Чтение онлайн

Органы дыхания вообще формировались в единстве с органами пищеварения. Засасывая воду, примитивные животные с внутренним скелетом (хордовые) получали из неё кислород. Уже у рыб произошла специализация органов, способствовавшая отделению пищеварительной и дыхательной систем. При переходе к сухопутному существованию началась дифференциация дыхательных органов, разделение их на отдельные камеры, спаянные, тем не менее, с ротовой полостью. Развились и носовые ходы, отделённые от рта и постепенно преобразованные в ходе эволюции из запасного пути проникновения воздуха в главный путь, более тесно связанный с мозгом.

Переход к сухопутной жизнедеятельности потребовал глубочайшего преобразования конструкций тела многоклеточных организмов и мобилизационных структур, управляющих движением. В процессе переселения выдвинулись две основные линии развития, способствующие разрешению сходных проблем адаптации к условиям сухопутной среды обитания.

Членистоногие, представляя собой высшую форму беспозвоночных, являются в настоящее время самым многочисленным типом в царстве животных. В девонский период их также было уже немало. К членистоногим относятся насекомые, ракообразные, паукообразные, многоножки и т. д. К их числу, таким образом, относятся все первые поселенцы земной суши, не имеющие позвоночника. Выход на сушу потребовал укрепления несущих органов и всей конструкции тела для преодоления силы тяжести. Членистоногие для решения этой проблемы пошли по линии развития относительной силы при сохранении небольших размеров и массы тела. Современный муравей способен переносить грузы, во много раз превышающие вес его тела, и он оказался бы во много раз сильнее слона, если бы приобрёл сравнимые со слоном размеры тела. В то же время слон со своей огромной массой обладает абсолютной силой, и легко раздавит любого муравья и даже целый многомиллионный муравейник. Этот хрестоматийный пример хорошо демонстрирует принципиальные различия в развитии силы и решении проблем укрепления тела между позвоночными и членистоногими.

Обладая твёрдым внешним скелетом в виде плотного хитинового покрова с водоотталкивающим слоем, членистоногие смогли опередить позвоночных в заселении суши, так как они были хорошо защищены этим покровом от стихий сухопутной среды. Малые размеры тела способствовали выживанию в условиях недостатка питания. Конечности членистоногих имеют членистое строение, откуда и произошло название этого типа живых существ. Они представляют собой структуру подвижно сочленённых рычагов, при этом членики конечностей соединяются между собой суставами наподобие шарниров. К внутренней поверхности внешнего скелета прикреплены пучки тонких поперечно-полосатых мышц, которые обладают очень большой силой при очень незначительном поперечнике и обеспечивают огромную выносливость, подвижность и скорость перемещения в пространстве. Наличие жёсткого скелета, облегающего мягкие тела подобно панцирю, ограничивает рост членистоногих и делает его возможным только во время линьки.

Наиболее многочисленным классом типа членистоногих являются насекомые. Нервная система насекомых очень сложна и состоит из большого количества относительно самостоятельных нервных центров. Именно поэтому у них наблюдается преобладание врождённых реакций и безусловных рефлексов над приобретёнными, условными рефлексами. Головной мозг насекомых очень мал, он располагается в надглоточной и подглоточной частях головки. Он занят главным образом получением ощущений от внешних рецепторов – органов зрения, обоняния, осязания и вкуса.

У многих насекомых огромные, сложные фасеточные глаза, которые дают различные проекции ощущаемых объектов вследствие незначительного развития мозга, способного лишь на соединение этих проекций, но не на анализ существенных признаков объектов, переданных ощущениями. Но и такой мозг обеспечивает необычайно тонкие и высокоскоростные реакции на изменения в окружающей среде благодаря тому, что наряду с ним имеется другой, более крупный нервный центр, располагающийся в брюшке. Брюшная нервная цепочка состоит из восьми нервных узлов, ещё три располагаются в груди. Двигательные реакции управляются главным образом брюшной нервной цепочкой по согласованию с ощущающим головным мозгом, но имеются и другие нервные центры, разбросанные ко всему телу, в том числе и по суставам конечностей. Нервная система насекомых является дальнейшим развитием диффузной нервной системы, наблюдающейся у кишечнополостных. Это развитие пошло по линии специализации отдельных нервных центров, согласующих между собой свою биологическую работу. Тела насекомых управляются посредством координации нервных центров, но не из единого центра в головном мозгу, как у позвоночных.

