Ако се интересувате от такива интересни животни като земноводните, тогава ви каня да се потопите в размисъл с научни факти за тях еволюционно развитие. Произходът на земноводните е много интересна и обширна тема. И така, каня ви да погледнете в далечното минало на нашата планета!

Произход на земноводните

Смята се, че предпоставките за появата и формирането на земноводните преди около 385 милиона години (в средата на девонския период) са били благоприятните климатични условия (топлина и влажност), както и наличието на достатъчно хранене под формата на вече образува множество малки безгръбначни животни.

Освен това през този период голямо количество органични остатъци бяха измити във водни тела, в резултат на окисляването на които нивото на разтворения във водата кислород намаля, което допринесе за образуването на промени в дихателните органи на древните риби и тяхната адаптация към дишане атмосферен въздух.

Ихтиостега

По този начин произходът на земноводните, т.е. преходът на водните гръбначни животни към сухоземен начин на живот беше придружен от появата на дихателни органи, адаптирани да абсорбират атмосферния въздух, както и органи, улесняващи движението твърда повърхност. Тези. хрилният апарат беше заменен от бели дробове, а перките бяха заменени от стабилни крайници с пет пръста, които служеха за опора на тялото на сушата.

В същото време настъпиха промени в други органи, както и в техните системи: кръвоносната система, нервна системаи сетивни органи. Основните прогресивни еволюционни промени в структурата на земноводните (ароморфоза) са следните: развитието на белите дробове, образуването на два кръга на кръвообращението, появата на трикамерно сърце, образуването на крайници с пет пръста и образуването на средното ухо. Началото на нови адаптации може да се наблюдава и при някои групи съвременни риби.

Древни лобефини

И до днес в научния свят се спори за произхода на земноводните. Някои смятат, че земноводните са произлезли от две групи древни риби с лобови перки - Porolepiformes и Osteolepiformes, повечето други твърдят в полза на остеолепиформните риби с лобови перки, но не изключват възможността няколко тясно свързани филетични линии на остеолепиформни риби да могат да се развият и еволюират паралелно.

Бронираните земноводни - стегоцефалите

Същите тези учени предполагат, че успоредните линии по-късно са изчезнали. Един от особено еволюиралите, т.е. модифициран вид древна риба с лобови перки, беше Tiktaalik, който придоби редица преходни характеристики, които го направиха междинен вид между риби и земноводни.

Бих искал да изброя тези характеристики: подвижна, скъсена глава, отделена от колана на предните крайници, напомняща на крокодил, раменни и лакътни стави, модифицирана перка, която й позволява да се издига над земята и да заема различни фиксирани позиции, и възможно е да може да ходи в плитки води. Тиктаалик дишаше през ноздрите и въздухът вероятно се изпомпваше в белите дробове не от хрилния апарат, а от помпите на бузите. Някои от тези еволюционни промени са характерни и за древната риба с лобни перки Panderichthys.

Древни лобефини

Произход на земноводните: първите земноводни

Смята се, че първите земноводни Ichthyostegidae (лат. Ichthyostegidae) се появяват в края на девонския период в пресни водни тела. Те образуваха преходни форми, т.е. нещо средно между древните лобопери риби и съществуващите - съвременни земноводни. Кожата на тези древни същества беше покрита с много малки рибени люспи и заедно със сдвоени крайници с пет пръста те имаха обикновена рибена опашка.

Имат само зачатъци от хрилните капаци, но от рибите са запазили клейтрума (кост, принадлежаща към гръбната област и свързваща раменния пояс с черепа). Тези древни земноводни могат да живеят не само в прясна вода, но и на сушата, а някои от тях пълзят на сушата само периодично.

Ихтиостега

Когато се говори за произхода на земноводните, не може да не се каже, че по-късно, през периода на карбона, се образуват редица клонове, състоящи се от множество надразреди и разреди земноводни. Така например надредът на лабиринтодонтите е много разнообразен и съществува до края на триаския период.

През карбонския период се формира нов клон на ранните земноводни - Лепоспондили (лат. Lepospondyli). Тези древни земноводни са били адаптирани за живот изключително във вода и са съществували приблизително до средата на пермския период, давайки началото на съвременните разреди земноводни - безкраки и опашати.

Бих искал да отбележа, че всички земноводни, наречени стегоцефали (черупчести глави), появили се в палеозоя, изчезнаха още през триаския период. Предполага се, че първите им предци са били костни риби, който съчетава примитивни конструктивни характеристики с по-развити (модерни).

Стегоцефал

Като се има предвид произхода на земноводните, бих искал да насоча вниманието ви към факта, че рибите с черупкови перки са най-близо до рибите с черупки, тъй като те имат белодробно дишане и скелет, подобен на скелета на стегоцефалите (риби с черупки).

По всяка вероятност девонският период, в който са се образували черупчести риби, се е характеризирал със сезонни засушавания, по време на които много риби са имали „труден живот“, тъй като водата е била изчерпана на кислород и многобройната обрасла водна растителност го е затруднила за да се движат във водата.

Стегоцефал

В такава ситуация дихателните органи на водните обитатели би трябвало да са модифицирани и превърнати в белодробни торбички. В началото на проблемите с дишането древните риби с лобови перки просто трябваше да се издигнат на повърхността на водата, за да получат следващата порция кислород, а по-късно, когато водните тела пресъхнаха, те бяха принудени да се адаптират и да излязат на сушата. В противен случай животните, които не са се адаптирали към новите условия, просто са умрели.

Само онези водни животни, които са успели да се адаптират и адаптират и чиито крайници са били модифицирани до такава степен, че са станали способни да се движат по сушата, са успели да оцелеят при тези екстремни условия и в крайна сметка да се развият в земноводни. В такива трудни условия първите земноводни, след като са получили нови, по-напреднали крайници, са успели да се преместят по суша от пресъхнал резервоар в друг резервоар, където все още е запазена вода.

Лабиринтодонти

В същото време тези животни, които бяха покрити с тежки костни люспи (люспеста черупка), трудно можеха да се движат по сушата и съответно, чието дишане на кожата беше затруднено, бяха принудени да намалят (възпроизвеждат) костната черупка на повърхността на тялото си.

При някои групи древни земноводни се е запазил само по корема. Трябва да се каже, че черупкоглавите (стегоцефалите) успяват да оцелеят само до началото на мезозойската ера. Всички модерни, т.е. Съществуващите в момента разреди земноводни са формирани едва в края на мезозойския период.

На тази бележка завършваме нашата история за произхода на земноводните. Надявам се, че тази статия ви е харесала и ще се върнете на страниците на сайта за още, потопени в четене невероятен святдивата природа.

И по-подробно, с най-интересните представителиземноводни (амфибии), тези статии ще ви запознаят с:

Преди около 385 милиона години на Земята са се образували условия, които са били благоприятни за масовото развитие на земята от животни. Благоприятни фактори бяха по-специално топло и влажен климат, наличието на достатъчна хранителна база (формирана е богата фауна от сухоземни безгръбначни). Освен това през този период голямо количество органична материя е измита във водни басейни, в резултат на окисляването на които съдържанието на кислород във водата намалява. Това допринесе за появата на устройства за дишане на атмосферен въздух в рибите.

Еволюция

Зачатъците на тези устройства могат да бъдат намерени сред различни различни групириба Някои съвременни риби могат да напуснат водата по едно или друго време и кръвта им е частично окислена поради атмосферния кислород. Такава например е рибата плъзгач ( Анабас), който, излизайки от водата, дори се катери по дърветата. Някои представители на семейството на goby пълзят по сушата - кални скачачи ( Периофталмус). Последните хващат плячката си по-често на сушата, отколкото във водата. Способността на някои белодробни риби да стоят извън водата е добре известна. Всички тези адаптации обаче са от частен характер и предците на земноводните са принадлежали към по-малко специализирани групи сладководни риби.

