Биологическая эволюция на Земле длится более
3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитив-
ных клеточных организмов благодаря естественному от-
бору возникло бесчисленное множество форм живых
организмов. Приспособленность групп организмов до-
стигается разными путями, но магистральный путь -
прогрессивное усложнение организации, образование
все более высоких форм жизни. Рассмотрим основные
этапы эволюции.
Историю Земли принято делить на промежутки вре-
мени, границами которых являются геологические изме-
нения - горообразовательные процессы, поднятия и
опускания суши, изменения очертаний материков (рис.
58), глобальные изменения климата и т. д.
В архейской эре появились первые живые организ-
мы. Они были гетеротрофами, использовавшими в каче-
стве пищи органические соединения <первичного бульо-
на>. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан
с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделе-
ние органического мира на растительный и животный.
Первыми фотосинтезирующими организмами были си-
незеленые водоросли - цианеи. Цианеи и появившиеся
затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океа-
на свободный кислород.
Это способствовало возникновению бактерий, спо-
собных жить в аэробной среде. По-видимому, в это же
время-на границе архейской и протерозойской эр-
произошло еще два крупных эволюционных события:
появились половой процесс и многоклеточность. Чтобы
яснее представить значение двух последних ароморфо-
-158-
Рис. 58. Изменение очертаний
суши в мезозойскую и кайно-
зойскую эры:
А - конец палеозое, 230 млн. лет
назад, Б - мезозой - 180 млв.
лет назад, В - конец мезозоя,
110 млн. лет назад
зов, остановимся на них подробнее. Гаплоидные орга-
низмы (микробы, синезеленые водоросли) имеют один
набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же про-
является в фенотипе. Если мутация полезна, она сохра-
няется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гап-
лоидные организмы непрерывно приспосабливаются
к среде, но принципиально новых признаков и свойств
у них не возникает. Половой процесс резко повышает
возможности приспособления к условиям среды вслед-
ствие создания бесчисленных комбинаций в хромосо-
мах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформ-
ленным ядром, позволяет сохранять мутации в гетеро-
зиготном состоянии и использовать их как резерв на-
следственной изменчивости для дальнейших эволюцион-
ных преобразований. Кроме того, многие мутации в гете-
розиготном состоянии часто повышают жизнеспособ-
ность особей и, следовательно, увеличивают их шансы
в борьбе за существование. Возникновение диплоидно-
сти и генетической разнородности одноклеточных эука-
риот, с одной стороны, обусловило многообразие строе-
ния клеток и их объединение в колонии, с другой -
возможность "разделения труда" между клетками коло-
нии, т. е. образование многоклеточных организмов.
Возможности эволюции одноклеточных организмов ог-
раничены. Размеры отдельных клеток не могут увели-
-159-
чиваться больше определенного предела вследствие
уменьшения отношения поверхности клетки к ее объему.
В связи с этим снижается поступление кислорода в клет-
ку, интенсивность дыхания становится ниже оптималь-
ной. Имеет значение и то обстоятельство, что органоиды
клетки, выполняющие строго специфические функции,
не могут играть роль <кирпичиков> для построения
сложных многофункциональных структур. Такими <кир-
пичиками> являются клетки.
Разделение функций клеток у первых колониальных
многоклеточных организмов привело к образованию
первичных тканей - эктодермы и энтодермы, диффе-
ренцированных по структуре в зависимости от выпол-
няемой функции. Дальнейшая дифференцировка тканей
создала разнообразие, необходимое для расширения
структурных и функциональных возможностей организ-
ма в целом, в результате чего создавались все более
сложные и специализированные (морфологически и
функционально) системы органов. Совершенствование
взаимодействия между клетками - сначала контактно-
го, а затем опосредованного с помощью нервной и эн-
докринной систем, обеспечило существование многокле-
точного организма как единого целого со сложным и
тонким взаимодействием его частей и реагированием
на окружающую среду.
