Биологическая эволюция

Появление примитивной клетки означало окончание предбиологической эволюции живого и начало биологической эволюции жизни.

Первыми возникшими на нашей планете одноклеточными организмами были примитивные бактерии, не обладавшие ядром, то есть прокариоты. Как уже указывалось, это были одноклеточные безъядерные организмы. Они были анаэробами, поскольку жили в бескислородной среде, и гетеротрофами, поскольку питались готовыми органическими соединениями «органического бульона», то есть веществами, синтезированными в ходе химической эволюции. Энергетический обмен у большинства прокариот происходил по типу брожения. Но постепенно «органический бульон» в результате активного потребления убывал. По мере его исчерпания некоторые организмы стали вырабатывать способы формирования макромолекул биохимическим путем, внутри самих клеток при помощи ферментов. В таких условиях конкурентоспособными оказались клетки, которые смогли получать большую часть необходимой энергии непосредственно от излучения Солнца. По этому пути и шел процесс формирования хлорофилла и фотосинтеза.

Переход живого к фотосинтезу и автотрофному типу питания явился поворотом в эволюции живого. Атмосфера Земли стала «наполняться» кислородом, который для анаэробов явился ядом. Поэтому многие одноклеточные анаэробы погибли, другие укрылись в бескислородных средах – болотах и, питаясь, выделяли не кислород, а метан. Третьи приспособились к кислороду. У них центральным механизмом обмена стало кислородное дыхание, которое позволило увеличить выход полезной энергии в 10–15 раз по сравнению с анаэробным типом обмена – брожением. Переход к фотосинтезу был длительным процессом и завершился около 1,8 млрд лет назад. С возникновением фотосинтеза в органическом веществе Земли накапливалось все больше энергии солнечного света, что ускоряло биологический круговорот веществ и эволюцию живого в целом.

В кислородной среде сформировались эукариоты, то есть одноклеточные, имеющие ядро организмы. Это были уже более совершенные организмы с фотосинтетической способностью. Их ДНК уже были сконцентрированы в хромосомы, тогда как у прокариотных клеток наследственное вещество было распределено по всей клетке. Хромосомы эукариотов были сконцентрированы в ядре клетки, а сама клетка уже воспроизводилась без существенных изменений. Таким образом, дочерняя клетка эукариот была почти точной копией материнской и имела столько же шансов на выживание, сколько и материнская.

Образование растений и животных

Последующая эволюция эукариотов была связана с разделением на растительные и животные клетки. Такое разделение произошло в протерозое, когда Земля была заселена одноклеточными организмами.

С начала эволюции эукариоты развивались двойственно, то есть в них параллельно были группы с автотрофным и гетеротрофным питанием, что обеспечивало целостность и значительную автономность живого мира.

Растительные клетки эволюционировали в сторону уменьшения способности передвижения из-за развития жесткой целлюлозной оболочки, но в направлении использования фотосинтеза.

Животные клетки эволюционировали в сторону увеличения способности к передвижению, а также совершенствования способов поглощать и выделять продукты переработки пищи.

Следующим этапом развития живого стало половое размножение. Оно возникло примерно 900млн лет назад.

Дальнейший шаг в эволюции живого произошел около 700–800млн лет назад, когда появились многоклеточные организмы с дифференцированными телом, тканями и органами, выполняющими определенные функции. Это были губки, кишечнополостные, членистоногие и т.д., относящиеся к многоклеточным животным.

На протяжении всего протерозоя и в начале палеозоя растения населяют в основном моря и океаны. Это зеленые и бурые, золотистые и красные водоросли. Впоследствии в морях кембрия уже существовали многие типы животных. В дальнейшем они специализировались и совершенствовались. Среди морских животных той поры ракообразные, губки, кораллы, моллюски, трилобиты.

В конце ордовикского периода стали появляться крупные плотоядные, а также позвоночные животные.

Дальнейшая эволюция позвоночных шла в направлении челюстных рыбообразных. В девоне стали появляться уже двоякодышащие рыбы – амфибии, а затем насекомые. Постепенно развивалась нервная система как следствие совершенствования форм отражения.

Особо важным этапом в эволюции форм живого являлись выход растительных и животных организмов из воды на сушу и дальнейшее увеличение количества видов наземных растений и животных. В дальнейшем именно из них и происходят высокоорганизованные формы жизни. Выход растений на сушу начался в конце силура, а активное завоевание суши позвоночными началось в карбоне.

Переход к жизни в воздушной среде требовал от живых организмов очень многих изменений и предполагал выработку соответствующих приспособлений. Он резко увеличил темпы эволюции живого на Земле. Вершиной эволюции живого стал человек. Жизнь в воздушной среде «увеличила» массу тела организмов, в воздухе не содержатся питательные вещества, воздух иначе, чем вода, пропускает свет, звук, тепло, количество кислорода в нем выше. Ко всему этому необходимо было приспособиться. Первыми приспособившимися к условиям жизни на суше позвоночными были рептилии. Их яйца были снабжены пищей и кислородом для эмбриона, покрыты твердой скорлупой, не боялись высыхания.

Примерно 67млн лет назад преимущество в естественном отборе получили птицы и млекопитающие. Благодаря теплокровности млекопитающих они быстро завоевали господствующее положение на Земле, что связано с условиями похолодания на нашей планете. В это время именно теплокровность стала решающим фактором выживания.

Она обеспечивала постоянную высокую температуру тела и стабильность функционирования внутренних органов млекопитающих. Живорождение млекопитающих и вскармливание детенышей молоком явилось мощным фактором их эволюции, позволяющим размножаться в разнообразных условиях среды. Развитая нервная система способствовала разнообразию форм приспособления и защиты организмов. Произошло разделение хищно-копытных животных на копытных и хищников, а первые насекомоядные млекопитающие положили начало эволюции плацентарных и сумчатых организмов.

Решающим этапом эволюции жизни на нашей планете явилось появление отряда приматов. В кайнозое примерно 67–27 млн. лет назад приматы разделились на низших и человекообразных обезьян, являющихся древнейшими предками современного человека. Предпосылки появления современного человека в процессе эволюции формировались постепенно.

Сначала был стадный образ жизни. Он позволил сформировать фундамент будущего социального общения. Причем если у насекомых (пчелы, муравьи, термиты) биосоциальность вела к потере индивидуальности, то у древних предков человека, напротив, она развивала индивидуальные черты особи. Это явилось мощной движущей силой развития коллектива.

Эры и периоды

Согласно современным оценкам возраст Земли составляет около 4,5-5 млрд. лет. Появление на планете первых водоемов, с которыми связывают зарождение жизни, отстоит от настоящего времени на 3,8-4 млрд. лет. Историю Земли принято делить на крупные промежутки времени – эры и периоды. Границами между ними являются крупные геологические события, связанные с историей развития планеты как космического тела. К таким событиям относятся горообразовательные процессы, усиление вулканической деятельности, поднятие и опускание суши, изменения очертаний материков и океанов.

Геохронологическая история Земли состоит из 5 эр.

^ Таблица 1. Хронология основных событий в эволюции многоклеточных организмов

История развития Земли для удобства изучения поделена на четыре эры и одиннадцать периодов. Два самых последних периода в свою очередь поделены на семь систем или эпох.