Подобная разъятость мобилизационной структуры организма обусловливает необходимость коллективных мобилизационных структур с жёстким разделением функций между типами особей. Таковы семьи пчёл, шмелей, ос, колонии термитов и муравьёв. По существу, у этих членистоногих происходит возврат к колониальной организации одноклеточных, только в качестве членов колоний выступают не отдельные клетки, а ведомые инстинктами многоклеточные. Крайне консервативное устройство мобилизационных структур обусловливает ограниченность форм биологической работы при невероятном «трудолюбии» каждого частичного работника с рабской его привязанностью к инстинктам. Оно лишает особей способности к индивидуальному, свободному и самостоятельному саморазвитию. Результатом такого построения мобилизационных структур является застревание на достигнутом уровне эволюции. Мир насекомых сводится к запахам, цветам, осязательным, вкусовым ощущениям и позволяет ориентироваться в ходе событий, опираясь на врождённые механизмы чувствительности и своеобразные компоненты ощущений, которые не являются ещё целостным образом объектов, но дают возможности быстро реагировать на изменения ситуации.

Совершенно иным путём пошло развитие позвоночных. Гибкий, состоящий из шарнирно скреплённых позвонков внутренний скелет сыграл роль совсем другого, чем у членистоногих, каркаса для преодоления гравитации, опираясь на который позвоночные могли создавать столь же гибкие мобилизационные структуры и развиваться на основе самых различных, всё более прогрессивных мобилизационных инноваций.

Решение проблемы выживания в гораздо более разреженной, чем вода, и гораздо более изменчивой воздушной среде требовало выработки всё более сложных моделей поведения, а значит, усложнения управляющих поведением мобилизационных структур нервной системы. У позвоночных, в отличие от насекомых, эта проблема стала решаться постепенным наращиванием головного мозга и, соответственно, всё более значительным преобладанием условных рефлексов над безусловными.

Водная среда была менее конкурентной, в ней различные виды располагались на различных глубинах, на поверхности и на дне, где каждый вид мог избрать наиболее подходящий для него ярус и свою экологическую нишу. Пространство же суши было не трёхмерным, а двумерным, территориальным, оно превратилось в арену жесточайшей борьбы за выживание, острейшей межвидовой и внутривидовой конкуренции, требовавшей от её участников постоянного совершенствования мобилизационных структур. Это стимулировало усложнение биологической работы и разработки на её основе всё новых мобилизационных инноваций, способствующих ускорению протекания эволюционных процессов и общему ускорению прогресса.

Усилившаяся гонка биологических вооружений и полезных приспособлений приводила к последовательному усовершенствованию средств защиты и нападения, конструкций тела позвоночных, поведенческих стереотипов и стратегий, а соответственно, и централизованной нервной системы, обеспечивающей всё более эффективные способы отражения действительности. Постепенно на базе ощущений, соединяемых в собирательные комплексы, формируются целостные образы объектов действительности, возбудимость позволяет воспроизводить эти образы и удерживать их в отражающей структуре мозга, способствуя оптимальной ориентации в изменяющихся ситуациях.

Следующий после девона период – каменноугольный, или карбон, был временем широкого распространения растительности. Леса покрывали огромные пространства суши, не было их только в далёких от моря и недостаточно обводнённых континентальных зонах. В отличие от девона, деревья разрослись в высоту, и обширные леса включали огромные деревья высотой до 50 м. Значительное распространение получили древовидные хвощи, плауны, папоротники, голосеменные растения. Некоторые папоротники приобрели способность размножаться семенами. В середине карбона развились гингковые и хвойные деревья. Семенные растения были способны покидать заболоченные районы и распространяться в более сухих местностях, поскольку ох размножение не требовало наличия больших количеств воды.

Расцвет растительности и её распространение на континентах были обусловлены тёплым мягким климатом и всё еще слабым развитием животного царства, неспособного к потреблению в пищу столь огромной растительной массы. В результате в заболоченных местностях слежавшиеся остатки деревьев образовывали огромные залежи торфа, которые в процессе углефикации превращались в бурые, а затем и в каменные угли. Именно вследствие образования громадных запасов угля этот период и получил название каменноугольного.