Энциклопедия

Пионеры суши

Вода и суша — две основные среды, в которых совершалось историческое развитие жизни от низших организмов к высшим. Широкое освоение суши растениями и животными произошло в середине палеозойской эры. Это развитие шло сложными путями.

Древнейшие примитивные одноклеточные организмы: 1. Эвглена. 2. Жгутиковое-вольвокс. 3.  ифузория-туфелька. 4. Амеба. Древнейшие многоклеточные: 5. Гидроидный полип. 6. Губка. Высокоразвитые кишечнополостные: 7. Гребневик. Членистоногие: 8. Трехметровый ракоскорпион. Древнейшие рыбы: 9. Кистеперая рыба. От кольчатых червей произошли наземные членистоногие вплоть до крылатых насекомых: 10. Кольчатый червь. 11. Перипатус. 12. Многоножка. 13. Бескрылое насекомое. 14. Крылатое насекомое. Древние наземные растения: 15. Псилофитьк Головоногие моллюски: 16. Аммонит. 17. Белемнит. Голосемянные растения: 18. Саговники, или цикадовые. 19. Шишка («цветок») голосемянного беннеттита. Она очень напоминает цветок магнолии. Это говорит о происхождении покрытосемянных растений от голосемянных.

Вероятно, в это время в пресных водах суши уже обитали многочисленные организмы: из растений — зеленые и сине-зеленые водоросли, бактерии, низшие грибы, из животных — одноклеточные корненожки, жгутиковые, реснитчатые инфузории, различные другие беспозвоночные, кишечнополостные и черви. Обитателей пресных вод можно по праву назвать пионерами жизни на суше.

Во второй половине силуриййского периода (силура), около 420 млн. лет назад, на Земле произошло мощное горообразование (см. ст. «Геологическая история Земли»), так называемая каледонская складчатость. Оно сопровождалось поднятием материков и обмелением морей, появлением заливов, лагун. Некоторые из них опреснялись впадающими в них реками, другие становились солеными или совсем усыхали.

Именно в исчезающих, окраинных участках морей и других водоемов сама природа вынуждала некоторые виды водяных растений (зеленые водоросли и др.) приспосабливаться к жизни вне воды. В периоды мелководий и засух водные растения, у которых лучше были развиты предвестники будущих корней, выживали. В течение тысячелетий растения постепенно расселялись в прибрежной полосе суши, дав начало наземному растительному миру.

Тело высших растений расчленено на части — ко-,рень, стебель и листья. Корень нужен для прикрепления и для добывания из почвы воды и питательных веществ (водоросли в корнях не нуждаются — они впитывают эти вещества прямо из воды). В листе растения концентрируется зеленый пигмент хлорофилл, без которого невозможен фотосинтез. Стебель нужен для поддержки листьев и для связи их с корнями. Первые наземные растения росли по берегам морей и других водоемов. По своему внешнему виду эти растения были похожи на мхи, плауны и отчасти на водоросли. Их называют псилофитами, т. е. «голыми» или «лысыми» растениями, так как листьев они обычно не имели. Их тело, как и у водорослей, не расчленялось еще на основные органы. Вместо корней у них имелись своеобразные подземные выросты — ризоиды. Размножались псилофиты при помощи спор, помещавшихся на концах ветвей в спорангиях. Некоторые псилофиты стали настоящими сухопутными жителями и достигали подчас значительных размеров — 3 м высоты. Псилофиты существовали относительно недолго — до конца девона. От них произошли более сложно устроенные хвощевые, плауновые и папоротникообразные растения. Приблизительно в одно время с псилофитами на суше возникли мхи и грибы, организмы, близкие к водорослям.

Вместе с растениями на сушу начали переселяться и животные — сначала беспозвоночные, а потом и позвоночные. По-видимому, первыми из воды выбрались кольчатые черви (предки современных дождевых червей), моллюски, а также предки наземных членистоногих, которые во взрослом состоянии дышат трахеями — сложной системой трубок, пронизывающих все тело. Некоторые беспозвоночные того времени, например ракоскорпионы, были самыми крупными животными и достигали в длину 3 м.

Среди обитателей мелкого моря появились в ордовикском периоде первые позвоночные — панцирные рыбы, с костно-хрящевым внутренним скелетом. Происхождение рыб — одна из загадок истории животного мира. Древние рыбы найдены и в морских и в континентальных отложениях — озерных и речных, причем первичные панцирные рыбы были пресноводными.

Тело древнейших панцирных рыб имело вместо костного скелета хрящевой, а снаружи было покрыто неподвижным костным панцирем, который состоял из пластин, особенно крупных в передней части. В таком тяжелом костяном мешке рыбы были неповоротливы. Из-за отсутствия настоящих челюстей они питались мелкими донными животными и остатками организмов. От близкой к панцирным рыбам ветви произошли рыбы с костным скелетом. От них позже произошли лучеперые, двоякодышащие и кистеперые рыбы. В девонском периоде костные рыбы были самыми высокоорганизованными животными. Появление рыб — большое событие в истории жизни Земли. Ведь именно от них путем последовательного и длительного развития произошли земноводные, пресмыкающиеся, птицы и, наконец, первые млекопитающие.