Адаптациите към сухоземния живот се развиват независимо и успоредно в няколко линии на еволюция на рибите с лопатови перки. В тази връзка Е. Ярвик излага хипотеза за дифилетичния произход на сухоземните гръбначни животни от две различни групи риби с лобови перки ( OsteolepiformesИ Porolepiformes). Въпреки това редица учени (А. Ромер, И. И. Шмалхаузен, Е. И. Воробьова) критикуват аргументите на Ярвик. Повечето изследователи смятат, че монофилетичният произход на тетраподите от остеолепиформни лобни перки е по-вероятен, въпреки че възможността за парафилия, тоест постигането на нивото на организация на земноводните от няколко тясно свързани филетични линии на остеолепиформни риби, които са еволюирали паралелно, се приема. Паралелните линии най-вероятно са изчезнали.

Една от най-напредналите риби с лобови перки беше Tiktaalik, която имаше редица преходни характеристики, които я доближиха до земноводните. Такива характеристики включват скъсен череп, предните крайници, отделени от колана и относително подвижна глава, както и наличието на лакътни и раменни стави. Перката на Tiktaalik може да заема няколко фиксирани позиции, една от които е предназначена да позволи на животното да бъде в издигната позиция над земята (вероятно да „ходи“ в плитка вода). Тиктаалик диша през дупки, разположени в края на плоска „крокодилска“ муцуна. Водата и вероятно атмосферният въздух вече не се изпомпваха в белите дробове от хрилни капачки, а от помпи на бузите. Някои от тези адаптации са характерни и за рибата с лобни перки Panderichthys.

Първите земноводни, които се появяват в сладки водни басейни в края на девон, са ихтиостегидите. Те са били истински преходни форми между рибите с лобови перки и земноводните. Така те имаха рудименти на оперкулум, истинска рибена опашка и запазен клитрум. Кожата беше покрита с малки рибени люспи. Въпреки това, заедно с това, те са имали сдвоени крайници с пет пръста на сухоземни гръбначни (вижте диаграмата на крайниците на животните с лобови перки и най-древните земноводни). Ихтиостегидите са живели не само във водата, но и на сушата. Може да се предположи, че те не само се размножават, но и се хранят във водата, като систематично пълзят на сушата.

Впоследствие, през карбона, възникват редица клонове, на които се придава таксономичното значение на надразреди или разреди. Надразредът лабиринтодонтия беше много разнообразен. Ранните форми имаха относително малки размерии тяло, подобно на риба. По-късно достигат много големи размери (1 m или повече) на дължина, тялото им е сплескано и завършва с къса дебела опашка. Лабиринтодонтите са съществували до края на триаса и са обитавали сухоземни, полуводни и водни местообитания. Предшествениците на анураните са относително близки до някои лабиринтодонти - разредите Proanura, Eoanura, известни от края на карбона и от пермските отлагания.

Вторият клон на първичните земноводни, Lepospondyli, също възниква през карбона. Те бяха малки по размер и добре приспособени за живот във вода. Някои от тях остават за втори път без крайници. Те съществуват до средата на пермския период. Смята се, че те са дали началото на разредите съвременни земноводни - опашати (Caudata) и безкраки (Apoda). Като цяло всички палеозойски земноводни са изчезнали през триаса. Тази група земноводни понякога се нарича стегоцефалии (с черупкови глави) заради непрекъснатата черупка от кожни кости, които покриват черепа отгоре и отстрани. Предците на стегоцефалите вероятно са костни риби, които съчетават примитивни организационни характеристики (например слаба осификация на първичния скелет) с присъствието допълнителни органидишане под формата на белодробни торбички.

Рибите с лобни перки са най-близо до стегоцефалите. Те имаха белодробно дишане, крайниците им имаха скелет, подобен на този на стегоцефалите. Проксималната част се състои от една кост, съответстваща на рамото или бедрената кост, следващият сегмент се състои от две кости, съответстващи на предмишницата или пищяла; След това имаше секция, състояща се от няколко реда кости; тя съответстваше на ръката или крака. Заслужава да се отбележи също така очевидното сходство в подреждането на покривните кости на черепа при древните лобни перки и стегоцефалите.

Девонският период, в който възникват стегоцефалите, очевидно се характеризира със сезонни засушавания, по време на които животът в много пресни водни басейни е труден за рибите. Изчерпването на кислорода във водата и трудността при плуване в нея бяха улеснени от изобилната растителност, която растеше през карбоновата ера покрай блатата и бреговете на резервоари. Растенията паднаха във водата. При тези условия може да възникне адаптация на рибите към допълнително дишане през белодробни торбички. Само по себе си изчерпването на водата от кислород все още не е предпоставка за достигане на сушата. При тези условия рибите с перки могат да се издигнат на повърхността и да погълнат въздух. Но със силното изсушаване на резервоарите животът на рибата стана невъзможен. Неспособни да се движат по сушата, те умряха. Само тези водни гръбначни животни, които едновременно със способността за белодробно дишане са придобили крайници, способни да се движат по сушата, могат да оцелеят при тези условия. Те изпълзяха на сушата и се преместиха в съседни водни басейни, където все още имаше вода.

В същото време движението по сушата беше трудно за животни, покрити с дебел слой тежки костни люспи, а костната люспеста обвивка на тялото не осигуряваше възможност за дишане на кожата, толкова характерна за всички земноводни. Тези обстоятелства очевидно са били предпоставка за намаляването на костната броня върху по-голямата част от тялото. При някои групи древни земноводни той се е запазил (без да се брои черупката на черепа) само на корема.

Стегоцефалите са оцелели до началото на мезозоя. Съвременните разреди земноводни се формират едва в края на мезозоя.

Бележки

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Трябваше да се свърши много работа в търсенето на фосилни следи от изчезнали същества, за да се изясни този въпрос.

Преди това преходът на животните към сушата се обясняваше по следния начин: във водата, казват те, има много врагове и така рибите, бягайки от тях, започнаха да пълзят на сушата от време на време, постепенно развивайки необходимите адаптации и трансформиране в други, по-напреднали форми на организми.

Не можем да се съгласим с това обяснение. В крайна сметка дори сега има толкова невероятни риби, които от време на време пълзят на брега и след това се връщат в морето. Но те изобщо не добавят вода в името на спасението от врагове. Нека си спомним и за жабите - земноводни, които, живеейки на сушата, се връщат във водата, за да създадат потомство, където хвърлят хайвера си и където се развиват млади жаби - попови лъжички. Добавете към това, че най-старите земноводни изобщо не са били беззащитни същества, страдащи от врагове. Те бяха облечени в дебела, твърда черупка и ловуваха други животни като жестоки хищници; невероятно е те или други като тях да бъдат изгонени от водата поради опасност от техните врагове.

Те също така изразиха мнение, че водните животни, които преливат от морето, сякаш се задушават в морска вода, изпитват нужда от чист въздух и са привлечени от неизчерпаемите запаси от кислород в атмосферата. Наистина ли беше така? Да си припомним летящата морска риба. Те или плуват близо до повърхността на морето, или се издигат от водата със силен плясък и се втурват във въздуха. Изглежда, че за тях ще бъде най-лесно да започнат да използват въздуха на атмосферата. Но те просто не го използват. Те дишат с хриле, т.е. дихателни органи, пригодени за живот във вода, и са напълно доволни от това.

