Ученые считают что первые животные возникли в среде обитания

Происхождение млекопитающих и общая теория эволюции видов на Земле

Принято считать, что происхождение млекопитающих (возникновение царства) началось в юрский период и меловую эру. Именно тогда на Земле стали появляться новые виды. Их представители имели маленькие размеры. Численность этих животных в то время была не так велика, как у динозавров. Но, несмотря на это, будущее оказалось за их потомками.

Признаки и теория происхождения

Если говорить кратко, общими признаками млекопитающих являются вскармливание детей молоком и живорождение. Но существуют и другие факторы, отличающие их от других царств. Среди них такие:

Дифференцирована не только нервная система. У предков современных видов разделение было и в черепной коробке.

Считается, что млекопитающие произошли от древних ящеров. Какой именно вид был прародителем, достоверно неизвестно. Основой утверждения является то, что у этих животных большое количество сходств. Ранняя ступень развития характеризовалась только живорождением. К другим похожим чертам относится эмбриональный рост, дифференциация в строении скелета, присутствие у некоторых представителей вторичного неба и чешуек на хвосте, которые похожи на кожу рептилий. Из-за всех этих сходств появилось мнение, что млекопитающие (а также птицы) произошли от доисторических пресмыкающихся.

Таблица сходств и различий в строении тела.

Самое большое сходство проявляется у ехидны и утконоса — яйцекладущих видов. Эти животные очень похожи на зверозубую ящерицу. Но точный механизм появления современных представителей фауны неизвестен.

Исследователи считают, что первые зверозубые были оттеснены динозаврами в неподходящую среду обитания. Ящерицы в процессе эволюции начали осваивать новые места и постепенно распространились по всей планете.

Сейчас млекопитающие являются ведущим классом на Земле. Их многообразие позволяет процветать в самых тяжёлых условиях. Природа наградила этих животных развитой нервной системой и естественной терморегуляцией тела. Благодаря освоению разных сред обитания возникло большое разнообразие видов.

Классификация видов

Класс разделён на 2 подкласса: живородящие и первозвери. Живородящие также подразделяются на плацентарную и сумчатую группы. У последних плацента плохо развита, поэтому потомство рождается недоношенным. Детёныши продолжают свой рост в сумках. К таким видам относится опоссум, кенгуру, вомбат и коала.

У плацентарных животных процесс развития плотностью происходит в плаценте. Эта группа подразделяется на отдельные отряды. Среди основных можно выделить такие:

На данный момент млекопитающие являются самыми высокоразвитыми животными. Они смогли этого добиться благодаря физиологическим особенностям. Наиболее крупным представителем является синий кит, а самым мелким — бурозубка.

Эволюционные процессы и специализация зубов

Происхождение млекопитающих уходит во времена каменноугольного периода. Тогда произошло расхождение путей амниот. Так называются позвоночные, откладывающие яйца в скорлупе.

Амниотам не нужна была вода для размножения, так как внутри яйца были все необходимые вещества для развития потомства. Эти существа постепенно освоили участки суши, находящиеся вдали от водоёмов. Благодаря этому они смогли получить некоторые эволюционные преимущества.

Внутри этой группы начали появляться синапсиды. Их отличительной чертой было другое строение нижней челюсти и специализация зубов. Это стало большим преимуществом в питании, так как синапсиды смогли значительно расширить свой рацион.

У палеонтологов есть предположение, что кожа этих существ не имела чешую, а была обеспечена сальными и потовыми железами. Эти изменения помогали поддерживать оптимальный уровень жидкости в теле и регулировать температуру. Синапсиды были потомками звероящеров и стали прямыми предками млекопитающих.

Эволюция включает в себя такие этапы:

Важное преимущество в эволюционном плане предкам млекопитающих дал гетеродонтизм. Это разделение зубов на разные формы исходя из выполняемых функций. Они могут быть резцами, клыками или молярами. По степени развитости вида зубов учёные определяют, чем именно питается животное. Например, у грызунов самыми развитыми является резцы, а у хищных видов — клыки. Жвачные представители имеют мощные моляры.

