Происхождение позвоночных животных кратко. Общая характеристика позвоночных

Нашу планету населяют самые разнообразные птицы, звери, змеи, крокодилы, которые все вместе образуют одну группу - позвоночные.

Почему животные - позвоночные?

У всех живых позвоночных существ внутри тела имеется костяной или же хрящевой скелет. Потому животные и получили название позвоночные, что основой всего скелета является не что иное, как позвоночный столб, состоящий из костей и черепа. И только у низших форм присутствует своеобразный плотный стержень, именуемый хордой.

Особенности позвоночных заключаются в наличии у них следующих признаков. Внутри позвоночного столба находится спинной мозг, он вместе с головным мозгом, находящемся в черепе, составляет центральную нервную систему. лишь позвоночным животным.

Есть характерные признаки позвоночных животных. Это две пары ног, плавников, лап, крыльев (конечностей), которые иногда могут быть и недоразвитыми. По каким же признакам объединены в группы все животные?

Позвоночные животные и их деление на классы

Очень разные по строению, да и по внешнему виду, позвоночные подразделяются на пять земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Классы позвоночных животных определены не случайно. Безусловно, все животные очень разнообразны, но они имеют и сходные признаки. При дыхании абсолютно все поглощают кислород, а выдыхают углекислый газ.

Также все они питаются, получая питательные вещества, растут, как все живое, и развиваются. Они реагируют на раздражители окружающей среды. Подобная особенность у большинства животных связана с присутствием нервной системы, а также органов чувств, таких как глаза и уши.

Кроме того, они размножаются, а значит, могут воспроизводить себе подобных. Большинство представителей абсолютно всех классов имеют большое значение в жизни людей.

Надо заметить, что к позвоночным относятся все привычные для нас домашние животные. Это коровы, овцы, лошади, куры, собаки, свиньи, коты и т. д. Да и промысловые дикие звери - это тоже позвоночные: зайцы, лисицы, рыбы, утки и т. д. Есть среди них и вредители: хомяки, суслики, полевки.

Мы видим, насколько разные позвоночные животные.

Рыбы

Окружающие нас реки, пруды, моря и океаны населены рыбами. У них есть свои особенности строения и приспособленность к существованию в водных условиях.

Надо сказать, что рыбы - это водные позвоночные. Большинство из них покрыто чешуей. У них нет постоянной температуры тела, а дышат они всегда только жабрами, которые забирают из воды растворенный кислород и выделяют, соответственно, углекислый газ. Сердце они имеют двухкамерное, но у них только один круг кровообращения.

К органам движения рыб нужно отнести плавники. У других позвоночных это уже будут конечности. Кроме того, есть еще и непарные плавники, которые расположены вдоль тела. Очень развит у них хвост. Интересно, что у рыб есть такой орган чувств, как боковая линия. Еще имеется у большинства представителей этой группы позвоночных животных

Рыбы для человека имеют огромное хозяйственное значение. Кроме очень полезных продуктов питания, из рыб получают жир, который добывается из печени трески. Дорогая и ценная икра берется из осетровых рыб. Много еще ценных продуктов человек получает из рыб, а потому нужно заботиться об охране рыбных запасов и приумножать их.

Во всем мире проводится огромная работа по рыборазведению.

Рыбы мечут достаточное количество икры, однако мальков из нее в природных условиях получается очень мало. Например, у кеты только один процент мальков выходит из всей икры. Поэтому люди вовсю стали использовать искусственное оплодотворение икры, что дает большое количество потомства. Мальки развиваются под наблюдением в искусственных условиях, а потом подросший молодняк выпускают в естественные природные условия обитания. Конечно, наибольшей популярностью обладает разведение осетровых и лососевых рыб.

Пресмыкающиеся

Кто такие пресмыкающиеся животные? Список их достаточно велик и разнообразен. Назван этот класс был так из-за того, что его представители, двигаясь по земле, тащат свое тело, как бы пресмыкаются. Вот отсюда и название.

Какие особи входят в класс пресмыкающиеся животные? Список очень разнообразен:

1. Ящерицы.
2. Змеи.
3. Крокодилы.
4. Черепахи.
5. Динозавры.

Чаще всего мы можем в природе встретить ящерицу. К пресмыкающимся относят и змей, хотя они сильно и отличаются от ящериц, однако имеют сходное внутреннее строение.

Большая часть этого класса полезна для человека. Ящерицы, например, уничтожают вредных насекомых, змеи - грызунов, которые наносят урон посевам.

Однако есть и такие виды, которые сильно вредят. Особенно опасны для человека ядовитые змеи.

В класс пресмыкающихся входят холоднокровные позвоночные животные. Их тела покрыты пластинками. Дышат они атмосферным воздухом, используя легкие. Многие пресмыкающиеся ведут сухопутную жизнь. Но даже те, кто приспособился обитать в воде (крокодилы, черепахи), размножаются таким же образом, как и остальные представители класса, откладывая в песок на суше яйца. А это говорит о том, что их далекие предки все-таки были наземными животными.

Возникновение пресмыкающихся было обусловлено изменениями климата, которые произошли в конце древней эры. Он стал более сухим, что привело к потере многих водоемов, превратившихся в пустыни. Все эти изменения привели к тому, что, пройдя некоторые стадии развития, появились первые пресмыкающиеся.

Вообще, пресмыкающиеся - это первый класс наземных земноводных. Они настолько быстро развивались, что вскоре стали господствовать и отодвинули на второй план земноводных.

Особенно бурно проходили стадии развития пресмыкающихся в средней эре. Именно в тот период динозавры (пресмыкающиеся) имели внушительные размеры. Они обитали как на суше, так и в воздухе, и в воде. Ископаемые остатки их очень интересны, ведь от них в дальнейшем возникли птицы и млекопитающие.

Земноводные

Земноводные приспособились к жизни на суше, приобрели множество особенностей, которые отличают их от рыб. Рассматривая строение позвоночных животных этого класса и их образ жизни, стоит заострить внимание на лягушках и жабах. Они очень полезны для людей, поскольку поедают множество вредных насекомых, а значит, помогают в борьбе с вредителями. Их объединяют в группу бесхвостых земноводных. Такое название они получили из-за отсутствия хвоста. В наших реках и озерах можно встретить и других земноводных, которые относятся к группе хвостатых. Это тритон обыкновенный.

В класс земноводных попали тритоны и других животные - позвоночные, которые уже живут на суше, а не как рыбы - в воде, но их обитание еще очень тесно связано с водой, ведь процесс размножения и развития происходит в ней.

Тело у земноводных покрыто кожным покровом, только очень слизистым. Конечности имеют пять пальцев. Взрослые особи дышат через кожу и легкими, а вот личинки имеют жаберное дыхание. Икринки не имеют никакой защиты, а потому выбрана водная среда для их развития. Позже потомство приобретает жабры, ведь маленькие головастики живут и питаются в воде. Потом в процессе развития появляются легкие и лапки, что дает взрослым особям возможность передвигаться по суше. Жевать земноводные не умеют, они целиком глотают пищу.

К данному классу относится еще одна группа - безногие земноводные (червяги).

Млекопитающие

Позвоночные млекопитающие характеризуются наличием очень важного признака. Детеныши зверей, относящихся к этой группе, вскармливаются молоком. Отсюда и произошло название класса.

Млекопитающих насчитывается огромнейшее число видов. К ним относятся и самые простые животные, и экзотические: корова, собака, волк, лиса, тигр, жираф, лев. Процесс эволюции очень изменил млекопитающих. И на сегодняшний день это самый распространенный вид из всех животных. А все объясняется тем, что представители этого класса способны адаптироваться к самым разным природным условиям. Группы позвоночных животных данного класса проживают на всем земном шаре.

Надо заметить, что млекопитающие по своему строению - наиболее развитые животные. Характерными отличительными приметами млекопитающих являются волосяной покров, теплокровность, четырехкамерное сердце и, конечно же, особое строение головного мозга.

Предками млекопитающих считают древних рептилий. У некоторых современных особей и сейчас имеется поразительное сходство с последними. Главным отличительным признаком млекопитающих и рептилий служит своеобразное строение скелета.

Надо заметить, что млекопитающие имеют более развитый мозг. А некоторые вообще наделены удивительными способностями, как, например, дельфины и приматы. Все представители этого класса передвигаются на конечностях, которые имеют пальцы.

Деление млекопитающих на группы

Вообще, данная группа насчитывает около 4200 видов. Все они весьма разные по внешнему виду и поведению. Одни животные совсем маленькие, можно сказать, даже крохотные, а другие - просто настоящие гиганты. И тем не менее они все прекрасно живут и размножаются, некоторые, правда, находятся на грани исчезновения, но в большей степени по вине деятельности человека.

Вообще, всех млекопитающих, в зависимости от того, как они воспроизводят свое потомство, подразделяют на три группы: плацентарные, сумчатые и клоачные. Надо заметить, что человек относится именно к плацентарной группе. Самые необычные животные - это клоачные. Они для размножения откладывают яйца, а затем их высиживают.

А вот сумчатые воспроизводят детенышей недоразвитыми, а завершают процесс развития в своей сумке. А вот что касается плацентарных зверей, то они рождаются полностью сформированными. Эта группа наиболее обширно представлена.

Птицы

В лесах, на лугах, в больших мегаполисах, на птицефермах, где бы мы ни были в любое время года, мы везде сталкиваемся с птицами. Они имеют для нас очень большое хозяйственное значение. Сколько продуктов питания нам дают только домашние птицы! Сложно представить нашу жизнь без них. А раз птицы представляют такой интерес для человека, то это заставляет заняться их изучением.

Весь класс птиц можно разбить на такие группы: страусовые, типичные птицы, пингвины.

Страусовые в основном обитают в Южной Америке, Австралии, Африке. Птицы данной группы не умеют летать, их крылья не приспособлены для этого, зато они прекрасно бегают и способны развивать скорость до семидесяти километров в час.

К пингвинам относят семнадцать видов. Птицы этого вида достаточно своеобразны. Они отличаются от других представителей данного класса. Все тело у них покрыто жесткими перьями. Передние конечности представляют собой не то крылья, не то ласты. А нижние (задние) конечности имеют перепонки. Передвигаются пингвины на нижних конечностях, помогая себе хвостом.

Питаются такие птицы в море, ведь они отлично плавают. Там они могут добывать себе мелкую рыбку, ракообразных, моллюсков. Двигаются они в море при помощи крыльев-ласт, а ноги являются рулевым устройством.

Хотя пингвины и птицы, но большую часть времени они проводят в воде. Именно поэтому у них присутствует специфическая окраска, как у морских животных. В воде пингвины способны развивать скорость более тридцати километров в час.

Наиболее крупным представителем этой группы является императорский пингвин. Его высота достигает ста двадцати сантиметров, а масса доходит до сорока пяти килограммов. Размножаются императорские пингвины яйцами. При этом, как правило, у них появляется только один птенец.

Типичные птицы

Третья класса птиц - типичные птицы. Тут присутствуют в основном летающие виды. Они прекрасно приспособлены к полету. Распространены такие птицы по всему миру. При этом они мигрируют. А происходит это с наступлением холодного времени года, тогда птицы ищут удобное место для зимовки, а с приходом весны возвращаются обратно, домой. Некоторые представители этой группы остаются на зимовку и никуда не улетают, однако им не всегда удается пережить холода, хоть они и имеют плотное оперение.

Беспозвоночные нашего мира

Как мы уже говорили выше, есть животные позвоночные, а есть и беспозвоночные.

Так вот, беспозвоночные характеризуются более упрощенным строением. К ним можно отнести моллюсков, раков, насекомых, пауков. На данном этапе человечеству известно более одного миллиона различных видов беспозвоночных.

Эти животные крайне важны для биосферы. Отвердевшие остатки древних беспозвоночных, живших в доисторические эпохи, попали в различные геологические породы. Немалое значение они имеют и для людей. Многих из них люди употребляют в пищу, кроме того, их используют в качестве корма для промышленных зверей. А некоторых беспозвоночных люди давно стали использовать в борьбе с вредителями.

В общем-то, позвоночные и осуществляют свои функции в биосфере. Все они важны и для человека.

Сравнительные характеристики позвоночных и беспозвоночных

Если уж говорить о позвоночных и беспозвоночных животных, то следует заметить, что они обладают рядом отличительных признаков.