Но сред сладководните има такива, които имат специални адаптации за дишане на въздух. Те са принудени да ги използват, когато водата в реката или реката стане мътна, задръстена и изчерпана от кислород. Ако се задръсти морска воданяколко потоци кал се вливат в морето, след което морската риба отплува на друго място. Морска рибаи не изискват специални устройства за дишане на въздух. Те се оказват в различна позиция сладководни рибикогато водата около тях помътнее и изгние. Някои си заслужават гледането тропически рекида разбере какво се случва.

Вместо нашите четири сезона, тропиците имат гореща и суха половина от годината, последвана от дъждовна и влажна половина от годината. При проливни дъждове и чести гръмотевични бури реките се разливат широко, водите се повишават и се насищат с кислород от въздуха. Но картината се променя драматично. Дъждът спира да вали. Водите се оттеглят. Жаркото слънце пресушава реките. Накрая, вместо течаща водаОстават вериги от езера и блата, в които застоялата вода е препълнена с животни. Те умират масово, труповете бързо се разлагат и когато изгният, кислородът се изразходва, така че той става все по-малко и по-малко в тези водни басейни, пълни с организми. Кой може да преживее такива драстични промени в условията на живот? Разбира се, само тези, които имат подходящите адаптации: той може или да хибернира, заравяйки се в тинята за цялото сухо време, или да премине към дишане на атмосферен кислород, или накрая може да направи и двете. Всички останали са обречени на изтребление.

Рибите имат два вида адаптации за дишане на въздух: или техните хриле имат гъбести израстъци, които задържат влагата, и в резултат на това кислородът от въздуха лесно прониква в кръвоносните съдове, които ги измиват; или имат модифициран плувен мехур, който служи за задържане на рибата на определена дълбочина, но в същото време може да служи и като дихателен орган.

Първата адаптация се среща при някои костни риби, тоест тези, които вече нямат хрущялен, а напълно вкостен скелет. Техният плувен мехур не участва в дишането. Една от тези риби, „пълзящият костур“, живее в тропически странии сега. Като някои

други костни риби, има способността да напуска водата и да пълзи (или скача) по брега с помощта на перки; понякога дори се катери по дърветата в търсене на охлюви или червеи, с които се храни. Колкото и невероятни да са навиците на тези риби, те не могат да ни обяснят произхода на онези промени, които позволиха на водните животни да станат обитатели на сушата. Те дишат с помощта на специални устройства 9 хрилен апарат.

Нека се обърнем към две много древни групи риби, тези, които са живели на Земята още през първата половина на древната ера от историята на Земята. Говорим за лопатоперки и белодробни риби. Една от забележителните риби с лобови перки, наречена полиптерус, все още живее в реките тропическа Африка. През деня тази риба обича да се крие в дълбоки дупки на тинестото дъно на Нил, а през нощта се оживява в търсене на храна. Тя напада както риби, така и раци и не пренебрегва жабите. Лежейки в очакване на плячка, полиптерусът стои на дъното, облегнат на широкия си гръдни перки. Понякога пълзи по дъното по тях, като на патерици. Веднъж извадена от водата, тази риба може да живее три до четири часа, ако се държи във влажна трева. В същото време дишането му става с помощта на плувен мехур, в който рибата непрекъснато поема въздух. Този пикочен мехур е двоен при рибите с лобови перки и се развива като израстък на хранопровода от вентралната страна.

Не познаваме Polypterus във вкаменелост. Други риби с лобови перки близък роднина polyptera, живели в много далечни времена и дишали с добре развит плувен мехур.

Белодробните риби са забележителни с това, че плувният им мехур се е превърнал в дихателен орган и работи като бели дробове. От тях до днес са оцелели само три рода. Един от тях, рогозъбът, живее в бавно течащите реки на Австралия. В тишина летни нощиМърморещите звуци, които тази риба издава, докато плува към повърхността на водата и изпуска въздух от плувния си мехур, се чуват надлъж и нашир. Но обикновено това голяма рибалежи неподвижно на дъното или бавно плува сред водните гъсталаци, скубе ги и търси там ракообразни, червеи, мекотели и друга храна.

Тя диша по два начина: както с хриле, така и с плувен мехур. И двата органа работят едновременно. Когато реката пресъхне през лятото и останат малки водоеми, котела се чувства страхотно в тях, докато останалите риби умират масово, труповете им гният и развалят водата, лишавайки я от кислород. Пътуващите в Австралия са виждали тези снимки много пъти. Особено интересно е, че такива картини се разкриват изключително често в зората на карбонова епоха по лицето на Земята; те дават представа как в резултат на изчезването на едни и победата на други стана възможно велико събитие в историята на живота - появата на водни гръбначни животни на сушата.

Съвременният рогозъб не е склонен да се премести на брега, за да живее. Той през цялата годинапрекарва във вода. Изследователите все още не са успели да наблюдават, че презимува през горещи периоди.

Неговият далечен роднина, цератод, или изкопаем рогозъб, е живял на Земята в много далечни времена и е бил широко разпространен. Останките му са намерени в Австралия, Западна Европа, Индия, Африка, Северна Америка.

Две други белодробни риби на нашето време - Protopterus и Lepidosirenus - се различават от котела по структурата на плувния си мехур, превърнал се в бели дробове. А именно те имат двоен, докато рогозъбът има нечифтен. Protoptera е доста широко разпространена в реките на тропическа Африка. Или по-скоро той живее не в самите реки, а в блата, които се простират до речните легла. Храни се с жаби, червеи, насекоми и раци. Понякога протоптерите също се атакуват един друг. Перките им не са подходящи за плуване, но служат за опора на дъното при пълзене. Те дори имат нещо като лакътна (и колянна) става приблизително по средата на дължината на перката. Тази забележителна характеристика показва, че белодробните риби, дори преди да напуснат водния елемент, може да са развили адаптации, които са им били много полезни за живота на сушата.

От време на време протоптерът се издига на повърхността на водата и вкарва въздух в дробовете си. Но тази риба изпитва трудности в сухия сезон. В блатата почти не е останала вода, а протоптерът е заровен в тинята на дълбочина около половин метър в специален вид дупка; тук той лежи, заобиколен от втвърдена слуз, секретирана от кожните му жлези. Тази слуз образува обвивка около протоптера и го предпазва от пълно изсъхване, поддържайки кожата влажна. През цялата кора минава проход, който завършва в устата на рибата и през който тя вдишва атмосферния въздух. По време на този зимен сън плавателният мехур служи като единствен дихателен орган, тъй като хрилете тогава не работят. Каква е причината за живота в тялото на рибата по това време? Тя отслабва много, губи не само мазнините си, но и част от месото си, точно както живеят от натрупани мазнини и месо по време на хибернацияи нашите животни - мечка, мармот. Време за изсъхванев Африка продължава добри шест месеца: в родината на протоптера - от август до декември. Когато дойдат дъждовете, животът в блатата ще възкръсне, черупката около протоптера ще се разтвори и той ще възобнови енергичната си дейност, подготвяйки се да се възпроизвежда.

Младите протоптери, излюпени от яйца, приличат повече на саламандри, отколкото на риби. Те имат дълги външни хриле, като попови лъжички, а кожата им е покрита с цветни петна. По това време все още няма плувен мехур. Развива се, когато външните хриле отпаднат, точно както се случва при младите жаби.

Третата белодробна риба - лепидосирен - живее в Южна Америка. Тя прекарва живота си почти по същия начин като нейния африкански роднина. И тяхното потомство се развива много подобно.