У определённых видов млекопитающих зубы редуцируются. В некоторых случаях это происходит только с единственным типом, а в других — со всем челюстным рядом. Одним из важных определителей вида является описание и структура зубной формулы.

Гомойотермия и маммализация

Ранние представители млекопитающих уже имели теплокровность. Она появилась благодаря изменению структуры кожи и возникновению возможности при помощи питания поддерживать быстрый метаболизм.

У терапсид во времена пермского периода возникли такие механизмы:

Второй механизм модифицировал всю челюстную систему. Мускулы стали более сильными, а также изменилось строение суставов. Нижняя челюсть получила отростки в виде слуховых косточек, из которых в итоге сформировалась ухо.

Кожа позволяет регулировать температуру всего организма. Этот процесс осуществляется благодаря выделению пота и наличию шерсти. Волосяной покров способствует сохранению тепла в холодных условиях, а выведение жидкости помогает охладить тело.

Молочные железы имеют не все млекопитающие. У яйцекладущих видов соски отсутствуют. Детёныши просто слизывают молоко, которое выделяется на коже. Сосок образовался у другой ветви класса.

Цинодонты и первые млекопитающие

В пермский период от зверозубых отделилась ветвь цинодонтов. Эти животные были очень похожи на современные виды. Уже от них в триасовой эре возникли млекопитающие.

Не млекопитающие цинодонты исчезли ещё в меловом периоде, а синапсиды не смогли пережить пермское вымирание. Доминирующим видом были динозавры, поэтому новым животным пришлось приспосабливаться.

Живорождение впервые появилось в юрском периоде. Тогда животные разделились на плацентарных и сумчатых. Точный процесс возникновения плаценты не изучен, но представители этого отряда постепенно вытесняют яйцекладущих и сумчатых. Последние смогли сохраниться лишь потому, что Австралия отделена от других материков. Там миллионы лет создавалась своя экосистема. Практически все виды сумчатых проживают на этом континенте.

Млекопитающие являются самым распространённым классом животных на планете. Они смогли занять все экосистемы, приспособиться к любым условиям. Благодаря теплокровности и терморегуляции эти существа способность жить даже в Антарктиде.

Источник

Когда появились первые животные, Земля была ледяным шаром?

Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.

Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.

Эры и периоды в жизни на Земле

Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки. Ученые выделяют особо значимые события в формировании жизни на Земле в отдельные отрезки времени – эры, которые делятся на периоды.

Существует пять эр:

Архейская эра

Архейская эра
Архейская эра началась около 4,6 млрд. лет назад, когда планета Земля только стала формироваться и признаков живого на ней не было. Воздух содержал хлор, аммиак, водород, температура доходила до 80°, уровень радиации превышал допустимые границы, при таких условиях зарождение жизни было невозможным.

Считают, что около 4 млрд. лет назад наша планета столкнулась с небесным телом, и следствием было формирование спутника Земли – Луны. Это событие стало значимым в развитии жизни, стабилизировало ось вращения планеты, поспособствовало очищению водных структур. Как следствие, на глубине океанов и морей зародилась первая жизнь: простейшие, бактерии и цианобактерии.

Отчего же случился ледниковый период?

Об этом спорят уже сотни лет и до наших дней. Большинство ученых сходятся во мнении, что обледенение земного шара было практически мгновенным явлением. Этим можно объяснить тот факт, что вмерзшие в лед мамонты и прочие доисторические животные сохранились практически целиком – значит, времени на разложение живых организмов природа не оставила. По ряду версий, Земля была почти целиком скована льдами, и лишь незначительные карманы с открытой водой оставалсь там, где находились горячие источники. Многие утверждают, что эти карманы – пояс открытой воды — могли сохраниться как раз по экватору.

