Чтение онлайн

У растений разделение и специализация органов приводит к формированию корней, стеблей, ветвей и листьев. Эта выдающаяся инновация, связанная с появлением настоящих листьев, позволяет интенсифицировать процессы фотосинтеза уже не только в воде, но и в атмосфере, что приводит резкому повышению выработки атмосферного кислорода. Благодаря этому формируется озоновый слой, становящийся защитным экраном от жёсткого космического излучения. Тем самым обеспечивается безопасность от космического поражения для всё новых и новых организмов, выползающих на сушу, чтобы попробовать эти уже населённые земли в качестве среды для своего постоянного обитания.

Столь широкое распространение сосудистых растений с корневой системой стало коренным образом изменять состояние континентов, лик Земли в целом. Прежняя сплошная бесплодная пустыня, продуваемая мощными ветрами, сменяется зелёной стеной растительности, скрепляющей своими корнями всё более толстые слои почвы, препятствующей эрозии суши и укрепляющей линии раздела между сушей и водоемами. Приобретение растениями способности к вертикальному росту в направлении, противоположном гравитации, позволило экосистемам биосферы расположиться в трёхмерном пространстве, создавая экологические ниши для самых различных организмов. По существу, возник новый тип космоса, способствующий постоянному росту разнообразия биокосмических образований. Такое расположение также помогало повышению фотосинтезирующей способности растительности и росту производительности той зелёной «фабрики» кислорода, которая была необходима для расселения на суше и развития самых разнообразных животных организмов. Но леса и кустарники девона были всё ещё низкорослыми.

Предшественниками позвоночных животных, ставших завоевателями континентальной суши, были развившиеся в девоне различные виды рыб. Изучающие водное население девона палеонтологи нередко называют его «веком рыб». В начале девона палеонтологами отмечаются три типа рыб – панцирные, хрящевые и костные. Панцирные рыбы, которые, как уже отмечалось, возникли в предшествующие периоды, вели малоподвижный образ жизни. Внешний скелет в виде панциря сковывал их движения, делал их неповоротливыми, и к концу девона они вымерли. Защитные скелеты, которые были величайшим прогрессивным достижением раннего палеозоя и давали их обладателям громадные преимущества, в позднем палеозое оттесняются на периферию эволюционных процессов. Наружный скелет беспозвоночных был неповоротливым сооружением, сковывавшим активность организмов, препятствующим гибкому реагированию на всё усложнявшуюся внешнюю среду.

Магистральный путь эволюции вёл к новой величайшей мобилизационной инновации – формированию внутреннего скелета, позвоночника, состоящего не из цельных скелетных образований, способных лишь складываться в определённом направлении, а из отдельных позвонков, обеспечивающих гибкость передвижения, а соответственно – и реагирования на воздействия раздражителей. Отсталость беспозвоночных приводила к их массовому вымиранию. Уже в начале девона резко сокращается количество видов и численность трилобитов, полностью вымирают граптолиты и многие виды иглокожих. Широкое развитие рыб знаменовало наступление времени развития позвоночных. Они и были первыми позвоночными, от которых через много миллионов лет произошли вышедшие на сушу позвоночные организмы.

Переходной формой от рыб к наземным позвоночным считается ихтиостега. Она имела две пары плавников, которые могли поддерживать туловище и трансформироваться в конечности. Наиболее древние наземные позвоночные стегоцефалы сохраняли сходные с ней рыбообразные черты.

Хрящевые рыбы, сильно размножившиеся в этот период, были представлены акулами и скатами, многие виды которых благополучно дожили без существенных изменений до настоящего времени. Причиной живучести акул является их мощная природная вооружённость и высокий уровень мобилизационной активности.

Костные рыбы развивались по трём линиям, включая лучепёрых, двоякодышащих и кистепёрых. Все три группы этих рыб были челюстноротыми, т. е. они обладали уже не только внутренним скелетом, но и одним из великих инновационных достижений девона – челюстью, позволяющей хватать и удерживать пищу. Челюсти развились из передней пары жаберных дуг. Одновременно благодаря развитию позвоночника сформировались парные плавники.

