Эволюция животных и растений таблица: Основные этапы эволюции животных (Таблица)

Основные этапы эволюции животных (Таблица)

Данная таблица содержит этапы эволюции животных (группы животных), их признаки и происхождение.

_______________

Источник информации: Биология в таблицах и схемах. / Издание 2е, — СПб.: 2004.

Основные этапы эволюции растительного и животного мира

Геохронологическая история Земли. Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятие и опускание суши, изменение очертаний материков, уровня океанов. Движения и разломы земной коры, происходившие в разные геологические периоды, сопровождались усиленной вулканической деятельностью, в результате чего в атмосферу выбрасывалось огромное количество газов, пепла, что снижало прозрачность атмосферы и способствовало уменьшению количества поступающей на Землю солнечной радиации. Это было одной из причин развития оледенений, которые вызвали изменение климата, что оказало сильное влияние на развитие органического мира. В процессе эволюции постоянно возникали новые формы организмов, а прежние формы, оказавшиеся неприспособленными к новым условиям существования, вымирали.

В течение многих миллионов лет на планете накапливались остатки некогда живших организмов. На основе находок ископаемых форм в отложениях земных пластов удается проследить подлинную историю живой природы (табл. 4.2). Применение радио-изотопного метода позволяет с большой точностью определить возраст пород в местах залегания палеонтологических остатков и возраст ископаемых организмов.

На основе данных палеонтологии всю историю жизни на Земле подразделяют на эры и периоды.

Основные этапы эволюции растений. В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли растения, грибы и животные. Большинство растений этого периода свободно плавало в воде, часть из них прикреплялась ко дну.

Табл. 4.2. Геохронологическая шкала Земли.

Многоклеточные зеленые водоросли явились исходной ветвью для наземных листостебельных растений. В конце силурийского периода палеозойской эры в связи с интенсивными горообразовательными процессами и сокращением площади морей часть водорослей, оказавшись в новых условиях среды (в мелких водоемах и на суше), погибла. Другая часть в результате разнонаправленной изменчивости и адаптации к наземной среде приобрела признаки, способствовавшие выживанию в новых условиях. Такими признаками у первых наземных растений — риниофитов — являются образование тканей и их дифференцировка на покровные, механические и проводящие. Выход растений на сушу был подготовлен деятельностью бактерий и цианобактерий, которые при взаимодействии с минеральными веществами образовали на поверхности суши почвенный субстрат.

В девонский период на смену риниофитам пришли плауны, хвощи и папоротники, также размножающиеся спорами и предпочитающие влажную среду. Их появление сопровождалось возникновением вегетативных органов, что повышало эффективность функционирования отдельных частей растений и обеспечивало их деятельность как целостной системы.

В каменноугольный период (карбон) появляются первые голосеменные, возникшие от древних семенных папоротников. Возникновение семенных растений имело большое значение для дальнейшего развития растительного мира, так как половой процесс стал независимым от наличия капельно-жидкой среды. Возникшие семенные растения могли обитать в более сухом климате. В пермский период климат во многих районах Земли стал более сухим и холодным, древовидные споровые растения, достигшие своего расцвета в карбоне, вымирают. В этот же период начался расцвет голосеменных, господствовавших в мезозойскую эру. Эволюция высших наземных растений пошла по пути все большей редукции гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладания диплоидного поколения (спорофита).

В меловой период произошел следующий крупный шаг в эволюции растений — появились покрытосеменные растения, которые вследствие разнообразных особенностей заняли господствующее положение на суше (см. гл. 8).

Основные этапы и направления эволюции животного мира. История эволюции животных изучена наиболее полно в связи с тем, что многие из них обладают скелетом и поэтому лучше сохраняются в окаменелых остатках.

Многоклеточные животные происходят от одноклеточных организмов через колониальные формы. Первыми животными были губки и кишечнополостные. Древние кишечнополостные дали начало плоским червям, которые являются трехслойными животными с двусторонней симметрией тела.

От древних ресничных червей произошли первые вторично-полостные животные — кольчатые черви. Древние морские мно-гощетинковые, вероятно, послужили основой для возникновения типов членистоногих, моллюсков и хордовых.

В позднем кембрии возникают бесчелюстные панцирные рыбы, а в девоне — челюстные. Для большинства этих животных характерны наличие двусторонней симметрии, третьего зародышевого листка (мезодермы), полости тела, наружного (членистоногие) или внутреннего (хордовые) твердого скелета, прогрессирующая способность к активному передвижению, обособление переднего конца тела с ротовым отверстием и органами чувств, постепенное совершенствование центральной нервной системы.