Итак, позвоночные, как мы говорили, имеют внутренний костный или хрящевой стержень, чего не наблюдается у беспозвоночных. Кроме того, спинной мозг представлен в виде трубки, а головной мозг имеет уже пять отделов. В процессе дыхания позвоночных задействованы жабры, легкие, кожа. Присутствует двухкамерное, трехкамерное или четырехкамерное сердце, а кровеносная система имеет замкнутое строение. Органы чувств располагаются на голове. Питание происходит за счет использования челюстей.

Что касается беспозвоночных, то они, естественно, имеют намного более упрощенное строение. Внутреннего скелета у них нет, да и нервная система имеет узловатый тип, Сердце у беспозвоночных может быть как однокамерным, так и многокамерным. Органы чувств находятся по всему телу.

Вместо послесловия

Все особенности строения позвоночных дают им возможность вести активный образ жизни. То есть позвоночные могут хорошо передвигаться, а это очень важно для поиска пищи. Это, в свою очередь, продвинуло их на передний план в процессе эволюции. Более высокий уровень жизнедеятельности, умение защищаться от врагов обеспечили этим животным возможность расселения по всему миру.

Школьникам разобраться в нюансах строения и жизнедеятельности позвоночных поможет такой предмет, как биология. Позвоночные животные изучаются в восьмом классе. Тема эта помогает разобраться в закономерностях эволюционного процесса, показывая на примере, как живые существа прошли развитие от простейших до высокоорганизованных организмов.

Пройдя множество изменений и преобразований, позвоночные достигли такого уровня развития, который позволяет им вести достаточно активный образ жизни, добывать себе пищу, защищаться от врагов, выращивать потомство.

Ветуликолии впервые найденные в Гренландии в 1911 году, попадаются в кембрийских отложениях разных регионов мира – от Китая до Канады. Слепые, но обладавшие широким ртом, они могли плавать благодаря движениям хвоста. С экологической точки зрения ветуликолии напоминали миниатюрных китовых акул, отфильтровывающих планктон и органическую взвесь из толщи воды.

На сегодняшний день науке известно 14 видов этих животных, но из-за крайне неудовлетворительной сохранности их родственные связи, а также подробности морфологии и внешнего вида до сих пор оставались плохо изученными. Известно лишь, что тело Vetulicolia четко делилось на два отдела – полый передний и сегментированный задний. Строение переднего отдела говорит о том, что ближайшими родственниками ветуликолий могли быть примитивные хордовые вроде сальпов и асцидий, а хвост навевает мысли о членистоногих. Разобраться в родственных связях группы помогла новая находка.

Недавно группа австралийских палеонтологов под руководством Диего Гарсия-Беллидо из университета Аделаиды обнаружила на острове Кенгуру окаменелости нового вида ветуликолий. Ученые назвали его Nesonektris aldridgei, в честь известного исследователя этой группы Дика Элдриджа из британского университета Лестера. Родовое имя животного в переводе с греческого языка означает «островной пловец».

Незонектрисы вырастали примерно до 13 см в длину. Любопытной особенностью их сохранности является то, что хвосты и передние отделы часто встречаются по отдельности, то есть были соединены непрочно и оказывались раздроблены вскоре после смерти животных. Еще больше заинтересовала палеонтологов трубка, проходящая вдоль тела наподобие кишки: она была разделена перегородками на отдельные блоки.

«Это совершенно несовместимо с версией о кишечнике (который представляет собой полую трубку), но хорошо соответствует хрящевой хорде (или нотохорду), – отметил Гарсия-Беллидо. – Таким образом, теперь мы можем делать выводы о том, где именно эта группа располагалась на древе жизни».

Нотохорд встречается практически у всех позвоночных на эмбриональных этапах развития, по мере взросления обычно уступая место позвоночнику. Некоторые примитивные хордовые сохраняют нотохорд на протяжении всей жизни, а у других, вроде асцидий, он имеется только на ранних стадиях развития. Если у ветуликолий действительно имелась хорда, то это помещает их в группу предков или как минимум «двоюродных братьев» всех остальных хордовых, и в том числе человека.

«Они являются близкими родственниками позвоночных. У Vetulicolia имеется длинный хвост, поддерживаемый жестким стержнем, напоминающим хорду, которая является предшественником позвоночника и служит уникальным признаком позвоночных и их родственников», – сказал австралийский палеонтолог. Теперь Гарсия-Беллидо и его команда намерены переизучить известные остатки других ветуликолий, чтобы попытаться найти нотохорд и у них. Кроме того, будут продолжены раскопки на острове Кенгуру, где благодаря редкому стечению обстоятельств сохранились в ископаемом состоянии отпечатки мягких тканей животных кембрийского периода.

Статья A new vetulicolian from Australia and its bearing on the chordate affinities of an enigmatic Cambrian group опубликована в журнале BMC Evolutionary Biology

Челюсти позвоночных животных, как считается, произошли из передней пары жаберных дуг их древнейших рыбообразных предков. Американские ученые наконец-то обнаружили документальное подтверждение этой гипотезы в окаменелости кембрийского организма Metaspriggina.

Metaspriggina walcotti. Реконструкция: Marianne Collins

Согласно современным научным представлениям, челюсти и несколько мелких косточек внутреннего уха человека ведут свою родословную от жаберных дуг – своеобразных скелетных структур, в кембрийское или даже докембрийское время поддерживавших жабры примитивных рыбообразных позвоночных. Однако в связи с плохой сохранностью и неполнотой геологической летописи обнаружить эти дуги на месте их расположения в теле организма до последнего времени не представлялось возможным.

Только что профессор Саймон Моррис из британского Кембриджского университета и его коллега, доктор Жан-Бернар Карон из университета Торонто и Королевского музея Онтарио описали жаберные структуры раннего хордового Metaspriggina walcotti, жившего 505 млн лет назад. Окаменелости этой метасприггины уникальной сохранности были найдены в 2012 году в знаменитом местонахождении раннекембрийской фауны Берджес Шейл вместе с четырьмя десятками других фоссилий.

«Детали этих окаменелостей ошеломляют, – заявил Моррис. – Даже глаза прекрасно сохранились и отлично видны». Два крупных глаза метасприггины оказались вынесены на самый конец морды и оттого кажутся выпученными. А неподалеку от них ученые разглядели слегка изогнутые палочки – те самые жаберные дуги, которым суждено было со временем дать начало челюстям и слуховым костям позвоночных.

«Эти дуги, как уже давно известно, играли ключевую роль в эволюции позвоночных, в том числе в возникновении у них челюстей и крошечных косточек, занятых передачей звука у млекопитающих, – отметил британский профессор. – До сих пор, однако, нехватка качественных окаменелостей приводила к тому, что наши представления о расположении этих арок у первых позвоночных были чисто гипотетическими».

Оказалось, что жаберные дуги располагались в теле животного парами, что как нельзя лучше подтверждает гипотезу происхождения от них пары челюстей. При этом первая пара дуг у Metaspriggina была еще и толще всех остальных, что, возможно, является первым эволюционным шагом на пути к возникновению челюстноротых.

Дополнительно проанализировав строение и расположение мышц метасприггины, палеонтологи пришли к выводу, что это животное было активным и подвижным пловцом, не уступающим современной форели. А пара крупных глаз и обонятельный орган позволяли им отлично ориентироваться в море кембрийского периода.

Хордовые имеют возраст около 700 млн. лет назад, но хорошая геологическая история их эволюции начинается только в Кембрии. В океанах Кембрия и Ордовика известны только такие хордовые животные, какие не имели челюстей.
В Силуре получилось, случилось, произошло сформировались амфибии имевшие челюсти… От них происходят акулы и скаты, осетры овые рыбы, костистые рыбы и амфибии.
В Каменноугольном периоде появились наземные животные, — анопсиды… От анопсид происходят синопсиды и диопсиды. Эта классификация как бы учитывает количество височных ям, но реально это не так. Например, к диопсидам относят анопсидных анкилозавров, и птиц — имеющих открытые високчные углубления впадиныямы… К синопсидам относят однопроходных, по строению черепа близких к динозаврам и к птицам. Однопроходных относят к млекопитающием из-за имеющихся у них кожаных выделений и шерсти. Но выделения однопроходных подобны не молоку, а секрету копчиковой железы птиц, а шерсть такая же, как шерсть птерозавров…
В общем, от анопсид развилось несколько классов животных, по-разному сочетающих и развивающих их признаки. Эти стволы: ящерицы и змеи, крокодилы, динозавры (включая однопроходных), плезиозавры, тероморфы (включая ихтиозавров).
Потомки тероморфов, млекопитающие, известны еще в Триасе и Меле. Но возможность широко распространиться, млекопитающие животные получили только в эпоху Палеогена и Неогеновую эпоху. Это стало возможным после массового вымирания в Верхнем Меле множества видов во всех классах позвоночных.
В Палеогене появились млекопитающие со складчатой корой головного мозга: хищные, копытно-дамановые, обезьяны. Предком всех этих отрядов млекопитающих были какие-то лемуры. На лемуров похожи все древние млекопитающие, имеющие складчатую кору головного мозга.

Акулы потеряли все свои кости в процессе эволюции
29.05.2015 14:22
Ископаемая акула, найденная в западной Австралии, буквально перевернула представления ученых об эволюции этой группы рыб. Если еще недавно опасных морских хищниц считали достаточно примитивными созданиями, то теперь биологам придется относиться к ним, как к весьма продвинутым существам, проделавшим длинный эволюционный путь.

Gogoselachus lynnbeazleyae. Реконструкция: John Long

Революцию в ихтиологии устроил палеонтолог университета Флиндерса Джон Лонг. Три десятилетия Лонг раскапывает отложения девонской формации Гого (Gogo formation) в регионе Кимберли. В 2005 году он нашел там окаменевший скелет акулы, жившей в теплом тропическом море 380 млн лет назад. Изучение и описание животного затянулось, и статья о Gogoselachus lynnbeazleyae увидела свет лишь сейчас.

«Акул принято считать примитивными рыбами на том основании, что их скелет состоит из хряща, а кости у них никогда не образуются, – рассказывает профессор Лонг. – Однако теперь мы переворачиваем эту идею с ног на голову, утверждая, что ранние ископаемые акулы на самом деле имели настоящий костный скелет, и лишь впоследствии его потеряли».

Действительно, костную ткань у современных акул можно найти лишь в корнях зубов, а скелет и даже череп состоят из хрящевой ткани, считающейся предшественницей ткани костной. Эти представления распространяли и на всех акул прошлого. Но когда Лонг взглянул на хрящ гогоселяхуса под сильным увеличением с помощью микротомографии, то увидел в нем настоящие остеоциты – клетки, из которых состоят кости.

«Наша ископаемая акула впервые показала настоящую костную конструкцию, связывающую воедино крошечные хрящики. То есть мы видим акулу, которая на самом деле произошла от кого-то, у кого в скелете было намного больше костей. А на другом конце этой линии располагаются современные акулы, полностью утратившие кости и ставшие хрящевыми. Таким образом, наше ископаемое позволяет наблюдать эволюцию тканей, и объясняет причины, по которым современные акулы стали настолько успешными в наши дни – они просто отказались от костей, чтобы стать более легкими», – пояснил Лонг.

«Это действительно интересное открытие, – отметил профессор палеонтологии Упсальского университета Пер Альберг. – Скелеты современных акул состоят из своеобразной ткани, называемой призматическим кальцинированным хрящом. Этот хрящ минерализован и выглядит не как твердые листы, а как мозаика из крошечных минеральных призм. Такая ткань довольно сильно отличается от кости, и ее происхождение пока не очень хорошо понятно. Новая акула из Гого показывает, что, кажется, ранняя версия призматического кальцинированного хряща, в отличие от современного, имела между призмами зазоры, заполненные костными клетками».

«Изучение акул очень похоже на разгадывание грандиозной головоломки, – добавил профессор Лонг. – Они появились за 250 млн лет до последних динозавров и не сильно изменились с тех пор, удачно попав в выигрышную формулу. Но хотя их внешность осталась почти прежней, строение тканей претерпело серьезные изменения».

