатством, 40 тысяч видов позвоночных — рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих, в том числе нас с вами, — составляют более чем скромную часть животного мира. Это хорошо видно и в систематизации животных по группам со сходными характеристиками, каждая из которых называется типом. Всего насчитывают 32 типа животных, и позвоночные составляют лишь малую часть одного из них. Все прочие типы охватывают поразительное разнообразие живых существ — от похожих на растения губок до интеллектуалов-осьминогов. Многих из них мы знаем в лучшем случае по названиям.

Животное — это существо, которое потребляет пищу «в готовом виде», поедая другие организмы. Зеленое растение, наоборот, само производит пищу в процессе фотосинтеза, преобразуя с помощью солнечной энергии минеральные соли, углекислый газ и воду в такие органические вещества, как сахар и белок Животное — к примеру, кролик — на это не способно и потому кормится растениями. Лиса, подкрепившись кроликом, тоже получает пишу в готовом виде, и, в конечном счете, ее жизнь зависит от тех же растений, преобразующих химические соединения в питательную органику.

Некоторые «животные» вопреки всем правилам сами вырабатывают питательные вещества с помощью фотосинтеза. Все они — простейшие микроорганизмы, вроде Euglenagracilis, состоящие всего из одной клетки. Как и положено животному, эвглена может питаться другими организмами, но может и сама вырабатывать для себя пищу не хуже растения. Так что же перед нами — растение или животное? Лишь недавно был найден обходной путь решения этой проблемы, и учреждено совершенно новое царство организмов-протистов. Это простейшие одноклеточные существа, которых ранее относили к животным. Тем самым подразумевается, что все собственно животные являются многоклеточными организмами.

Как из одноклеточных организмов возникли первые многоклеточные, по сей день остается предметом научных споров, но большинство

ученых склоняются к идее колониальных сообществ, или скоплений идентичных одноклеточных организмов, в которых устанавливались взаимовыгодные связи. Отдельные примеры такого сожительства встречаются и сегодня — скажем, вольвокс, сферическая колония простейших одноклеточных водорослей. Нечто подобное можно наблюдать и у примитивных животных, например, губок

Губка на бортике вашей ванны — это эластичный «скелет» животного, состоящего из множества клеток. Не все они одинаковы, как у вольвокса, и каждая выполняет свою работу. Так, основу скелета составляют амебоциты, тогда как другие клетки, называемые хоаноцитами, деловито поглощают частицы пищи. При этом каждая клетка способна, хотя и недолго, жить отдельно от других.

Прикрепившись к подводному камню, губка ведет почти растительный образ жизни, весьма типичный для океанов, где зародились все простейшие организмы. И одной из самых живописных его форм является коралловый риф. Как и у губок, скопление кораллов представляет собой колонию, состоящую из множества отдельных существ, однако каждое из них — уже полноценное многоклеточное животное, коралловый полип. Его клеткам, образующим живые ткани, присуща узкая специализация и взаимозависимость.

Коралловый полип похож на миниатюрную актинию — к слову, его близкую родственницу — и питается таким же способом, захватывая частицы пищи венчиком из жалящих щупалец и отправляя их в трубчатое тельце для переваривания. В отличие от губок, состоящих из одного слоя клеток, тело полипа образовано двумя слоями — внутренним и внешним, которые отделены друг от друга студенистым веществом. Ярким примером такого строения является медуза.

Сеть нервных клеток, с помощью электрических сигналов передающих сенсорную информацию по всему телу полипа, стимулирует сокращение пучков продолговатых клеток, из которых состоят мышечные волокна. Благодаря этому полип при малейшей опасности втягивает щупальца, а медуза самостоятельно передвигается, что является одним из главных качеств животного мира.

Коралловые полипы, актинии и медузы принадлежат к типу стрекающих животных. Самая примечательная черта этих существ -радиальное строение мягкого тела, не имеющего выраженных органов чувств. Например, нервные клетки медузы беспорядочно разбросаны по всему телу и не имеют центрального координирующего узла. Иными словами, у нее отсутствуют голова и мозг.

Судя по ископаемым окаменелостям, эти животные стали одними из первых жителей Земли. Развитие четко выраженной «передней части» с органами чувств, сигналы от которых поступают в центральную нервную систему, стало крупным шагом в эволюции так называемых высших животных. Это легко увидеть на примере скромного плоского червя.