От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из которых позже развились конечности наземных позвоночных. Наиболее важные ароморфозы в этой линии эволюции —развитие из жаберных дуг подвижных челюстей (обеспечивали активный захват добычи), развитие из кожных складок плавников, а затем формирование поясов парных грудных и брюшных конечностей (увеличивали маневренность движений в воде). Двоякодышащие и кистеперые рыбы посредством плавательных пузырей, имеющих связь с пищеводом и снабженных системой кровеносных сосудов, могли дышать атмосферным кислородом.

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

От амфибий берут свое начало истинно наземные животные— рептилии, завоевавшие сушу к концу пермского периода. Освоение суши пресмыкающимися обеспечили сухие ороговевшие покровы, внутреннее осеменение, богатые желтком яйцеклетки, защитные оболочки яиц, предохраняющие эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий выделилась группа динозавров, давшая начало млекопитающим. Первые млекопитающие появились в триасовый период мезозойской эры. Позднее, также от одной из ветвей пресмыкающихся, произошли зубатые птицы (археоптерикс), а затем — современные птицы. Для птиц и млекопитающих характерны такие черты, как теплокровность, четырехкамерное сердце, одна дуга аорты (создает полное разделение большого и малого кругов кровообращения), интенсивный обмен веществ. Данные черты обеспечили расцвет этих групп организмов.

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

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

Основные особенности эволюции животного мира следующие:

1. прогрессивное развитие многоклеточности и, как следствие, специализация тканей и всех систем органов;
2. свободный образ жизни, который определил выработку различных механизмов поведения, а также относительную независимость онтогенеза от колебаний факторов окружающей среды;
3. возникновение твердого скелета: наружного у некоторых беспозвоночных (членистоногие) и внутреннего у хордовых;
4. прогрессивное развитие нервной системы, которое стало основой для возникновения условно-рефлекторной деятельности.

Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы»

5.25: Эволюция животных — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Что это? Являются ли эти организмы растениями, грибами, простейшими или животными?

Эта колония трубчатых губок напоминает трубки музыкального инструмента. Эти губки на самом деле животные, хотя и самые простые животные на Земле. Губки часто используются в качестве укрытия для мелких крабов, креветок и других беспозвоночных.

Основные тенденции в эволюции животных

Древнейшим окаменелостям животных около 630 миллионов лет. К 500 миллионам лет назад сформировалось большинство современных типов животных. На рисунке ниже показано, когда произошли некоторые важные события в эволюции животных.

Частичная геологическая шкала времени. Эта часть геологической шкалы времени показывает основные события в эволюции животных.

Происхождение животных

Кто были предками первых животных? Возможно, это были морские протисты, жившие колониями. Ученые считают, что клетки некоторых колоний простейших стали специализированными для выполнения разных задач. Через некоторое время специализированные клетки стали нуждаться друг в друге для выживания. Так появилось первое многоклеточное животное. Посмотрите на клетки в Рисунок ниже. Один тип клеток губки, хоаноцит , очень похож на клетку протистов. Как это подтверждает гипотезу о том, что животные произошли от простейших?

Клетки протистов и хоаноцитов хоанофлагеллят в губках. Хоаноциты губок очень похожи на хоанофлагеллятных протистов.

Эволюция беспозвоночных

Многие важные приспособления животных развились у беспозвоночных. Без этих приспособлений позвоночные не смогли бы развиваться. Среди них:

• Ткани, органы и системы органов.
• Симметричное тело.
• Головной мозг и органы чувств.
• Полость тела, заполненная жидкостью.
• Полная пищеварительная система.
• Тело, разделенное на сегменты.

Переход из воды на сушу

Когда вы думаете о первых животных, колонизировавших сушу, вы можете думать о амфибиях. Это правда, что предки земноводных были первыми позвоночными, выбравшимися на сушу. Однако самыми первыми животными, сошедшими на берег, были беспозвоночные, скорее всего, членистоногие.

Переход на сушу потребовал новых приспособлений. Например, животным нужен был способ уберечь свое тело от высыхания. Им также нужен был способ поддерживать свое тело на суше без плавучести воды. Одним из способов решения этих проблем у первых членистоногих было создание экзоскелета . Это бескостный скелет, формирующийся снаружи тела. Он поддерживает тело и помогает удерживать воду. Способность дышать кислородом без жабр была еще одной необходимой адаптацией.