Земная кора стратифицирована, т.е. различные горные породы, слагающие ее, слоями лежат друг на друге. Как правило, возраст горных пород по направлению к верхним слоям уменьшается. Исключение составляют участки с нарушенным из-за движений земной коры залеганием слоев. Уильям Смит в 18 в. заметил, что в течении геологических периодов времени некоторые организмы значительно продвинулись в своем строении.

По современным оценкам возраст планеты Земля насчитывает примерно 4,6 - 4,9 10 лет. Эти оценки основываются главным образом на исследовании горных пород методами радиометрического датирования.

АРХЕЙ

О жизни в архее известно не много. Единственными животными организмами были клеточные прокариоты - бактерии и сине-зеленые водоросли. Продуктами жизнедеятельности этих примитивных микроорганизмов являются и древнейшие осадочные породы (строматолиты)- известковые образования в виде столбов, обнаружены в Канаде, Австралии, Африке, на Урале, в Сибири.

Бактериальную основу имеют осадочные породы железа, никеля, марганца. Многие микроорганизмы - активные участники формирования колоссальных, пока еще мало разведенных ресурсов полезных ископаемых на дне Мирового океана. Велика роль микроорганизмов и в образовании горючих сланцев, нефти и газа. Сине-зеленые, бактерии быстро распространяются в архее и становятся хозяевами планеты. Эти организмы не имели обособленного ядра, но развитой системой обмена веществ, способностью к размножению. Сине-зеленые, кроме того, обладали аппаратом фотосинтеза. Появление последнего было крупнейшим ароморфозом в эволюции живой природы и открыло один из путей (вероятно, специфически земной) образования свободного кислорода. К концу архея (2,8-3 млрд. лет назад) появляются первые колониальные водоросли, окаменевшие остатки которых найдены в Австралии, Африке и др. Важнейший этап развития жизни на Земле тесно связан с изменением концентрации кислорода в атмосфере, становлением озонового экрана. Благодаря жизнедеятельности сине-зеленых содержание свободного кислорода в атмосфере заметно возросло. Накопление кислорода привело к возникновению первичного озонового экрана в верхних слоях биосферы, который открыл горизонты для расцвета.

ПРОТЕРОЗОЙ

Протерозой - огромный по продолжительности этап исторического развития Земли. В течении его бактерии и водоросли достигают исключительного расцвета, с их участием интенсивно шли процессы отложения осадков. В результате жизнедеятельности железобактерий в протерозе образовались крупнейшие железорудные месторождения. На рубеже раннего и среднего рифея господство прокариот сменяется расцветом эукариотов - зеленых и золотистых водорослей. Из одноклеточных эукариотов за короткое время развиваются многоклеточные со сложной организацией и специализацией. Древнейшие представители многоклеточных животных известны с позднего рифея (700-600 млн. лет назад). Теперь мы можем утверждать, что 650 млн. лет назад земные моря населяли разнообразные многоклеточные: одиночные и колониальные полипы, медузы, плоские черви и даже предки современных кольчатых червей, членистоногих, моллюсков и иглокожих. Среди растительных организмов в то время преобладали одноклеточные, но появляются и многоклеточные водоросли (зеленые, бурые, красные), грибы.

ПАЛЕОЗОЙ

К началу палеозойской эры жизнь миновала, может быть, самую важную и трудную часть своего пути. Сформировались четыре царства живой природы: прокариоты, или дробянки, грибы, зеленые растения, животные. Родоначальниками царства зеленых растений были одноклеточные зеленые водоросли, распространенные еще в морях протерозоя. Наряду с плавающими формами среди низ появились и прикрепленные ко дну. Фиксированный образ жизни потребовал расчленения тела на части. Но более перспективным оказалось приобретение многоклеточности, разделение многоклеточного тела на части, выполняющие различные функции. Решающее значение для дальнейшей эволюции имело возникновение такого важного ароморфоза как половой процесс.

Как и когда произошло разделение живого мира на растения и животные? Един ли их корень? Споры ученых вокруг этого вопроса не затихают и сегодня. Возможно, первые животные произошли от общего ствола всех эукариотов или от одноклеточных зеленых водорослей.

КЕМБРИЙ

Расцвет скелетных беспозвоночных. В этот период происходилочередной период горообразования, перераспределения площади суши и моря. Климат кембрия был умеренным, материки неизменными. На суше по-прежнему жили лишь бактерии и сине-зеленые. В морях господствовали зеленые и бурые водоросли, прикрепленные ко дну; в толщах вод плавали диатомовые, золотистые, эвгленовые водоросли. В результате увеличения смыва солей из суши, морские животные получили возможность усваивать в больших количествах минеральные соли. А это, в свою очередь, открыло перед ними широкие пути построения жесткого скелета. Наиболее широкого распространения достигли древнейшие членистоногие - трилобиты, внешне сходные с современными ракообразными - мокрицами. Очень характерен для кембрия своеобразный тип многоклеточных животных - археоциат, который вымер к концу периода. В то время жили также разнообразные губки, кораллы, плеченогие, моллюски. Позднее появились морские ежи.

ОРДОВИК

В морях ордовика были разнообразно представлены зеленые, бурые и красные водоросли, многочисленные трилобиты. В ордовике появились первые головоногие моллюски, родственники современных осьминогов и кальмаров, распространились плеченогие, брюхоногие моллюски. Шел интенсивный процесс образования рифов четырехлучевыми кораллами и табулятами. Широкое распространение получают граптолиты - полухордовые, сочетающие в себе признаки беспозвоночных и позвоночных животных напоминающие современных ланцетников. В ордовике появились споровые растения - псилофиты, произростающие по берегам пресных водоемов.

СИЛУР

На смену теплым мелководным морям ордовика пришли значительные площади суши, что привело к иссушению климата.

В силурских морях доживали свой век граптолиты, пришли в упадок трилобиты, но исключительного расцвета достигли головоногие моллюски. Кораллы постепенно вытеснили археоциат. В силуре развились своеобразные членистоногие - гигантские ракоскорпионы, достигающие до 2 м. в длину. К концу палеозоя вся группа ракоскорпионов почти вымерла. Они напоминали современного мечехвоста. Особенно примечательным событием этого периода было появление и распространение первых представителей позвоночных животных - панцирных “рыб”. Эти “рыбы” лишь по форме напоминали настоящих рыб, но принадлежали к другому классу позвоночных - бесчелюстными или круглоротым. Они не могли долго плавать и большей частью лежали на дне заливов и лагун. Из-за малоподвижного образа жизни они оказались неспособными к дальнейшему развитию. Из современных представителей клуглоротых известны миноги и миксины. Характерная черта силурийскрго периода - интенсивное развитие наземных растений. Одним из первых наземных, вернее земноводных, растений были псилофиты, ведущие свою родословную от зеленых водорослей. В водоемах водоросли адсорбируют воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, вот почему у них нет корней, а выросты тела, напоминающие корни, служат лишь органами прикрепления. В связи с необходимостью проведения воды от корней к листьям возникает сосудистая система. Выход растений на сушу - один из величайших моментов Эволюции. Он был подготовлен предыдущей эволюцией органического и неорганического мира.