В основе современных представлений о происхожде-
нии многоклеточных организмов лежит гипотеза рус-
ского ученого И. И. Мечникова - гипотеза <фагоци-
теллы>. По-видимому, предками многоклеточных были
гетеротрофные и колониальные жгутиковые. Первичный
способ их питания - фагоцитоз. Клетки, захватившие
добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них об-
разовался внутренний слой - энтодерма, выполнявший
пищеварительную функцию. Вначале такая колония
с едва наметившейся дифференцировкой клеток была
шаровидной, свободно плавала в воде. После выделения
в колонии половых и соматических клеток, а среди пос-
ледних - движущих (эктодерма) и питающих (энто-
дерма) колония превратилась в примитивный, но цело-
стный многоклеточный организм. Дальнейшая судьба
первых многоклеточных была различной. Некоторые пе-
решли к сидячему образу жизни и превратились в орга-
низмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться
по субстрату с помощью ресничек. От них произошли
плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ
-160-
жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополост-
ным (рис. 59).
В протерозойской эре в морях уже обитало много
различных водорослей, в том числе прикрепленные ко
дну формы. Суша была безжизненной, но по берегам
Рис. 59. Схема основных этапов эволюции эукариотических
организмов
-161-
водоемов начались почво-
образовательные процессы
в результате деятельности
бактерий и микроскопиче-
ских водорослей. Начальные
звенья эволюции животных
не сохранились. В протеро-
зойских отложениях нахо-
дят представителей вполне
сформировавшихся типов
животных: губок, кишечно-
полостных, членистоногих.
Рис. 60. Первое наземное расте-
ние псилофит
В начале палеозойской
эры растения населяют в ос-
новном моря, но в ордови-
ке - силуре появляются
первые наземные расте-
ния-псилофиты (рис. 60).
Это были небольшие расте-
ния, занимающие промежу-
точное положение между
водорослями и наземными сосудистыми растениями.
Псилофиты имели уже проводящую (сосудистую) си-
стему, первые слабодифференцированные ткани, могли
укрепляться в почве, хотя корни еще (как и другие
вегетативные органы) отсутствовали. Дальнейшая эво-
люция растений на суше была направлена на дифферен-
цировку тела на вегетативные органы и ткани, совер-
шенствование сосудистой системы (обеспечивающей
быстрое поднятие воды на большую высоту).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитив-
ных клеточных организмов благодаря естественному от-
бору возникло бесчисленное множество форм живых
организмов. Приспособленность групп организмов до-
стигается разными путями, но магистральный путь -
прогрессивное усложнение организации, образование
все более высоких форм жизни. Рассмотрим основные
этапы эволюции.
Историю Земли принято делить на промежутки вре-
мени, границами которых являются геологические изме-
нения - горообразовательные процессы, поднятия и
опускания суши, изменения очертаний материков (рис.
58), глобальные изменения климата и т. д.
В архейской эре появились первые живые организ-
мы. Они были гетеротрофами, использовавшими в каче-
стве пищи органические соединения <первичного бульо-
на>. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан
с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделе-
ние органического мира на растительный и животный.
Первыми фотосинтезирующими организмами были си-
незеленые водоросли - цианеи. Цианеи и появившиеся
затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океа-
на свободный кислород.
Это способствовало возникновению бактерий, спо-
собных жить в аэробной среде. По-видимому, в это же
время-на границе архейской и протерозойской эр-
произошло еще два крупных эволюционных события:
появились половой процесс и многоклеточность. Чтобы
яснее представить значение двух последних ароморфо-
-158-
Рис. 58. Изменение очертаний
суши в мезозойскую и кайно-
зойскую эры:
А - конец палеозое, 230 млн. лет
назад, Б - мезозой - 180 млв.
лет назад, В - конец мезозоя,
110 млн. лет назад
зов, остановимся на них подробнее. Гаплоидные орга-
низмы (микробы, синезеленые водоросли) имеют один
набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же про-
является в фенотипе. Если мутация полезна, она сохра-
няется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гап-
лоидные организмы непрерывно приспосабливаются
к среде, но принципиально новых признаков и свойств
у них не возникает. Половой процесс резко повышает
возможности приспособления к условиям среды вслед-
ствие создания бесчисленных комбинаций в хромосо-
мах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформ-
ленным ядром, позволяет сохранять мутации в гетеро-
зиготном состоянии и использовать их как резерв на-
следственной изменчивости для дальнейших эволюцион-
ных преобразований. Кроме того, многие мутации в гете-
розиготном состоянии часто повышают жизнеспособ-
ность особей и, следовательно, увеличивают их шансы
в борьбе за существование. Возникновение диплоидно-
сти и генетической разнородности одноклеточных эука-
риот, с одной стороны, обусловило многообразие строе-
ния клеток и их объединение в колонии, с другой -
возможность "разделения труда" между клетками коло-
нии, т. е. образование многоклеточных организмов.
