Ранние этапы развития жизни на Земле. Вместе с другими планетами солнечной системы Земля образовалась, как предполагают, 5-7 млрд. лет назад. Многие сотни миллионов лет условия, необходимые для жизни, отсутствовали. Это была звездная эра в истории Земли.

Первая геологическая эра - архейская, продолжительностью 900 млн. лет, - почти не оставила следов органической жизни.

Это объясняется тем, что осадочные слои архейского возраста были сильно видоизменены под действием высоких температур и давления, а также тем, что твердые части тела у первичных организмов были развиты слабо.

Однако наличие пород органического происхождения - известняка, мрамора и углистых веществ - указывает на то, что в архейскую эру уже существовали живые организмы: бактерии, водоросли:

Жизнь сосредоточивалась в воде, которую водоросли уже насытили кислородом, что и создавало условия для появления животных.

Таким образом, к началу протерозойской эры (длившейся 2000 млн. лет) произошли три крупных изменения в развитии живых организмов - возникновение:

1) полового процесса,

2) фотосинтеза и

3) многоклеточное.

Половой процесс возник, как предполагают, в форме слияния двух одинаковых клеток, например двух особей одноклеточных водорослей. Позднее половое размножение, по-видимому, происходило при помощи специальных половых клеток.

При половом процессе мужская и женская половые клетки сливаются, образуя зиготу. Из нее развивается организм, совмещающий наследственность как отца, так и матери, это усиливает наследственную изменчивость в потомстве, а следовательно, расширяет действие естественного отбора. Новый способ размножения, как полезный в сохранении видов, был закреплен естественным отбором, и теперь он преобладает в животном и растительном мире.

Возникновение фотосинтеза положило начало разделению единого ствола жизни на два - растения и животные. На самых ранних этапах эволюции произошла дивергенция организмов по способу питания.

Первичные организмы могли существовать за счет разложения органических веществ, находившихся в изобилии в древнейших водных бассейнах. Некоторые первичные организмы получали необходимую для жизни энергию за счет той, которая выделялась при химических реакциях.

И в наше время существуют бактерии, которые используют энергию, освобождаемую при окислении, например, азота, серы, железа.

Организмы, начавшие синтезировать пигмент хлорофилл, получили возможность использовать запасы углерода в форме углекислого газа и перерабатывать их в органические вещества на солнечном свету. В атмосфере появился свободный кислород.

Изменение воздушной среды и наличие пищи - зеленых растений - создали предпосылки для развития животных.

Родоначальниками простейших растений и животных считается группа древнейших одноклеточных организмов - жгутиковых. Бактерии и сине-зеленые водоросли не дали начала новым типам и остались до нашего времени обособленными группами.

Предками многоклеточных организмов, как предполагают многие ученые, были колониальные формы одноклеточных жгутиковых.

И в настоящее время существуют колониальные формы жгутиковых. Многоклеточное строение повлекло дальнейшее усложнение в организации живых существ - дифференциацию тканей, органов и их функций.

Остатки животного мира протерозойской эры крайне редки и малочисленны, но по ним можно судить о том, какой бесконечно длинный путь развития был уже пройден органическим миром. Известны остатки всех типов беспозвоночных животных, включая высокоразвитые типы: иглокожих и членистоногих. Предполагают, что в конце протерозойской эры появились первичные хордовые - подтип бесчерепных, единственным представителем которых в современной фауне является ланцетник.

Важнейшим этапом было возникновение животных с двусторонней симметрией тела, которая привела к дифференцировке его на передний и задний концы, а также на брюшную и спинную стороны.

Передний конец является местом, где развиваются органы чувств, нервные узлы, а в дальнейшем - головной мозг; спинная сторона выполняет защитную функцию; брюшная обеспечивает захват пищи. Подавляющее большинство многоклеточных животных двусторонне симметричны.

Растения и животные в протерозойскую эру еще не заселили сушу, но бактерии и одноклеточные водоросли могли существовать во влажных местах, принимая участие в процессах почвообразования.

Палеозойская эра. Начиная с кембрийского периода, эта эра отличается большим разнообразием форм. Кроме бактерий и одноклеточных водорослей, получили распространение крупные многоклеточные водоросли

В эволюционном отношении многоклеточные водоросли представляли большой шаг вперед, так как обладали более совершенными способами питания и размножения по сравнению с одноклеточными водорослями.

Расчленение тела у многоклеточных водорослей путем ветвления и образования различных выростов, напоминавших по виду листья, стебли и корни, увеличивало поверхность соприкосновения с внешней средой, откуда они получали питательные вещества и воду.

О фаунах кембрийского и силурийского периодов свидетельствуют ископаемые остатки, относящиеся ко всем современным типам: простейшим, кишечнополостным, губкам, червям (три типа), иглокожим, моллюскам, членистоногим, хордовым.

В морях силурийского периода процветали плеченогие. Это сидячие небольшие животные (до 10 см в длину) с двустворчатой раковиной; в современной фауне их осталось не более 200 видов. В илистом грунте ползали или плавали у самого дна представители членистоногих - трилобиты, которые долгое время оставались наиболее высокоорганизованными животными.

Самые крупные трилобиты достигали 75 см в длину. Обнаружены остатки бесчелюстных позвоночных - щитковых. Это небольшие животные с внутренним хрящевым скелетом и твердым внешним панцирем. Современные миноги и миксины - отдаленные потомки щитковых.

У представителей этих фаун было настолько сложное строение, что возникает предположение о существовании их предков еще в протерозойскую эру, но до нас не сохранившихся.

В процессе дальнейшей эволюции происходила главным образом дивергенция типов животного мира и замена первоначальных низкоорганизованных, примитивных форм более высокоорганизованными.

Развитие наземных организмов в палеозойскую эру

Выход растений на сушу. В конце силурийского периода в связи с бурными горообразовательными процессами большая территория суши освободилась из-под воды. Многие виды водорослей, оказавшиеся в условиях суши, погибли.

Но какая-то часть зеленых многоклеточных водорослей приобрела изменения, имевшие широкое приспособительное значение в новой среде обитания. Растениями, вступившими на новый путь развития, были псилофиты.

По сравнению с зелеными многоклеточными водорослями псилофиты претерпели крупнейшие изменения. У них возникли ткани, выполняющие различные функции: защитная (эпидермис с устьицами), механическая, поддерживающая тело в пространстве.

Ветвление стебля продолжалось под землей, образуя подобие корней.