ДЕВОН

Девон - период рыб. Климат девона был более резко континентальный, происходили обледенения в горных районах Южной Африки. В более теплых районах климат изменился в сторону большего иссушения, появились пустынные и полупустынные области.

В морях девона большого расцвета достигли рыбы. Среди них были хрящевые рыбы, появились рыбы с костным скелетом. По строению плавников костные рыбы делятся на лучеперых и кистеперых. До недавнего времени считалось, что кистеперые вымерли в конце палеозоя. Но в 1938 г. рыболовный траулер доставил в музей Ист -Лондона такую рыбу и она была названа латимерией. В конце палеозоя наиболее существенным этапом развития жизни было завоевание суши растениями и животными. Этому способствовало сокращение морских бассейнов, поднятием суши.

От псилофитов выделились типичные споровые растения: плауны, хвощи, папоротникообразные. На земной поверхности возникали первые леса.

К началу карбона произошло заметное потепление и увлажнение. На огромных долинах и тропических лесов в условиях непрерывного лета все росло стремительно вверх. Эволюция открыла новый путь - размножение семенами. Поэтому голосеменные растения подхватили эволюционную эстафету, а споровые растения остались боковой ветвью эволюции и отошли на задний план. Выход позвоночных на сушу произошел еще в позднедевонский период, после завоевателей суши - псилофитов. В это время воздух был уже освоен насекомыми, а по земле стали распространяться потомки кистеперых рыб. Новый способ передвижения позволил им на некоторое время удалить от воды. Это привело к появлению существ с новым образом жизни - земноводных. Наиболее древние их представители - ихтиосхеги - обнаружены в Гренландии в девонских осадочных породах. Расцвет древних амфибий приурочен к карбону. Именно в этот период широкое развитие получили стегоцефалы. Они обитали лишь в прибрежной части суши и не могли завоевать внутриконтинентальные массивы, расположенные вдали водоемов.

Благодаря этим особенностям строения земноводные сделали первый решительный шаг на сушу, но полными хозяевами суши стали их потомки - пресмыкающиеся. Развитие засушливого климата в пермском периоде привело к вымиранию стегоцифалов и развитию пресмыкающихся, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. В связи с сухопутным образом жизни у пресмыкающихся возникло несколько крупных ароморфозов.

МЕЗОЗОЙ

Мезозой справедливо называют эрой пресмыкающихся и голосеменных. К концу мезозоя постепенно, в течении нескольких миллионов лет происходит массовое вымирание динозавров. Господство динозавров в течении целой геологической эры и почти вымирание их в конце эры составляют для палеонтологов большую загадку. В триасе возникли первые представители теплокровных - мелкие примитивные млекопитающие. В юре пресмыкающиеся - вторая группа животных, которая делает попытку освоить воздушную среду. Летающие ящерицы были двух типов: рамфоринхи и ширококрылые. От поразительного разнообразного в прошлом классе пресмыкающихся в наши дни уцелело 6000 видов. Это представители пяти эволюционных ветвей: гаттерии, ящерицы, змеи, черепахи, крокодилы. Птицы появились в юрском периоде. Они представляют собой боковую ветвь пресмыкающихся, приспособившихся к полету. Особенно большое сходство с пресмыкающимися имела юрская первоптица - археоптерикс. Меловой период назван так в связи с обилием мела в морских отложениях того времени. Он образовался из остатков раковинок простейших животных - фораминифер. В начале мелового периода произошел следующий крупный сдвиг в эволюций растений - появились цветковые (покрытосеменные). Эти ароморфные изменения обеспечили цветковым растениям биологический прогресс, в следующую, кайнозойскую эру. Они широко заселили Землю и характеризуются большим многообразием. Некоторые их формы сохранились и поныне: тополя, ивы, дубы, эвкалипты, пальмы.

КАЙНОЗОЙ

Кайнозой - эра новой жизни - время расцвета цветковых растений, насекомых, птиц, млекопитающих.

Во времена существования динозавров была известна группа млекопитающих - небольших по размеру, с шерстяным покровом животных, возникших от тераспид или звереподобных. Живорождение, теплокровность, более развитый мозг и связанная с ним большая активность обеспечили, таким образом, прогресс млекопитающих, их выход на передний план эволюции. В третичном периоде млекопитающие заняли господствующее положение, приспособившись к различным условиям на суше, в воздухе, воде, и как бы заменили мезозойских пресмыкающихся. В палеоцене и эоцене от насекомоядных произошли первые хищники, от них в олигоцене ответвились современные группы хищных. Они начали завоевывать моря. А так же от древних палеоценовых хищных произошли и первые копытные.

Из-за засушливости некоторых районов появились злаковые растения.

Уже в первой половине третичного периода успели возникнуть все современные отряды млекопитающих, а к середине периода широко распространялись общие предковые формы человекообразных обезьян и людей. В течении четвертичного периода вымирали мастодоны, мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие торфяные олени.

В Старом Свете человек расселился как минимум 500 тыс. лет назад. Перед оледенением охотники заселились до Огненной Земли. По мере таяния ледников происходило вторичное заселение человеком освободившихся из-под ледников территорий.

Около 10000 лет назад в умеренно теплых областях Земли началось одомашнивание животных и введение растений в культуру. Наступила “неолитическая революция”, связанная с переходом человека от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству.

Лекция 6:Формирование биологического разнообразия в ризличные периоды развития биосферы

Цель лекции: описание основных изменении, которые происходили с материками Земли, с ее растительным и животным миром в течение истории нашей планеты от ее появления до современного времени.

Рассматриваемые вопросы:

1.Архейская эра и протерозой

2.Знакомство с палеозоем на примере каменноугольного периода

3.Масштабы и сущность отличий карбона от каменноугольного периода.

4.Масштабы и сущность отличий карбона от современной эпохи.

5.Теория дрейфа континентов А.Вагенера и теория тектоники плит.

6.Рольживых организмов в создании условий для выхода жизни на сушу.

7.Представление о мезозое на примере мелового периода.

8.Революция в составе флоры из-за экспансии покрытосемянных.

9.Теплолюбивая морская фауна головоногих и фауна динозавров.

10.Появление плаценарных млекопитающих и птиц современного типа организации.

11.Кайнозойская эра и антропоген. Появление человека. Развитие оледенений и их влияние на человечество. Основные тенденции в эволюции биосферы.

1.В этой лекции описаны основные изменения, которые происходили с материками Земли, с ее растительным и животным миром в течение истории нашей планеты от ее появления до современного времени. Указаны основные пути развития, через которые прошла жизнь, и выделены основные ее представители, обитавшие в различных природных условиях и в разные геологические эпохи. Общая схема эволюции животного мира на протяжении более одного миллиарда лет показана на рис. 1. Весь животный мир развился от общих предков - древних примитивных одноклеточных (1). От них произошли как различные одноклеточные (2, 3, 4), так и многоклеточные животные. По мере развития животного мира появлялись все более высокоорганизованные животные. Примитивные двухслойные (13) дали начало развитию двух различных эволюционных ветвей. При этом одна ветвь привела к развитию высших беспозвоночных: моллюсков, ракообразных, насекомых, а другая - к развитию позвоночных. Таким образом, эти две группы животных развивались независимо одна от другой. Цифрами указаны различные группы животных, как ныне существующие, так и некоторые вымершие, которые обозначены кружками с черным контуром.