Люблю в духовке и сырую: несколько способов приготовить лапшу из цукини

Спал в сточных водах: ученый озвучил новую версию появления коронавируса

Что делать, если ребенок прячется, когда слышит гром: советы родителям

Но это даже не так существенно, как тот неоспоримый для многих факт, что обледенение началось внезапно. Это могло быть вызвано быстрым выветриванием континентов Земли, которые имели свойство поглощать углекислый газ: резкое потепление, выбросы парниковых газов закончились стремительным падением температуры.

Протерозойская эра

Протерозойская эра
Протерозойская эра длилась примерно с 2,5 млрд. лет до 540 млн. лет назад. Обнаружены остатки одноклеточных водорослей, моллюсков, кольчатых червей. Начинает формироваться почва.

Воздух в начале эры еще не был насыщен кислородом, но в процессе жизнедеятельности бактерии, населяющие моря, стали все больше выделять O2 в атмосферу. Когда количество кислорода находилось на стабильном уровне, многие существа сделали шаг в эволюции и перешли на аэробное дыхание.

Признаки и теория происхождения

Если говорить кратко, общими признаками млекопитающих являются вскармливание детей молоком и живорождение. Но существуют и другие факторы, отличающие их от других царств. Среди них такие:

Дифференцирована не только нервная система. У предков современных видов разделение было и в черепной коробке.

Считается, что млекопитающие произошли от древних ящеров. Какой именно вид был прародителем, достоверно неизвестно. Основой утверждения является то, что у этих животных большое количество сходств. Ранняя ступень развития характеризовалась только живорождением. К другим похожим чертам относится эмбриональный рост, дифференциация в строении скелета, присутствие у некоторых представителей вторичного неба и чешуек на хвосте, которые похожи на кожу рептилий. Из-за всех этих сходств появилось мнение, что млекопитающие (а также птицы) произошли от доисторических пресмыкающихся.

Таблица сходств и различий в строении тела.

Самое большое сходство проявляется у ехидны и утконоса — яйцекладущих видов. Эти животные очень похожи на зверозубую ящерицу. Но точный механизм появления современных представителей фауны неизвестен.

Исследователи считают, что первые зверозубые были оттеснены динозаврами в неподходящую среду обитания. Ящерицы в процессе эволюции начали осваивать новые места и постепенно распространились по всей планете.

Сейчас млекопитающие являются ведущим классом на Земле. Их многообразие позволяет процветать в самых тяжёлых условиях. Природа наградила этих животных развитой нервной системой и естественной терморегуляцией тела. Благодаря освоению разных сред обитания возникло большое разнообразие видов.

Палеозойская эра

Палеозойская эра
Палеозойская эра включает шесть периодов.

Кембрийский период (530 – 490 млн. лет назад) характеризуется возникновением представителей всех видов растений и животных. Океаны населяли водоросли, членистоногие, моллюски, появились первые хордовые (хайкоуихтис). Суша оставалась незаселенной. Температура сохранялась высокой.

Ордовикский период (490 – 442 млн. лет назад). На суше появились первые поселения лишайников, а мегалограпт (представитель членистоногих) стал выходить на берег для откладывания икры. В толще океана продолжают развиваться позвоночные, коралловые, губки.

Силурийский период (442 – 418 млн. лет назад). На сушу выходят растения, у членистоногих формируются зачатки легочной ткани. Завершается образование костного скелета у позвоночных, появляются сенсорные органы. Идет горообразование, формируются разные климатические зоны.

Девонский период (418 – 353 млн. лет назад). Характерно образование первых лесов, преимущественно папоротниковых. В водоемах появляются костные и хрящевые, амфибии стали выходить на сушу, формируются новые организмы – насекомые.

Каменноугольный период (353 – 290 млн. лет назад). Появление земноводных, происходит опускание материков, в конце периода было значительное похолодание, что привело к вымиранию многих видов.

Пермский период (290 – 248 млн. лет назад). Землю населяют пресмыкающиеся, появились терапсиды – предки млекопитающих. Жаркий климат привел к образованию пустынь, где смогли выжить только стойкие папоротники и некоторые хвойные.

