Зоология беспозвоночных: Учебное пособие - Т. А. Дауда 2014

Родословное древо животного мира

Изучение многочисленных данных зоологической науки подводит к материалистическому и диалектическому пониманию путей развития живой природы.

Всесторонние исследования убеждают в происхождении животных от общего корня, в монофилетическом развитии всего животного мира. Поэтому филогенетические отношения животных разных систематических групп могут быть изображены в виде разветвленного древа, в основании которого находятся примитивные одноклеточные животные (рис. 82).

Установлению филогении животных, выявлению их родственных взаимоотношений способствуют 3 пути исследования:

1) сравнительное изучение морфологии современных животных (сравнительная морфология);

2) изучение их эмбриологии также в сравнительном освещении (сравнительная эмбриология);

3) изучение по ископаемым остаткам животных прошлых геологических эпох (сравнительная палеонтология).

Сравнительно-морфологический метод изучения животных позволяет вскрыть разную степень сложности их строения и обнаружить те или иные признаки сходства и различия, что помогает составить представления о возможных переходных формах и гипотетических предках той или иной группы животного мира.

Например, выяснено, что плоские гребневики — животные, близкие к кишечнополостным, в то же время имеют ряд черт сходства с ресничными червями из типа плоских червей, сочетая в строении признаки двухслойных животных с радиальной симметрией тела с признаками трехслойных животных с двусторонней симметрией. Подобное сходство позволяет сделать предположение о филогенетической связи плоских червей с кишечнополостными.

Рис. 82 Родословное древо животного мира (схема)

Использование данных сравнительной эмбриологии основывается на биогенетическом законе (правиле), согласно которому прошлое не проходит в эволюции животных бесследно и животные в индивидуальном развитии повторяют в той или иной степени этапы своего исторического развития — онтогенез отражает филогенез. Основанием для формулировки этого закона известным немецким дарвинистом Э. Геккелем послужили многочисленные исследования корифеев нашей отечественной науки А. О. Ковалевского и И. И. Мечникова — по эмбриологии беспозвоночных и низших хордовых и К. М. Бэра — по эмбриональному развитию позвоночных. Сходство в эмбриональном развитии животных может служить дополнительным аргументом при решении вопроса о филогенетических связях.

Палеонтологический путь исследования филогении животных также дает веские доказательства для установления родословной тех животных, остатки которых сохранились в слоях земли.

Одноклеточным организмам со всеми характерными для них чертами сложного строения — наличия цитоплазмы, ядра и различных органоидов, выполняющих жизненные отправления, — предшествовали живые существа значительно более простой организации, неклеточного строения. Первые организмы обладали способностью воссоздать живую материю тела путем ассимиляции из окружающей среды неорганических и органических веществ небиологического происхождения. От них произошли одноклеточные животные, возможно, амебоидного строения.

Среди жгутиковых появились организмы, способные к построению тела из неорганических соединений с использованием солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Зеленые жгутиковые, соединяющие в строении и биологии черты животных и растений, свидетельствуют о происхождении 2 царств органической природы от общих предков.

Эволюция одноклеточных протекала в разных направлениях, но одноклеточная организация тела у большинства сохранялась. Древние амебоидные организмы дали начало современным саркодовым и паразитическим книдоспоридиям. Одна из ветвей родословного древа от жгутиковых идет к инфузориям — животным наиболее сложного строения, другая — к паразитическим споровикам, хотя о происхождении споровиков и книдоспоридий нет единого мнения.

Развитие одноклеточного животного мира привело через колониальных жгутиковых к многоклеточным животным. Жгутиковые отличаются среди Protozoa наибольшим разнообразием, сложностью приспособлений к питанию и жизни в разных условиях. Есть среди них простые и сложные организмы колониальной формы, давшие начало 2 ветвям современных многоклеточных животных: губкам и остальным многоклеточным — через первичных двухслойных предков.