Рис. 1. Схема развития животных. 1 - первичные одноклеточные; 2 - амебы; 3 - инфузории; 4 - жгутиковые; 5 - первые колониальные жгутиконосцы; 6 - губки; 7 - низшие двухслойные многоклеточные; 8,9, 10 - кишечнополостные: коралловые полипы, гидры, медузы; 11 - плоские черви; 12 - круглые черви; 13 - древние гребневики; 14 - гребневики; 15 - примитивные кольчецы; 16,17,18 - моллюски: брюхоногие (улитка, двустворчатая ракушка), головоногие (кальмар); 19 - ракообразные; 20 - паукообразные; 21 - многоножки; 22 - несекомые; 23 - кольчатые черви (дождевой червь); 24 - морские кольчецы; 25 - морские лилии; 26 - иглокожие; 27 – морские звезды; 28 - низшие хордовые; 29 - ланцетник (бесчерепные); 30 - древние рыбы; 31 - современные рыбы; 32 - кистеперые рыбы; 33 - земноводные; 34 - древние пресмыкающиеся (динозавры); 35 - пресмыкающиеся; 36 - птицы; 37 - млекопитающие.

^ Архейская и протерозойская эры (от возникновения планеты до 540 млн. лет назад). Эти эпохи продолжались с момента образования Земли до появления первых многоклеточных организмов примерно 540 млн. лет назад. Возраст древнейших из известных нам горных пород составляет всего 3,9 млрд. лет, так что о юности нашей планеты известно ничтожно мало. Причем даже эти горные породы претерпели за миллиарды лет столь большие трансформации, что мало о чем могут нам рассказать. Примерно 2-3 млрд. лет назад начали формироваться ядра континентов разделенных водными пространствами. К концу протерозоя они объединились в первый сверхконтинент Пангею, который включал Африку в центре, Америку, Европейскую и Сибирскую (Русскую) плиты на севере и Антарктиду, Австралию, Индию и Аравию на юге.

^ Архейская эра. Первые остатки и признаки деятельности живых организмов датируются возрастом 3,5 млрд. лет (отложения в Южной Африке). Жизнь могла появиться только тогда, когда сложились для этого благоприятные условия, в первую очередь, благоприятная температура. Живая материя, помимо других веществ, построена из белков. Поэтому к моменту происхождения жизни температура на земной поверхности должна была упасть настолько, чтобы белки не разрушались. Многие исследователи, изучающие проблему происхождения жизни на Земле, полагают, что жизнь зародилась на морском мелководье в результате сложных физико-химических процессов, присущих неорганической материи. Определенные химические соединения образуются в определенных условиях, а вероятность возникновения сложных органических соединений особенно высока для атомов углерода вследствие их специфических особенностей. Именно поэтому углерод стал тем строительным материалом, из которого по законам физики и химии относительно возникли самые сложные органические соединения. Молекулы отнюдь не сразу достигли нужной степени сложности, поэтому можно говорить о химической эволюции, процесс которой был довольно медленным.

Первые живые организмы могли питаться исключительно органическими веществами, т. е. они были гетеротрофными. Но исчерпав запасы органического вещества в своем ближайшем окружении, в ходе эволюции некоторые организмы (растения) приобрели способность поглощать энергию солнечных лучей и с ее помощью расщеплять воду на составляющие элементы. Используя водород, они смогли перерабатывать углекислый газ в углеводы и строить из него другие органические вещества в своем теле (процесс фотосинтеза). С появлением автотрофных организмов началось накопление свободного кислорода в атмосфере и стало резко увеличиваться общее количество органического вещества на Земле. Сразу после формирования нашей планеты атмосфера содержала много водорода и гелия, но они постепенно испарились в космос и постепенно заменились метаном азотом и углекислым газом, которые выделялись горными породами. И лишь в результате появления и деятельности живых организмов в атмосфере началось накопление кислорода, который стал необходим для дальнейшего развития жизни.

Живые организмы того времени могли существовать исключительно вводной среде, так как толща воды уменьшала губительное воздействие ультрафиолетового излучения из космоса, а также ряда вредных веществ, токсическое действие которых снижалось при растворении. Кроме того, значительные колебания температуры в воде были более сглажены. В конце архейской эры произошло разделение живых существ на прокариоты и эукариоты. Предполагают, что встречающийся в отложениях того времени графит имеет органическое происхождение и его количество соответствует количеству живой материи того времени. Первым материальным свидетельством зарождения жизни стали стромалолиты - слоистые структуры образованные цианобактериями.

2.Протерозойская эра. В это время продолжается дальнейшее развитие живого: происходит четкое разделение трех царств эукариот на растения, грибы и животных. Особенно широко распространены одноклеточные водоросли, появляются первые многоклеточные зеленые водоросли и низшие грибы (1.4 млрд. лет назад). Животные представлены простейшими, а позднее обнаруживаются первые многоклеточные - представители типов губки и кишечнополостные. Эти примитивные существа еще не имели ни известкового скелета, но изредка находят отпечатки их тел. На существование более крупных живых существ (червей), показывают четкие зигзагообразные отпечатки, - следы ползания, а также остатки "норок", обнаруженные в осадках морского дна. В 1947 г. австралийским ученым Р.К. Сприггсом в холмах Эдиакары (Южная Австралия) была открыта чрезвычайно интересная фауна. Оказалось, что большинство видов животных эдиакарской фауны существовавшей 600 млн. лет назад относится к неизвестным ранее группам бесскелетных организмов. Одни из них принадлежат к предкам медуз губок, членистоногих, другие напоминают червей - аннелид. Большинство животных того времени вели придонный образ жизни (моллюски), что объясняется сосредоточением на дне растений и органических веществ, которые служили им пищей.
На рис. 2 показаны некоторые организмы эдиакарской фауны.

Рис. 2. Поздний протерозой: 1-водоросли, 2-губки, 3,6-кишечнополосные (3-медузы, 6- восьмилучевые кораллы), 4,8-кольчатые черви, 5-иглокожие, 7-членистоногие, 9-строматолиты (образованы цианобактериями).

3. Палеозойская эра: Кембрийский период (от 540 до 488 млн. лет назад)

Начало этому периоду положил поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке. Граница между докембрием и кембрием проходит по горным породам, в которых внезапно обнаруживается удивительное разнообразие окаменелостей животных с минеральными скелетами – результат "кембрийского взрыва" жизненных форм.

В кембрийском периоде большие пространства суши были заняты водой, а первый сверхматерик Пангея разделился на два континента - северный (Лавразию) и южный (Гондвану). Соблюдается значительный размыв суши, вулканическая деятельность была весьма интенсивной, материки то опускались, то поднимались, результате формировались отмели и мелководные моря, которые иногда пересыхали на несколько миллионов лет, а затем вновь заполнялись водой. В это время появились наиболее старые горы в западной Европе (Скандинавские) и в центральной Азии (Саяны).

