§ 59. Історичний розвиток тваринного світу

Що таке еволюція

Усі живі істоти на Землі з’явилися в процесі історичного розвитку, а це означає, що спочатку на нашій планеті виникли найпростіші за будовою і способом життя прокаріотичні організми, очевидно, подібні до сучасних бактерій, які поступово від покоління до покоління ускладнювали свою організацію і перетворилися на еукаріотів. (Пригадай, що таке прокаріоти та еукаріоти.) Згодом ці одноклітинні організми дали початок багатоклітинним тваринам простої будови, а ті, у свою чергу, в історичному розвитку пройшли стадії від двошарових багатоклітинних до тришарових, від тварин, що нагадували плоских червів, до кільчастих червів, від яких походить багато сучасних видів. Такий процес історичного розвитку живих істот на Землі називається еволюцією (від лат. еволюціо — розгортання).

Унаслідок чого відбувається еволюція і завдяки яким механізмам примітивні істоти в процесі історичного розвитку вдосконалюються? Механізми і причини цього процесу тривалий час залишалися загадкою для вчених. І лише у другій половині XIX ст. англійський вчений Чарлз Дарвін створив теорію еволюції, в якій довів, що механізми перетворення живих істот закладені в природі цих організмів. Основні її положення:

244

— усі біологічні види зазнають постійних змін, які можуть бути сприятливими або, навпаки, шкідливими для організму;

— за сприятливих змін внаслідок підвищення пристосовуваності організмів до умов навколишнього середовища в них з’являється більше шансів вижити і залишити численне потомство.

Отже, особини-носії сприятливих змін від покоління до покоління збільшують свою чисельність і поступово витісняють інших особин, в яких відсутні такі сприятливі для життя зміни. Виживання найбільш пристосованих організмів Ч. Дарвін назвав природним добором. А сама ідея виживання найбільш пристосованих організмів є головною в його теорії еволюції.

Сучасна біологія трактує виникнення нового виду так. Якщо тварини певного виду потрапляють у нові місця існування, то може статися, що швидше розмножуватимуться особини з ознаками, які в колишніх умовах не надавали їм помітних переваг. Поступово в новому середовищі зростає кількість особин, які дедалі більше відрізняються від своїх предків, і, зрештою, зміни стають такими істотними, що ці особини втрачають здатність схрещуватися з особинами попереднього виду, тобто утворюється новий вид. Таким чином відбувається процес видоутворення, який є ключовим в еволюції.

Викопні тварини як наявні докази еволюції

Особливі труднощі дослідження еволюції полягають у розтягнутості історичних перетворень на багато навіть не тисячоліть, а мільйонів років. Достатньо сказати, що історичний вік добре відомих видів, таких як миша хатня, горобець польовий або окунь річковий, учені оцінюють в 1—2 млн років. Саме стільки знадобилося природі, щоб створити ці види в їх сучасному вигляді. Зрозуміло, що за період життя однієї людини неможливо оцінити будь-які еволюційні зміни навіть на рівні утворення нових видів. Тому в багатьох людей виникає запитання: а може, ніякої еволюції насправді й немає?

• Ті, хто сумнівається в реальності біологічної еволюції, говорять: «Поясніть, у чому виявляється еволюція в наші дні. Адже всі види з року в рік залишаються незмінними». Проте вчені довели, що за останні десятиліття відбулися спадково закріплені зміни в багатьох видів тварин, рослин і особливо бактерій, найчастіше в зонах активної діяльності людини. Та й сама людина змінюється від покоління до покоління, зокрема збільшився зріст людей.

Існують беззаперечні наукові докази еволюційних перетворень живих організмів, які ґрунтуються на наявності викопних решток тих давніх тварин і навіть рослин, які жили не десятки або сотні мільйонів, а мільярди років тому. Як правило, рештки давніх організмів містяться в певних шарах Землі, вік яких добре відомий геологам (ти, звичайно, знаєш, що це за наука — геологія!). Завдяки цьому можна встановити період історії Землі, в який жили ці давно вимерлі істоти, і визначити їх вік.