В Девонском перидде (девоне), который начался около 400 млн. лет назад, вследствие каледонского горообразования произошло сокращение морских бассейнов и увеличилась суша, резко возросла континентальность климата. Теплые моря девонского периода были подлинным раем для рыб. Их было очень много, и некоторые рыбы достигали громадных размеров. Хищник динихтис, достигавший 10 м в длину, даже не имея зубов, режущими челюстями без труда мог бы расправиться с крупным животным. Появились панцирные рыбы со свободными от брони хвостом и задней половиной туловища. Таким рыбам легче удавалось нападать и защищаться. Но девонские моря не только пополнялись новыми организмами. Начали вымирать трилобиты, ракоскорпионы и древние иглокожие. Среди беспозвоночных появились головоногие моллюски со спирально свернутой многокамерной раковиной — аммониты.

На суше к этому времени произошли большие перемены: материки стали подниматься, и площадь их намного увеличилась. Образовались многочисленные озера и реки, началось бурное развитие наземной растительности и сухопутных животных. Плоские побережья материков, полузатопленные водами и заболоченные, покрылись обильной растительностью. В конце девона на Земле росли леса из папоротников, хвощей, плаунов. Одни из этих растений напоминали кустарники, другие — крупные деревья. В этих первобытных лесах уже жили насекомые и древние пауки.

В это же время произошло знаменательное событие в истории развития животного мира: девонские кистеперые рыбы стали превращаться в первых четвероногих, дышащих легкими животных — стегоцефалов. Они относятся к земноводным, или амфибиям,— самым примитивным наземным позвоночным. Колыбелью кистеперых рыб были пересыхающие реки и озера. В них развились рыбы, которые стали передвигаться на упругих плавниках и «заглатывать» воздух. У кистеперых были не только настоящие жабры, но и некое подобие легких. Добавочный способ получать кислород прямо из воздуха очень помогал им, когда вода из бассейнов испарялась. Такие рыбы дышали то жабрами, то выростами передней части кишечника (похожими на плавательный пузырь), стенки которых обильно пронизаны кровеносными сосудами.

Развитие этих рыб относится к девонскому и каменноугольному периодам. Но их особое значение для эволюции наземного мира проявилось уже в девоне, когда из этих рыб возникли амфибии.

Развитые конечности позволяли кистеперым рыбам переползать из пересыхающих водоемов в места, где они находили воду. Способность дышать воздухом спасала их от гибели при путешествиях по суше. Под влиянием неблагоприятных для обычных рыб условий у кистеперых рыб постепенно развились из грудных и брюшных плавников четыре ноги, очень несовершенные и слабые, более похожие на ласты, с пятью костными лучами. Вот почему у всех наземных позвоночных животных четыре пятипалые конечности. А дальше все пошло ускоренным темпом. Животные постепенно утратили рыбий хвост и превратились в стегоцефалов, или панцирно-головых амфибий, способных жить в воде и на суше. Слизистая кожа животных была не защищена от высыхания. Размножение и первые стадии жизни у стегоцефалов проходили в воде, в виде личинок, которые дышали жабрами (как головастики).

Древнейший стегоцефал — ихтиостега имел высокий, закругленный, как у рыб, череп. Он, как и рыбы, обладал органами боковой линии, которые лежат в замкнутом канале и сообщаются с наружной средой при помощи отверстий в костной крышке черепа. Строение зубов, позвонки и покрытый чешуей хвост были еще совсем как у рыб. Но ихтиостеги уже обладали лапами, похожими на ласты, с помощью которых они передвигались по суше. Дышали эти животные легкими, хотя и имели остатки жабр. Ихтиостеги большую часть жизни находились в воде, где ловили рыбу, червей, а на суше — насекомых. Они были гораздо подвижнее своих предков — рыб. У ихтиостегов, кроме того, усложнились сердце, органы слуха, нервная система.

Следующий по времени период — каменноуголъный (Kapбон) — начался около 350 млн. лет назад. В каменноугольном периоде, который получил это название из-за обилия в его отложениях угля (по-латыни «карбо»), началось наступление моря на сушу, древние каледонские горы сгладились. Большая часть Европейской равнины оказалась затопленной морем, образовались огромные заболоченные низины, в которых пышно развивалась наземная растительность. Карбон — это царство земноводных. К этому времени у них образовались уже конечности, вполне пригодные для настоящего хождения. Одни земноводные питались рыбой, но большинство предпочитало насекомых и червей. Стегоцефалы имели различный облик — одни были похожи на змей, другие — на ящериц или крокодилов. Это был странный, чудовищный мир великанов растений и гигантских амфибий, достигавших 4 м длины.

Удивительная растительность покрывала сушу. Колоссальные древовидные папоротники, плауны и хвощи высотой до 50 м, в диаметре до 3 м образовывали густые леса. Шапки мхов покрывали ветви. Климат был теплый и влажный. Сырость пронизывала все вокруг, а тяжелый туман по многу дней застаивался между деревьями, корни которых были погружены в воду.