Выяснить все эти подробности Лонгу удалось благодаря специфическим условиям сохранности ископаемого материала в формации Гого. Обычно девонские рыбы сохраняются в окаменелостях сильно деформированными, расплющенными давлением осадочных пород. Но здесь, в Кимберли, древние рыбы дошли до нас трехмерными и объемными благодаря карбонатным конкрециям, образовавшимся на месте губко-водорослевого рифа.

«В те времена тут кипела жизнь, обитали многие виды рыб, например, давно вымершие бронированные плакодермы и ранние костные рыбы, потомки которых доминируют сегодня. Мы надеялись встретить тут много акул, но по какой-то причине они не были распространены на данном рифе», – добавил Лонг.

По этой причине находка скелета 75-сантиметровой акулы привлекла большое внимание. В руки ученых попали обе ветви нижней челюсти, фрагменты плечевого пояса, поддерживавшего грудные плавники, жаберные арки, около 80 зубов и несколько сотен чешуй. Образец был подвергнут множеству самых разных исследований, и одно из них привело к сенсационному результату, заставляющему пересмотреть как раннюю эволюцию акул, так и отношение к ним как к примитивной, задержавшейся в своем развитии группе.

Статья First Shark from the Late Devonian (Frasnian) Gogo Formation, Western Australia Sheds New Light on the Development of Tessellated Calcified Cartilage опубликована порталом PLOS ONE

Doi: 10.1371/journal.pone.0126066

Согласно новым данным американских ученых, птицы не являются потомками динозавров и происходят от особой группы архозавров, обособившейся от гигантских ящеров в далеком прошлом.

Scansoriopteryx. Реконструкция: Matt Martyniuk

Сенсационное открытие, способное буквально перевернуть с ног на голову всю современную палеонтологию, сделали Стивен Черкас из Музея динозавров в городе Блэндинг и Алан Федуччия из университета Северной Каролины. С помощью своей новой методики они изучили остатки крохотного пернатого ящера Scansoriopteryx и пришли к выводу о том, что нет никаких оснований считать его динозавром.

Scansoriopteryx, название которого переводится на русский язык примерно как «крылолаз» или «лазокрыл», был мелким, примерно с воробья, архозавром. Остатки единственной, неполовозрелой особи скансориоптерикса нашли в начале 21 века в юрских отложениях китайской провинции Ляонин. Судя по дошедшим до наших дней ископаемым, Scansoriopteryx был устроен примитивнее знаменитого археоптерикса и хорошо умел лазать по деревьям, планируя с них с помощью небольших крыльев.

До последнего времени скансориоптерикса относили к целурозаврам – группе теропод, от которых, по мнению большинства ученых, и произошли современные птицы. Однако исследование Черкаса (который, кстати, и открыл Scansoriopteryx) и Федуччия заставляет пересмотреть этот подход. Дуэт ученых использовал трехмерную микроскопию и фотографирование при низких углах освещения, чтобы прояснить структуры, нечетко рассмотренные прежде. Благодаря этому палеонтологам удалось уточнить естественные очертания костей таза, хвоста и конечностей, а заодно и обнаружить удлиненные сухожилия, тянувшиеся вдоль хвостовых позвонков, как у Velociraptor.

Тем не менее, большинство полученных данных свидетельствуют о том, что скансориоптериксу не хватало фундаментальных структурных особенностей скелета, чтобы быть причисленным к динозаврам. Скорее, он является потомком ранних архозавров, освоивших лазание по деревьям задолго до появления ужасных ящеров Соответственно, и птицы, у самых корней родословного древа которых располагается Scansoriopteryx, являются не потомками динозавров, а в лучшем случае их двоюродными племянниками.

Между тем у самого скансориоптерикса отчетливо видны типично птичьи адаптации вроде удлиненных передних конечностей, превратившихся в оперенные крылья, специализированной полулунной кости запястья и приспособленных к усаживанию на ветки лап. Скорее всего, это животное находилось в начале освоения полета, в который отправлялось, планируя с ветвей деревьев.

В книге излагается актуальная проблема современного естествознания - происхождение жизни. Она написана на основе самых современных данных геологии, палеонтологии, геохимии и космохимии, которые опровергают многие традиционные, но устаревшие представления о происхождении и развитии жизни на нашей планете. Глубокая древность жизни и биосферы, соизмеримая с возрастом самой планеты, позволяет автору сделать вывод: происхождение Земли и жизни - единый взаимосвязанный процесс.

Для читателей, интересующихся науками о Земле.

Книга:

Название «позвоночные» (Vertebrata) было введено в науку выдающимся французским натуралистом Ж. Б. Ламарком. Позвоночные как подтип животных возникли позже всех в биосфере . Их эволюция, начиная от первых примитивных предков и кончая приматами и человеком, охватила фанерозой. Это наиболее высокоорганизованная, обширная и разнообразная группа животных из хордовых (Chordata). У представителей этого типа осевым скелетом является хорда - упругий эластичный стержень, простирающийся от хвостовой части тела животного до головной. В эмбриональном состоянии хорда присутствует у всех позвоночных, а у взрослых животных замещается чередованием хрящевых или костных позвонков. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Головной имеет весьма сложное строение и помещается в черепной коробке (хрящевой или костной), которая есть у всех без исключения позвоночных. У большинства позвоночных животных две пары конечностей, которые в зависимости от среды обитания и характера движения меняют свои формы (плавники, ласты, ноги и крылья).

Позвоночные подразделяются на рыб (Pisces), земноводных (Amphibia), пресмыкающихся (Reptioia), птиц (Aves) и млекопитающих (Mammalia).

Происхождение позвоночных изучено лучше, чем других животных. По данным палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, эволюция низших позвоночных первоначально совершалась в воде и привела к возникновению самых разнообразных круглоротых и рыб, которые приспособились к условиям обитания. Вероятнее всего, первые рыбы произошли от маленьких мягкотелых хордовых организмов, имевших хорду и жабры и живших за счет фильтрации частиц из морской воды. Переломным этапом в эволюции позвоночных был выход их на сушу. Предками наземных позвоночных были кистеперые рыбы, а древнейшими представителями сухопутных животных - земноводные (рис. 19).

Собственно рыбы (Pisces) имеют скелет, костный или хрящевой. У акуловых и осетровых сохранилась нерасчлененная хорда. Число позвонков у разных рыб резко различно - от 16 у рыбы луны до 400 у новозеландской рыбы ремня. Большинству рыб присуща удлиненная веретенообразная форма. Череп у костистых рыб состоит из большого числа костей; головной мозг хорошо развит, особенно у двоякодышащих рыб. Размеры рыб варьируют в широких пределах - от маленького бычка, длиной 1 см, обитающего на Филиппинских островах, до гигантской китовой акулы, достигающей 15 м в длину. Рыбы подразделяются на три класса: пластокожих (Placoderyes), хрящевых (Chondrichthyes), костных (Osteichthyes).

Первый класс представлен лишь ископаемыми палеозойскими формами; второй объединяет не только большое количество палеозойских форм, но и акул и скатов, живущих в настоящее время; третий охватывает наиболее прогрессивную группу, которая выделилась еще в палеозое, но достигла большого разнообразия в современную эпоху.

Пластинокожие объединяют наиболее примитивные формы челюстных, или настоящих, рыб. Тело их было покрыто пластинками, образующими своеобразный панцирь, который имел внешнее сходство с аналогичным панцирем круглоротых щиткообразпых форм. Поэтому ранее часть круглоротых и некоторых челюстных рыб объединяли в одну группу под названием «панцирные». Типичным представителем их являлся коккостеус около 50 см длиной. По общему очертанию тела это была обыкновенная рыба, но нижняя часть ее была плоской, что характерно для донных форм, и имела довольно длинный, заостренный к концу хвост.

Другой представитель пластинокожих - динихтис обладал мощным челюстным аппаратом с острыми выступами и краями, указывавшим на то, что рыба была хищником. Главное развитие пластинокожих пришлось на девонский период палеозоя. В прошлом существовало две группы плакодерм - артродиры и антиархи. Наиболее ранние артродиры были небольшими, несколько уплощенными рыбами, со слабыми челюстями. В течение девона они превратились в быстро плавающих хищников довольно крупных размеров. В ходе эволюции панцирь становился относительно короче и большая часть тела могла участвовать в движении. Совершенствовался челюстной механизм.

Антиархи были покрыты более обширным панцирем, почти по всей поверхности тела. Форма их была несколько плоской. Глаза были маленькими и находились в верхней части головного щита. Однако антиархи обладали сильными членистыми плавниками, внешне похожими на руки, приспособленные для перемещения по морскому дну. Характерной особенностью антиарх было наличие у них легких, позволяющих дышать воздухом.

Плакодермы не обнаруживают родственной связи с какой-либо группой современных рыб. Они вымерли в конце девона, уступив место более совершенным рыбам.

Хрящевые рыбы охватывают современных акул и скатов. Они имеют скелет примитивного строения, состоящий из хрящей. Наиболее ранние рыбы имели развитые наружные защитные образования, которые исчезли у более поздних форм. Хрящевые рыбы довольно древняя группа. Первые из них появились в силуре. В дальнейшем число их возрастало, а в начале карбона развились многочисленные формы. Однако в конце палеозоя количество форм резко сократилось, а уже в настоящее время хрящевые рыбы составляют незначительную долю всей фауны рыб природных водоемов. Скаты оказались более современной ветвью акул.

Костные рыбы зародились в раннем девоне и первоначально обитали в пресноводных водоемах. В конце палеозоя они стали господствующей группой пресноводных позвоночных и заселили моря. Родословная и геохронология костных рыб представлены на рис. 20. В фауне современных водоемов большинство рыб относятся к классу костных. Они подразделяются на три подкласса: лучеперые с лучеобразными плавниками, двоякодышащие, кистеперые. Все они обнаружены в ископаемом состоянии в нижнем девоне и, возможно, происходят от акантодиев. У большинства современных костистых рыб имеется плавательный пузырь, регулирующий глубину плавания. Двоякодышащие рыбы обитали в пресных водах и, судя по строению тела, плавали всегда медленно. Они приспособились к жизни в периодически высыхающих реках и мелководных озерах. Легкие помогали им выжить в сухой сезон и в дальнейшем набраться сил в период дождей, когда в воде можно было дышать жабрами. В связи с этим двоякодышащие выжили в условиях, не переносимых другими рыбами. В настоящую эпоху существует лишь три вида двоякодышащих рыб, обитающих в реках Южной Африки, Австралии и Южной Америки, - своеобразные живые ископаемые.

Кистеперые рыбы (Crossopterygii) приспособились к активному образу жизни, давно заселили крупные реки и озера. Они представляют собой наиболее многочисленную группу, преобладающую в морях и теперь. Некоторые кистеперые (рипидисты), обитавшие в пресных водах, дали начало земноводным в позднем девоне. В этих условиях земноводные были более приспособленными хищниками, чем их предки, которых они вытеснили из мест обитания. Сохранившиеся рипидисты в карбоне и перми увеличили свои размеры и смогли жить в крупных реках и озерах.

В современную эпоху земноводные амфибии - самый малочисленный класс позвоночных. Они занимают особое место среди других позвоночных, поскольку являются первыми наиболее просто организованными четвероногими обитателями суши.

Земноводные дышат легкими, имеют два круга кровообращения, трехкамерное сердце и венозную и артериальную кровь. Температура тела зависит от температуры и влажности окружающей среды, что ограничивает возможность передвижения, ориентации и распространения на суше. Земноводные могут далеко уходить от природных водоемов. Однако в процессе размножения они неразрывно связаны с водой. Яйца амфибий как наземных животных лишены оболочек, предохраняющих их от высыхания, и в принципе не могут жить вне воды. В связи с водным способом рождения и обитания у земноводных развивается личинка, обитающая в воде. В дальнейшем личинка эволюционирует через ряд переходных форм (рыбоподобные, головастики и др.) и превращается в животное, обитающее на суше. В настоящее время земноводные представлены тремя отрядами: хвостатых, безногих и бесхвостых.

Выходя в процессе эволюции на сушу, животные радикально изменяли конструкцию своего тела и главнейших органов. Морская вода, давшая жизнь позвоночным, содержала большое количество разнообразных растворенных питательных веществ, которые в условиях атмосферного воздуха отсутствуют. У первых живых организмов, выбравшихся на сушу, возникли проблемы, связанные с поисками пищи. Поскольку на многих географических широтах воздух, был недостаточно насыщен влагой, жизнь в условиях суши и атмосферного воздуха таила много опасностей, особенно для размножения, поскольку репродуктивные клетки весьма чувствительны к высыханию.

