Чудеса эволюции: прошлое, настоящее и будущее

Museum of Natural Sciences (Royal Belgian Institute of Natural Sciences)

Жизнь на Земле зародилась примерно 3,8 млрд лет назад. Первыми живыми организмами были бактерии, обитавшие в воде. Они постепенно развивались и усложнялись. Со временем животных стало больше, появились новые виды. Некоторые из них вышли на сушу, другие – покорили воздушное пространство. Сегодня нашу планету населяют миллиарды живых существ самых разных видов. В ходе эволюции с ними произошли тысячи изменений. Одни были постепенными и шли в течение нескольких поколений. Другие, более быстрые, были связаны с массовыми вымираниями. Одна из таких катастроф положила конец эпохе динозавров, пощадив только птиц. Давайте подробнее изучим некоторые ключевые этапы эволюции.

Необычные животные кембрия
До наших времен практически не дошло останков организмов докембрия: их мягкие тела имели мало шансов сохраниться в толщах пород. В кембрийский период (примерно 540–590 млн лет назад) у животных стали появляться минеральные части тела: внешние скелеты, раковины, позвоночники, шипы, пластины и клешни. Они использовались как средство защиты от хищников или, наоборот, как оружие для охоты. Также они служили для опоры и крепления мышц. В кембрийский период резко увеличилось количество животных видов, а также их численность. Ученые называют этот феномен "кембрийским взрывом". Он отлично виден на примере ископаемых, найденных в сланцах Бёрджес в Канаде. Окаменелым останкам, обнаруженным в этом месте, примерно 505 млн лет. Они настолько хорошо сохранились, что можно различить даже мягкие части тел – это большая редкость! На фото: Marella splendens (до 20 мм в длину).

Этих загадочных существ впервые обнаружили в сланцах Бёрджес. У них было пять глаз, 24 конечности, ряды шипов или панцирь из маленьких пластин. Наш специалист в течение пяти месяцев создавал пять точных моделей этого фантастического животного. На фото: Aysheaia pedunculata (1–6 см в длину).

В сланцах Бёрджес останки особей Marrella splenden встречаются чаще всего: их найдено не менее 15 тысяч. Это небольшое морское членистоногое, едва достигавшее 20 мм в длину. Его опознавательный знак – головной щит с четырьмя направленными назад шипами.

Hallucigenia sparsa – одно из самых необычных и загадочных животных, найденных в сланцах Бёрджес. У него было длинное мягкое тело с семью парами шипов и с несколькими щупальцами-ножками (маленькими в передней части тела и большими в задней). Эти животные достигали 3 см в длину.

Трилобиты – самая разнообразная категория окаменелых членистоногих, обитавших в море. Известно более 18 тысяч видов этих животных. Они населяли огромные территории и быстро сменяли друг друга. Поэтому ученые часто используют их для датировки ископаемых. Если в двух геологических пластах, находящихся в разных частях планеты, находят один и тот же вид этих животных, пласты относят к одному периоду.
Этот трилобит (предположительно Gerospina schachti) совсем небольшой, всего 38 см в длину. Однако некоторые особи достигали 70 см.

Моря девонского периода
В девонский период (416–359 млн лет назад) большую часть планеты покрывал огромный океан. Мелкие и относительно теплые моря вблизи континентов населяли трилобиты, брюхоногие моллюски, ракообразные и медузы. На смену панцирным бесчелюстным рыбам, жившим в начале девонского периода, пришли челюстноротые. Им было недостаточно планктона и мягкой пищи, поэтому они стали активно охотиться. На фото: дунклеостей, один из самых больших плакодермов в истории (реальный размер черепа: около 110 см в длину, 60 см в высоту).

Первыми челюстными рыбами были плакодермы. Этим крупным существам острые костяные пластины заменяли зубы.
Реальный размер: 16,5 см в высоту.

Эта особь Bothriolepis canadensis спереди покрыта панцирем из костяных пластин. Последние представители вида исчезли в конце девонского периода, не оставив потомков.

Примитивное четвероногое Acanthostega gunnari, жившее в позднем девоне, обитало в воде. Его конечности были больше похожи на лапы, чем на плавники, однако жесткие суставы не гнулись и не выдерживали вес тела на суше.
Реальный размер: 11,5 см в длину.

Леса каменноугольного периода
До начала девона побережья покрывали крошечные растения. После появления спор и семян они захватили территории в глубине континентов. Флора становилась все крупнее и крупнее: в конце девона растения обзавелись листьями, хвоей, ветками и корнями. В каменноугольном периоде (359–299 млн лет назад), по крайней мере, в его начале, климат был теплым и влажным. Ярко выраженные сезоны отсутствовали, что способствовало появлению множества новых видов. Болота и леса были домом для разнообразных насекомых, пауков, скорпионов, ракоскорпионов, многоножек, улиток и слизней, а также для первых наземных четвероногих.

Карбон обязан своим названием гигантским плаунам, хвощам, древовидным папоротникам и хвойным растениям. Они не разлагались под действием бактерий, грибков и насекомых, как это происходит сейчас. Мертвые растения скапливались, и из них постепенно образовывался уголь. Отпечаток стебля плауна Sigillaria ovata.
Реальный размер: 60 см в длину.

Темноспондильные были одними из первых четвероногих, вышедших на сушу. Однако эти гигантские амфибии, скорее всего, по-прежнему были привязаны к водной среде, поскольку только там они могли откладывать яйца. Большинство из них имели крупную плоскую голову. Однако эта особь Archegosaurus decheni всего лишь 28 см в длину, а ее голова была вытянутой и плоской: вероятно, она питалась мелкой рыбой.