Существуют несколько гипотез о пути происхождения многоклеточных, и все они объединены общим признанием происхождения многоклеточных от колониальных жгутиковых. От воротничковых жгутиковых произошли губки, неподвижный образ жизни которых не способствовал их прогрессивному развитию, поэтому они сохранили много примитивных черт строения. От других колониальных жгутиковых произошли двухслойные предки кишечнополостных животных. Большинство их перешло к неподвижному или малоподвижному существованию, как это наблюдается у современных кишечнополостных.

Сравнительное изучение двухслойных кишечнополостных приводит к представлению о возможных путях происхождения и эволюции тканей, дифференцировки их функций и специализации. Кишечнополостные имеют в мезоглее клеточные структуры различной сложности и назначения, которые помогают представить этапы развития 3-го зародышевого листка — мезодермы. Зачатки мезодермы, имеющиеся у кишечнополостных, еще более отчетливо выражены у гребневиков — животных, по происхождению и организации близких к кишечнополостным.

Вопрос о происхождении плоских червей продолжает оставаться дискуссионным. Гипотеза Ланга о филогенетической близости их с плоскими ползающими гребневиками оспаривается, но ряд новых гипотез также не решает вопроса. Ланг основывает свою гипотезу на морфологическом сходстве гребневиков и ресничных червей. Последние, подобно некоторым плоским гребневикам, имеют уплощенное тело, покрытое ресничным эпителием, нервную систему в виде сети нервных клеток или собранных в нервных тяжах; кишечный канал тех и других лишен анального отверстия. У некоторых турбеллярий наряду с двусторонней симметрией тела сохраняются черты радиальной симметрии в расположении отдельных органов: центральное положение рта на брюшной стороне, радиальное расхождение от глотки ветвей кишечника, расположение нервного узла почти над глоткой с радиально расходящимися от него нервными тяжами.

В родстве с плоскими червями состоят круглые черви и скребни. Тип Круглые черви включает класс Брюхоресничные, представители которого имеют как во взрослом состоянии, так и в период эмбрионального развития ряд сходных черт строения с ресничными плоскими червями (наличие ресничного эпителия на брюшной стороне, типичных протонефридиев и др.). Это дает основание сближать круглых червей с плоскими.

От предков современных первичнополостных отделились вторичнополостные животные (целомата), которых с полным основанием называют высшими многоклеточными животными. Основанием этому служат такие черты их организации, как концентрация нервных клеток в ганглиях, — прогрессивное развитие нервной системы: образование кровеносной сосудистой системы, выделительных органов метанефридиального типа, сегментарность тела.

Одну из ветвей вторичнополостных животных составляют организмы, у которых во взрослом состоянии сохраняется первичный рот (первичноротые). Раньше других от первичных вторичнополостных животных отделилась ветвь, приведшая к возникновению типа моллюсков. Несмотря на то что другие моллюски имеют на всех этапах онтогенеза несегментированное тело, родство их с другими вторичнополостными животными не вызывают сомнения. Как у тех, так и других имеются нервные ганглии, кровеносная система, метанефридиальные выделительные органы. Такое глубокое сходство организации не может быть случайным. Кроме того, типичная для морских моллюсков личинка — парусник — сходна с личинкой многощетинковых кольчатых червей трохофорой.

Среди сегментированных вторичнополостных животных исходной группой следует считать древних первичных многощетинковых червей, близких к типу Кольчатые черви. Они дали начало малощетинковым червям, а от последних произошли пиявки.

Сравнение кольчатых червей с членистоногими убеждает в большом сходстве их строения: у тех и других имеются вторичная полость тела, метамерность, нервная система в виде надглоточных ганглиев, окологлоточного кольца и брюшной нервной цепочки, кровеносная система с главным сосудом на спинной стороне и другие общие признаки; посегментное расположение конечностей, которые у многощетинковых кольчатых червей имеют вид нерасчлененных параподий, а у членистоногих вместе с приобретением твердого покрова преобразовались и стали членистыми ножками. Общие черты строения кольчатых червей и членистоногих указывают на близкое родство тех и других. Членистоногие — прогрессивная ветвь, берущая начало от общего предка с современными многощетинковыми кольчатыми червями.