Соотношение свободного кислорода и углекислого газа в атмосферном воздухе отличается от водно-морского соотношения. Поэтому для сухопутных животных необходимы были механизмы, регулирующие процесс дыхания. Преломление световых лучей в воздушной среде ниже, чем в водной, что, в свою очередь, повлияло на строение глаз. Разная скорость распространения звука в воде и воздухе вызвала изменения слухового аппарата у животных. Наконец, резко изменились гравитационные условия существования организмов. В воздухе организмы весят больше, чем в воде. Следовательно, выход организмов из воды на сушу потребовал совершенствования физической опоры, что не могло не отразиться на развитии и прочности скелета. Таким образом, переход позвоночных животных на сушу и завоевание ее связаны с целым рядом изменений их тела в целях адаптация к новым условиям.

Первые представители земноводных имели крепкие кости, и их тела умеренных размеров были покрыты чешуей. По-видимому, их кожа практически не участвовала в процессе дыхания. Вместо нее для быстрого дыхания использовались легкие, изменившие объем с увеличением грудной клетки. У земноводных был длинный сильный хвост, увенчанный плавником, и четыре конечности, расположенные по бокам тела. По всей вероятности, тело и хвост были мощными средствами плавания, при этом в малой степени непосредственно участвовали сами конечности. Древние земноводные проводили много времени в воде. В водной среде первые амфибии с их острыми зубами, глазами, расположенными в верхней части головы, и обтекаемой формой тела были похожи на небольших крокодилов.

По палеонтологическим данным, земноводные появились в раннем девоне. Родословная земноводных в масштабах геологического времени представлена на рис. 21. Предками земноводных были кистеперые рыбы, обладавшие легкими и парными плавниками, из которых могли возникнуть пятипалые конечности. Такое заключение подтверждается поразительным сходством покровных костей черепа кистеперых с костями черепа палеозойских земноводных. У земноводных животных и кистеперых рыб были как верхние, так и нижние ребра, которые отсутствовали у двоякодышащих рыб, ведущих в общем земноводный образ жизни. Двоякодышащие рыбы, обладавшие легкими, по целому ряду признаков отличались от земноводных, а значит, не могли быть их непосредственными предками.

В девонский период происходило поднятие земной коры, обширные участки суши покрылись растительностью. Наибольшего разнообразия и численности земноводные достигли в каменноугольный и пермский периоды, когда, на обширных территориях господствовал влажный и теплый климат.

Ископаемые палеозойские земноводные относятся преимущественно к группе стегоцефалов, или панцироголовых.

Важной особенностью этих животных был сильный панцирь из кожных костей, покрывавший черепную коробку. В целом стегоцефалы отличались от современных земноводных рядом примитивных признаков, унаследованных от кистеперых рыб. К таким признакам, в частности, относится костный панцирь. Таз еще не соединялся с позвоночником, а плечевой пояс сохранял связь с черепом. Передние конечности были снабжены пятью пальцами.

Венцом развития древних земноводных был конец палеозойской эры, когда стегоцефалы достигали большой численности и разнообразия и еще не имели врагов среди более высокоорганизованных наземных позвоночных. Данные палеонтологии и анатомии земноводных позволили их подразделить на два подкласса - дугопозвонковых (Apsidospondyli) и тонкопозвонковых (Lepospondyli).

Первый подкласс охватывает надотряд лабиринтодонтов и надотряд прыгающих (Salicnlia), включающий многообразных современных амфибий.

Лабиринтодонты были найдены исключительно в ископаемом состоянии и представляли собой стегоцефалов, у которых имелся «лабиринтодонтный» тип зубов, полученный в наследство от их предков - кистеперых рыб. При поперечном срезе зубов обнаруживается необычно сложная картина разветвления эмалевых петель, в целом похожая на лабиринт. К группе лабиринтодонтов относились почти все крупные земноводные каменноугольного, пермского и триасового периодов. За время своего существования земноводные испытали существенные изменения. Более ранние формы имели умеренные размеры и рыбообразную форму тела; поздние укрупнились, тело их стало короче и толще и заканчивалось коротким толстым хвостом. Наиболее крупными представителями этих животных были мастодонзавры, обитавшие в триасе. Череп их достигал 1 м в длину. Внешним своим видом они походили на гигантских лягушек, питались главным образом рыбой. Мастодонзавры были преимущественно водными животными, редко покидавшими водную стихию.

Второй подкласс, тонкопозвоночных, охватывает три отряда стегоцефалов каменноугольного периода. Он был представлен мелкими, хорошо приспособленными к жизни в воде земноводными. Многие из них вторично утратили конечности и превратились в змеиноподобные формы. Предполагается, что из подкласса тонкопозвоночных амфибий в дальнейшем возникли современные отряды хвостатых и безногих земноводных.

В триасовый период одновременно существовали крупные земноводные и рептилии. Между ними происходила борьба за существование, которая закончилась победой рептилий, завоевавших в мезозое все области обитания поверхности планеты : воздух, сушу и водную стихию.

Пресмыкающиеся, или рептилии, в своей биологической организации имели явное преимущество перед земноводными. Они значительно лучше приспособлены к обитанию на суше. По существу, в истории развития позвоночных это были первые животные, которые размножались на суше яйцами, дышали только легкими, их кожу покрывали чешуйки или щитки. Развитие рептилий, даже обитающих в воде, не связано с водной средой. Волокнистая скорлуповатая оболочка яиц рептилий значительно препятствует их высыханию. По сравнению с амфибиями у рептилий более совершенная система кровообращения. Произошло дальнейшее разделение артериального и венозного токов крови. У большинства пресмыкающихся сердце трехкамерное, - однако желудочек разделен неполной перегородкой на две половины: правую - венозную и левую - артериальную. Несмотря на прогрессивное развитие покровов, органов кровообращения и дыхания, пресмыкающиеся не Обеспечили себе теплокровность организма в целом, и температура их тела, подобно земноводным, зависит от температуры окружающей среды. Живущие в современную эпоху пресмыкающиеся подразделяются на четыре отряда: чешуйчатые, черепахи, крокодилы и клювоголовые. Пища пресмыкающихся довольно разнообразна, среди них встречаются насекомоядные, рыбоядные, хищники, растительноядные. В истории животного мира пресмыкающиеся прошли длительный путь развития. Первые находки рептилий известны в каменноугольных отложениях. Они относятся к отряду котилозавров из подкласса анапсид. Появившись в карбоне, они значительно развились в пермский период. Котилозавры были массивными животными и передвигались на толстых пятипалых конечностях. Размеры их колебались от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров.

Родословные связи различных групп рептилий представлены на рис. 22. Наиболее примитивной формой из всех ископаемых рептилий была сеймурия (Seymouria) - небольшое животное (от 0,5 м длиной), сохранившее ряд признаков земноводных. Практически у него отсутствовала шея, зубы имели примитивное строение, а кости черепа в деталях были сходны с черепной крышкой стегоцефалов. Детальное изучение сеймуроподобных рептилий и их остатков, найденных на территория СССР , позволило выделить группу батрехозавров, которые занимали промежуточное положение между земноводными и котилозаврами. По имеющимся данным палеонтологии и сравнительной анатомии можно заключить, что котилозавры были группой, которая дала начало всем другим основным группам пресмыкающихся.

От котилозавров произошли более подвижные формы рептилий. При этом их конечности удлинялись, скелет становился все более облегченным. Редукция черепного панциря проходила двумя основными путями: сначала образовалась одна височная яма, ограниченная снизу скуловой дугой, затем - две височные ямы: и соответственно две скуловые дуги. С учетом указанных признаков черепа всех пресмыкающихся разделяют на три группы: 1) анапсиды - с цельным черепным панцирем (котилозавры и черепахи); 2) синапсиды - с одной скуловой дугой (звероподобные, плезиозавры и, вероятно, ихтиозавры); 3) диапсиды - с двумя дугами, к ним относятся все прочие пресмыкающиеся. Последняя группа наиболее многочисленна и распадается на ряд подклассов и множество отрядов.

Группа анапсид по строению черепа была особенно близка к стегоцефалам. Из этой наиболее древней ветви рептилий к настоящему времени сохранились только черепахи.

Группа синапсид отделилась от котилозавров и привела к образованию ихтиоптеригий и синатозавров. Типичными представителями ихтиоптеригий были ихтиозавры, которые возвратились в водную стихию и приобрели сходство с рыбами и дельфинами. Они имели гладкую кожу и многочисленные острые зубы, приспособленные к питанию рыбой. Размеры их варьировали от 1 до 15 м.

Представителями синаптозавров были плезиозавры, которые являлись морскими пресмыкающимися, морфологически близкими к современным ластоногим. Они имели широкое утолщенное туловище, две пары мощных конечностей, измененных в плавательные ласты, длинную шею с маленькой головкой и короткий хвост. Размеры их варьировали в широких пределах: некоторые виды имели лишь 0,5 м в длину, но встречались и гиганты - 15 м. Они обладали сильными мышцами, приводившими в движение ласты, которые служили лишь для гребли и не могли поддерживать корпус животного вне воды. Причины перехода от наземных форм синапсид к водным еще недостаточно выяснены.

Группа диапсид, объединяющая наиболее многочисленных и разнообразных рептилий, подразделяется на два подкласса - лепидозавров и архозавров. Еще в ранней перми выделились лепидозавры, известные как наиболее примитивные формы. От них произошли клювоголовые, чешуйчатые - ящерицы. Из клювоголовых в настоящее время известна гаттерия. В начале мелового периода от чешуйчатых отделились мезозавры - морские пресмыкающиеся, имевшие длинное (15 м) змеевидное тело и две пары конечностей в виде ластов. В конце мелового периода от ящериц отделилась новая ветвь - змеи.

От примитивного отряда эозухий, по всей вероятности, возникла большая ветвь - архозавров, распавшаяся впоследствии на три основные ветви: крокодилов, динозавров и крылатых ящеров.

Динозавры представляли собой наиболее многочисленную и разнообразную группу пресмыкающихся. Их размеры сильно варьировали - от мелких животных, величиной с кошку и меньше, до настоящих гигантов, достигавших почти 30 м в длину и весивших 40-50 т. На суше не было ничего подобного динозаврам. Масса наиболее крупных современных млекопитающих - слонов составляет лишь 1/5 массы крупного динозавра, а наиболее близкие родственники динозавров - крокодилы весят всего лишь около 1 т. Динозавры были легкими и массивными, подвижными и неуклюжими, хищными и травоядными, лишенными чешуи и покрытыми костным панцирем с различными выростами. Они разделялись главным образом по структуре таза на две большие группы - ящеротазовых и птицетазовых. У них были разные способы передвижения. В обеих группах динозавров встречались двуногие и четвероногие. Появились они в среднем триасе.

Ящеротазовые динозавры были представлены тероподами и завроподами. Тероподы относились в основном к плотоядным хищным животным, завроподы - преимущественно к травоядным. Ранние тероподы приспособились к быстрому бегу по ровной открытой местности. Некоторые тероподы по внешнему виду напоминали страусов. Они имели длинную шею и небольшую голову со слабыми челюстями, быстро бегали на длинных ногах и были всеядными. Наряду с быстро бегающими мелкими тероподами существовали и крупные животные, обладавшие огромной силой. Они были двуногими, опирались на мощные задние конечности и обладали малыми передними. К ним относились тираннозавр, цератозавр, аллозавр. Тираннозавр весил больше, чем самый крупный слон, достигал 10 м в длину и 6 м в высоту. Тираннозавры имели мощный череп с острыми зубами. Передние конечности были сильно уменьшенными и служили лишь для захвата пищи. Животные прыгали на задних конечностях, опираясь на хвост. Огромные тероподы, но всей вероятности, питались животными из группы ящеротазовых и птицетазовых.

В юрский и меловой периоды развивались завроподы. Это были самые крупные животные на Земле. Они обладали массивными скелетами, но у большинства форм задние конечности были длиннее и сильнее, чем передние. Это было связано с тем, что задние конечности должны были удерживать массивный таз, большую часть тяжелого позвоночника и длинный хвост. Передние же конечности были опорой только грудной клетке, сравнительно легкой шее и голове.

