1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Еволюція тварин — основні етапи розвитку тваринного світу

Еволюція тварин — основні етапи розвитку тваринного світу

Органічний світ на планеті мільйони років незворотно змінювався, поступово переходячи від простого до складного. Про це свідчать знахідки палеонтологів — в різних пластах земної кори були виявлені скам’янілі частини і цілі скелети тварин, що значно відрізняються від сучасних. Порівняльна анатомія, ембріологія та інші науки свідчать про різні етапи еволюції тварин.

Теорії про зародження життя

  • Яка подія поклала початок біологічної еволюції на землі — одне з найскладніших питань в природознавстві, і на нього ще ніколи не було отримано однозначної відповіді. Протягом історії людства висувалися різні гіпотези про появу життя:
  • Креаціонізм. Всі релігії дотримуються теорії створення, згідно з якою все живе було створено одноразово якоюсь божественною сутністю – творцем, а людина — вінець творіння. Великий сумнів викликає одночасна поява всього і відразу.
  • Панспермія і стаціонарний стан. Взаємопов’язані теорії, життя розноситься крізь космічний простір по планетам якимись насінням, але сама Всесвіт існує вічно і також вічно існує в ній життя. Спростовується теорією Великого вибуху.
  • Спонтанне зародження. Основна теза – живе зароджується з неживого. Важко уявити, але навіть в VII-VIII ст. віках вчені описували, як із закритих в шафі брудних сорочок і пшениці зародилася миша. Після відкриття мікроорганізмів ця теорія отримала новий виток, адже якщо складні організми не самозароджуються, можливо, це можуть робити прості.
  • Океанське дно. Захист від згубних ультрафіолетових випромінювань і процвітання життя в термальних гидроисточниках (чорних курцях) під товщею води дозволили висунути таку гіпотезу. Теоретично чорні курці мають все необхідне для початкового зародження життя — тепло, мінеральні речовини, сірководень.
  • Біогенез. Все живе походить від живого. Але тут постає питання, коли і яким чином могли виникнути живі організми, якщо спочатку їх не існувало на планеті.

Гіпотезу про походження життя з так званого органічного бульйону висунув Олександр Опарін в 1924 році. На сьогодні вона є найбільш визнаною. На її користь свідчать досліди з отримання білків і базових органічних молекул для побудови ДНК і РНК (амінокислот) з суміші поширених у Всесвіті ціановодорода і сірководню зі звичайними мінеральними речовинами і металами. А.

Опарін вважав, що вже на самих ранніх етапах розвитку планети повинні були з’явитися т.зв. пробіонти, що представляють собою ізольовані ділянки середовища, в яких процесам обміну легше буде відбуватися.

Виникнення органіки

Зараз вважається, що життя виникло і почало еволюціонувати з того моменту, як органічні молекули стали організовуватися в самовідтворюються структури.

На початкових етапах розвитку життя на Землі хімічні речовини і метали океанської води взаємодіяли один з одним за допомогою найрізноманітніших хімічних реакцій, з’єднуючись у все нові і нові молекули. Маленькі молекули з’єднувалися у великі і утримувалися електростатичними силами, утворюючи коацервантні краплі-скупчення ліпідних молекул, навколо яких з’явилася водовідштовхувальна оболонка. Органічні речовини в коацерваті збиралися не випадковим чином, вони доповнювали і» розуміли ” один одного.

Коацерватні краплі призвели до виникнення перших «просто клітин» — протобіонтів. Їх ще не можна було вважати повноцінними клітинами, але були якимось органічним прототипом. Поява протобіонтів стало можливим завдяки виконанню двох умов:

  • Впорядковане скупчення молекул.
  • Розвиток відтворення собі подібних (реплікації).

Протобіонти, що поєднують в собі здатність до реплікації і обміну речовин, збереглися в процесі передбіологічного відбору і еволюціонували в перші живі організми — бактерії.

Оскільки годиться, що спочатку кисню в земній атмосфері не було, то прокаріоти були анаеробними і гетеротрофними мікроорганізмами. Бактерії-анаероби і зараз досить численні. Деякі живуть в кисневому середовищі, але не використовують її для дихання — це молочно-кислі бактерії. Збудники газової гангрени, правця, ботулізму можуть розвиватися тільки без доступу кисню, інакше гинуть.

Поява еукаріотів

Основні етапи формування багатоклітинних організмів почалися набагато пізніше-близько 1,5 млрд років тому. Передумовами для цього стала поява одноклітинних, здатних на фотосинтез і симбіогенез.

Бурхлива вулканічна діяльність і висока температура на стародавній Землі дозволяли синтезувати органічні речовини у великих кількостях. Але з часом земля остигала, кількість синтезованих речовин падало, а з появою бактерій-анаеробів, що харчуються ними, могло б повністю виснажитися. В результаті могло статися закінчення історії розвитку життя, якби в результаті конкуренції за отримання органічних речовин не з’явилися фотосинтезуючі бактерії.

Вони виробили здатність самим виробляти для себе їжу, тобто синтезувати органіку з неорганіки за рахунок енергії сонячного світла. У найперших таких бактерій фотосинтез проходив без виділення кисню (аноксигенний тип), а водень вони брали з сірководню. При подальшому еволюціонуванні з’явилися ціанобактерії (синьо-зелені водорості), що використовують водень з води і виділяють кисень.

Основні етапи еволюції тварин і рослин

Поширення ціанобактерій дозволило сформуватися озоновому шару, що захищає планету від згубних ультрафіолетових променів і стало передумовою переміщення життя з води на сушу. Подальший еволюційний розвиток призвів до появи перших бактерій – аеробів, що використовують кисень для дихання. Для життя їм було потрібно набагато менше органічних речовин, що підвищувало конкурентноздатність таких організмів в боротьбі за виживання.