Періоди історичного розвитку життя на Землі

Становлення життя на Землі відповідає етапам розвитку земної кори, які називаються ерами.

Первісна ера розвитку життя на Землі називається Археєм (від грец. архаїс — первісний). Вона розпочалася 3,6 млрд років тому і тривала

245

майже 1 млрд років. Протягом цього періоду на Землі відбувалась активна вулканічна діяльність. З’явилися живі істоти найпростішої будови, подібні до примітивних бактерій та водоростей.

Протерозой (від грец. протерос — більш ранній і зое — життя) тривав близько 2 млрд років (2,6—0,68 млрд років тому). У цей період було багато опадів, сформувалася атмосфера, подібна до сучасної, виникли найперші одноклітинні еукаріоти, а далі — багатоклітинні рослини й тварини.

Палеозой (від грец. палео — давній і зое) розпочався 570 млн років тому, а закінчився 230 млн років тому. У цей період відбувалися горотворні процеси. Це був час активної еволюції вищих рослин. З’явилися мохи, плауни, хвощі, папороті та голонасінні рослини. Виникли всі типи і класи безхребетних, а також хребетних тварин, за винятком птахів та ссавців. Для першої половини палеозою властиве панування морських безхребетних, круглоротих та хрящових риб. Друга, половина палеозою — період поширення рослин і тварин на суходолі. З’явилися павукоподібні й давні комахи, частина риб перетворилася на амфібій, від яких походять найперші плазуни.

Мезозой (від грец. мезос — серединний і зое) тривав 230—66 млн років тому. Це період панування голонасінних рослин і папоротеподібних. Плазуни освоїли суходіл, моря, повітряний простір. На початку мезозою виникли перші ссавці, а в середині — давні птахи. Наприкінці періоду з’явилися покритонасінні рослини; відбулося вимирання динозаврів та інших велетенських рептилій.

Досі немає остаточної відповіді на запитання: чому вимерли динозаври? Проте вчені висунули з цього приводу кілька гіпотез:

1. У період існування динозаврів клімат на нашій планеті був теплим і сухим, однак 80 млн років тому температура повітря раптово різко знизилася, що призвело до вимирання динозаврів та інших гігантських рептилій.

2. Дрібні, але жваві та кмітливі ссавці склали конкуренцію незграбним динозаврам. Вони поїдали їх корм, знищували залишені без догляду яйця, нападали на малят.

3. Динозаври вичерпали ресурс еволюційних перетворень. Жоден вид тварин не може існувати нескінченно: він або вимирає, або перетворюється на інший. Середня тривалість існування біологічного виду 2 млн років.

4. Земля зіштовхнулася з астероїдом, що призвело до зміни клімату і катастрофи планетарного масштабу. При зіткненні в повітря здійнялася величезна маса пилу, крізь яку не проникали сонячні промені. Настала так звана «космічна зима», протягом якої зникло чимало давніх тварин і рослин.

Кайнозой (від грец. кайнос — новий і зое) розпочався 66 млн років тому і триває досі. Це ера панування квіткових рослин, теплокровних хребетних ссавців і птахів на суходолі й у повітрі, ера розквіту комах та костистих риб. Певні періоди кайнозойської ери позначалися надзвичайно сильними похолоданнями і дістали назву льодовикових періодів.

Час від часу відбувалося різке потепління клімату. У періоди похолодання на території сучасної Європи поширювалися арктичні види тварин, що добре пристосувалися до життя в суворих умовах: мамонт, волосатий носоріг, зубр, північний олень і печерний ведмідь. У разі

246

потепління клімат ставав спекотливим і сухим: арктичні види вимирали, натомість з півдня переміщувалися теплолюбні тварини: гіпаріони (предки сучасних коней), верблюди, жирафи й страуси. Така неоднорідність умов існування впливала на процес історичного розвитку ссавців, спричинюючи вимирання одних видів тварин і виникнення інших.