Все животные и растения обитали в море, однако, приливно-отливная зона уже была заселена микроскопическими водорослями, которые образовывали наземные водорослевые корки. Считается, что в это время начали появляться первые лишайники и наземные грибы. Животный мир того времени, впервые открытый в 1909 г. в горах Канады Ч. Уолкоттом, был представлен в основном донными организмами, такими, как археоциаты (аналоги кораллов), губки, различные иглокожие (морские звезды, морские ежи, морские огурцы и др.), черви, членистоногие (разнообразные трилобиты, мечехвосты). Последние были наиболее распространенной формой живых существ того времени (примерно 60% всех видов животных были трилобитами, которые состояли из трех частей - головы, туловища и хвоста). Все они вымерли к концу пермского периода, из мечехвостов до наших дней сохранились лишь представители одного семейства. Примерно 30% кембрийских видов представляли плеченогие (брахиоподы) - морские животные с двустворчатой раковиной, похожие на моллюсков. От перешедших к хищничеству трилобитов появляются ракоскорпионы длиной до 2 м. В конце кембрийского периода возникают головоногие моллюски, в том числе сохранившийся до сих пор род наутилиусов, и из иглокожих - примитивные хордовые (оболочники и бесчерепные). Появление хорды, придававшей телу жесткость, явилось важным событием в истории развития жизни.

^ Палеозойская эра: Ордовикский и Силурийский периоды (от 488 до 416 млн. лет назад)

В начале ордовикского периода большая часть южного полушария была по-прежнему занята великим материком Гондваной, в то время как прочие крупные массивы суши сосредоточились ближе к экватору. Европу и Северную Америку (Лаврентию) отодвинули дальше друг от друга расширяющийся океан Япетус. Сначала этот океан достиг ширины примерно 2000 км, затем вновь начал сужаться по мере того, как массивы суши, образующие Европу, Северную Америку и Гренландию, стали постепенно сближаться, пока, наконец, не слились в единое целое. В течение силурийского периода Сибирь "подплыла" к Европе (образовался Казахский мелкосопочник), Африка столкнулась с южной частью Северной Америки, и в итоге родился новый гигантский сверхматерик Лавразия.

После кембрия эволюция характеризовалась не возникновением совершенно новых типов животных, а развитием уже имеющихся. В ордовике произошло самое сильное в истории земли затопление суши, в результате большая ее часть покрылась огромными болотами‚ в морях были распространены членистоногие, головоногие моллюски. Появляются первые бесчелюстные позвоночные (например, существующие сейчас круглоротые - миноги). Это были донные формы, питавшиеся органическими остатками. Их тело было покрыто щитками, защищавшими от ракоскорпионов, но еще не было внутреннего скелета.

Примерно 440 млн. лет назад произошло сразу два знаменательных события: выход растений и беспозвоночных на сушу. В силуре наблюдалось значительное поднятие суши и отступление вод океана. В это время по болотистым берегам водоемов, в приливно-отливных зонах появляются лишайники и первые наземные растения, напоминавшие водоросли - псилофиты. Как адаптация к жизни на суше появляется эпидермис с устьицами, центральная проводящая система, механическая ткань. Формируются споры с толстой оболочкой, предохраняющие от высыхания. В дальнейшем эволюция растений шла в двух направлениях: моховидные и высшие споровые, а также семенные.

Выход беспозвоночных на сушу был обусловлен поиском новых мест обитания, отсутствием конкурентов и хищников. Первые наземные беспозвоночные были представлены тихоходками (которые хорошо переносят высыхание), кольчатыми червями, а затем многоножками, скорпионами и паукообразными. Эти группы появились от трилобитовых часто оказавшихся на отмелях во время отливов. На рис. 3 представлены основные представители животных раннего палеозоя.

Рис. 3. Ранний палеозой: 1-археоциаты, 2,3- кишечнополосные (2-четырехлучевые кораллы, 3-медуза), 4-трилобит, 5,6-моллюски (5-головоногий, 6-брюхоногий), 7-брахиоподы, 8,9-иглокожие (9-морские лилии), 10-граптолит (полухордовые), 11-бесчелюстные рыбообразные.

Палеозойская эра: Девонский период (от 416 до 360 млн. лет назад)

Девонский период был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки (Аппалачи) и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовывались широкие болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, дерзнувших сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу.

Среди беспозвоночных морских животных этого времени второй половины палеозойской эры следует отметить появлениеновых морских хищников аммонитов - головоногих со спирально закрученной раковиной, нередко с богато скульптированной поверхностью, а также кальмаров и осьминогов. Покрытые твердым панцирем позвоночные около 400 млн. лет назад дали начало примитивным челюстноротым - панцирным хрящевым рыбам (плакодермы). Возникновение существ с мощными костными челюстями (как у дунклеостея длиной 6 м) объясняется необходимостью активного захвата пищи и переходом к активно плавающему образу жизни. Позднее от панцирных челюстноротых появились хрящевые рыбы (акулы, скаты и химеры), наиболее распространенные в морях и пресных водах лучеперые костные рыбы, плавники которых представляют собой длинные костные лучи, редкие сейчас двоякодышащие (то есть имеющие и жабры, и легкие), а также кистепёрые рыбы, которые в настоящее время представлены одним реликтовым родом - латимерией. Кистеперые и двоякодышащие представляют собой сохранившиеся формы лопастоперых рыб - их мясистые плавники в основе имеют костные отростки, от которых отходят костные лучи.

В конце девона позвоночные выходят на сушу. Это обусловлено изменением климата и пересыханием мелководных водоемов. Предковые для наземных позвоночных лопастоперые рыбы, способные дышать атмосферным воздухом и переползать из водоема в водоем, используя плавники, сначала оставляли воду лишь на непродолжительные сроки. Передвигались на суше они плохо, используя для этой цели змеевидные изгибы тела (как будто плыли по суше). Лишь постепенно в передвижении на суше все большую роль начинали играть парные конечности, превращавшиеся по мере этого из плавников в конечности из-за необходимости держаться за грунт и отталкиваться от дна. Появившиеся 370 млн. лет назад первые амфибии - акантостеги, ихтиостеги и стегоцефалы (длиной 1-2 м) - имели в своем строении еще много рыбьих признаков. Благодаря интенсивным почвообразовательным процессам и особым климатическим условиям, в конце этого периода возникают низинные леса, образованные разнообразными древовидными хвощами, плаунами, папоротниковидными, которые появились в этом периоде (380 млн. лет назад). Началось распространение сухопутных беспозвоночных, в основном, членистоногих.

^ Палеозойская эра: Каменноугольный период (от 360 до 299 млн. лет назад)

В начале каменноугольного периода (карбона) большая часть земной суши была собрана в два огромных сверхматерика: Лавразию на севере и Гондвану на юге. На протяжении позднего карбона оба сверхматерика неуклонно сближались друг с другом. Это движение вытолкнуло кверху новые горные цепи, образовавшиеся по краям плит земной коры, а кромки материков были буквально затоплены потоками лавы, извергавшейся из недр Земли. Климат заметно охладилась, и, пока Гондвана "переплыла" через Южный полюс, планета пережила, по меньшей мере, две эпохи оледенения.