Бактеріям – анаеробам довелося пристосовуватися до нових умов, так вони не вміли ні фотосинтезувати, ні дихати киснем. В результаті з’явилися хижі амеби, захоплюючі своїми ложноножкамі інші бактерії. Не всі захоплені організми гинули, деякі продовжували жити в цитоплазмі амеби-загарбниці. Цей процес отримав відображення в симбіогенезі.

Багатоклітинні організми зобов’язані своєю появою саме цій стадії еволюціонування. Якщо коротко, симбіогенез або ендосимбіоз відбувається за схемою: одна клітина проникає за мембрану інший, але її поглинання не відбувається. Вона приживається всередині іншої клітини і продовжує функціонувати. Послідовність може повторюватися-вийшло утворення захоплює нові організми, причому як поодинокі, так і зі своїм симбіонтом. Дослідження І. І. Мечникова підтверджують цю гіпотезу. У 1880 році, вивчаючи травлення голкошкірих і кишковопорожнинних, він прийшов до висновку, що внутрішньоклітинне травлення є більш давнім.

Виникло в результаті симбіогенезу співтовариство організмів володіло всіма властивостями його складових:

  • Здатність до фотосинтезу.
  • Економне і ефективне використання органічних речовин завдяки кисневому виду дихання.
  • Здатність до швидкого переміщення і захоплення інших бактерій.

Згодом фотосинтезуючі симбіонти перетворилися в хлоропласти, аеробні бактерії — в мітохондрії. Зв’язки між ними і головною клітиною зміцнилися і стали стійкими. Для управління таким складним утворенням і збереження генетичної системи клітини-носія виникло ядро — Нова клітинна органела зі спеціальними функціями. Організми, клітини яких не мають ядра називаються прокаріотами, а організми, що складаються з клітин з ядром — еукаріотами.

Перші еукаріоти містили і хлоропласти, і мітохондрії. Під впливом зовнішніх умов з’являються стародавні джгутикові-пристосовані до активного пересування форми. Вважається, що джгутики походять від якихось прокаріотів, як мітохондрії і хлоропласти, і поєднували в собі властивості як тварин, так і рослин.

Поступово вони потрапляли в різне середовище, внаслідок чого були змушені пристосовуватися до неї. Якщо органічних речовин навколо виявлялося досить, то джгутикові втрачали хлоропласти і перетворювалися в найпростіших одноклітинних тварин, а зберегли хлоропласти стали прабатьками одноклітинних рослин. Вони в процесі розвитку втратили здатність до пересування і обзавелися різноманітними механізмами, що поліпшують процес фотосинтезу. Рослинний світ еволюціонував від водоростей до покритонасінних рослин і став схожий на сучасний до кінця крейдяного періоду.

У скам’янілостях вендського періоду були знайдені абсолютно симетричні організми, перехідна форма між тваринами і рослинами, що також говорить про їх спільних предків. Перехідною формою від одноклітинних до багатоклітинних вважаються колоніальні форми. Вони складаються з одноклітинних особин, пов’язаних між собою певним чином і мають зачатки єдино діючого організму.

Основні етапи

Еволюцію тварин поділяють на етапи згідно геохронологічної історії. Її подробиці можна знайти в спеціальних таблицях, з яких видно, що шлях, що відбувся від появи перших одноклітинних до ссавців, тривав мільйони років. Розвиток багатоклітинних організмів, що не мають скелетних утворень, почалося ще в пізній період протерозойської ери. Надалі якісь види назавжди вимирали, як тупикові гілки, а якісь зайняли найширші ареали проживання, як Ссавці. Порядок еволюціонування:

  • Найпростіші – бактерії і віруси.
  • Кишковопорожнинні – коралові поліпи, губки. Малорухливі морські істоти, травна порожнина яких має вигляд мішка. Проводять життя в основному на одному місці, полюючи на пропливає повз видобуток. Але їх внутрішні і зовнішні клітини вже мають різну спеціалізацію.
  • Голкошкірі – Морська зірка, морські їжаки. У них почали з’являтися зачатки травного тракту.
  • Черви – дощовий черв’як, п’явка. Спочатку з’явилися плоскі війчасті черви, що стали прабатьками кільчастих черв’яків. Більш розвинений харчовий тракт і яскраво виражене розміщення ротового отвору в одному кінці були наступною стадією еволюції в переході до рухомого способу життя.
  • М’якотілі – молюски, устриці, равлики. Ймовірно, були іншою гілкою розвитку війкових черв’яків, що замінили рухливість на зовнішній захист. Добре виражене ротовий отвір сприяло появі зачатків нервової системи.
  • Членистоногі – комахи, раки, Скорпіони. Обзавелися зовнішнім скелетом, на відміну від перших хордових і щелепних риб, що мають зачатки внутрішнього скелета. Мають виражені органи чуття.
  • Хребетні. Вважається, що походять від променеперих і кистеперих риб, плавники яких були зачатками кінцівок.

Важливу роль в еволюції тварин має ароморфоз. Ця здатність дозволяє живим організмам адаптуватися до нових умов навколишнього середовища, при цьому підвищується загальний рівень організації, набуваються нові корисні вміння і здібності. Основою ароморфоза є спадковість і природний відбір. Приклади найважливіших ароморфозів в еволюції тварин:

  • поява кісткового скелета і кола кровообігу у риб;
  • статевий поділ клітин;
  • внутрішнє запліднення у плазунів;
  • розвиток легенів у земноводних, що дозволило їм освоювати життя на суші;
  • формування пір’яного покриву і крил у птахів.

І це тільки мала частина всіх ароморфозів, що сталися з тваринами під час еволюції. Етапи розвитку тварин досить добре вивчені завдяки дослідженням добре збережених останків.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Механізми онтогенезу