Близько 40 000 років тому зник мамонт — величезний волохатий слон із загнутими бивнями. Таємниця зникнення мамонтів, так само, як і динозаврів, залишається однією із загадок палеонтології (від грец. палео — давній, онто — істота та логос) — науки, що вивчає викопні організми в їх історичному розвитку. Деякі вчені схиляються до думки, що мамонти — це перша жертва людини сучасного типу, яка з’явилася саме тоді. Проте, найімовірніше, мамонти вимерли внаслідок чергової різкої зміни клімату.

• Протягом останніх 2 млн років температура повітря на Землі була нижчою, ніж тепер. Багато вчених пов’язують процес нинішнього потепління з так званим «парниковим ефектом», який спричинило накопичення в атмосфері вуглекислого газу, що утворює над нашою планетою своєрідний «дах», подібний до скляного ковпака. Надлишок вуглекислого газу в атмосфері пояснюється забрудненням навколишнього середовища внаслідок згоряння тонн нафти й газу. Одні вчені вважають це потепління провісником руйнування навколишнього середовища, що загрожує існуванню цивілізації на планеті, інші розглядають його як природний процес.

Філогенетичне дерево царства Тварини

Сучасна зоологія визнає, що всі типи і класи тварин пов’язані між собою тим чи іншим ступенем спорідненості. Споріднені зв’язки, що відбивають етапи розвитку життя на Землі, можна зобразити графічно у вигляді родовідного дерева, яке в біології називають філогенетичним деревом (див. 4-ту сторінку обкладинки). Основу філогенетичного дерева утворюють давні найпростіші, які вимерли. Від них походять багатоклітинні тварини: губки та кишковопорожнинні, що мають лише два зародкових листки (пригадай, які саме), а також черви, в яких три зародкових листки. Стовбур родовідного дерева складають вимерлі багатоклітинні тварини, зовні подібні до вільноживучих плоских червів. Від них походять круглі й кільчасті черви, молюски, членистоногі, хордові. Саме вони дали початок еволюційно найдосконалішим групам тварин: головоногим молюскам, перетинчастокрилим і двокрилим комахам, хребетним, серед яких виокремлюються птахи та ссавці — своєрідна крона філогенетичного дерева.

Сучасне різноманіття тварин на Землі виникло в процесі історичного розвитку, що тривав протягом 3,5 млрд років. Спочатку з’явилися най-примітивніші прокаріотичні організми, які поступово перетворилися на еукаріотичні, а ті, в свою чергу, дали початок багатоклітинним тваринам. Унаслідок еволюції багатоклітинних тварин відбулося зміцнення покривів їх тіла і скелета, збільшення рухливості і вдосконалення систем внутрішніх органів, а також посилення обміну речовин. Вершиною історичного розвитку царства Тварини вважають перетинчастокрилих та двокрилих комах, головоногих молюсків, птахів та ссавців.

247

Терміни і поняття: еволюція, природний добір, видоутворення, ера, льодовикові періоди, палеонтологія, філогенетичне дерево.

Перевір себе. 1. Що являє собою історичний розвиток тварин? 2. Назви основні положення теорії еволюції Чарлза Дарвіна. 3. Як відбувається утворення нових біологічних видів? 4. На які періоди поділяють процес становлення життя на Землі? 5. За яким принципом побудоване філогенетичне дерево тварин? 6. Чому комах, головоногих молюсків, птахів та ссавців вважають вершиною історичного розвитку тварин?

Як ти вважаєш? Чому на нашій планеті поряд із найдосконалішими тваринами, що становлять вершину біологічної еволюції, дотепер існують примітивні тварини?

Видатні біологи України

Шмальгаузен Іван Іванович (1884—1963). Зоолог, академік Національної академії наук України. Директор-засновник Інституту зоології Національної академії наук України, що зараз носить його ім’я. Один з найвідоміших у світі еволюціоністів, який зробив значний внесок у філогенію хребетних тварин. Автор багатьох підручників.

Біологія: підруч. для 8 кл. загальноосвіт. навч. закл./ С. В. Межжерін, Я. О. Межжеріна.— К.: Освіта, 2008