К крупным представителям ящеротазовых динозавров относились бронтозавр, диплодок, брахиозавр. Бронтозавр достигал в длину свыше 20 м, вес его приближался к 30 т. Диплодок был гораздо легче, но превосходил бронтозавра длиной (26 м). Неуклюжий брахиозавр был плотнее, его масса составляла около 50 т. Исходя из строения тела и массы этих динозавров, можно допустить, что все они, подобно современным бегемотам, большую часть времени проводили в воде. Они обладали слабыми зубами, пригодными для поедания лишь мягкой водной растительности, а у диплодока ноздри и глаза были сдвинуты кверху, что позволяло ему видеть и слышать, выставив из воды только часть головы.

Птицетазовые динозавры имели пояс задних конечностей, похожий на птичий. Они обладали средними размерами и разнообразными формами. Большинство из них передвигалось на четырех ногах. Животные были растительноядными, что отразилось на строении их зубов. имели, хорошо развитый панцирь, иногда покрытый разного рода наростами в виде рогов, шипов и т. д. Главное развитие птицетазовых динозавров приходилось на юрский и меловой периоды. Типичными представителями их были игуанодонты, стегозавры и трицератопсы.

Игуанодонты передвигались на задних ногах и достигали в высоту 5-9 м. Они были лишены панциря, первый палец передних конечностей представлял собой косой шип, могущий служить хорошим средством защиты от хищников. У стегозавров была крошечная голова, на спине располагался двойной ряд треугольных пластин, на хвосте несколько острых шипов. Длина стегозавров составляла 5-6 м.

В позднем мелу появились трицератопсы (церапсиды) - динозавры с рогоподобными выростами на черепе, служившими средством защиты от хищников. Трицератопс был похож на носорога. Большой рог размещался в конце морды, на носу, и пара рогов - над глазами. По размерам трицератопсы превосходили наиболее крупных носорогов, известных в настоящее время.

Птерозавры были первыми летающими позвоночными животными. Их передние конечности представляли собой настоящие крылья. К этой группе относится икарозавр, у которого ребра выдавались далеко в сторону. При полном выпрямлении ребер покрывающая их кожа легко могла превращаться в крыло. Летающие ящеры были не больше современной белки. По всей вероятности, они были не менее разнообразными, чем более крупные летающие формы, появившиеся в юрский и меловой периоды. Полагают, что икарозавры были лучше приспособлены к управлению несущими поверхностями и при этом у них сохранились развитые конечности, позволявшие хорошо ходить по земле, лазить и ощупывать различные предметы.

Настоящие птерозавры, или птеродактили, имели ряд общих черт с птицами: скрещенные грудные позвонки, большую грудину с килем, сложный крестец, полые кости, лишенную швов черепную коробку, большие глаза. Питались они преимущественно рыбой и жили в прибрежных скалах. У всех птерозавров тело было легким, с полыми костями, голова удлиненная и челюсти иногда со множеством зубов. Птерозавры были разными по величине - от размера воробья до гигантов, размах крыльев которых достигал 7 м. Птерозавры были представлены разнообразными формами. Среди них примитивная группа рамфоринхов, имевших длинный хвост для регулирования полета, и более высокоорганизованная группа собственно птеродактилей с зачаточным хвостом. Гигантские летающие ящеры - птеранодоны были самыми крупными летающими животными на Земле. При размахе крыльев до 7 м птеранодон весил 16 кг. Большая площадь крыла и легкая конструкция тела указывают, что птеранодоны преимущественно планировали и могли летать, взмахивая крыльями лишь в крайне необходимых случаях.

Из пермских котилозавров выделилась особая группа синапсид с развитыми челюстями, мощной мускулатурой и прогрессивной дифференциацией зубной системы - разнозубостью. Это сближало их с высшим классом позвоночных животных - млекопитающими.

В конце мелового периода произошло массовое вымирание мезозойских рептилий. Для объяснения этого события были предложены различные гипотезы, в том числе указывались космические факторы. Пожалуй, здесь нет необходимости заниматься критическим обзором всех этих представлений. Однако на одной вероятной причине следует остановиться. Большинство пресмыкающихся в течение всей мезозойской эры приобрели относительно высокую специализацию в разных средах обитания, которые были в общем довольно стабильными. В конце мезозоя орогенные процессы значительно усилились (эпоха ларамийского орогенеза), что отрицательно сказалось на условиях обитания рептилий. Дополнительно большую роль сыграла борьба за существование с другими, более высокоорганизованными животными - птицами и млекопитающими. Благодаря теплокровности и высокоразвитому мозгу они оказались лучше приспособленными к новым условиям и вытеснили менее развитых рептилий. В то же время следует отметить, что проблема массового вымирания мезозойских рептилий еще далеко не решена.

Птицы представляют собой класс позвоночных более высокой ступени организации, чем рептилии. Поверхность их тела покрыта перьями, а передние конечности превращены в крылья. В организме птиц происходит интенсивный обмен веществ при постоянной и высокой температуре тела. Сердце у птиц четырехкамерное и артериальная кровь отделена от венозной. Хорошо развит головной мозг и органы чувств, особенно органы зрения и слуха. Птицы занимают первое место среди наземных позвоночных по скорости полета и способности преодолевать огромные пространства. Размножение птиц как разнополых животных осуществляется с помощью яиц. Однако по сравнению с пресмыкающимися птицы откладывают меньше яиц. Сложность биологических явлений, связанных с размножением, и в особенности сложность заботы о потомстве резко отличают птиц от рептилий,

Много анатомических данных указывает на сходства птиц и рептилий. По образному выражению Томаса Гексли, птицы являются «взлетевшими рептилиями». Это заключение хорошо подтверждается переходной ископаемой формой, найденной в золенгофенских глинистых сласцах верхней юры в Средней Европе. Эта форма была названа археоптериксом. Первая находка археоптерикса сделана в 1859 г. и была интерпретирована в качества представителя птерозавров. Следующая, более удачная находка была сделана в 1861 г. Животное имело перья, и его уверенно можно было отнести к первичнокрылым. Археоптерикс был птицей по характеру оперения. По некоторым другим признакам он представлял собой переходную форму от рептилий к птицам. По всей вероятности, археоптерикс произошел от мелких динозавров группы теропод. Не исключено, что они были теплокровными. Развитие перьев служило тепловой изоляцией для всего тела. Археоптерикс еще жил на земле, но уже был способен с помощью крыльев подпрыгнуть вверх за добычей. Жизнь на деревьях явилась одним из важных условий в эволюции птиц.

Остатки птиц в виде костей и скелета сохраняются в геологических условиях исключительно плохо. Поэтому в эволюции птиц остается большой пробел, охватывающий 50 млн лет после археоптерикса. Сохранившиеся ископаемые остатки некоторых морских птиц встречаются в отложениях верхнего мела. Птицы стали разнообразнее лишь после мелового периода, когда динозавры вымерли и птицам была предоставлена широкая возможность для длительного развития. Некоторое время первичные птицы и птеродактили существовали совместно, находясь в конкурентной борьбе друг с другом. Ловкие и теплокровные птицы стали сильными врагами млекопитающих в войне за господство на суше.

В верхнемеловых отложениях Северной Америки были найдены остатки двух родов птиц - ихтиорниса и гесперорниса. Ихтиорнис имел позвонки, близкие к таковым рептилий и рыб. Эти птицы были величиной с голубя, челюсти их снабжены еще острыми зубами, крылья построены так же, как у современных птиц. Гесперорнис представлял собой форму, приспособленную к водному образу жизни, достигал в длину 1,5 м. Гесперорнис был водной птицей, его длинные челюсти имели загнутые назад зубы, приспособленные для захвата небольших рыб. Остатки гесперорниса были найдены в тех же слоях, что и кости гигантского птеранодона, который был современником этой своеобразной бескрылой птицы.

В начале палеогена птицы стали в общем довольно разнообразными, появились нелетающие, бегающие формы. К ним относится диатрима - гигантская нелетающая птица, выше 2 м ростом, с огромным острым клювом и мощными когтистыми лапами. Южные материки населяли в значительном количестве крупные нелетающие птицы. В неогене в Южной Америке жила фороракос - огромная нелетающая плотоядная птица, до 2 м ростом. Голова ее по размерам была соизмерима с головой современной лошади. Моа из Новой Зеландии представлял собой гигантского страуса, до 5 м высотой. Эпиорнис (Aepiornis - птица-слон) - огромная нелетающая птица - еще недавно населял Мадагаскар.

Пингвины довольно рано приспособились к водной среде и стали хорошими пловцами, приобрели обтекаемую форму, успешно маскируются под водой и защищены от холода перьями и жиром. Они населяют небольшие океанические острова и Антарктику, где отсутствуют сухопутные хищники, которые могли бы нападать на пингвинов. Кайнозойские ископаемые остатки указывают, что пингвины достигали 2 м высоты.

В современную эпоху птицы распространились по всей поверхности планеты, обитая в разных условиях, и на неблагоприятные изменения этих условий реагируют путем кочевок и перелетов.

Завершил этап развития позвоночных животных класс млекопитающих. За сравнительно короткий отрезок времени они достигли высокой ступени развития. Это выражалось в преобразовании рогового покрова тела млекопитающих в волосяной, защищавший организм от потери тепла; в совершенствовании черепа; в развитии органов дыхания, кровообращения, головного мозга и особенно коры больших полушарий; в живорождении и вскармливании детенышей молоком.

Предками млекопитающих, по всей вероятности, были звероподобные пресмыкающиеся (Theriodontia), появившиеся в пермский период. В течение мезозойской эры млекопитающие были всеядными или преимущественно насекомоядными, преобладали мелкие формы. Подлинный расцвет этих животных наступил в кайнозойскую эру: они стали крупнее и разнообразнее в морфологическом отношении. В течение всей эволюции животных можно проследить одну очень важную их особенность, связанную с развитием головного мозга. Еще в 1851 г. видный американский геолог, минералог и биолог Д. Дана (1813-1895) указал, что за геологическое время непрерывно изменялась и развивалась нервная система животных, и особенно головной мозг. Происходил процесс цефализации позвоночных, который отчетливо проявлялся при сравнении различных таксономических групп.

Известно, что первоначально живые существа вовсе не имели нервной системы и процесс цефализации проходил ряд ступеней. На первой ступени, более 500 млн лет назад, у живых организмов образовались специализированные нервные клетки, передающие раздражения и регулирующие процессы движения и питания. В нервных клетках импульс передавался скорее, чем в остальных.

Вторая ступень цефализации заключалась в перестройке сети нервных клеток в нейроны. Эта система становилась более совершенной, возбуждение в ней передавалось со скоростью 4-15 см/с. Для сравнения укажем, что скорость передачи нервного импульса у пиявки 40 см/с, у ракообразных 120 см/с, у сколопендры 250 см/с. Отдельные скопления нервных клеток образуют ганглии, которые начинают собственно процесс цефализации в узком смысле слова.

Наиболее рано начала совершенствоваться нервная система у головоногих моллюсков. Появление у них щупалец и развитых глаз было связано с централизацией нервной системы. В мозгу головоногих произошла специализация отдельных его частей, которые управляли определенным органом тела: руками, глазами, чернильными железами. В то же время у головоногих увеличилась скорость передачи нервных импульсов до 25 м/с.

Нервная система насекомых была весьма специфической - она находилась в сильной зависимости от соответствующих сообществ. Мозг насекомых состоял из двух полушарий, каждое из которых заведовало своей половиной тела. Хитиновый покров ограничивал размеры тела, а когда оно увеличивалось, подвижность животного уменьшалась. В то же время пассивное трахейное дыхание не обеспечивало кислородом большое скопление клеток. В силу этих обстоятельств насекомые были невелики.

Наиболее четко цефализация проявилась у позвоночных животных. Ступени цефализации животных по данным Р. К. Баландина представлены на рис. 23. Значительно развилась цефализация у рептилий. Нервная система разделилась на головной и спинной мозг.