Вече не оцеляват белодробни риби. А тези, които все още останаха - рогозъбът, протоптерусът и лепидосиренусът - наближаваха края на своя век. Тяхното време отдавна мина. Но те ни дават представа за далечното минало и затова са особено интересни за нас.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

Глава 8. Ранен палеозой: „излизане на живота на сушата“. Появата на почви и почвообразуватели. Висши растения и тяхната средаообразуваща роля. Тетраподизация на лобопери риби

До съвсем скоро хората учеха от училищните учебници по биология и популярните книги по теория на еволюцията тази приблизителна картина на събитие, обикновено наричано „Излизане на живота на сушата“. В началото на девонския период (или в края на силура) по бреговете на моретата (по-точно морските лагуни) се появяват гъсталаци на първите сухоземни растения - псилофити (Фигура 29, а), чиято позиция в системата на растителното царство остава не съвсем ясно. Растителността направи възможно появата на безгръбначни животни на сушата - стоножки, паякообразни и насекоми; безгръбначните, от своя страна, създадоха хранителна база за сухоземни гръбначни - първите земноводни (произхождащи от риби с лобови перки) - като ихтиостега (Фигура 29, b). Животът на земята в онези дни заемаше само изключително тясна крайбрежна ивица, отвъд която се простираха огромни пространства от абсолютно безжизнени първични пустини.

Така че, според съвременните представи, почти всичко в тази картина е неправилно (или поне неточно) - като се започне от факта, че достатъчно развит земен живот надеждно е съществувал много по-рано (още в ордовикския период след камбрия), и се завърши с , че споменатите „първи земноводни” вероятно са били чисто водни създания, които нямат връзка със сушата. Въпросът обаче дори не е в тези подробности (за тях ще говорим на свой ред). Друго нещо е по-важно: най-вероятно самата формулировка е фундаментално неправилна - „Излизане на живи организми на сушата“. Има сериозни основания да се смята, че земните пейзажи модерен видв онези дни те напълно отсъстваха и живите организми не само излязоха на сушата, но в известен смисъл я създадоха като такава. Нека обаче го вземем по ред.

Така че първият въпрос е кога; Кога на Земята се появяват първите несъмнено сухоземни организми и екосистеми? Веднага обаче възниква контра въпрос: как можем да определим, че определен изчезнал организъм, който сме срещнали, е сухоземен? Това изобщо не е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед, защото принципът на актуализма тук ще работи със сериозни неизправности. Типичен пример: започвайки от средата на силурийския период, във вкаменелостите се появяват скорпиони - животни, които изглеждат чисто сухоземни животни в съвременните времена. Сега обаче е доста твърдо установено, че палеозойските скорпиони са дишали с хриле и са водили воден (или поне амфибиотичен) начин на живот; сухоземни представители на разреда, чиито хриле се трансформират в „книжни бели дробове“, характерни за паякообразните, се появяват едва в началото на мезозоя. Следователно находките на скорпиони в силурийските отлагания сами по себе си не доказват нищо (в смисъл на интерес за нас).

Тук изглежда по-продуктивно да се проследи появата в хрониката не на сухоземни (в съвремието) групи животни и растения, а на определени анатомични признаци на „суша“. Така например растителна кутикула с устица и остатъци от проводящи тъкани - трахеиди със сигурност трябва да принадлежи на сухоземни растения: под водата, както може би се досещате, и устицата, и проводящите съдове са безполезни... Има обаче и друго - наистина чудесен! - интегрален показател за съществуване в дадено времеземен живот. Точно както свободният кислород е индикатор за съществуването на фотосинтезиращи организми на планетата, почвата може да служи като индикатор за съществуването на сухоземни екосистеми: процесът на формиране на почвата се случва само на сушата и изкопаемите почви (палеозолите) са ясно различими в структура от всякакъв вид дънни утайки.

Трябва да се отбележи, че почвата не се запазва много често във фосилно състояние; Едва през последните десетилетия палеопочвите спряха да се разглеждат като някакъв вид екзотично любопитство и започнаха систематичното им изучаване. В резултат на това в изследването на древните изветрителни кори (а почвата не е нищо повече от биогенна изветрителна кора) се случи истинска революция, буквално преобърнала предишните представи за живота на сушата. Най-древните палеозоли са открити в дълбокия докамбрий - ранния протерозой; в един от тях, на възраст 2,4 милиарда години, С. Кембъл (1985) открива несъмнени следи от жизнената активност на фотосинтезиращи организми - въглерод с изместено изотопно съотношение 12 С / 13 С. В тази връзка можем да споменем наскоро откритите останки от цианобактериални сгради в протерозойски карстови кухини: карстови процеси - образуването на басейни и пещери във водоразтворими седиментни скали (варовици, гипс) - могат да се появят само на сушата.

Друго фундаментално откритие в тази област трябва да се счита за откритието на G. Retallak (1985) в ордовикските палеозоли на вертикални дупки, изкопани от някои доста големи животни - очевидно членестоноги или олигохети (земни червеи); в тези почви няма корени (които обикновено са много добре запазени), но има особени тръбести тела - Retallak ги тълкува като останки от несъдови растения и/или сухоземни зелени водорасли. Малко по-късно са открити силур, палеозоли, копролити (вкаменени екскременти) на някои обитаващи почвата животни; Тяхната храна, очевидно, са били хифите на гъбите, които съставляват значителна част от веществото на копролитите (обаче е възможно гъбите да са се развили вторично върху органична материя, съдържаща се в копролитите).

И така, досега два факта могат да се считат за доста твърдо установени:

1. Животът се е появил на сушата много отдавна, в средата на докамбрия. Очевидно е представен от различни варианти на кори от водорасли (включително амфибиотични рогозки) и вероятно лишеи; всички те биха могли да извършват процесите на архаично почвообразуване.

2. Животните (безгръбначните) са съществували на сушата поне от ордовик, т.е. много преди появата на висша растителност (чиито надеждни следи остават неизвестни до късния силур). Кората от водорасли, спомената по-горе, може да служи като местообитание и храна за тези безгръбначни; в същото време самите животни неизбежно се превръщат в мощен почвообразуващ фактор.

Последното обстоятелство ни кара да си припомним една стара дискусия - за два възможни начина безгръбначните да колонизират сушата. Факт е, че неморските вкаменелости от тази епоха са много редки и всички хипотези по този въпрос изглеждат само повече или по-малко убедителни спекулации, които не подлежат на реална проверка. Някои изследователи предполагат, че животните са излезли директно от морето - през крайбрежната зона с изхвърляния на водорасли и други убежища; други настояваха, че първо са заселени сладководни водни басейни и едва от това „пластие“ впоследствие започва „настъплението“ на сушата. Сред привържениците на първата гледна точка конструкциите на М. С. се открояваха със своята убедителност. Гиляров (1947), който въз основа на сравнителен анализ на адаптациите на съвременните животни, обитаващи почвата, твърди, че именно почвата е трябвало да служи като основно местообитание на най-ранните обитатели на земята. Трябва да се има предвид, че почвената фауна наистина е много слабо включена в палеонтологичния летопис и липсата на фосилни „документи“ тук е съвсем обяснима. Тези конструкции обаче имаха една наистина уязвима точка: откъде идва самата почва, ако в онези дни все още не е имало земна растителност? Всеки знае, че образуването на почвата става с участието висши растения- Самият Гиляров нарича истински почви само тези, които са свързани с ризосферата, а всичко останало - кори на изветряне... Но сега - когато стана известно, че примитивното почвообразуване е възможно само с участието на низши растения - концепцията на Гиляров придоби " втори вятър” и наскоро беше пряко потвърдено от данните на Retallak за ордовикските палеозоли.