Эволюция млекопитающих

Происхождение этого класса животных уходит своими корнями в каменноугольный период. В это время разошлись пути амниот — позвоночных, которые откладывали яйца в твердой оболочке.

Амниот отличал от земноводных прежде всего этот признак: им не требовалась вода, чтобы размножаться, в яйце был необходимый запас питательных веществ для роста зародыша. Таким образом, амниоты освоили относительно далекие от водоемов участки суши, а значит, получили ряд эволюционных преимуществ.

Среди этой группы стали выделяться синапсиды, характерной чертой которых стала специализация зубов и особенности строения нижней челюсти. Это было важным преимуществом в питании, позволявшим расширить свой рацион в любом месте обитания. Также палеонтологи в последних докладах предполагают, что кожа синапсид не имела чешуи, зато была снабжена железами: это помогало регулировать теплоотдачу и уровень жидкости в организме. Синапсиды и были предками млекопитающих.

Периодизация эволюции млекопитающих включает в себя следующие периоды:

Специализация зубов

Гетеродонтизм дал важное эволюционное преимущество предкам млекопитающих. Он представляет собой разделение зубов по форме и выполняемым функциям. Зубы млекопитающих делят на три типа: резцы, клыки и моляры. По степени развитости тех или иных типов зубов можно судить о том, как питается конкретный вид животных. Так, у хищников самые развитые зубы — клыки, а у грызунов — резцы. У жвачных хорошо развиты моляры, позволяющие перетирать растительную пищу с большим количеством клетчатки. На картинке представлены зубы человека: резцы (I), клыки (C), премоляры (B), моляры (M).

При этом у части млекопитающих зубы могут редуцироваться. Иногда это происходит со всеми зубами, иногда только с одним типом. В ряде случаев у некоторых видов бывает даже вторичный гомодонтизм, такая особенность свойственна китам. Характеристика зубной формулы — один из определителей вида.

Гомойотермия

У предков млекопитающих получила развитие настоящая теплокровность. Ее становлению способствовали такие их отличительные признаки, как строение кожи и возможность поддерживать высокий метаболизм с помощью питания.

К пермскому периоду для поддержания теплокровности у терапсид — одной из групп синапсид — появляются такие механизмы как:

Последнее стало частью модификации всей челюстной системы. Жевательная мускулатура получила развитие, изменилось строение челюстного сустава, и из части кости нижней челюсти образовались слуховые косточки, на основе которых позже сформируется слуховой анализатор — ухо.

Маммализация

Кожа является одним из средств терморегуляции организма. Эту функцию она осуществляет благодаря потовым железам, которые отводят излишнее тепло в виде жидкости (пот), а также наличию шерсти — она помогает сохранить тепло при низких температурах.

Была ли у зверозубых шерсть — спорный вопрос, но наличие потовых желез является фактом. Из их части постепенно возникли современные молочные железы. Изначально их роль в выкармливании потомства была скромной: детеныш, возможно, восполнял слизыванием жидкости недостаток воды и минеральных солей.

Развитая молочная железа и сейчас свойственна не всем млекопитающим. Так, однопроходные (в школьных учебниках они называются яйцекладущими, в противовес живородящим), представленные на данный момент утконосом и ехидной, не имеют сосков, и детеныш слизывает выделяющееся молоко. Сосок появился у другой ветви млекопитающих позже.

Молочные железы располагаются не где попало, а вдоль так называемых молочных линий, идущих от паха к подмышкам.

Мезозойская эра

Мезозойская эра
Мезозойская эра делится на 3 периода:

Триасовый период (248 – 200 млн. лет назад). Развитие голосеменных растений, появление первых млекопитающих. Раскол суши на континенты.

Юрский период (200 – 140 млн. лет назад). Возникновение покрытосеменных растений. Появление предков птиц.

Меловой период (140 – 65 млн. лет назад). Покрытосеменные (цветковые) стали господствующей группой растений. Развитие высших млекопитающих, настоящих птиц.

Что же с животными и людьми?