Ныне живущие рыбы – это, в основном, потомки лучепёрых. Они полностью приспособились к водной среде и развили жаберное дыхание, которое не позволяет жить на суше, а также плавательный пузырь, регулирующий глубину погружения. Двоякодышащие обладали и жабрами для получения кислорода из воды, и внутренними носовыми отверстиями и примитивными лёгкими для получения кислорода из атмосферы. Двоякое дыхание позволяло долго обходиться без воды, оно развилось вследствие обитания в периодически пересыхающих водоёмах. Несколько видов двоякодышащих сохранились до нашего времени.

Почти все виды девонских двоякодышащих рыб в конце концов окончательно покинули сушу и перебрались обратно в открытый океан. Однако некоторые из них могли стать предками некоторых земноводных, которые проживают главным образом на суше, но для размножения вынуждены возвращаться в водную среду.

Предками огромного большинства видов земноводных могли стать только кистепёрые рыбы, скелет плавников которых очень похож на скелет конечностей первых наземных позвоночных животных, которыми и стали земноводные. Костные опорные элементы в плавниках кистепёрых рыб были очень удобны для передвижения по суше, и вполне очевидно, что в процессе биологической работы за миллионы лет из них развились боковые конечности, необходимые для жизни на суше. Ведь точно так же из жаберных дуг развились первые челюсти.

Это означает, что все позвоночные, в том числе и мы, имеем в качестве своих далёких предков этих рыб, которые полностью вымерли в конце палеозойской эры. Странно, конечно, осознавать в ряду своих предков таких примитивных рыб, но более прогрессивных созданий эволюции в ту далёкую эпоху просто не было, а те земноводные и пресмыкающиеся, покорители суши, которые от них произошли, тоже ведь представляют собой типы живых существ, даже отдалённым родством с которыми вряд ли можно гордиться. И тем не менее все они сыграли в эволюции жизни роль важнейших звеньев, без которых порвалась бы цепь преемственности и никогда не мог бы появиться человек.

Первыми четвероногими позвоночными, обитавшими на суше и в то же время сохранившими связь с водной средой были стегоцефалы (в переводе с латинского – панцирноголовые). По-видимому, стегоцефалы, как и панцирные рыбы, сохранили некоторые особенности беспозвоночных с их жёсткими внешними защитными скелетами. Судя по сохранившимся останкам, они обладали достаточно гибкими позвоночниками и длинными хвостами, помогавшими передвижению и в болотистых местах и на суше. Они имели хвостовой плавник и пятипалые лапы, т. е. обладали способностью хорошо передвигаться по суше примерно в одно время с крупными скорпионами и насекомыми. Они составили следующую волну переселенцев после многоножек и пауков.

Возможно, что насекомые населили сушу даже раньше позвоночных и образовались они уже на суше от беспозвоночных предков с хитиновым скелетом. Их предками, скорее всего, были мелкие пресноводные беспозвоночные. Насекомые прекрасно устроились в низкорослых густых лесах и кустарниках девона, произраставших во влажной и болотистой местности.

Переход к жизни на суше потребовал и от позвоночных, и от беспозвоночных чрезвычайных мобилизационных усилий по адаптации к совершенно иному типу земного космоса. По выходе на сушу сразу же ощущается давление гравитации, которое в водной среде частично компенсируется выталкивающей силой воды. На суше не скапливаются органические вещества, пригодные для питания, которые присутствуют в водной среде в растворённом виде. В атмосфере по-иному распространяются свет и звук, образуются значительные перепады тепла и холода, атмосферного давления, дуют ветры, способные унести мелкие организмы на далёкие расстояния.

Но особенно трудным был переход от дыхания в воде к дыханию на суше. Концентрация кислорода в атмосфере выше, чем в водной среде, и его потребление, без которого животные организмы могут существовать лишь очень короткое время, требует совсем иного устройства органов дыхания, чем при его потреблении в воде. Эта проблема решалась частичной деградацией жаберных дуг и развитием лёгких. Например, у земноводных, которые первыми из позвоночных стали населять сушу и представляют собой амфибии, т. е. переходный тип, способный вести и водное, и сухопутное существование, газообмен происходит тремя способами – через лёгкие, через кожу и через эпителий ротовой полости. Кожное дыхание может осуществляться только при наличии на коже плёнки влаги, поэтому она постоянно покрыта слизью, вырабатываемой специальными железами. Лёгкие земноводных представляют собой тонкостенные мешки, с очень небольшой поверхностью, их стенки образуют складки, чтобы воспрепятствовать попаданию воды. Лёгкие земноводных – прямые потомки рыбьих жабер.