Скорость передачи нервных импульсов зависела от температуры тела: при повышении ее скорость увеличивалась. Как считают палеонтологи, головной мозг гигантских ящеров был не больше, чем у котенка, а спинной мозг справлялся с управлением тела,

Наиболее высокая ступень цефализации имеет место у теплокровных млекопитающих. Нервная система действует у них при постоянной температуре +31...+40° С. Нервные клетки приобрели специальную оболочку, что ускорило прохождение нервного импульса. Однако самым важным событием было увеличение объема головного мозга. В ряду млекопитающих от древних до современных возрастает абсолютный и относительный объем головного мозга, количество нейронов, площадь всех отделов мозга. У теплокровных млекопитающих качественно изменилась вся нервная система и головной мозг, что дало им большое преимущество в борьбе за существование с другими классами позвоночных животных.

Таким образом, рост цефализапии в ходе геологической истории животных является несомненным фактом и может быть принят в качестве правила, которое В. И. Вернадский назвал принципом Дана. «В хронологическом выражении геологических периодов, - писал В. И. Вернадский еще в 1902 г., - мы непрерывно можем проследить это явление от мозга моллюсков, ракообразных и рыб до мозга человека. Нет ни одного случая, чтобы появлялся перерыв и существовало время, когда добытые этим процессом сложность и сила центральной нервной системы были потеряны и появлялся геологический период, геологическая система с меньшим, чем в предыдущем периоде, совершенством центральной нервной системы».

Смена поколений целого ряда групп животных шла более быстрыми темпами ближе к нашей эпохе и была замедленной в эпохи более отдаленные. Эта закономерность ускорения эволюции была подмечена уже давно и рассматривалась как проявление определенных свойств живого вещества в биосфере нашей планеты.

Ускорение темпов развития органического мира от древних времен к современной эпохе было отмечено также одним из основателей эволюционной палеонтологии - В. О. Ковалевским. В письме к брату от 27 декабря 1871 г. он писал: «Интересен факт ускорения хода жизни, так сказать; от лаурентианской до силгорийской прошло, конечно, больше времени, чем от силюрийской до настоящей эпохи; каждая следующая большая эпоха Земли короче предыдущей, и в это короткое время успевало народиться и вымереть больше разнообразных форм, чем в предыдущую эпоху; начиная от третичной эпохи жизнь мчится на всех парах: с эоцена большие типы, целые семейства появляются и вымирают и развиваются новые... времени, очевидно, прошло сравнительно немного, а перемена большая: наконец явился человек, совсем овладел миром и дело пошло быстрее» (цит. по: [Давиташвили, с. 413]).

Основываясь на материале работ Э. Геккеля, опубликованных в 1874-1875 гг., Ф. Энгельс отмечал как естественноисторическую закономерность ускорение темпов развития органического мира в течение геологического времени. «По отношению ко всей истории развития организмов надо принять закон ускорения пропорционально квадрату расстояния во времени от исходного пункта», - писал Ф. Энгельс.(Диалектика природы // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 20. С. 620.)

Наряду с прогрессирующими в своем развитии главными типами животного мира среди позвоночных животных также встречались представители консервативных групп, мало изменившиеся в ходе геологической истории. Однако случаи персистентности организмов среди позвоночных значительно более ограниченны, чем у беспозвоночных животных. Среди позвоночных животных примером является Latimeria - современная кистеперая рыба, обитающая на глубинах 150-800 м и выловленная впервые в 1938 г. К наземным «живым ископаемым» относится ящерица Sphenodon punctatus, древняя лягушка Leiopelma и маленький страус киви-киви в Новой Зеландии.

Вся древняя фауна сумчатых в Австралии представляется, по существу, уникальной в своем роде, таких животных не на других материках земного шара.

⇐ Предыдущая123

Форма тела позвоночных разнообразна. В теле различают голову, шею, туловище, хвост и конечности, но у первичноводных видов шейный отдел отсутствует.

Покровы позвоночных образованы кожей, состоящей из двух слоев: наружного — эпидермиса и внутреннего — дермы. Эпидермис представлен многослойным эпителием. У круглоротых, рыб и личинок земноводных, жизнь которых тесно связана с водной средой, в эпидермисе залегает много железистых клеток, выделяющих слизь, облегчающую движение животного в воде. У наземных позвоночных — пресмыкающихся, птиц и млекопитающих — наружные слои клеток эпидермиса ороговевают. На их коже обычно образуются различные роговые производные — роговая чешуя, роговые щитки, перья, волосы и др. Дерма кожи состоит из волокнистой соединительной ткани. В ней образуются костная чешуя (у рыб), костные щитки и кожные (накладные) кости. В коже позвоночных залегают железы различные по строению и функциям (слизистые, потовые, сальные и др.).

У позвоночных первичной опорной структурой служит хорда. Но у взрослых особей хорда в той или иной степени замещается позвоночником, образованным отдельными позвонками. У всех представителей имеется скелет парных конечностей и их поясов иногда он бывает редуцирован при атрофии конечностей. У рыб парные конечности имеют вид плавников, а у наземных позвоночных они построены по типу пятипалых ног.

Нервная система позвоночных разделяется на центральную, периферическую, симпатическую, парасимпатическую и вегетативную. Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Периферическая нервная система позвоночных представляет собой сложную систему нервов, отходящих от головного и спинного мозга к различным органам тела.

Органы пищеварения имеют различное строение. Обычно пищеварительный тракт дифференцирован на ротовую полость, глотку, пищевод, желудок и кишечник и заканчивается клоакой или анальным отверстием. К органам пищеварения относятся также пищеварительные железы — печень, поджелудочная железа и другие.

Круглоротые и рыбы, а также личинки земноводных дышат жабрами, взрослые же земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие — легкими. В газообмене низших позвоночных большое значение имеет также кожное дыхание. Жабры водных позвоночных — пластинчатые выросты стенок жаберных щелей в виде тонких жаберных лепестков с богатой сетью кровеносных сосудов. Легкие позвоночных возникают в онтогенезе как парные выросты брюшной стороны глотки. У земноводных они имеют вид тонкостенных мешков со складчатыми стенками, у пресмыкающихся также мешкообразны, но внутри разделены многочисленными перегородками и складками, у птиц легкие имеют губчатое строение. У млекопитающих конечные разветвления бронхов оканчиваются в легких мельчайшими пузырьками — альвеолами.

Кровеносная система замкнутая. Она состоит из сердца, артериальных сосудов, несущих кровь от сердца к различным органам, венозных сосудов, по которым кроль возвращается в сердце, и капилляров — мельчайших сосудов, соединяющих окончания разветвлений артерий и вен. У круглоротых, рыб и личинок земноводных, дышащих жабрами, один круг кровообращения: от сердца венозная кровь идет к жабрам, где окисляется и освобождается от диоксида углерода, а затем разносится артериальными сосудами по всему телу, возвращаясь в сердце по системе венозных сосудов. Сердце у этих животных имеет две камеры — предсердие и желудочек.

У взрослых земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих в связи с переходом к легочному дыханию два круга кровообращения. Сердце земноводных и большинства пресмыкающихся трехкамерное: оно имеет два предсердия и один желудочек. В желудочке происходит частичное смешение венозной крови, поступающей из правого предсердия, с артериальной кровью, поступающей из левого предсердия. У птиц и млекопитающих сердце состоит из четырех камер — двух предсердий и двух желудочков. Этим устраняется смешение венозной и артериальной крови.

Органы выделения — почки. Строение почек и протекающие в них процессы различаются у представителей разных групп животных и изменяются в процессе онтогенеза.

Почти все позвоночные животные раздельнополы. Половые железы семенники у самцов и яичники у самок — обычно парные. У круглоротых половые клетки из половых желез попадают в полость тела, откуда через особые поры, расположенные около мочевого отверстия, выводятся наружу.

⇐ Предыдущая123

Похожая информация:

1. I. Общая характеристика актиномицетов
2. I80D70 ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
3. III. Содержательная характеристика каждого фактора
4. VI. Общая самооценка
5. А) Общая установка сознания
6. А) Общая установка сознания. Известно, что каждый человек ориентируется по тем данным, которые ему передает внешний мир; однако мы видим
7. А) Психологічна характеристика холеричного типу темпераменту
8. А) Характеристика короткого замыкания
9. А. Индивидуальные задания студентам для устного ответа у доски (25 минут). 1. Общая характеристика конечного мозга
10. Автоматизация проектирования ИС с использованием CASE-средств, характеристика CASE-средств
11. Алкалоиды: группа тропана (атропин, кокаин) – строение, основные свойства, характеристика реакционной способности
12. Алкины, их общая формула. Этин (ацетилен), строение молекулы, химические свойства (горение, реакции присоединения), получение и применение

Поиск на сайте:

Позвоночные

Позвоночные – лат. Vertebrata, особенностью этих представителей животного мира является наличие настоящего костного или хрящевого скелета, основой которого является позвоночный столб. Эта группа отличается большим многообразием и включает в себя следующие виды животных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Происхождение и зоология позвоночных

У высших хордовых – позвоночных, или черепных, хорда постепенно заменяется позвонками.

Основу их скелета составляет позвоночный столб. У позвоночных имеется череп. В состав их кровеносной системы входит сердце. В отличие от низших групп хордовых животных позвоночные животные активно отыскивают и захватывают пищу. Такое активное питание дало позвоночным значительные преимущества в борьбе за существование.

Позвоночные произошли от примитивных хордовых животных, сходных с ланцетником, называемых первичными бесчерепными.

Происхождение рыб

Представители класса рыб возникли примерно 400 миллионов лет тому назад.

Это наиболее низкоорганизованные позвоночные среди изучаемых нами животных. Вместе с тем в ходе длительной эволюции рыбы превосходно приспособились к жизни в водной среде. Особенного развития у них достигли органы активного движения, мускулатура, внутренний скелет, жаберный аппарат, головной мозг и органы чувств.

Существенным моментом в эволюции рыб было образование, кроме непарных, еще и парных плавников. Это сыграло чрезвычайно важную роль в последующей эволюции высших позвоночных.

От древних рыб отошла и та ветвь развития животных, которая привела к появлению наземных позвоночных.

Происхождение земноводных

Еще задолго до появления наземных позвоночных Землю населяли древние рыбы – кистеперые.

Одна из ветвей этих кистеперых рыб, приспособляясь к наземному существованию, дала начало первичным земноводным. С переходом к жизни на суше такие кистеперые утратили жабры и стали дышать легкими, вместо плавников у них образовались пятипалые конечности, значительно усложнилась у них и система органов кровообращения.

Как об этом свидетельствует изучение ископаемых останков животных, первые земноводные, произошедшие от кистеперых рыб, появились на Земле в конце одного из периодов древней эры истории Земли – девонского периода.

В следующем, каменноугольном, периоде земноводные уже отличались богатством и разнообразием видов и достигли большого распространения.

Теплый и влажный климат каменноугольного периода, отличавшегося исключительно богатым развитием наземной растительности (древовидных папоротников, хвощей и плаунов), благоприятствовал развитию земноводных.

Однако высших позвоночных животных (птиц, млекопитающих) в то время на Земле еще не было.

Древние ископаемые земноводные принадлежали к вымершей группе стегоцефалов, что в переводе означает «панцирноголовые». Такое название эти животные получили оттого, что их череп снаружи был покрыт сплошным панцирем.

Панцирь покрывал частично и их тело.

Многие признаки рыб, которые стегоцефалы сохранили в своей организации, служат прямым подтверждением их происхождения.

Не менее убедительным доказательством происхождения земноводных от рыб являются также черты сходства с рыбами личинок современных земноводных – головастиков: рыбообразная форма тела, наличие хвостового плавника, жаберное дыхание и т. п.

Происхождение пресмыкающихся

Наряду с современными земноводными, или амфибиями, стегоцефалы положили начало и пресмыкающимся.

Возникновение пресмыкающихся тесно связано с климатическими изменениями, происшедшими в конце древней эры.

Позвоночные

Климат на Земле в это время становится более сухим, пересыхают водоемы, заболоченные территории превращаются в огромные пространства суши.

Это вызвало постепенное изменение древних земноводных и возникновение от них первичных пресмыкающихся.

Класс пресмыкающихся – это первый класс настоящих наземных позвоночных.

Быстро развиваясь, пресмыкающиеся вскоре заняли господствующее положение и оттеснили земноводных на второй план.

Особенно бурное развитие пресмыкающихся имело место в следующую – среднюю эру.

Именно в это время, как нам уже известно из предыдущего материала, пресмыкающиеся имели огромные размеры и были представлены самыми разнообразными видами. Они были распространены и на суше, и в воде, и в воздухе.