Эти интересные идеи о внезапном обледенении и последующей внезапной оттепели не поддерживают многие ученые. Биологам давно известно, что животные обладают инстинктом не только самосохранения, но и оказания помощи своему ближнему. При этом они не будут спасать или помогать живым сущствам из другого вида. Здесь вопрос стоит как раз о сохранении себя. Известны случаи, когда дикие животные усыновляли детенышей погибших родителей одного с ними вида, но никогда – детенышей особей другого вида. К сожалению, палеонтологическая летопись очень разношерстная, и реальных доказательств связи эволюции животных с глобальным обледенением и последующим потеплением нет, здесь можно говорить лишь о гипотезах. Старейшие окаменелости останков сложных животных относят к периоду 560 миллионов лет назад.

Для того, чтобы снизить вес, недостаточно тренироваться и есть здоровую пищу

Как самостоятельно сшить клатч с водонепроницаемым слоем: простой способ

Художник взял поддоны и построил домик, сошедший со страниц сказок

Генетика также не может дать окончательный ответ на все вопросы. Работая в обратном направлении через семейное древо животных и оценки темпов генетических изменений, ученые подсчитали, что первые животные, скорее всего, возникли около 750 миллионов лет назад. Но эти «молекулярные часы» оценки по определению ненадежны.

Влияние живых существ на климат

Влиять на климат могут не только люди и животные. Даже обычные роющие черви могут разбивать камни, а каменная пыль реагирует с двуокисью углерода в воздухе. Морские животные повышают уровень кислорода в океане, поедая остатки погибших организмов, которые бы, в свою очередь, потребляли кислород. Одним словом, нет в мире ни одного существа, которое так или иначе не влияло бы на жизнь на Земле.

Источник

Раскрыта тайна первых животных на Земле

Фото: University of Oxford / The Royal Society

Палеонтологи из Оксфордского университета (Великобритания), а также Гарвардского и Йельского университетов в США раскрыли тайну появления первых многоклеточных животных (Metazoa) на Земле. Согласно выводам ученых, эта категория живых организмов возникла около 800 миллионов лет назад. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Interface Focus Лондонского королевского общества.

Молекулярные часы показывают, что первые животные существовали около 833-650 миллионов лет назад, хотя самые старые окаменелости животных датируются лишь 580 миллионами лет назад. Это несовпадение объясняется тем, что окружающая среда не всегда была пригодна для формирования окаменелостей (этот процесс называется фоссилизацией) и их сохранности. Однако в новой работе ученые выяснили, что подходящие для фоссилизации условия существовали и раньше.

Исследователи изучили древние окаменелости нескольких геологических формаций: лахандской группы в Сибири возрастом один миллиард лет, а также отложений осадочных пород Сванбергфьеллет (Шпицберген) и Винниятт (арктическая Канада), сформированных 800 миллионов лет назад. Из отложений вырезали тонкие пластинки, в которых содержались микрофоссилии — окаменевшие следы микроорганизмов. С помощью фокусируемого ионного луча ученым удалось получить вертикальные срезы ископаемых существ и их непосредственного окружения.

Инфракрасная микроспектроскопия образцов показала, что окаменелости окружены каолинитами — минералами, богатыми алюминием. Известно, что каолиниты, подавляющие рост бактерий и замедляющие разрушение окаменелостей, сыграли ведущую роль в формировании сланцев Берджесс (кембрийский период, 508 миллионов лет назад) в Скалистых горах. В сланцах Берджесс палеонтологи до сих пор обнаруживают гигантское разнообразие древних организмов кембрийского периода, в том числе членистоногих, червей, губок и других многоклеточных существ, которые с трудом поддаются классификации.

В образцах из Сибири, Шпицбергена и арктической Канады полностью отсутствовали следы Metazoa, хотя изученные отложения формировались при тех же условиях, что и сланцы Берджесс. На основании этого ученые пришли к выводу, что многоклеточных животных ранее 800 миллионов лет назад не существовало. До их появления планету населяли бактерии, археи, одноклеточные эукариоты, зеленые водоросли и другие примитивные организмы.

Источник