Развитие органического мира
Возможность заселения суши псилофитами была уже подготовлена жизнедеятельностью бактерий, одноклеточных водорослей, создавших первую почву.
С середины девонского периода происходит постепенное убывание псилофитов и их полное исчезновение к концу этого периода. Они дали начало группам растений, стоящим выше по степени организации: плауновым, хвощовым и папоротниковым.
Каменноугольные леса. В развитии наземной растительности произошел крупный эволюционный подъем около 350 млн. лет назад, в начале каменноугольного периода с его теплым влажным климатом и воздухом, богатым углекислым газом вследствие сильной вулканической деятельности.
Впервые на Земле появились огромные леса из папоротникообразных - гигантских папоротников, древовидных хвощовых и плауновых - высотой 15-30 м. В подлеске произрастали травянистые формы папоротникообразных; стволы обвивали лианы - папоротники.
По сравнению с псилофитами папоротникообразные обладали многими преимуществами: хорошим развитием корневой и проводящей систем, а также - листьев. Но в размножении папоротникообразные все еще были связаны с водой, необходимой для передвижения половых клеток при оплодотворении.
Пышная растительность сильно изменила состав атмосферы, обогатив ее кислородом, что имело важное значение для развития наземных животных.
Растительность каменноугольного периода способствовала образованию плодородных почв, обогащая их перегноем. А это благоприятствовало дальнейшему развитию наземной растительности.
Леса каменноугольного периода образовали месторождения каменного угля, имеющие исключительное значение для нас.
Древнейшие семенные растения. В каменноугольный период в лесах произрастали семенные папоротники - древнейшие голосеменные, у которых вместо спорангиев со спорами развивались семена. Семенные папоротники ясно указывают на происхождение голосеменных растений из споровых.
Возникновение первых семенных растений было огромным прогрессивным фактом, определившим всю дальнейшую эволюцию растений.
Особенности размножения семенных растений создавали им преимущественное положение по сравнению с папоротникообразными. У семенных растений оплодотворение происходит без участия воды, зародыш находится в семени и поэтому защищен от неблагоприятных влияний, семя содержит большой запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша.
Папоротникообразные же нуждаются в наличии воды для оплодотворения; спора у них представляет собой всего одну клетку с очень ограниченным запасом питательных веществ; для развития заростка необходима влажная почва.
С конца каменноугольного периода в связи с усиленным горообразованием, охватившим в следующем (пермском) периоде весь земной шар, влажный климат почти повсеместно сменился сухим. В новых условиях древовидные папоротникообразные стали быстро вымирать; лишь в сырых и тенистых местах удержались более мелкие формы.
Вымерли и семенные папоротники. Но более высокоорганизованные голосеменные растения оказались жизнестойкими, так как размножение семенами позволяло расселяться на более сухих местах. Богатое развитие и широкое распространение голосеменных продолжалось почти до конца мезозойской эры.
Выход позвоночных на сушу. Появление и развитие наземных растений создало важнейшие предпосылки для выхода животных на сушу и дальнейшего развития их в новых условиях; изменение химического состава атмосферы и запасов пищи.
Чтобы понять, как совершился выход животных на сушу, следует остановиться на исключительно важных в эволюционном отношении изменениях, происшедших у рыб в девонском периоде. Первое крупное преобразование связано с появлением челюстных панцирных рыб. Считают, что их предками была одна из групп щитковых.
Челюстные панцирные рыбы обладали внутренним хрящевым скелетом и подвижными костными челюстями, парными плавниками и костным панцирем.
Возникновение челюстей было важным этапом по пути повышения общей организации позвоночных.
Животные, обладавшие костными челюстями, могли активнее охотиться, энергичнее справляться с добычей, в связи с чем в процессе естественного отбора совершенствовались нервная система и органы чувств.
В девонском периоде появилась еще новая группа рыб - кистеперые. Они имели два способа дыхания: жаберное и легочное при помощи одного или двух пузырей, открывающихся на брюшной стороне пищевода.
Плавники кистеперых не были специализированы, как, например, у челюстных панцирных рыб, в выполнении одной функции, т.е. плавания. Плавники кистеперых выполняли несколько функций: они служили не только при плавании, но и порой при ползании. Скелет плавника кистеперой рыбы гомологичен пятипалой конечности позвоночных.
Кистеперые обитали в пресных водоемах. В мезозойскую эру они перешли в моря. В 1938 г. в Индийском океане, у берегов Африки, было поймано несколько экземпляров рыбы, названной латимерией. Это дошедшие до нас представители кистеперых рыб, считавшихся полностью вымершими.
Самыми примитивными наземными позвоночными считают древних земноводных. Установлено, что они произошли от одной из групп кистеперых рыб. Процесс возникновения земно-74 водных можно представить себе таким образом. Рыбы, принадлежавшие к одной из ветвей кистеперых, были крупнее других и обладали более мощными плавниками.
Они жили в неглубоких водоемах, периодически высыхавших, что заставляло животных переползать в оставшиеся лужи. На основе наследственной изменчивости и в процессе естественного отбора плавники превратились в конечности, пригодные для хождения.
Предпосылками для выхода на сушу кистеперых предков земноводных были строение конечностей и легочное дыхание.
Древнейшие земноводные - стегоцефалы (плоскоголовые) обитали в болотистых местностях. Размножение, развитие яиц и личинок, дышавших жабрами, происходило, как и у всех современных земноводных, в воде.
Поэтому первые наземные животные не могли жить в местах, удаленных от водоемов. По сравнению с современными земноводными их далекие предки отличались разнообразием размеров (от нескольких сантиметров до 4 м в длину), наличием костных щитков на голове и мелких щитков на брюхе.
Стегоцефалы соединяли признаки рыб, земноводных и пресмыкающихся. Это переходная форма.
Теплый и влажный климат, огромные леса и топи каменноугольного периода создавали исключительно благоприятные условия для расцвета групп земноводных, приспособленных к различным местообитаниям и находящихся на одном уровне общей организации.
В каменноугольный период на суше шло интенсивное и разностороннее развитие беспозвоночных: насекомых, пауков, скорпионов.
В морях плавало множество рыб, особенно акул. Кораллы продолжали возводить свои известковые постройки; из раковин корненожек шло интенсивное образование горных пород. Дно усеивали плеченогие, моллюски, иглокожие; заметно убавилось трилобитов.
Ранее существовавшие типы и классы дивергировали на новые группы; вымирали одни ветви, происходил подъем и расцвет других.
Естественный отбор "прилаживал" живые существа к разным местообитаниям, хотя и в пределах одной среды; это ослабляло действие конкуренции и способствовало сохранению видов.