Строение плоского червя более сложное, чем у стрекающих существ, ибо его тело — как у большинства животных — состоит из трех слоев клеток, а не двух, с прослойкой из инертного студенистого вещества. Эта особенность открывает широкие возможности для развития, т. к. у многих животных из среднего слоя клеток (мезодермы) формируются мышцы, позволяющие передвигаться гораздо быстрее той же медузы.

Но прежде всего плоские черви отличаются от медузы двусторонней симметрией тела и наличием четко обозначенной головы. Внешний вид отражает и внутреннее строение этих существ. Расположенные по периметру тела нервные клетки, вроде бы, беспорядочно соединены в толстые нервные волокна, которые, в свою очередь, слипаются в единый узел в центре головы — головной мозг. У червя есть и простые глаза, посылающие информацию прямо в головной мозг для обработки. По главным нервным волокнам мозг рассылает сигналы и мышцы, а те перемещают черня, куда ему требуется.

Наш старый знакомец земляной червяк принадлежит к типу сегментных, или кольчатых, червей. Причина этого названия очевидна — тело червя состоит из цепочки колец, пли сегментов. Подобно своему плоскому собрату, кольчатый червь имеет головной мозг и центральную нервную систему, но сегментация позволяет определенным частям тела выполнять различные функции.

Кольчатых червей отличает от плоских еще одна черта — мезодерма, разделенная на два слоя, между которыми находится заполненная жидкостью внутренняя полость, или целом. Она надежно изолирует внутренние органы червя от мышц, позволяя им действовать в автономном режиме. Без целома было бы невозможно развитие эффективных систем пищеварения, кровообращения и дыхания, имеющихся у всех сложных животных, включая моллюсков, членистоногих (например, насекомых) и позвоночных.

Тип моллюсков охватывает чрезвычайно разнообразную группу животных — от, казалось бы, безмозглой, безголовой и почти неподвижной устрицы до умного и очень проворного осьминога. За исключением двухстворчатых моллюсков, вроде той же устрицы, прекрасно приспособленной к «сидячемоу» образу жизни, типичные моллюски — например, улитки — демонстрируют все черты, о которых говорилось выше. В мускулистом теле улитки имеется внутренняя полость, скромный набор органов чувств позволяет воспринимать окружающий мир, я головной мозг обрабатывает посылаемые ими сигналы. А у осьминога, кальмара и каракатицы мозг и органы чувств достигли в споем развитии таких высот, что их обладатели могут соперничать даже с позвоночными животными.

Хотя многие моллюски защищены известковыми ракушками, все они в основном мягкотелые существа, форма которых поддерживается кожным покровом и мускулатурой, осмотическим давлением внутренних жидкостей и внешним давлением морской воды. По совершенно иному пути пошло развитие другой обширной группы животных, которая включает ракообразных, насекомых, пауков и их бесчисленных родичей. Их утолщенная кожа выполняет функции наружного скелета. Сложенный из сочлененных элементов экзоскелет и подвижные суставчатые конечности обеспечивают этим животным свободу передвижения, из-за чего их и назвали артроподами, или членистоногими.

Простейшее членистоногое — многоножка — похоже на морского кольчатого червя. Ре тело точно так же разделено па сегменты, каждый из которых снабжен парой конечностей. У более сложных членистоногих (например, мух и жуков) сегментация получила дальнейшее развитие — каждый сегмент выполняет различные функции.

Экзоскелет обладает двумя главными преимуществами. Как и все трубчатые структуры, он чрезвычайно прочен для своего малого веса и относительно водонепроницаем. Благодаря этому многие крабы выходят из воды, когда им вздумается, не рискуя быть раздавленными собственным весом или погибнуть от обезвоживания. Этими преимуществами в полной мере воспользовались насекомые и пауки, в большинстве своем обитающие на суше. Многие из них живут даже в иссушенных солнцем пустынях. А 300 млн. лет назад насекомые первыми из животных начали летать.

Однако при всем своем удобстве, экзоскелет препятствует росту. Затвердевший под воздействием внешней среды панцирь не способен растягиваться, и время от времени его хозяин вынужден сбрасывать тесные до-снехи, а взамен отращивать новые, более просторные. Старый скелет раскалывается вдоль спинки, и животное выбирается из него в новеньком, еще мягком и эластичном наряде. Пока новый панцирь не затвердел, животное раздувается, заглатывая воду или воздух, чтобы обеспечить себе достаточный зазор для роста. Многие членистоногие погибают в ходе этого далеко не безболезненного процесса.