От друга страна, несъмнените сладководни фауни (които съдържат, наред с други неща, следи от следи по повърхността на седимента) се появяват много по-късно - в девон. Те включват скорпиони, малки (с размер на длан) ракообразни скорпиони, риби и първите неморски мекотели; Сред мекотелите има и двучерупчести - дълготрайни организми, които не могат да понасят смъртта и изсъхването на водните тела. Фауни с такива безспорни почвени животни като тригонотарби („черупчести паяци“) и тревопасни двукраки стоножки вече са съществували през силура (лудловската епоха). И тъй като водната фауна винаги завършва в погребения с порядък по-добър от земната фауна, всичко това ни позволява да направим друго заключение:

3. Почвена фаунасе появи значително по-рано от сладководните. Тоест поне за животните сладките води не биха могли да играят ролята на „трамплин“ при завладяването на земята.

Този извод обаче ни принуждава да се върнем към самия въпрос, с който започнахме разсъжденията си, а именно: дали живите организми са излезли на сушата или всъщност са я създали като такава? А.Г. Пономаренко (1993) смята, че всички общности, обсъдени по-горе, всъщност е трудно да се нарекат определено "сухоземни" или "общности от вътрешни водни тела" (въпреки че поне рогозките трябва да са били във водата за значителна част от времето ). Той вярва, че „съществуването на истински континентални водни тела, както течащи, така и застояли, изглежда много проблематично, преди васкуларната растителност да намали донякъде скоростта на ерозия и да стабилизира бреговата линия в Девон“. Основните събития трябваше да се случат във вече познатите заравнени крайбрежни амфибиотични ландшафти без стабилна брегова линия - „нито земя, нито море“ (виж Глава 5).

Не по-малко необичайна (от съвременна гледна точка) ситуация би трябвало да се развие на вододелите, заети от „първични пустини“. В наши дни пустините съществуват в условия на липса на влага (когато изпарението надвишава валежите) - което пречи на развитието на растителността. Но в отсъствието на растения пейзажът парадоксално ставаше по-безлюден (на външен вид), колкото повече валежи паднаха: водата активно разяждаше планинските склонове, прорязвайки дълбоки каньони, когато достигаше равнината, създаваше конгломерати, а по-нататък по равнината псефити се пръснаха по повърхността се разпространява, което се нарича обикновен пролувий; Понастоящем такива отлагания образуват само алувиалните ветрила на временни водни течения.

Тази картина ни позволява да хвърлим нов поглед върху едно странно обстоятелство. Почти цялата известна силурско-девонска сухоземна флора и фауна се намира в различни точки на древния континент Червен пясъчник, наречен така заради характерните си скали - червени цветя; всички местоположения са свързани с депозити, считани за делта. С други думи, оказва се, че целият този континент (обединяващ Европа и източната част на Северна Америка) е, така да се каже, една непрекъсната гигантска делта. Резонен въпрос: къде са се намирали съответните реки - в края на краищата на континент с такъв размер просто няма дренажни зони за тях! Остава да се предположи, че всички тези „делтаови“ отлагания, очевидно, са възникнали именно в резултат на ерозионни процеси в описаните по-горе „мокри пустини“.

И така, животът на сушата (която обаче все още не е напълно суха) изглежда съществува от незапомнени времена, а в края на силура просто се появява друга група растения - васкуларни растения (Tracheophyta)... Въпреки това през Всъщност появата на васкуларни растения е едно от ключовите събития в историята на биосферата, тъй като в средата си, тази група живи организми няма равна на себе си, поне сред еукариотите. Именно съдовата растителност направи, както ще видим по-късно, решаващ принос за формирането на земните пейзажи на съвременния вид.

Общоприетата гледна точка е, че някои водорасли, които са живели близо до брега, първо са „залепили главите си във въздуха“, след това са населили приливната зона и след това, постепенно се превръщайки във висши растения, напълно са излезли на брега. Това беше последвано от тяхното постепенно завладяване на земята. Повечето ботаници смятат една от групите зелени водорасли - Charophyta - за предци на висшите растения; Сега те образуват непрекъснати гъсталаци на дъното на континентални водоеми - както пресни, така и солени, докато в морето (и дори тогава само в обезсолени заливи) се срещат само няколко вида. Characeae имат диференциран талус и сложни репродуктивни органи; Те са подобни на висшите растения по няколко уникални анатомични и цитологични характеристики - симетрични сперматозоиди, наличието на фрагмопласт (структура, участваща в изграждането на клетъчната стена по време на деленето) и наличието на същия набор от фотосинтетични пигменти и резервни хранителни вещества.

Срещу тази гледна точка обаче беше повдигнато сериозно - чисто палеонтологично - възражение. Ако процесът на трансформация на водорасли във висши растения наистина се е случил в крайбрежните води (където условията за влизане във вкаменелостите са най-благоприятни), тогава защо не виждаме нито един от неговите междинни етапи? Нещо повече, самите харацеи се появяват през късния силур - едновременно с васкуларните растения, а особеностите на биологията на тази група не дават основание да се предполага дълъг период на „скрито съществуване” за нея... Ето защо, парадоксално, при На пръв поглед се появи хипотеза: защо всъщност появата на макроостанките от висши растения в края на силура трябва недвусмислено да се тълкува като следи от тяхното излизане на сушата? Може би точно обратното - това са следи от миграцията на висши растения във водата? Във всеки случай много палеоботаници (S.V. Meyen, G. Stebbins, G. Hill) активно поддържаха хипотезата за произхода на висшите растения не от водни макрофити (като Characeae), а от сухоземни зелени водорасли. Именно тези сухоземни (и следователно нямащи реален шанс да бъдат погребани) „първични висши растения“, които биха могли да принадлежат на мистериозните спори с трилъчева цепка, които са били много много в ранния силур и дори в късния ордовик (започвайки от епохата на Карадока).

Наскоро обаче стана ясно, че очевидно привържениците на двете гледни точки са прави - всеки по свой начин. Факт е, че някои от микроскопичните земни зелени водорасли имат същия комплекс от фини цитологични характеристики като харофитите и васкуларните водорасли (виж по-горе); тези микроводорасли сега са включени в Charophyta. Така се очертава напълно логична и последователна картина. Първоначално е съществувала – на сушата – група зелени водорасли („микроскопични characeae“), от които през силура са се появили две тясно свързани групи: „истинските“ characeae, които населяват континенталните водоеми, и висшите растения, които започват да колонизират сушата и едва след известно време (изцяло според схемата на Мейен) се появяват в крайбрежните местообитания.

От вашия курс по ботаника трябва да знаете, че висшите растения (Embryophyta) се делят на съдови растения (Tracheophyta) и бриофити (Bryophyta) - мъхове и чернодробни червеи. Много ботаници (например Дж. Ричардсън, 1992) смятат, че чернодробните червеи (въз основа на съвременните им житейски стратегии) са основните претенденти за ролята на „пионери на сушата“: сега те живеят върху филми от земни водорасли, в плитки ефимерни резервоари, в почвата - заедно със синьо-зелени водорасли. Интересното е, че азотфиксиращите синьо-зелени водорасли Nostoc могат да живеят в тъканите на някои чернодробни червеи и антоцероти, осигурявайки на своите гостоприемници азот; това вероятно е било много важно за първите обитатели на примитивните почви, където този елемент не може да не е в остър дефицит. Споменатите по-горе спори от късния ордовик и ранния силур са най-сходни със спорите на чернодробните червеи (надеждните макрофосили на тези растения се появяват по-късно, в ранния девон).