Ископаемые пресмыкающиеся представляют исключительный интерес.

От древних пресмыкающихся позднее возникли те ветви животного мира, от которых произошли, кроме современных пресмыкающихся, также птицы и млекопитающие.

Происхождение птиц

Древний предок современных птиц археоптерикс (в переводе — «первокрыл»), со строением которого мы уже ознакомились, возник вследствие приспособления некоторых пресмыкающихся к полету.

Находка археоптерикса убедительно доказывает, что птицы произошли от пресмыкающихся.

О родстве птиц с пресмыкающимися свидетельствуют также многие общие черты в их строении и развитии.

Изучение строения археоптериксов показывает, что первоптицы еще были плохими летунами. Только позже, в процессе эволюции, вследствие постепенного совершенствования всей организации птицы превосходно приспособились к полету.

Происхождение млекопитающих

Млекопитающие являются наивысшим классом позвоночных животных, также связанным по своему происхождению с пресмыкающимися, а именно – зверозубыми ящерами.

Древнейшие ископаемые останки млекопитающих известны с начала средней эры.

Млекопитающие отличаются многими особенностями, которые дали им возможность победить в жизненной борьбе.

Такими особенностями млекопитающих являются волосяной покров, хорошо защищающий их от холода, молочные железы, а также вынашивание детенышей в утробе матери.

Свойственная млекопитающим теплокровность также дала им, как и птицам, большие преимущества в борьбе за существование.

Огромное значение в прогрессивной эволюции млекопитающих имеет также значительное развитие головного мозга.

Среднюю эру, которую иногда называют «эпохой пресмыкающихся», сменила новая эра, в которой господствующее положение заняли птицы и млекопитающие.

Общая характеристика позвоночных животных

Позвоночные животные (Vertebrata) составляют высший подтип типа хордовых (Chordata) .

Подтип позвоночных животных включает классы круглоротых, рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, К этому подтипу принадлежит более 40000 видов животных.

В СССР встречается около 1500 видов позвоночных.

Позвоночные животные отличаются от представителей других подтипов хордовых более высокой организацией и более сложной жизнедеятельностью. Это выражается в прогрессивном развитии центральной нервной системы (прежде всего — головного мозга), в усложнении кровеносной системы, в образовании сложного хрящевого или костного внутреннего скелета, в совершенстве строения и функций ряда других органов.

Покровы позвоночных животных слагаются из двух слоев: эпидермиса, имеющего характер многослойного эпителия, и дермы, образованной плотной волокнистой соединительной тканью.

Производными эпидермиса могут быть роговые чешуи, перья, волосы и другие роговые образования, а также кожные железы.

В дерме могут образовываться костные чешуйки, щитки и кожные кости.

Первичным опорным образованием у позвоночных, как и у других хордовых, служит хорда. Последняя у низших позвоночных сохраняется в течение всей жизни, но одновременно развиваются хрящевые или костные позвонки или только их дуги.

У высших позвоночных в процессе их индивидуального развития хорда заменяется позвоночником. Для позвоночных характерно образование черепа. У большинства позвоночных имеется скелет парных конечностей.

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга, от которых отходят чувствующие, двигательные и смешанные нервы.

Кровеносная система позвоночных животных замкнутая. Она слагается из сердца, артерий, несущих кровь от сердца к органам, вен, по которым кровь возвращается в сердце, и капилляров.

Органами дыхания служат либо жабры (у водных форм), либо легкие (у наземных и части водных видов).

Органами выделения являются почки. Позвоночные, как правило, раздельнополы. Размножаются яйцами или родят живых детенышей.

Общая характеристика Позвоночных.

Позвоночные населяют как водоемы, так и сушу, встречаются в самых различных местах обитания и населяют все районы земного шара.

Подтип позвоночных разделяется на 6 классов.

К позвоночным (или черепным) животным относятся класс круглоротые, надкласс Рыбы, классы Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы и Млекопитающие. Общее количество позвоночных – более 40 тыс. видов. Главными характерными особенностями подтипа является наличие позвоночника и черепа.

За исключением хрящевых рыб, скелет у позвоночных костный. Хорда у большинства взрослых организмов отсутствует (полностью заменяясь позвоночником), однако у некоторых видов на протяжении всей жизни сохраняются остатки хорды (круглоротые, осетровые рыбы).

Позвоночник является основой скелета и состоит из полуподвижных позвонков, идущих вдоль одной линии.

Передним концом позвоночник соединен с черепом, который защищает головной мозг. Позвоночный столб является опорным стержнем для тела, а его верхние дуги служат защитой для спинного мозга. От позвоночника в грудной части отходят ребра, которые спереди примыкают к грудине. В результате образуется грудная клетка, которая служит защитой для важнейших внутренних органов.

Характеристикой подтипа Позвоночные (Черепные) является наличие костей поясов конечностей, а также самих конечностей. Парные конечности могут быть либо плавниками (у рыб), либо пятипалыми конечностями (как у наземных позвоночных).

Конечность наземных животных имеет более сложное строение, чем плавник. Части конечности могут двигаться относительно друг друга (в запястном, локтевом, плечевом суставах). Плавник же двигается как единое целое относительно своего пояса.

Мышцы прикреплены к костям скелета, которые служат для них опорой. Мышцы приводят в движения конечности и другие части тела животного. Таким образом, кости и мышцы позвоночных позволяют им вести активный образ жизни, что также является важной характеристикой подтипа .

Пищеварительная система черепных достаточно сложная.

В ней выделяют рот, глотку, пищевод, желудок, отделы кишечника, анальное отверстие или клоаку. Пищеварительные железы открывают свои протоки в различные отделы пищеварительной системы. Это слюнные железы, печень и поджелудочная железа.

Водные позвоночные преимущественно дышат жабрами, а наземные - легкими. У более сложноорганизованных позвоночных (птиц и млекопитающих) легкие имеют более совершенное строение и, следовательно, лучше обеспечивают организм кислородом.

Это происходит за счет увеличения внутренней поверхности легких за счет ячеек или пузырьков, замыкающих концы дыхательных трубочек.

Общей характеристикой позвоночных, или черепных, является наличие замкнутой кровеносной системы и сердца. Сердце - это орган, обеспечивающий ток крови по сосудам.

Сердце позвоночных имеет мощную мускулатуру, у разных классов оно состоит из разного количества отделов (от двух до четырех).

Благодаря мощному току крови клетки тела эффективно снабжаются кислородом и питательными веществами, а из них отводятся углекислый газ и ненужные вещества.

Основными органами выделения у позвоночных являются почки.

Они выводят не только ненужные организму вещества, но и излишки воды. При этом у наземных животных часть воды почками возвращается в кровь.

Важной характеристикой подтипа Позвоночные является разделение нервной трубки на спинной и головной мозг. Нервная система имеет высокий уровень развития. Благодаря ей животные имеют сложное поведение. В головном мозге позвоночных выделяют пять отделов: передний, средний, продолговатый, промежуточный мозг и мозжечок. Каждый отдел имеет свои функции. Так за сложное поведение животных отвечает передний мозг.

Позвоночные имеют разнообразные сложно устроенные органы чувств.

Так, например, в глазах есть хрусталик, который является фокусирующей линзой. Таким образом животное может хорошо видеть на разном расстоянии. Слуховые косточки и перепонки органов слуха усиливают звуковые волны. Также есть органы вкуса, обоняния и осязания.

Подавляющее число позвоночных раздельнополы. Самки откладывают яйца (или икру) или рождают детенышей. Для многих высокоразвитых позвоночных характерна забота о потомстве.

Признаки сходства позвоночных с беспозвоночными
1.

Сходство ранних этапов эмбрионального развития-зигота, бластула, гаструла.
2. Развитие первичной, затем вторичной полости тела в процессе онтогенеза.
3. Развитие первичного, затем вторичного рта.
4. Метамерное (членистое) разделение тела, проявляющееся в строении позвоночника, грудной клетки, межреберных мышц, спинно-мозговых нервов, межреберных лимфатических и кровеносных сосудов.
5.

«Общая характеристика позвоночных животных: общие черты строения, систематическое положение»

Двусторонняя симметрия.
6. Общий план строения пищеварительной системы.

Животный мир палеозоя

В протерозое тела животных были построены весьма примитивно и обычно не имели скелета. Однако типичные ископаемые палеозойских отложений уже обладали прочным наружным скелетом, или раковиной, защищавшим уязвимые части тела. Под этим покровом животные меньше опасались естественных врагов, что создало предпосылки для быстрого увеличения размеров тела и усложнения организации животных. Появление скелетных животных произошло в самом начале палеозоя - в раннем кембрии, после чего началось их стремительное развитие. Хорошо сохранившиеся окаменелые остатки скелетных животных встречаются повсеместно во множестве, что резко контрастирует с крайней редкостью протерозойских находок.
Некоторые ученые рассматривают эту взрывообразную эволюцию как доказательство того, что концентрация атмосферного кислорода достигла к началу кембрия уровня, необходимого для развития высших организмов. В верхней части земной атмосферы образовался озоновый экран, поглощающий губительное ультрафиолетовое излучение, что стимулировало развитие жизни в океане. Повышение содержания кислорода в атмосфере неизбежно вело к росту интенсивности жизненных процессов. Доктор Э. О. Кангеров полагает, что раковины и внутренний скелет у животных могли появиться только тогда, когда организмы получили в свое распоряжение источник энергии, перекрывающий минимум, необходимый для поддержания внутреннего Метаболизма. Таким источником энергии оказалась повышенная концентрация кислорода в атмосфере. Животные, быстро приспосабливаясь к измененной среде, приобретали различные типы раковин, панцирей и внутреннего скелета. При всем своем разнообразии все эти животные пока еще жили в морях, и лишь позднее в ходе эволюции некоторые из них приобрели способность дышать атмосферным кислородом.
Фауна раннего палеозоя была уже столь разнообразной, что в ней были представлены практически все основные разделы беспозвоночных. Такому высокому уровню дифференциации животных, начиная с кембрийского периода, неизбежно должна была предшествовать длительная эволюция, хотя скудные материалы докембрия и не позволяют нам восстановить в деталях картину такого развития.

Трилобиты и другие членистоногие

Самыми типичными представителями палеозойской фауны являются, вне всякого сомнения, относящиеся к членистоногим животные, известные под названием трилобиты, что в переводе значит «трехдольные». Их сегментированное тело было покрыто прочным панцирем, подразделенным на три отдела: голову, туловище и хвост. Известно, что 60 % всех видов животного царства раннего палеозоя принадлежало именно к этой группе.

До настоящего времени только в одном-единственном случае удалось найти докембрийские остаткичленистоногих - в 1964 г. в Австралии. Но уже с самого начала кембрия трилобиты начиняют свое триумфальное развитие, разделяясь на сотни родов и видов, многие из которых исчезли с лица планеты столь же быстро, как и появились. Трилобиты во множестве обитали в ордовикских морях, продолжая, хотя и не так интенсивно, свою эволюцию, о чем можно судить по отложениям этого времени, богатым новыми родами трилобитообразных. Трилобиты пошли на убыль в силурийском периоде и стали еще более редкими в девоне. В карбоне и перми существовало одно-единственное семейство трилобитов {Proetidae), последние представители которого вымерли к концу перми. Трилобиты имели повсеместное распространение в палеозое, поэтому они играют важную роль при определении возраста и сравнении отложений разных континентов.

Гигантом среди палеозойских беспозвоночных был, несомненно, морской ракоскорпион Eurypterus, относящийся к группе Merostomata, до известной степени промежуточной между трилобитами и скорпионами и появившейся еще в кембрии. Расцвета меростомовые достигли в среднем палеозое, когда произошло вселение частиих из морей в пресные воды. Размеры палеозойских меростомовых в силуре и девоне достигали 3 м. До наших дней сохранились лишь представители одного семейства мечехвостов (Limulidae).
В девонеи, особенно, карбоне начинают развиваться наземные членистоногие. Срединих многочисленные типы наземных форм: многоножки (с силура), скорпионы (с силура), пауки и другие. Из карбона известны примитивные стрекозы рода Meganewa, размах крыльев которых достигал 57 см, и многоножки Anhroplewa (класс Diplopodd), выраставшие до полутора метров в длину.