Возможности эволюции одноклеточных организмов ог-
раничены. Размеры отдельных клеток не могут увели-
-159-
чиваться больше определенного предела вследствие
уменьшения отношения поверхности клетки к ее объему.
В связи с этим снижается поступление кислорода в клет-
ку, интенсивность дыхания становится ниже оптималь-
ной. Имеет значение и то обстоятельство, что органоиды
клетки, выполняющие строго специфические функции,
не могут играть роль <кирпичиков> для построения
сложных многофункциональных структур. Такими <кир-
пичиками> являются клетки.
Разделение функций клеток у первых колониальных
многоклеточных организмов привело к образованию
первичных тканей - эктодермы и энтодермы, диффе-
ренцированных по структуре в зависимости от выпол-
няемой функции. Дальнейшая дифференцировка тканей
создала разнообразие, необходимое для расширения
структурных и функциональных возможностей организ-
ма в целом, в результате чего создавались все более
сложные и специализированные (морфологически и
функционально) системы органов. Совершенствование
взаимодействия между клетками - сначала контактно-
го, а затем опосредованного с помощью нервной и эн-
докринной систем, обеспечило существование многокле-
точного организма как единого целого со сложным и
тонким взаимодействием его частей и реагированием
на окружающую среду.
В основе современных представлений о происхожде-
нии многоклеточных организмов лежит гипотеза рус-
ского ученого И. И. Мечникова - гипотеза <фагоци-
теллы>. По-видимому, предками многоклеточных были
гетеротрофные и колониальные жгутиковые. Первичный
способ их питания - фагоцитоз. Клетки, захватившие
добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них об-
разовался внутренний слой - энтодерма, выполнявший
пищеварительную функцию. Вначале такая колония
с едва наметившейся дифференцировкой клеток была
шаровидной, свободно плавала в воде. После выделения
в колонии половых и соматических клеток, а среди пос-
ледних - движущих (эктодерма) и питающих (энто-
дерма) колония превратилась в примитивный, но цело-
стный многоклеточный организм. Дальнейшая судьба
первых многоклеточных была различной. Некоторые пе-
решли к сидячему образу жизни и превратились в орга-
низмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться
по субстрату с помощью ресничек. От них произошли
плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ
-160-
жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополост-
ным (рис. 59).
В протерозойской эре в морях уже обитало много
различных водорослей, в том числе прикрепленные ко
дну формы. Суша была безжизненной, но по берегам
Рис. 59. Схема основных этапов эволюции эукариотических
организмов
-161-
водоемов начались почво-
образовательные процессы
в результате деятельности
бактерий и микроскопиче-
ских водорослей. Начальные
звенья эволюции животных
не сохранились. В протеро-
зойских отложениях нахо-
дят представителей вполне
сформировавшихся типов
животных: губок, кишечно-
полостных, членистоногих.
Рис. 60. Первое наземное расте-
ние псилофит
В начале палеозойской
эры растения населяют в ос-
новном моря, но в ордови-
ке - силуре появляются
первые наземные расте-
ния-псилофиты (рис. 60).
Это были небольшие расте-
ния, занимающие промежу-
точное положение между
водорослями и наземными сосудистыми растениями.
Псилофиты имели уже проводящую (сосудистую) си-
стему, первые слабодифференцированные ткани, могли
укрепляться в почве, хотя корни еще (как и другие
вегетативные органы) отсутствовали. Дальнейшая эво-
люция растений на суше была направлена на дифферен-
цировку тела на вегетативные органы и ткани, совер-
шенствование сосудистой системы (обеспечивающей
быстрое поднятие воды на большую высоту).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19