Въпреки това, във всеки случай, бриофитите (дори ако наистина са се появили през ордовика) едва ли са променили облика на континенталните пейзажи. Първите съдови растения - ринофити - се появяват в късния силур (лудловска епоха); до ранния девон (жединската епоха) те са представени от изключително монотонни останки от единствения род Cooksonia, най-простият и най-архаичен от васкуларните видове. Но в отлаганията от следващия век на девон (Siegen) вече откриваме голямо разнообразие от риниофити (Фигура 30). Оттогава между тях се разделят две еволюционни линии. Един от тях ще премине от род Zosterophylum към ликофитите (в техния брой влизат и дървовидните лепидодендрони - едни от основните въглища в следващия, карбон, период). Втората линия (в основата й обикновено се поставя родът Psilophyton) води до хвощ, папрати и семенни растения - голосеменни и покритосеменни (Фигура 30). Дори девонските ринофити са все още много примитивни и, честно казано, не е ясно дали могат да бъдат наречени „висши растения“ в строгия смисъл на думата: те имат съдов сноп (макар и съставен не от трахеиди, а от специални удължени клетки със специфичен релеф на стените), но липсват устицата. Тази комбинация от характеристики трябва да показва, че тези растения никога не са се сблъсквали с дефицит на вода (можем да кажем, че цялата им повърхност е едно голямо отворено устице) и най-вероятно са били хелофити (тоест те са израснали „до колене във вода“, като днешните тръстики).

Появата на васкуларни растения с техните твърди вертикални оси предизвика каскада от екосистемни иновации, които промениха облика на цялата биосфера:

1. Фотосинтезиращите структури започнаха да се разполагат в триизмерното пространство, а не на равнина (както беше досега - в периода на господство на кората на водораслите и лишеите). Това рязко увеличи интензивността на образуване на органична материя и следователно общата продуктивност на биосферата.

2. Вертикалното разположение на стволовете направи растенията по-устойчиви на измиване от фина земя (в сравнение например с кората от водорасли). Това намалява необратимите загуби на неокислен въглерод (под формата на органична материя) от екосистемата - подобрявайки въглеродния цикъл.

3. Вертикалните стволове на сухоземните растения трябва да са доста твърди (в сравнение с водните макрофити). За да се осигури тази твърдост, се появи нова тъкан - дърво, което се разлага сравнително бавно след смъртта на растението. Така въглеродният цикъл на екосистемата придобива допълнително резервно депо и съответно се стабилизира.

4. Появата на постоянен запас от трудноразградима органична материя (концентрирана предимно в почвата) води до радикално преструктуриране на хранителните вериги. От сега нататък повечето отматерията и енергията циркулират през детрита, а не през вериги за паша (както беше във водните екосистеми).

5. За разграждането на трудно смилаемите вещества, които изграждат дървесината - целулоза и лигнин - бяха необходими нови видове разрушители на мъртва органична материя. Оттогава на сушата ролята на основните разрушители е преминала от бактериите към гъбите.

6. За поддържане на багажника във вертикално положение (под въздействието на гравитацията и ветровете) възниква развита коренова система: ризоидите - като водорасли и бриофити - вече не са достатъчни. Това доведе до забележимо намаляване на ерозията и появата на фиксирани (ризосферни) почви.

С.В. Мейен смята, че земята трябва да е била покрита с растителност до края на девон (сиген), тъй като от началото на следващия, карбон, период почти всички видове седименти, които сега се отлагат на континентите, са се образували на Земята. В предсигенските времена континенталните валежи практически липсват - очевидно поради постоянната им вторична ерозия в резултат на нерегулиран отток. В самото начало на карбона започва натрупването на въглища на континентите - и това показва, че мощни растителни филтри са пречели на водния поток. Без тях растителните останки непрекъснато биха се смесвали с пясък и глина, така че резултатът ще бъде кластични скали, обогатени с растителни останки - въглеродни шисти и въглеродни пясъчници, а не истински въглища.

И така, гъста „четка“ от хелофити, възникнала в крайбрежните амфибиотични пейзажи (може да се нарече „риниофитна тръстика“) започва да действа като филтър, регулиращ оттока на дъждобран: интензивно филтрира (и отлага) отпадъците, пренесени от сушата и по този начин образува стабилна брегова линия. Някакъв аналог на този процес може да бъде образуването на „алигаторни езера“ от крокодили: животните постоянно задълбочават и разширяват блатните резервоари, които обитават, изхвърляйки почва на брега. В резултат на техните дългогодишни „напоителни дейности“, блатото се трансформира в система от чисти, дълбоки езера, разделени от широки залесени „язовири“. По този начин съдовата растителност в девон разделя прословутите амфибиотични пейзажи на „истинска земя“ и „истински сладководни тела“. Няма да е грешка да се каже, че съдовата растителност е станала истинският изпълнител на заклинанието: „Да бъде небесен свод!“ - отделяйки тази твърд от бездната...

Именно с нововъзникналите сладководни тела се свързва появата в късния девон (фаменската епоха) на първите тетраподи (четириногите) - група гръбначни животни с два чифта крайници; той съчетава земноводни, влечуги, бозайници и птици (просто казано, тетраподите са всички гръбначни животни, с изключение на рибите и рибоподобните същества). Вече е общоприето, че четириногите произхождат от риби с лобни перки (Rhipidistia) (Фигура 31); тази реликтна група сега има единствен жив представител, целакант. Някога доста популярната хипотеза за произхода на тетраподите от друга реликтна група риби - белодробни (Dipnoi), сега практически няма поддръжници.

Трябва да се отбележи, че през предходните години появата на ключова характеристика на тетраподите - два чифта крайници с пет пръста - се смяташе за тяхната недвусмислена адаптация към сухоземен (или поне амфибиотичен) начин на живот. В наши дни обаче повечето изследователи са склонни да вярват, че „проблемът с появата на четириноги животни“ и „проблемът с тяхното излизане на сушата“ са различни неща и дори не са свързани помежду си чрез пряка причинно-следствена връзка. Предците на тетраподите са живели в плитки, често пресъхващи, обилно обрасли с растителност резервоари с различна конфигурация. Очевидно крайниците са се появили, за да се движат по дъното на резервоари (това е особено важно, когато резервоарът е станал толкова плитък, че гърбът ви започва да стърчи) и да се промъкне през гъсти гъсталаци от хелофити; Крайниците се оказаха особено полезни за пълзене по суша до друг съседен, когато резервоарът пресъхне.

Първите, девонски тетраподи - примитивни земноводни лабиринтодонти (наименованието идва от зъбите им с лабиринтоподобни гънки на емайла - структура, пряко наследена от животните с лобни перки: виж Фигура 31), като Ichthyostega и Acanthostega, винаги се срещат в погребения заедно с риба, която, очевидно, са яли. Те бяха покрити с люспи като рибите, имаха опашна перка (подобна на тази, която виждаме при сом или михалица), органи на страничната линия и - в някои случаи - развит хрилен апарат; техният крайник все още не е с пет пръста (броят на пръстите достига 8) и според вида на артикулацията с аксиалния скелет обикновено плува, а не поддържа. Всичко това не оставя никакво съмнение, че тези същества са били чисто водни (Фигура 32); ако са се появили на сушата при определени обстоятелства на „пожар“ (пресъхване на резервоар), тогава те със сигурност не са били компонент на сухоземните екосистеми. Едва много по-късно, в карбонския период, се появяват малки земноводни земноводни - антракозаври, които очевидно са се хранели с членестоноги, но повече за това по-късно (виж Глава 10).