Среди членистоногих ракообразные, продолжающие жить в воде, где жили и их предки, сохранили многие примитивные признаки строения, сближающие их с кольчатыми червями.

Паукообразные во многом сходны с ракообразными, ведут происхождение от древних жабродышащих членистоногих. В родстве с предками — кольчатыми червями — находятся и трахейнодышащие членистоногие, среди которых наиболее прогрессивной группой являются насекомые.

Другая ветвь родословного древа развития животного мира ведет от древних вторичнополостных червеобразных животных к вторичноротым животным — иглокожим и хордовым.

Иглокожие — древняя группа животных, которые вторично приобрели радиальную симметрию тела. Она была у палеозойских представителей этого типа в связи с переходом к прикрепленному образу жизни. Личинки иглокожих имеют двусторонне-симметричное тело.

Низших хордовых с иглокожими сближают вторичное образование рта в процессе онтогенеза, сходство процесса образования вторичной полости тела, двухслойное строение покровов и ряд других признаков.

Хордовые животные — одна из наиболее высокоорганизованных групп животного мира. Происхождение хордовых остается в деталях еще неясным. Возможно, они произошли от общего корня с иглокожими.

Первичные хордовые, как показали исследования А. Н. Северцова, представляли собой существа, довольно близкие к современному ланцетнику. Это были вторичнополостные, вторичноротые животные с признаками внутренней сегментации, имевшие хорду, нервную трубку вдоль спины и жаберные щели в стенках глотки. От этих примитивных первичных хордовых произошли, с одной стороны, современные бесчерепные (ланцетники и близкие к ним формы), а с другой — первичные черепные (позвоночные), у которых передняя часть спинного мозга преобразовалась в головной мозг и защищать его стал сформировавшийся череп. Боковую ветвь низших хордовых образуют личиночнохордовые, в организации взрослых особей которых произошел регресс в связи с переходом к сидячему образу жизни при пассивном питании.

В эволюции позвоночных одна из ветвей привела к появлению бесчелюстных (миноги и миксины), а другая дала начало челюстноротым, к которым относятся все остальные классы Vertebrata. У животных этой ветви в связи с активным добыванием пищи и общим нарастанием активности поведения развились парные конечности, челюстной аппарат, сложный скелет и ряд других усложнений в строении. Все это обеспечивало им развитие и широкое распространение. 1-ми представителями челюстноротых позвоночных были рыбы, в 1-ю очередь хрящевые (акулы и скаты). Но уже в конце палеозоя широкое распространение получают различные рыбы с костным или костно-хрящевым скелетом. От древних палеозойских рыб ведут родословную двоякодышаще и кистеперые рыбы. Последних надо считать родоначальниками наземных позвоночных, древнейшими из которых были панцирноголовые земноводные — стегоцефалы. От древних примитивных амфибий произошли как земноводные, так и 1-е палеозойские пресмыкающиеся, достигшие в мезозойскую эру большого разнообразия форм.

В мезозое от пресмыкающихся отделились 2 высших класса позвоночных: Млекопитающие и Птицы. Как уже было сказано, в юрских отложениях найдены остатки своеобразных существ — археоптериксов, которые совмещали признаки рептилий и птиц. Это боковая ветвь в эволюции птиц. Настоящие птицы появились в меловом периоде и достигли большого разнообразия в палеогене и неогене кайнозойской эры.

Млекопитающие произошли от древних рептилий в самом начале мезозойской эры, т. е. раньше птиц. Но развитие, приведшее к современному богатству форм этого класса позвоночных, относится, как и у птиц, к кайнозойской эре.