Некоторые животные за свою жизнь претерпевают поразительные изменения. Взять, например, асцидиго. Взрослая особь представляет собой безголовую студенистую трубочку, приклеенную к подводному камню. Зато ее личинка — это весьма проворное, похожее на головастика существо с четко выраженными толовой и хвостом. Больше того, хвост личинки укреплен хрящевым выростом, и именно эта спинная струна, или хорда, обеспечивает асцидии место среди хордовых животных. Это тем более интересно, что мы с вами, как и все позвоночные существа, тоже принадлежим к типу хордовых.

Первые позвоночные животные появились в океане свыше 450 млн. лет назад. По своему строению они напоминали современную миксину — слепое, похожее на вьюна существо с гибкой хордой, тянущейся вдоль покрытого слизью тела. Эта хорда выполняет функции рудиментарного позвоночника и у других, более высокоразвитых рыб, она заключена в длинный ряд костных или хрящевых трубок -позвонков, — образующих спинной хребет.

Уступая по прочности и защитным функциям экзоскелету членистоногих, внутренний позвоночник рыбы служит надежным каркасом и опорой для мышц. Прикрепленные к нему мышцы достигают значительной величины и силы, нисколько не теряя подвижности. А поскольку костная ткань растет с той же скоростью, что и мышечная, отпадает необходимость в болезненном процессе линьки.

Плавники большинства костных рыб состоят из остроконечных лучей, движениями которых управляют мышцы, расположенные с внутренней стороны стенки тела. Однако у некоторых видов древних кистеперых рыб — например, «дошедшей» до наших дней латимерии — плавниковые лучи растут из снабженных мышцами, похожих на кисти конечностей. Их древние родичи, по-видимому, первыми из позвоночных вышли из океана на сушу. Отдаленные потомки этих позвоночных животных были первыми земноводными. Их плавники постепенно трансформировались в ноги, а жабры превратились в легкие. Однако кожа так и не стала водонепроницаемой, как экзоскелет членистоногих, поэтому для жизни им требуется влажная среда.

Та же проблема осложняет жизнь и современных земноводных, например, лягушек и саламандр. Зато с ней сумели справиться, казалось бы, похожие на них пресмыкающиеся, обзаведясь прочным, нередко чешуйчатым кожным покровом. Так же водонепроницаемы и яйца рептилий, благодаря чему они могут выводить потомство на суше. Теплокровные животные

Рептилии — холоднокровные существа, температура их тела зависит от температуры окружающей среды. Мышцы и внутренние органы всякого животного нуждаются в тепле, поэтому рептилии активны, только когда снаружи достаточно тепло. Неудивительно, что большинство из них водятся в тропиках.

Этот барьер удалось преодолеть, когда у двух древних групп рептилий развился процесс обмена веществ, преобразующий энергию пищи во внутреннее тепло. Эти животные стали родоначальниками птиц и млекопитающих. Они активны днем и ночью, зимой и летом, обжив даже суровое Заполярье. Некоторые из них проявляют настоящие чудеса подвижности и выносливости. Однако всему есть своя цена. К примеру, ради того, чтобы поддержать огонь в своей внутренней топке, землеройка должна ежедневно поедать огромное количество корма, и потому вечно занята поисками съестного.

Жизнь землеройки убедительно демонстрирует, что она ничуть не совершеннее сходной по размерам рептилии, и отличается от нее лишь более сложным строением.

Заключение

Царство животных — это яркое воплощение непрерывного эволюционного процесса, в ходе которого появилось богатейшее разнообразие живых существ.

Список литературы

1. Каррингтон Р. Млекопитающие. – М.: Мир, 1972. – 192 с.

2. Северцев С.А. Динамика населения и приспособительная эволюция животных. – М.: Издательство Академии наук СССР. – М.: 1941. — 316 с.

3. Шарова И.Х., Макаров К.В. — Сравнительная зоология и эволюция животных: 7 класс: Учебное пособие для учителей, студентов педагогических ВУЗов, старшеклассников. – М.: 2003. – 248 с.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Технические регламенты реферат
• 
  Реферат по этнологии
• 
  Народы казахстана реферат
• 
  Реферат полимерные материалы
• 
  Реферат монгольское нашествие
• 
  Полимерные материалы реферат
• 
  Монгольское нашествие реферат
• 
  Реферат подвиги геракла
• 
  Подвиги геракла реферат
• 
  Обратная матрица реферат
• 
  Вырубка лесов реферат