Особено забележителен е фактът, че през девона се появяват редица несвързани паралелни групи стегоцефалоподни риби с лобови перки - както преди, така и след появата на "истинските" тетраподи (лабиринтодонти). Една от тези групи са пандерихтидите - риби с лобови перки, без гръбни и анални перки, което не е така при никоя друга риба. По отношение на структурата на черепа (вече не „риба“, а „крокодил“), раменния пояс, хистологията на зъбите и позицията на хоаните (вътрешните ноздри), пандерихтидите са много подобни на Ichthyostega, но придобити тези характеристики ясно независими. По този начин пред нас е процес, който може да се нарече паралелна тетраподизация на лобни перки (изучен е подробно от E.I. Vorobyova). Както обикновено, „поръчката“ за създаване на четирикрако гръбначно животно, способно да живее (или поне да оцелее) на сушата, беше дадена от биосферата не на едно, а на няколко „конструкторски бюра“; В крайна сметка групата риби с перки, които „създадоха“ познатия ни модерен тип тетраподи, „спечелиха конкуренцията“. Въпреки това, наред с "истинските" тетраподи, дълго време съществува цял спектър от екологично подобни полуводни животни (като пандерихтиди), съчетаващи характеристиките на риби и земноводни - така да се каже, "отпадъчни продукти" от процеса на тетраподизацията на животните с лобни перки.

Бележки

Скорпионите образуват специализирана група морски ракообразни скорпиони, които вече са ни познати (от глава 7) - евриптериди, чиито представители преминаха от плуване към ходене по дъното и, след като придобиха малки размери, първо овладяха морската крайбрежна зона, а след това и сушата.

С откриването на камбрийските морски стоножки, подобни на членестоноги, тяхното съществуване на раннопалеозойската земя изглежда доста вероятно, въпреки че надеждни находки на многоножки в континентални седименти се появяват едва в късния силур.

Възможно е макроскопични растения вече да са съществували на сушата през венда. По това време на талуммалко водорасли ( Каниловия) мистериозни, сложни микроструктури се появяват под формата на спирална хитиноидна лента, разкъсваща се на зигзаг. M. B. Burzin (1996) съвсем логично предполага, че те служат за разпръскване на спори и такъв механизъм е необходим само във въздуха.

Псефитите са рохкави седименти от кластичен материал, по-груби от „глина“ (пелити) и „пясък“ (псамити).

Нито едно от висшите растения не е способно на азотфиксация, т.е. за превръщане на азота от атмосферния газ N2 в усвоима форма (например NO3– йони). Това е допълнителен аргумент в полза на факта, че по времето, когато висшите растения се появяват на сушата, там отдавна са съществували прокариотни общности, които обогатяват почвата с азот в достъпна форма.

По-често срещано име е псилофити– сега не се използват по номенклатурни причини. В литературата последните годиниможе да срещнете друго име - проптеридофити.

Появиха се представители на почти всички основни отдели на висшите растения, не само спора(ликофити, птеридофити, хвощ), но също и голосеменни ( гинко).

Наистина широко известен романтична историяоткриването на този „жив вкаменелост“, описано в прекрасната книга на Дж. Смит „Старият четириног“. Трябва обаче да се отбележи, че начинът на живот на целаканта няма нищо общо с този на девонския рипидистия: той живее в Индийския океан на дълбочина от няколкостотин метра.

старо име" стегоцефали”, който можете да намерите в книгите, сега не се използва.

Ние не наричаме змиорката „земно създание“, което е способно да пълзи през нощта през росна трева от едно водно тяло до друго, изминавайки разстояние от няколкостотин метра!

Но може би също толкова важно събитие трябва да се счита за появата на Земята на земни организми и преди всичко на сухоземни растения. Кога, как и защо се случи това?

Първата половина Палеозойска ераНа Земята имаше три големи континента. Очертанията им бяха много далеч от съвременните. В северната половина се простираше огромен континент глобусот средата на съвременна Северна Америка до Урал. На изток от него имаше друг, по-малко голям континент. Заемаше територията на Източен Сибир, Далеч на изток, части от Китай и Монголия. На юг, от Южна АмерикаТретият континент, Гондвана, се простирал през Африка до Австралия.

Климатът беше топъл почти навсякъде. Континентите имаха плоска, еднаква топография. Поради това водите на океаните често наводнявали сушата, образувайки плитки морета, които често ставали плитки, пресъхвали и след това отново се пълнели с вода. Така сякаш самата природа принуждава някои видове водни растения – зелени водорасли – да се адаптират към живот извън водата. По време на периоди на плитки води и суша някои от тях оцеляват. Очевидно, главно тези, чиито корени са се развили по-добре по това време. Минаха хилядолетия и растенията постепенно се заселиха в крайбрежната ивица земя, давайки началото на земния растителен свят.

Първите растения за суши са били много малки, високи само около четвърт метър и са имали слабо развита коренова система. Те бяха наречени "псилофити", тоест "голи" или "плешиви", тъй като нямаха листа. От псилофитите произлезли хвощ, клубен мъх и папратовидни растения.

Изследванията на съветските учени А. Н. Криштофович и С. Н. Наумова установяват, че заселването на земята от растения е станало преди повече от четиристотин милиона години.

След растенията животните започнаха да излизат на сушата - първо безгръбначни, а след това и гръбначни. Очевидно първите, които излязоха от водата, бяха анелиди(предците на съвременните земни червеи), мекотелите, както и предците на паяците и насекомите, които вече са дишали през трахеята - сложна система от тръби, които проникват в тялото. Някои безгръбначни от онова време, като ракообразни, достигат дължина от три метра.

Втората половина на ерата древен живот, който започва преди около триста и двадесет милиона години, включва девонския, карбоновия и пермския период. Продължи приблизително сто тридесет и пет милиона години. Беше изпълнен със събития период в историята на живота на Земята. Живи същества, излезли от водата, след това се разпространили широко по сушата, давайки началото на множество и разнообразни сухоземни организми.

В средата на ерата на древния живот на границата на силурския и девонския период нашата Земя претърпя големи промени. На няколко места земната кора се надигна. Значителни площи от морското дъно бяха изложени на вода, което доведе до разширяване на сушата. Древните планини са се образували в Скандинавия, Гренландия, Ирландия, Северна Африка, Сибир. Естествено, всички тези промени силно повлияха на развитието на живота. Озовавайки се далеч от водата, първите сухоземни растения се адаптираха към съществуване на сушата. При новите условия растенията биха могли да усвояват по-добре енергията слънчеви лъчи, фотосинтезата и отделянето на кислород в атмосферата се увеличават. Псилофити, подобни на мъх, а по-късно ликофити, хвощове и папратовидни растения, разпространявайки се във вътрешността на континентите, се разпростират в гъсти гори. Това беше улеснено от влажния и топъл, подобен на оранжерия климат на непрекъснато лято. Древните гори бяха величествени и мрачни. Гигантски дървовидни хвощи и мъхове, достигащи тридесет метра височина, стояха близо един до друг. Подрастът се състоеше от малки хвощове, папрати и произлезлите от тях предци на иглолистни дървета - голосеменни. От натрупванията на останките от древна растителност в слоевете на земната кора впоследствие се образуват мощни находища въглища, например в Донбас, Московска област, Урал и други места. Неслучайно един от периодите от това време се нарича карбон.

Представителите на животинския свят се развиват не по-малко интензивно по това време. Променящите се условия доведоха преди всичко до факта, че някои древни безгръбначни започнаха да измират. Археоциатите изчезнаха, трилобитите, древните корали и други почти изчезнаха. Но те бяха заменени от организми, които бяха по-адаптирани към новите условия. Появиха се нови форми на мекотели и бодлокожи.