Благодаря теплому и влажному климату каменноугольного периода наступил расцвет древовидных споровых растений, характерными представителями которых были плауновидные (сигиллярии и лепидодендроны высотой 30-50 м), гигантские хвощевидные (каламиты), различные папоротники. В это время появились первые семенные растения, которые размножаются не спорами, состоящими из одной зародышевой клетки, а многоклеточными семенами – семенные папоротники (птеридоспермиды) и голосеменные (кордаиты). Возникшие семенные растения могли поселяться в более сухих местах, так как особенности их размножения не связаны с наличием воды. Огромные леса из разнообразных деревьев, которые после гибели образовывали толстые слои торфа стали основой в образовании современных местонахождений каменного угля.

Среди животных этого времени наиболее заметными становятся сухопутные. В карбоновом периоде появляются первые примитивные насекомые, которые являются наиболее разнообразными из живых организмов (более миллиона видов) - тараканы, жесткокрылые (жуки), прямокрылые (кузнечики, сверчки), двукрылые (мухи, комары), вымершие стрекозы, которые достигали гигантских размеров (до 50 см), развиваются и другие членистоногие (пауки и скорпионы). Также отмечается большое разнообразие амфибий с ярко выраженными конечностями, на которых было по 5-8 пальцев. К концу периода климат становится все более засушливым и континентальным. Это стимулировало появление новой группы животных – пресмыкающихся (рептилий) примерно 310 млн. лет назад, которые, заселяли более сухие пространства, избегая конкуренции и хищников. У них развилась новая эволюционная характеристика – внутреннее оплодотворение и развитие зародыша в яйце. Примерно в одно время появились четыре подкласса рептилий, различающиеся строением черепа: полностью вымершие анапсиды (предки черепах), зверообразные ящеры (синапсиды), которые стали предками млекопитающих, очень разнообразные диапсиды (ящерицы, змеи, крокодилы, динозавры и их потомки - птицы), морские рептилии (ихтиозавры) - парапсиды.
^ Палеозойская эра: Пермский период (от 299 до 251 млн. лет назад)

Весь пермский период сверхматерик Гондвана и Лавразия постепенно приближались друг к другу. Азия столкнулась с Европой, взметнув ввысь Уральский горный хребет. А в Северной Америке выросли Аппалачи. К концу пермского периода формирование гигантского сверхматерика Пангеи полностью завершилось. В перми произошло крупнейшее отступление моря в истории Земли, вновь усилилась вулканическая деятельность. Образовались большие пространства суши, во внутренних районах материков климат стал резко континентальным. Произошло значительное оледенение почти всей современной Африки, Австралии, Антарктиды.

В это время воцарился холодный и сухой климат. Обширные болотистые каменноугольные леса исчезли, так как вымерли практически все гигантские плауны, хвощи и папоротники, а также кордаитовые. На их месте появились и начали активно развиваться разные формы голосеменных - гинкговые, цикадовые и хвойные.

Рис. 4. Поздний палеозой: 1-кишечнополостные (одиночные и колониальные кораллы), 2,3-моллюски (2-брюхоногий, 3-головоногий (гониатит), 4-брахиопод, 5,6-иглокожие (5-морская звезда, 6-морские лилии), 7-9-рыбы (7-кистепёрая, 8-панцирная, 9-хрящевая), 10-земноводное; 11-13-пресмыкающиеся (11-пеликозавр, 12-парейазавр, 13-иностранцевия), 14-18-растения (14- псилофит, 15- членистостебельные (каламиты), 16-плауновидные (лепидодендроны и сигиллярии), 17-папоротник, 18-кордаит).

В животном мире интенсивно развивается класс рептилий: самые первые - котилозавры, стали предшественниками всех остальных форм премыкающихся. В первую очередь звероящеров (пеликозавров, обладавших большим кожным гребнем для регулировки температуры тела). Чуть позднее на их место пришли терапсиды (вероятные предки млекопитающих), объединяющие в своем строении признаки амфибий, рептилий и млекопитающих, а также архозавры (древние ящеры). В конце пермского периода произошло самое значительное вымирание в истории Земли - исчезли около 90-95% видов животных и растений: вымерли крупные морские моллюски, трилобиты, гигантские рыбы (достигавшие длины 15 м), панцирные животные, крупные насекомые и паукообразные. Погибли и многие амфибии, после этого они уже никогда не были многочисленной группой.На рис. 4 животный и растительный миры второй половины палеозойской эры.

^ Мезозойская эра: Триасовый и Юрский периоды (от 251 до 145 млн. лет назад)

Триасовый период в истории Земли ознаменовал собой начало мезозойской эры, или "эры средней жизни". До него все материки были слиты в единый гигантский сверхматерик Пангею. С наступлением триаса Пангея начала постепенно раскалываться, продолжаются горообразовательные процессы, начавшиеся в перми. Климат в те времена был ровным по всему земному шару. У полюсов и на экваторе погодные условия были гораздо более сходными, чем в наши дни. Ближе к концу триаса климат стал суше. Озера, реки и обширные внутренние моря начали быстро пересыхать, на их месте в настоящее время находят солевые и гипсовые месторождения. Во внутренних областях материков образовались обширные пустыни.

Началась эра господства голосеменных растений, которые включали в себя цикадовые, схожие с папоротниками и пальмами, хвойные (пихты, кипарисы, тиссы), гинкговые и бенеттидовые – предшественники покрытосеменных. Все эти растения образовывали сухие леса. В морях большое распространение получили аммониты, белемниты (предки современных осьминогов, каракатиц и кальмаров), более совершенные шестилучевые кораллы, иглокожие, акулы и перешедшие из пресных водоемов лучеперые рыбы, появились и размножились двустворчатые моллюски. На суше развиваются разнообразные насекомые, в том числе летающие, на место вымерших древних земноводных "приходят" первые представители современных амфибий - бесхвостые (лягушки, жабы), хвостатые (тритоны и саламандры), безногие (червяги - существа, похожие на дождевых червей длиной 1.5 м) и уже вымершие альбанепретоны. Современные представители этих организмов появились 50-70 млн. лет назад.

Мезозойский период стал также эрой процветания пресмыкающихся. Они постепенно покорили все три стихии: воду, сушу, и воздух. В это время (начиная с 220 млн. лет назад) возникает большое разнообразие рептилий. Архозавры дали несколько эволюционных линий: рано вымершие текодонты, существующие поныне (всего три семейства) крокодилы, птерозавры (летающие рептилии) и динозавры, причем последние делятся на две подгруппы - ящеротазовые (они делятся на растительноядные - завроподы - и плотоядные – тероподы - формы) и птицетазовые, которые были вегетарианцами. Параллельно с ними развивались потомки котилозавров - черепахи, появившиеся на Земле 210 млн. лет назад и сохранившиеся до сих пор, морские рептилии (похожие на дельфинов ихтиозавры и плезиозавры, напоминавшие помесь крокодила, тюленя и жирафа), клювоголовые (сохранился всего один вид, обитающий в Новой Зеландии, - гаттерия), чешуйчатые (разнообразные ящерицы и змеи) и зверообразные (терапсиды). От мелких терапсид примерно 225 млн. лет назад произошли примитивные млекопитающие, которые напоминают мелких грызунов (землеройки и ежи) и в течение всего мезозоя, развиваясь, не превышали размеров кошки. Позднее на их место пришли однопроходные животные (первозвери), которые сочетают качества рептилий и зверей, к настоящему времен в Австралии сохранились всего 3 вида таких животных - утконос и 2 вида ехидны.