Эволюция хордовых

Еще одним важным шагом в эволюции животных была эволюция хорды. Хорда представляет собой жесткий стержень, проходящий по всей длине тела. Он поддерживает тело и придает ему форму (см. Рисунок ниже). Он также обеспечивает место для закрепления мышц и уравновешивает их, когда они сокращаются. Животных с хордой называют хордовыми. У них также есть полый нервный шнур, который проходит вдоль верхней части тела. Жаберные щели и хвост — еще две особенности хордовых. Многие современные хордовые имеют некоторые из этих структур только в зачаточном состоянии.

Этот оболочник — примитивное глубоководное хордовое животное. Он использует хорду, чтобы поддерживать голову, пока ждет, чтобы схватить добычу своим большим ртом.

Эволюция позвоночных

Позвоночные произошли от примитивных хордовых. Это произошло около 550 миллионов лет назад. Самыми ранними позвоночными могли быть бесчелюстные рыбы, такие как миксина на рисунке ниже. У позвоночных развился позвоночник, заменивший хорду после стадии эмбриона. Они также развили череп , или костный череп, для ограждения и защиты головного мозга.

Миксины — очень простые позвоночные.

По мере эволюции ранних позвоночных они становились все более сложными. Около 365 миллионов лет назад они, наконец, перешли из воды на сушу. Первыми позвоночными, обитавшими на суше, были амфибии. Они произошли от кистеперых рыб. Вы можете сравнить кистеперую рыбу и амфибию в Рисунок ниже.

От кистепёрых рыб до ранних земноводных. Рыба с кистеперыми плавниками превратилась в первых земноводных. Рыба с кистеперыми плавниками могла дышать воздухом в течение коротких промежутков времени. Он также мог использовать свои плавники, чтобы ходить по земле на короткие расстояния. Какие сходства вы видите между кистепёрой рыбой и амфибией?

Эволюция амниотов

Земноводные были первыми животными, у которых были настоящие легкие и конечности для жизни на суше. Однако им все равно приходилось возвращаться в воду для размножения. Это потому, что у их яиц не было водонепроницаемого покрытия, и они высыхали на суше. Первыми полностью наземными позвоночными были амниоты. Амниоты — это животные, производящие яйца с внутренней оболочкой. Мембраны пропускают газы, но не пропускают воду. Поэтому в амниотическом яйце зародыш может дышать, не высыхая. Амниотические яйца были первыми яйцами, которые можно было отложить на суше.

Первые амниоты появились около 350 миллионов лет назад. Возможно, они выглядели как животные на рис. ниже. В течение нескольких миллионов лет развились две важные группы амниот: синапсиды и зауропсиды. Синапсиды эволюционировали в млекопитающих. зауропсида дали начало рептилиям, динозаврам и птицам.

Ранняя амниота. Вероятно, самые ранние амниоты выглядели примерно так. Они были похожи на рептилий, но на самом деле не были рептилиями. Несколько позже появились рептилии.

Кембрийский период, происходивший приблизительно между 542–488 миллионами лет назад, знаменует собой самую быструю эволюцию новых типов животных и разнообразия животных в истории Земли. Считается, что большинство существующих сегодня типов животных возникли в это время, которое часто называют кембрийским взрывом (рис. 3). В этот период возникли иглокожие, моллюски, черви, членистоногие и хордовые. Одним из наиболее доминирующих видов в кембрийский период были трилобиты, членистоногие, которые были одними из первых животных, у которых появилось зрение (рис. 9).0246   4).

Причина кембрийского взрыва до сих пор обсуждается. Существует множество теорий, пытающихся ответить на этот вопрос. Изменения в окружающей среде могли создать более подходящую среду для жизни животных. Примеры этих изменений включают повышение уровня кислорода в атмосфере и значительное увеличение концентрации кальция в океане, которые предшествовали кембрийскому периоду (рис. 5). Некоторые ученые считают, что обширный континентальный шельф с многочисленными неглубокими лагунами или бассейнами обеспечивал необходимое жизненное пространство для сосуществования большего количества различных видов животных. Также есть поддержка теорий, утверждающих, что экологические отношения между видами, такие как изменения в пищевой сети, конкуренция за пищу и пространство, а также отношения хищник-жертва, были направлены на внезапную массовую совместную эволюцию видов. Тем не менее, другие теории утверждают, что кембрийский взрыв обусловлен генетическими причинами и причинами развития. Морфологическая гибкость и сложность развития животных, обеспечиваемые эволюцией Контрольные гены Hox , возможно, обеспечили необходимые возможности для увеличения возможных морфологий животных во время кембрийского периода. Теории, пытающиеся объяснить, почему произошел кембрийский взрыв, должны быть в состоянии предоставить веские причины для массового разнообразия животных, а также объяснить, почему он произошел в году, когда в году он произошел. Имеются данные, которые как поддерживают, так и опровергают каждую из описанных выше теорий, и ответом вполне может быть комбинация этих и других теорий.