Археоциаты

В кембрийских морях в изобилии водились животные с кубковидным скелетом, известные под именем археоциаты {Archaeocyathi), которые в начале палеозойской эры играли ту же роль, что и кораллы в позднейшие времена. Они вели прикрепленный образ жизни в теплых и мелких водах. Со временем их известковые скелеты образовывали в определенных местах значительные скопления извести, говорящие о том, что ранее эти участки были дном мелкого и теплого моря.

Брахиоподы

В начале палеозоя появились также брахиоподы (Brachiopodd) - морские животные с двустворчатой раковиной, похожие на моллюсков. Они составляли 30 % видов известной кембрийской фауны. Прочные раковины большинства кембрийских видов брахиопод состояли из хитинового вещества, пропитанного фосфатом кальция, тогда как раковины более поздних форм состояли преимущественно из карбоната кальция. Скапливаясь в благоприятных местах в неисчислимых количествах, брахиоподы давали значительную часть материала при образовании подводных рифов и барьеров. В морской фауне палеозоя брахиоподы своей численностью превышают все другие типы животных. Они присутствуют практически во всех морских отложениях этого времени.

Иглокожие

Важным элементом палеозойской фауны были иглокожие {Echinodermata), к которым относятся и общественные морские звезды и морские ежи. Их кембрий-ские представители принадлежат в большинстве своем к давно вымершим группам, отличающимся, в частности, простым асимметричным строением. Только позже в палеозое приобрели иглокожие радиальную симметрию. В слоях нижнего кембрия встречаются остатки представителей класса Eocrinoidea, настоящие морские лилии {Crinoidea) появляются только в начале ордовика. Некоторые примитивные формы иглокожих, такие, как цистоидеи {Cystoided), имели шаровидное тело, по которому были бессистемно разбросаны кроющие пластинки («таблички»), У прикрепленных форм развивался стебель, служащий для прикрепления к субстрату. Впоследствии стебельчатость стала общей для большинства форм. Морские лилии, вершина расцвета которых приходится на карбон, пережили все геологические эпохи с кембрия; известны и морские ежи, тогда как морские звезды и офидры известны с ордовика.

Моллюски

В начале палеозойской эры моллюсков {Mollusca) было крайне мало. (Кстати говоря, некоторые специалисты относят к мягкотелым, или моллюскам, вышеупомянутых брахиоподов.) Те, что были, относились к брюхоногим, хотя уже с кембрия известны их основные классы - и брюхоногие (Gastropoda), панцирные, или хитоны (Amphineura), раковина которых состояла из нескольких щитков, и двустворчатые (Bivalvia), и головоногие (Cephalopoda). К середине палеозоя моллюски заметно размножились. Остатки брюхоногих содержатся почти во всех изученных сериях. Быстрыми темпами шло и развитие головоногих. Пресноводные двустворчатые появляются в большом числе в девоне, известны они также из карбона и перми. Большое распространение получили в палеозое и брюхоногие, первые пресноводные формы которых появились в конце каменноугольного периода. Из головоногих были наиболее широко представлены наутилоидеи (Nautiloidea), достигшие расцвета в силуре; один род - Nautilus, или «кораблик» - дожил до наших дней. К концу палеозоя наутилоидеи были вытеснены аммонитами (Ammonoidea) - головоногими со спирально закрученной раковиной, нередко с богато скульптированной поверхностью. Своим видом раковина сильно напоминает бараний рог. Свое имя аммониты ведут от «рога Аммона»; Аммон, божество древних египтян, изображался с головой барана. Среди аммонитов особое место принадлежит гониатитам (Goniatites), появившимся в девоне и занимавшим господствующее положение в морях карбона. Их остатки являются хорошим указателем геологического возраста морских пород.

Граптолиты и кишечнополостные

Особого внимания заслуживают и две другие группы - Граптолиты (Grapto-lithina) и кишечнополостные {Coelenterata). Окаменелые Граптолиты часто выглядят как грифельный след на палеозойских породах; это были морские коло--ниальные организмы, имевшие широкое распространение, что позволяет использовать их для дробного расчленения морских отложений. Граптолиты имеют отдаленное родство с хордовыми предками позвоночных.
Из числа кишечнополостных наиболее замечательны кораллы (Anthozoa). В раннем палеозое широко были распространены две группы кораллов: четырех-лучевые» или ругозы (Rugosa) и табуляты (Tabulatd). В теле первых выделялись четыре главные вертикальные перегородки, вторые представлены группами поперечных образований. Силурийские кораллы нередко образовывали массивные напластования известняков органического происхождения. Другой группой кишечнополостных, имевших чрезвычайно широкое распространение в середине палеозоя, были строматопоры {Stromatoporoidea). организмы, происхождение которых по сей день является предметом дискуссий, наращивали прочный известковый скелет, часто уплощенной формы. Некоторые из них достигали 2 и более метров в поперечнике. Строматопоры активно участвовали в образовании силурийских и девонских известковых рифов. Обычно их причисляют к гидроидным полипам (Hydrozoa). Многочисленными были в палеозое и ко-нулярии (Conulata), которых также обычно относят к кишечнополостным. Они появляются в ордовике, достигают высшей точки развития в девоне и вымирают в самом начале мезозойской эры. Конулярии представлены конусовидными «раковинами» из органического вещества, не исключено их родство с медузами.

Фораминиферы

Конец палеозоя был отмечен массовым развитием фораминифер {Foraminifera). Эти одноклеточные организмы, чье имя в буквальном переводе означает «несущие отверстия», были заключены в раковины, снабженные особыми отверстиями. В карбоне и особенно в перми члены этой группы порой достигали внушительных размеров. Размножаясь в большом числе, они поставляли значительную часть материала, из которого строились рифы морского дна.

Беспозвоночные в конце палеозоя

К концу палеозоя (пермь) фораминиферы продолжают эволюционировать, но целый ряд других групп животных приходит в упадок: сокращается число трилобитов, вымирают ругозы, падает значение брахиоподов. Относительно распространенными остались двустворчатые, среди которых появляются формы близкие мезозойским типам. Головоногие, среди которых появились в это время первые настоящие аммониты, претерпевают к концу перми определенный кризис.

Первые позвоночные животные

Первые позвоночные появляются в ордовикских отложениях. Остатки костного панциря примитивных позвоночных из группы бесчелюстных рыбообразных - остракодерм (Ostracodermi) были обнаружены в нижнеордовикских породах Эстонии и в среднеордовикских отложениях США. В современной фауне бесчелюстные рыбообразные представлены немногочисленными формами, полностью лишенными костного скелета и чешуйчатого покрова, к числу их относятся миноги. Очень большой вклад в наши знания об ископаемых бесчелюстных внес шведский палеонтолог профессор Э. Стеньшё.

Более высоко организованные позвоночные, относимые к настоящим рыбам, обладающим хорошо развитыми челюстями и парными плавниками, появляются в силуре. Наиболее характерную группу древнейших рыб образуют панцирные пластинокожие (Placodermi), процветавшие в девоне. К их числу относятся своеобразные антиархи. В начале девона плакодермы оставались относительно некрупными формами, близкими по размерам к бесчелюстным. Но быстро увеличиваясь в размерах, они уже вскоре стали настоящими гигантами, как например, Dinichthys, длина которого достигала 11м. Это хищное чудовище, должно быть, наводило ужас на обитателей девонских морей. Наряду с пластинокожими в середине палеозоя появляются предки настоящих акул; в верхнем палеозое некоторых из них можно встретить даже в отложениях пресноводных бассейнов.
Параллельно идет эволюция различных групп высших, или костных рыб (Osteichthyes), появившихся к началу девона, к концу девона давших начало первым земноводным - ихтиостегидам (Ichthyostegalia). Что же касается других групп рыб и рыбообразных, то почти все группы начала девона начинают исчезать к концу этого периода. Исключение составляли акантоды (Acanthodii), своеобразные рыбы с зубчатыми шипами в основании парных плавников.

Быстро распространяясь, костные рыбы уже к концу девона оказались доминирующей группой позвоночных пресноводных бассейнов. Практически с самого начала своей эволюции они распались на три основные ветви. Виды первой из них процветают и ныне, охватывая 90 % всех существующих рыб. Плавники этих рыб поддерживались длинными костными лучами, откуда и пошло название всего подкласса - лучеперые {Actinopterygii). Вторая группа костных рыб в настоящее время представлена лишь тремя родами двоякодышащих рыб (Dipnoi), распространенных на южных материках. Свое название они получили за то, что помимо жабер, эти рыбы обладают и легкими, использующимися для дыхания воздухом. Третью группу костных рыб образуют кистеперые (Crossopterygii), получившие свое название за кистеобразное ветвление внутреннего скелета парных плавников. Кистеперые рыбы имеют огромное эволюционное значение: именно они дали начало всем наземным позвоночным, включая сюда и человека. Вместе с двоякодышащими кистеперых иногда объединяют в одну группу.
Кистеперые, замечательные своими плавниками с широким мясистым основанием, обитали не только в морях, но и в пресноводных бассейнах, и достигли апогея развития в конце девона. В последующие геологические эпохи кистеперых становилось все меньше, и в наше время они представлены единственным реликтовым родом - латимерией (Latimeria), которая встречается в глубоких водах вблизи Мадагаскара. Ближайшая к латимерии форма вымерла еще в меловом периоде.

Первые наземные позвоночные

Древнейшие наземные позвоночные, остатки которых обнаружила в 30-х годах датская экспедиция на острове Имер, к востоку от Гренландии, возникли в конце девона от кистеперых рыб.
Выход животных из воды на сушу стал переломным моментом в эволюции жизни на Земле. Естественно, потребовалось продолжительное время для коренной перестройки функций организма, связанной с наземным образом жизни. Предковые для наземных позвоночных Кистеперые рыбы сначала оставляли воду лишь на непродолжительные сроки. Передвигались на суше они плохо, используя для этой цели змеевидные изгибы тела. Такой способ передвижения практически представляет собой своего рода плавание на суше. Лишь постепенно в передвижении на суше все большую роль начинали играть парные конечности, превращавшиеся по мере этого из рыбьих плавников в конечности наземных животных. Лишь когда предки наземных позвоночных приспособились к поискам пищи на суше, можно стало говорить о появлении настоящих наземных позвоночных. Первые амфибии - ихтиостеги - имели в своем строении еще много рыбьих признаков, о чем говорит и их название.

В каменноугольном и, отчасти, пермском периодах продолжалась прогрессивная эволюция амфибий. Многообразие их форм возрастало, но все древние амфибии обитали либо в заболоченных местах, либо даже в пресных водоемах. Основную группу древних амфибий составляют так называемые лабиринтодонты, получившие свое название за строение зубов, на поперечных срезах которых дентин и эмаль образуют глубоко вдающиеся внутрь разветвленные складки, разделенные узкими промежутками. Аналогичное строение зубов имели и кисте-перые рыбы. Длина тела у лабиринтодонтов колебалась от нескольких сантиметров до четырех - пяти метров; часто по размерам и форме тела они напоминали некрупных аллигаторов. В своем развитии амфибии зависят еще от водной среды, так как они размножаются, откладывая икру в воду. В воде же живут и растут их личинки.

Первые пресмыкающиеся

В конце карбона происходят общие изменения климата. Если раньше климат в Северном полушарии был теплым и влажным, то теперь он становится все более засушливым и континентальным; засухи становятся все более продолжительными. Это стимулировало эволюцию новой группы животных - пресмыкающихся, или рептилий (Reptilia), ведущих свое происхождение от лабиринтодонтов. В отличие от амфибий, пресмыкающиеся потеряли связь с водной средой; они приобрели способность к внутреннему оплодотворению, их яйца содержат большое количество питательного вещества - желтка, они покрыты твердой пористой скорлупой и откладываются на суше. Личинок рептилии и не имеют, и из яиц у них вылупляется вполне сформированное молодое животное. Хотя появление пресмыкающихся отмечено уже в середине карбона, их бурное развитие начинается только в перми. С этого времени прослеживается несколько основных линий эволюции, теряющихся в мезозойской эре.
Рептилии конца каменноугольного периода отличались еще крайней примитивностью. В это время наибольшее распространение среди них получили пеликозавры (Pelycosauria), выраставшие до значительных размеров. Они относятся к звероподобным пресмыкающимися, от которых в мезозое произошли млекопитающие.