В юрском периоде климат стал теплым и влажным, довольно ровным, образовались обширные болота и озера. В сырых и тенистых местах преобладали папоротники. Около 80% флоры планеты в это время составляли голосеменные. А в фауне того времени наибольшее распространение получили пресмыкающиеся, которые достигали поистине рекордных гигантских размеров. Среди них были бронтозавры и диплодоки, жившие на берегах водоемов и достигавшие 25-30 метров в длину и 20 т по массе, хищные двуногие тираннозавры длиной до 15 метров. В своих сферах обитания господствовали летающие ящеры (птерозавры) с размахом крыльев до 12 м и ихтиозавры длиной до 20 м. Примерно 150 млн. лет назад от одной из форм хищных динозавров произошли древние птицы, которые развивались по нескольким направлениям в течение всего мелового периода. Наиболее известным и хорошо описанным (10 скелетов) представителем древних птиц является археоптерикс (что означает "древнее перо"), первый скелет которого был найден в 1861 г, через несколько лет после появления эволюционной теории Дарвина.

^ Мезозойская эра: Меловой период (от 145 до 65 млн. лет назад)

В этот период поверхность нашей планеты начинает приобретать современный вид: отделилась Северная Америка, продолжался распад Гондваны и появились самостоятельные Южная Америка, Африка, Австралия, Антарктида. В центре Индийского океана находилась плита Индостана. Между южными материками и Евразией оставался древний океан Тетис. Название периода связано с обнаружением на всех материках осадочных отложений белого мела, который является наиболее характерной горной породой того времени. Горообразовательные процессы шли на западе Америки и востоке Азии.

В середине периода многие районы суши были затоплены.

В раннем и среднем мелу возникло большое разнообразие специализированных форм рептилий: стегозавры, птеродактили, мозазавры и т.д. Началось распространение птиц, которые еще имели зубы, как у рептилий. В середине мела появляются первые цветковые (покрытосеменные) растения, берущие начало, вероятно, от каких-то бенеттидоподобных предков не более 150 млн. лет назад. Они быстро развивались и приспосабливались к различным природным условиям. Примерно 90 млн. лет назад цветковые разделились на два класса - двудольные (которых сейчас большинство) и однодольные (всего 50 тыс. видов, в том числе зерновые). В конце периода появились новые более совершенные формы млекопитающих - сумчатые и плацентарные. На границе мезозоя и кайнозоя произошла глобальная катастрофа (вероятнее всего падение крупного метеорита, кратер от которого найден в Северной Америке на полуострове Юкатан.). В это время вымерло 75% всех населявших планету видов - все динозавры, птерозавры, все древние птицы (за исключением предков современных веерохвостых птиц), морские рептилии, крупные моллюски (аммониты и белемниты), кораллы, планктонные организмы, подавляющее большинство голосеменных (поэтому в настоящее время эту группу растений представляют лишь хвойные, цикадовые и единственный сохранившийся реликтовый вид гинкго).

Основные представители живых организмов мезозойской эры показаны на рис. 5.

Рис. 5. Жизнь в мезозое: 1-шестилучевые кораллы, 2-иглокожие, 3-6-моллюски (3-двустворчатый, 4-брюхоногий, 5-аммонит, 6-белемнит), 7-археоптерикс, 8-11-динозавры наземные (8-стегозавр, 9-диплодок, 10-трицератопс, 11-тиранозавр), 12-13-динозавры водные (12-плезиозавр, 13-ихтиозавр), 14,15-динозавры летающие - птерозавры (14-рамфоринх, 15-птеронодон), 16- папоротники, 17-бененеттиты, 18-цикадовое, 19-гинкго, 20-голосеменные.

^ Кайнозойская эра: Палеогеновый период (от 65 до 24.6 млн. лет назад)

Палеоген ознаменовал собой начало кайнозойской эры. В то время материки все еще находились в движении, поскольку "великий южный материк" Гондвана продолжал раскалываться на части. Южная Америка оказалась теперь полностью отрезанной от остального мира и превратилась в своего рода плавучий "ковчег" с уникальной фауной ранних млекопитающих. Африка, Индия и Австралия еще дальше отодвинулись друг от друга. На протяжении всего палеогена Австралия располагалась вблизи Антарктиды. Уровень моря понизился, и во многих районах земного шара возникли новые участки суши.

Начало кайнозойской эры связано с великим альпийским горообразованием (почти все высочайшие горные системы мира возникли приблизительно в это время). В течение кайнозойской эры происходило несколько материковых оледенений, захватывавших огромные площади (особенно в северном полушарии).

В начале палеогена на большей части планеты сложился тропический и субтропический климат. В первой половине этого периода в Европе сформировалась тропическая так называемая полтавская флора, которая заменила голосеменные и представленная различными пальмами (сабаль, нипа), папоротниками, фикусами, магнолиями, лаврами, коричными деревьями, миртами и др. Продолжали развиваться и хвойные (тисы и секвойи). Широкое распространение имели леса и редколесья. Неслучайно, большая часть животных являлись лесными обитателями. Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционировали параллельно. Однако первые сохранились лишь в Австралии, отдельных островах Тихого океана и немного в Южной Америке. Это связано с тем, что эти материки рано отделились от остальных, когда плацентарные там еще не развились. Среди последних, от насекомоядных возникли хищные, а для поедания разной растительной пищи - копытные, которые стали самыми разнообразными млекопитающими; они включают в себя непарнокопытных (которые появились 55 млн. лет назад, широко распространились, но в большинстве вымерли и сейчас представлены лишь тремя семействами - лошади, тапиры и носороги), парнокопытных (в настоящее время находятся в стадии процветания и очень разнообразны - бегемоты, верблюды, жирафы, олени, свиньи и т.д.), хоботных (появились чуть позднее и образовали несколько разных форм (динотерии, мамонты), но сохранились лишь два рода - африканский и индийский слоны), китообразных (киты, дельфины), сирены (которые сейчас находятся на грани вымирания) и пр. Среди морских животных стоит отметить распространение новых форм моллюсков (в том числе гигантские осьминоги и кальмары), морских ежей, ракообразных (крабы, омары), костных рыб.