Рисунок 5. Концентрация кислорода в атмосфере Земли резко возросла около 300 миллионов лет назад.

Однако остаются нерешенными вопросы о диверсификации животных, имевшей место в кембрийском периоде. Например, мы не понимаем, как за такой короткий промежуток времени произошла эволюция стольких видов. Был ли действительно «взрыв» жизни именно в это время? Некоторые ученые сомневаются в правильности этой идеи, потому что появляется все больше свидетельств того, что до кембрийского периода существовало больше животных, и что так называемые взрывы (или излучения) других подобных видов также произошли позже в истории. Кроме того, обширное разнообразие видов животных, которое, по-видимому, началось в кембрийский период, продолжалось и в последующий ордовикский период. Несмотря на некоторые из этих аргументов, большинство ученых согласны с тем, что кембрийский период отмечен впечатляюще быстрой эволюцией и разнообразием животных, не имеющим аналогов в истории.

Ссылка на обучение

Посмотрите анимацию о том, какой могла быть жизнь в океане во время кембрийского взрыва.

Посткембрийская эволюция и массовые вымирания

Периоды, последовавшие за кембрием в палеозойской эре, отмечены дальнейшей эволюцией животных и появлением множества новых отрядов, семейств и видов. По мере того как типы животных продолжали диверсифицироваться, новые виды приспосабливались к новым экологическим нишам. В ордовикский период, который последовал за кембрийским периодом, растительная жизнь впервые появилась на суше. Это изменение позволило ранее водным видам животных вторгнуться на сушу, питаясь непосредственно растениями или разлагающейся растительностью. Постоянные изменения температуры и влажности на протяжении оставшейся части палеозойской эры из-за движений континентальных плит способствовали развитию новых приспособлений к наземному существованию у животных, таких как придатки конечностей у земноводных и эпидермальная чешуя у рептилий.

Изменения в окружающей среде часто создают новые ниши (жилые пространства), которые способствуют быстрому видообразованию и увеличению разнообразия. С другой стороны, катаклизмы, такие как извержения вулканов и удары метеоритов, уничтожающие жизнь, могут привести к разрушительным потерям разнообразия. Такие периоды массового вымирания (рис. 6) неоднократно случались в истории эволюции жизни, стирая одни генетические линии и создавая место для других, чтобы они могли эволюционировать в оставшиеся пустые ниши. Конец пермского периода (и палеозойской эры) ознаменовался крупнейшим массовым вымиранием в истории Земли, потерявшим около 95 процентов существующих видов в то время. Некоторые из доминирующих типов в Мировом океане, такие как трилобиты, полностью исчезли. На суше исчезновение некоторых доминирующих видов пермских рептилий сделало возможным появление новой линии рептилий — динозавров. Теплые и стабильные климатические условия последовавшей мезозойской эры способствовали взрывной диверсификации динозавров во всех мыслимых нишах на суше, в воздухе и в воде. Растения также проникли в новые ландшафты и пустые ниши, создав сложные сообщества производителей и потребителей, некоторые из которых стали очень большими благодаря изобилию доступной пищи.

Рисунок 6. Массовые вымирания неоднократно происходили в течение геологического времени.

Еще одно массовое вымирание произошло в конце мелового периода, положив конец мезозойской эре. Небо потемнело, а температура упала из-за падения большого метеорита, а тонны вулканического пепла заблокировали падающий солнечный свет. Растения погибли, травоядные и плотоядные голодали, а преимущественно хладнокровные динозавры уступили свое господство в ландшафте более теплокровным млекопитающим. В следующую кайнозойскую эру млекопитающие заняли наземные и водные ниши, некогда занятые динозаврами, а птицы, теплокровные ответвления одной из линий господствующих рептилий, стали специалистами по воздуху. Появление и господство цветковых растений в кайнозойскую эру создало новые ниши для насекомых, а также для птиц и млекопитающих. Изменениям видового разнообразия животных в течение позднего мелового и раннего кайнозойского периодов также способствовал резкий сдвиг в географии Земли, когда континентальные плиты скользнули по земной коре в свое нынешнее положение, оставив некоторые группы животных изолированными на островах и континентах или разделенными горными хребтами. или внутренних морей от других конкурентов. В начале кайнозоя появились новые экосистемы с эволюцией трав и коралловых рифов. В конце кайнозоя дальнейшие вымирания с последующим видообразованием происходили во время ледниковых периодов, когда высокие широты покрывались льдом, а затем отступали, оставляя новые просторы для колонизации.