Бързото разпространение на сухоземната растителност увеличи количеството кислород във въздуха, насърчавайки образуването на богати на хранителни вещества почви, особено в горите. Не е изненадващо, че сравнително скоро животът в горите вече беше в разгара си. Там се появиха различни стоножки и техните потомци - древни насекоми: хлебарки, скакалци. Тогава се появяват първите летящи животни. Това бяха майски и водни кончета. Чрез летенето те можеха да виждат храната по-добре и да я приближават по-бързо. Някои водни кончета от онова време бяха различни големи размери. Размахът на крилете им достигаше седемдесет и пет сантиметра.

Как се е развил животът в морето по това време?

Още през девонския период рибата стана широко разпространена и се промени значително. Някои от тях развиха кости в кожата си и образуваха черупка. Естествено, такива „бронирани“ риби не можеха да плуват бързо и затова най-често лежаха на дъното на заливи и лагуни. Поради заседналия си начин на живот те не успяха да се развият по-нататък. Плитяването на водоема доведе до масова смъртбронирани риби и те скоро изчезнаха.

Друга съдба е очаквала други риби, които са живели в онези дни - така наречените белодробни риби и риби с лобови перки. Те имаха къси месести перки - две гръдни и две коремни. С помощта на тези перки те плуваха и можеха да пълзят по дъното на резервоари. Но основната разлика между тези риби е способността им да съществуват извън водата, тъй като дебелата им кожа задържа влагата. Тези адаптации на белодробните риби и рибите с перки им позволяват да живеят във водни басейни, които периодично стават много плитки и дори пресъхват.

Ихтиостега - най-старото сухоземно гръбначно

Интересно е да се отбележи, че белодробните риби съществуват и днес. Те живеят в реките на Австралия, Африка и Южна Америка, които пресъхват през лятото. Съвсем наскоро в Индийския океан край бреговете на Африка бяха уловени риби с перки.

Как тези риби дишаха извън водата? През горещото лято хрилете им бяха плътно покрити с хрилни капачки, а за дишане се използваше плавателен мехур с силно разклонени кръвоносни съдове.

В тези места, където резервоарите стават плитки и пресъхват особено често, адаптациите на рибите към живот извън водата стават все по-добри. Сдвоените перки се превърнаха в лапи, хрилете, с които рибата дишаше във водата, станаха по-малки, а плувният мехур стана по-сложен, нарасна и постепенно се превърна в бели дробове, с които можеше да се диша на сушата; Развиват се и сетивните органи, необходими за живот на сушата. Ето как рибите се трансформираха в земноводни гръбначни животни. В същото време перките на рибите с лобови перки също се промениха. Те ставаха все по-удобни за пълзене и постепенно се превърнаха в лапи.

Наскоро палеонтолозите успяха да открият много интересни вкаменелости. Тези нови открития помагат да се хвърли светлина върху най-ранните етапи от трансформацията на рибите в сухоземни животни. В седиментните скали на Гренландия учените са открили останки от четириноги, така наречените Ichthyostega. Късите им лапи с пет пръста приличаха повече на перки или плавници, а тялото им беше покрито с малки люспи. И накрая, черепът и гръбначният стълб на Ichthyostegus са много подобни на черепа и гръбначния стълб на рибите с лобови перки. Няма съмнение, че ихтиостегасът произхожда от риба с перки.

Това накратко е историята на произхода на първите четириноги, дишащи с бели дробове, историята на един процес, продължил милиони години и приключил преди около триста милиона години.

Първите четириноги гръбначни животни са земноводни и се наричат ​​стегоцефални. Въпреки че напуснаха водата, те не можаха да се разпространят по сушата във вътрешността на континентите, тъй като продължиха да хвърлят хайвера си във водата. Там се развиват младите екземпляри, където си набавят храна, ловувайки риба и различни водни животни. По начина си на живот те бяха подобни на близките си потомци - познатите ни съвременни тритони и жаби. Стегоцефалите са много разнообразни, с дължина от няколко сантиметра до няколко метра. Особено голямо разпространение стегоцефалите получават през карбона, чийто топъл и влажен климат благоприятства тяхното развитие.

Краят на карбоновия период е белязан от нови силни геоложки промени в земната кора. По това време възходът на земята започна отново и се появиха планините на Урал, Алтай и Тян Шан. Преразпределението на сушата и морето промени климата. И съвсем естествено е, че в последвалия, така наречен пермски период, огромни блатисти гори изчезнаха, древните земноводни започнаха да измират и в същото време се появиха нови растения и животни, адаптирани към по-хладен и сух климат.

Тук, на първо място, е необходимо да се отбележи развитието на иглолистни растения, както и влечуги, които произхождат от някои групи древни земноводни. Влечугите, които включват живи крокодили, костенурки, гущери и змии, се различават от земноводните по това, че не хвърлят хайвера си във вода, а снасят яйцата си на сушата. Техните люспести или рогова кожапредпазва добре тялото от загуба на влага. Тези и други характеристики на влечугите им помогнаха бързо да се разпространят на сушата в края на палеозойската ера.

Намерените останки от дребни животни с характеристики както на земноводни, така и на влечуги помогнаха да се представи представа за произхода на влечугите.Това са Seymuria открити в Северна Америка, Lantnosuchus и Cotlassia у нас. Дълго време имаше дебат в науката: към кой клас трябва да принадлежат тези животни? Съветският палеонтолог професор И. А. Ефремов успя да докаже, че всички те са представители на междинна група животни, които изглежда стоят между земноводните и влечугите. Ефремов ги нарече батрахозаври, тоест жабогущери.

У нас са открити много останки от древни влечуги. Най-богатата колекция от тях - една от най-добрите в света - е събрана на Северна Двина от руския палеонтолог Владимир Прохорович Амалицки.

В края на пермския период, тоест преди около двеста милиона години, имаше още един голяма река. В пясъците, тините и глините, които отлагаше, бяха заровени скелети на земноводни, влечуги и останките от папрати.Дългогодишните изследвания на нашия учен позволиха напълно да се възстанови древен видрегионът, където сега тече Северна Двина.

Виждаме брега голяма река, гъсто обрасъл с хвощ, иглолистни растения, папрати. По бреговете живеят различни влечуги. Сред тях има големи, до три метра дълги, подобни на хипопотами пареазаври, които се хранеха с растителна храна. Масивното им тяло е покрито с костни щитове, а късите им лапи имат тъпи нокти. Малко по-далеч от реката живеят хищни влечуги. Внимание привличат едрите животноподобни иностранцевии, кръстени на руския геолог А. А. Иностранцев. Те имат дълго, тясно тяло и зъби във формата на кама, стърчащи от устата им. Дълги лапивъоръжени с остри нокти. Но тук има малки влечуги, подобни на чужденци. Те вече имат черти, присъщи на животни или бозайници. Моларите станаха многотуберкулозни; Тези зъби са удобни за дъвчене. Лапите са станали много подобни на лапите на съвременните животни. Не напразно тези животни бяха наречени звяроподобни влечуги; именно от тях по-късно се развиха животните. В нарисуваната тук картина няма никаква фантазия. За палеонтолога това е същата реалност като факта, че в басейна на Северна Двина растат смърчови и борови дървета, живеят катерици и мечки, вълци и лисици.

И така, през ерата на древния живот, растенията и животните най-накрая се разпространиха по цялата повърхност на земята, адаптирайки се към най- различни условиясъществуване. Тогава започва ерата среден живот- Мезозой - ерата на по-нататъшното развитие на живата природа на нашата планета.