Во второй половине палеогена климат становится более континентальным (появляются первые ледяные шапки в Арктике и Антарктике). Полтавская флора в Европе сменяется на севере тургайской, представленной листопадными видами: дубами, буками, березами, ольхой, тополями, клёнами, а также хвойными. Леса сменились саваннами и кустарниковыми зарослями. Основная часть крупных млекопитающих обитала по берегам рек и озёр. Это были носороги, тапиры, бронтотерии, огромные индикатерии (более 8 м в длину), гигантские хищные свиньи (энтелодоны - более 3 м в длину), большерогие олени (размах рогов 3 м). Интересна история развития лошадиных, предком их были гиракотерии размером с собаку, в третичное время они жили в основном в Северной Америке, но позднее там вымерли и были завезены туда обратно лишь во время заселения Америки европейцами. В кайнозойскую эру (позднее 60 млн. лет назад) вслед за распространением растительноядных животных появились и размножились хищники, к которым относятся и насекомоядные (кроты, летучие мыши), куньи (каланы, барсуки), и медвежьи, и ластоногие (тюлени, морские львы), и мангустовые (охотники на змей), и гиеновые (падальщики). Но наиболее характерными из них являются кошачьи и волчьи. Они могли охотиться на самых крупных животных благодаря появлению мощных клыков длиной до 20 см (саблезубые кошки, например, смилодон). Был очень разнообразен мир появившихся 65-60 млн. лет назад современных птиц - нандуобразные (страусы), журавлеобразные (журавли, дрофы), гусеобразные (гуси, утки, лебеди и др.), совообразные (совы, филины) Этому способствовало существование множества насекомых, плодов и семян цветковых растений. Из-за отсутствия серьезных врагов существовали диатримы - крупные бегающие хищные птицы до 2.5 м высотой, совы ростом 1 м, пеликаны с размахом крыльев 6 м. 60-55 млн. лет назад наступил новый этап развития земноводных, развивались змеи и ящерицы, широкое распространение получили грызуны (2000 видов), число которых сейчас составляет около половины всех млекопитающих. К ним относятся беличьи (белки и бобры), сони, мышевидные (хомяки, полевки, мыши и крысы, причем последние две формы выделились лишь в середине неогена), дикобразы, свинки и отдельный более древний отряд зайцеобразных.

Кайнозойская эра: Неогеновый период (от 24.6 до 2.6 млн. лет назад)

На протяжении неогена материки все еще находились "на марше", и при их столкновениях произошел ряд грандиозных катаклизмов. Африка "врезалась" в Европу и Азию, в результате чего возникли Альпы. При столкновении Индии и Азии вверх взметнулись Гималайские горы. В это же время сформировались Скалистые горы и Анды, поскольку и другие гигантские плиты продолжали смещаться и наползать друг на друга. Однако Австралия и Южная Америка по-прежнему оставались изолированными от остального мира, и на каждом из этих материков продолжала развиваться собственная уникальная фауна и флора.

В неогене лесная, луговая кустарниковая растительность сменяется степной и саванновой, образуются первые полупустыни и пустыни. Появляются злаковые и осоковые сообщества; деревья и кустарники встречаются в виде островков из лещины, березы, ореха, можжевельника, ясеня, клена, сосны др., по берегам рек и озер растут ивы, тополя, ольха. В это время особое распространение получили животные - обитатели открытых пространств (так называемая гиппарионова фауна): примитивные лошади (гиппарионы), антилопы, жирафы, быки, слоны (большое разнообразие), носороги, которые становились жертвами саблезубых кошек (махайродусов, а позже - смилодонов), гиен, медведей и примитивных волков. Широко распространены гигантские бегающие птицы, а также грифы, кондоры, врановые, гусеобразные и другие. В неогене отмечается большое разнообразие приматов, которые появились еще примерно 60 млн. лет назад и начало развития антропоидов. Сейчас известно около 200 видов обезьян: полуобезьяны (лемуры, долгопяты), низшие обезьяны (широконосые в Южной Америке и мартышковые в Старом Свете), человекообразные (шимпанзе, гориллы, орангутанги) и примыкающие к последним гоминиды (люди). Все они имеют общие признаки – одну пару грудных молочных желез, ногти вместо когтей, противопоставленный большой палец, смотрящие вперед глаза, высокоразвитые мозг и поведение. Человекообразные выделились 20-25 млн. лет назад. Их древними вымершими представителями были дриопитеки (предки горилл), сивапитеки (предки орангутангов и гиббонов), ореопитеки и уранопитеки - предки шимпанзе и гоминид. На рис. 6 показаны основные животные и растения, характерные для кайнозойской эры.

Рис. 6. Живые организмы и палеогена и неогена: 1-шестилучевые кораллы, 2,3 моллюски (2-двухстворчатые, 3-брюхоногий), 4-ракообразные (краб), 5,6-рыбы (5-костные, 6-хрящевые - акула), 7-птицы (гусиные), 8-13-млекопитающие (8-парнокопытные (эогиппус), 9- саблезубый тигр (смилодон), 10-непарнокопытные (гиппарион), 11-индикатерий 12-динотерий, 13-лемур), 14- пальмы, 15-хвойное, 16-цветковые растения (дубы).

Кайнозойская эра: Антропогеновый период (от 2.6 млн. лет назад до наших дней)

В начале периода большинство материков занимало то же расположение, что и в наши дни, причем некоторым из них для этого потребовалось пересечь половину земного шара. Узкий сухопутный "мост" связывал между собой Северную и Южную Америку. Австралия располагалась на противоположной от Британии стороне Земли. На северное полушарие наползали гигантские ледниковые покровы. Мир был в объятиях великого оледенения, который закончился 10000 лет назад. Климат потеплел, ледники отступили (их остатки представлены в настоящее время ледяными шапками в Арктике и Антарктике), и настало время расцвета человеческой расы.

Рис. 7. Жизнь в антропогене: 1,2-моллюски (1-брюхоногие, 2-головоногий – кальмар), 3-рыба, 4,5-китообразные (4-кит, 5-дельфин), 6-большерогий олень, 7-мамонт, 8-носорог, 9-пещерный медведь, 10-человек разумный, 11-птица, 12-цветковые растения - береза, 13-хвойные растения – ель и сосна.

В Евразии в связи с оледенением была распространена тундровая и таежная растительность (вплоть до Франции, Северной Испании, Италии и т.д.) Для Европы выделяют три периода оледенения: лихвинское, днепровское и валдайское. Животный мир был представлен бизонами, пещерными медведями, мамонтами, шерстистыми носорогами и т.д. (так называемая мамонтова фауна). Около 2 млн. лет назад впервые появился человек умелый (Восточная Африка) и началось развитие гоминид, которые представлены тремя последовательными ископаемыми формами человека - умелый, прямоходящий и разумный. Животный и растительный мир приобрели современный вид. Рис. 7 представляет современные древнему человеку животные и растения, а на рис. 8 основные этапы антропогенеза и особенности каждого из них при биологическом и социальном развитии человека.

Рис. 8. Основные этапы эволюции человека.

Будущее Земли

Ученые рассматривают сценарии дальнейшего развития нашей планеты и жизни на ней. Они зависят от конкретных явлений, которые могут оказать влияние на развитие Земли.
1) Во-первых, время жизни нашего Солнца не бесконечно, примерно через 4-5 млрд. лет на нем закончится водородное горючее. Оно расширится до размеров красного гиганта и "поглотит" все ближайшие планеты Солнечной системы. Это наиболее вероятный процесс, но произойдет он очень не скоро.

2) К серьезным изменениям может привести активная человеческая деятельность. Уже сейчас человек может менять некоторые экологические системы и влиять на геологические процессы. А применение ядерного оружия может привести к непоправимым последствиям, когда серьезно нарушатся взаимосвязи между различными географическими оболочками.

3) Вполне возможно столкновение Земли с космическим телом - астероидом или кометой. В таком случае в зависимости от размеров падающего на Землю объекта может произойти катастрофа регионального или глобального характера. Характерным примером такого события яв