Ссылка на обучение

Посмотрите следующее видео, чтобы узнать больше о массовых вымираниях:

Карьера

Палеонтолог

В музеях естественной истории хранятся слепки окаменелостей вымерших животных и информация о том, как эти животные развивались, жили, и умер. Палеонтологи — ученые, изучающие доисторическую жизнь. Они используют окаменелости, чтобы наблюдать и объяснять, как развивалась жизнь на Земле и как виды взаимодействовали друг с другом и с окружающей средой. Палеонтолог должен хорошо разбираться в биологии, экологии, химии, геологии и многих других научных дисциплинах. Работа палеонтолога может включать полевые исследования: поиск и изучение окаменелостей. Помимо раскопок и обнаружения окаменелостей, палеонтологи также готовят окаменелости для дальнейшего изучения и анализа. Хотя динозавры, вероятно, являются первыми животными, которые приходят на ум, когда речь заходит о палеонтологии, палеонтологи изучают все, от растений, грибов и рыб до морских животных и птиц.

Степень бакалавра в области наук о Земле или биологии — это хорошее место, чтобы начать карьеру палеонтолога. Чаще всего необходимо высшее образование. Дополнительно полезен опыт работы в музее или палеонтологической лаборатории.

Резюме раздела

Наиболее быстрое разнообразие и эволюция видов животных за всю историю произошли в кембрийский период палеозойской эры, явление, известное как кембрийский взрыв. До недавнего времени ученые считали, что до этого периода существовало очень мало крошечных и упрощенных видов животных. Однако недавние открытия окаменелостей показали, что дополнительные, более крупные и сложные животные существовали в эдиакарский период и, возможно, даже раньше, в криогенный период. Тем не менее, кембрийский период, несомненно, стал свидетелем появления большинства известных нам сегодня типов животных, хотя многие вопросы, касающиеся этого исторического явления, остаются нерешенными.

Остаток палеозойской эры отмечен растущим появлением новых классов, семейств и видов, а также ранней колонизацией суши некоторыми морскими животными. Эволюционная история животных также отмечена многочисленными крупными событиями вымирания, каждое из которых уничтожило большинство существующих видов. Некоторые виды большинства типов животных пережили это вымирание, что позволило типам сохраниться и продолжить эволюционировать в виды, которые мы наблюдаем сегодня.

Вопросы для самопроверки

1. Кратко опишите не менее двух теорий, пытающихся объяснить причину кембрийского взрыва.

2. Как могло случиться, что большинство, если не все, существующие сегодня типы животных эволюционировали в кембрийский период, если с тех пор произошло так много массовых вымираний?

Ответы

1. Согласно одной из теорий, к кембрийскому взрыву привели факторы окружающей среды. Например, повышение содержания кислорода в атмосфере и уровня кальция в океане помогло создать подходящие условия окружающей среды для такой быстрой эволюции новых типов животных. Другая теория утверждает, что экологические факторы, такие как конкурентное давление и отношения хищник-жертва, достигли порога, который поддерживал быструю эволюцию животных, имевшую место в кембрийский период.

2. Это правда, что многочисленные случаи массового вымирания имели место с кембрийского периода, когда появилось большинство существующих в настоящее время типов животных, и большинство видов животных обычно уничтожалось во время этих событий. Однако небольшое количество видов животных, представляющих каждый тип, обычно могли пережить каждое вымирание, что позволяло типу продолжать развиваться, а не полностью вымерать.

Глоссарий

Кембрийский взрыв: время в кембрийском периоде (542–488 миллионов лет назад), когда эволюционировала большая часть существующих сегодня типов животных

Криогенный период: геологический период (850–630 миллионов лет назад), характеризующийся очень холодным глобальным климатом

Эдиакарский период: геологический период (630–542 миллиона лет назад), когда возникли древнейшие определенные многоклеточные организмы с тканями.