Во времена карбона океаны кишели акулами, морскими звездами, брюхоногими моллюсками, морскими ежами и головоногими моллюсками со внешними раковинами в виде спиралей (например, гониатитами и наутилоидеями). Пластинокожие и большая часть лопастеперых рыб вымерли. Однако именно от последних произошли четвероногие: земноводные, пресмыкающиеся, млекопитающие, динозавры, птицы и т. д. Место лопастеперых рыб заняли лучеперые, вроде этой 30-сантиметровой особи Benedenius deneensis.

Моря юрского периода
В конце пермского периода земли, выступившие над поверхностью воды, сформировали единый материк, Пангею. Он был окружен океаном Панталасса. В юрском периоде (203–135 млн лет назад) Пангея распалась на несколько частей, благодаря чему образовался Атлантический океан. Также появилось множество мелких и теплых морей, которые стали домом кораллам, двустворчатым моллюскам, белемнитам, аммонитам, ракообразным, акулам, ихтиозаврам, плезиозаврам и другим живым организмам.

Морские лилии относились к иглокожим, тому же классу, что морские звезды и морские ежи. Их тела состояли из известкового стебля, на конце которых были гибкие лучи-руки. С их помощью морские лилии захватывали водоросли, одноклеточные организмы, мелких ракообразных и личинки беспозвоночных, плавающие в воде. Такие виды, как Seirocrinus subangularis, покрывали морское дно и образовывали целые "луга". Морские лилии появились в кембрии, однако большинство из них не пережило массового вымирания в конце пермского периода. Тогда, 250 млн лет назад, исчезло 95% морских и 70% наземных видов.
Реальный размер: примерно 3 х 2 м.

Ихтиозавры, например эта особь Stenopterygius longifrons, имели удлиненное тело, как у дельфина, четыре конечности-плавника и хвост из двух лопастей. Вероятно, их предки обитали в реках, но сами ихтиозавры отлично адаптировались к морской среде. Наряду с плезиозаврами они были самыми крупными хищниками, обитавшими в морях юрского периода.
Реальный размер черепа: 40 см в длину.

Появление новых видов млекопитающих в эпоху эоцена
Первые млекопитающие появились одновременно с динозаврами в конце триаса, почти 225 млн лет назад. Они пережили массовое вымирание в конце мелового периода, 65 млн лет назад, и продолжили эволюционировать. Первые современные млекопитающие появились в эпоху эоцена (55–34 млн лет назад). В ее начале климат стал теплее: средняя температура была на 10 °C выше, чем сейчас. Как свидетельствуют раскопки в карьере Мессель, на смену примитивным видам пришли более современные и конкурентоспособные.

В Германии, недалеко от Франкфурта-на-Майне, располагается карьер Мессель, в котором было обнаружено множество ископаемых эпохи эоцена. Их возраст – примерно 47 млн лет. Карьер представляет особую научную ценность: в нем хорошо сохранились останки крокодилов, змей, ящериц, лягушек, черепах, птиц и насекомых, а также разнообразных млекопитающих. На примере Месселя хорошо виден переход от примитивной фауны к современной. Найденные змеи и ящерицы относятся к первой категории, в то время как некоторые млекопитающие (в частности, летучие мыши) похожи на сегодняшних.
Летучие мыши из Месселя сильно напоминают своих современных собратьев, хотя, скорее всего, они не обладали способностью к эхолокации. На фото: особь Palaeochiropteryx (реальный размер: 7 см в высоту).

Небольшие травоядные животные Kopidodon macrognathus обитали на деревьях. Эта особь маленькая, чуть больше 70 см в длину (крупные достигали 115 см).
У нее был большой пушистый хвост, как у современных белок, который помогал сохранять равновесие при прыжках с ветки на ветку.

47 млн лет назад на месте мессельского карьера находилось тропическое озеро. При раскопках археологи обнаружили рыб, пресноводных черепах, саламандр, крокодилов и лягушек (например, эту особь Eopelobates wagneri, 8 см в высоту).

Одним из млекопитающих, найденных в Месселе, была эта потрясающая особь Eurohippus messelensis. Она приходится родственницей современным лошадям, хотя ее длина составляла всего 50 см, а вместо копыт у нее было по четыре пальца на передних и по три на задних ногах. Вид Eurohippus messelensis обитал в лесах.

The Primitive Horse from Messel
English version (French and Dutch versions below)
1:56

Le petit cheval de Messel
Version française
1:56

Het Paardje van Messel
Nederlandstalige versie
1:56

Эволюция в современном мире
Сегодня человек играет активную роль в эволюции флоры и фауны: скрещивает, проводит искусственный отбор, а также разводит животных и растения в лаборатории, меняя их генетическую информацию. Также люди оказывают сильное селективное давление на некоторые популяции. Например, с помощью рыболовных сетей удается поймать крупную треску, однако мелкие особи могут проскользнуть сквозь нее и затем оставить потомство. В результате следующему поколению чаще передается ген, отвечающий за небольшую массу тела, и размер взрослых рыб постепенно уменьшается. Однако существует более серьезная проблема: человек становится прямой или косвенной причиной исчезновения многих видов. Это происходит из-за вырубки леса, уничтожения или уменьшения мест обитания видов, чрезмерной урбанизации, непродуманного использования природных ресурсов, загрязнения окружающей среды, изменения климата и т. д. На фото: амурский тигр, находящийся под угрозой исчезновения.

Сумчатый, или тасманский, волк обитал в Австралии. Последний представитель этого семейства, Бенджамин, умер в зоопарке Хобарта 7 сентября 1936 года.
Сумчатые волки пали жертвой человеческого невежества. Они охотились ночью и могли открывать пасть очень широко. Местные жители подумали, что хищники представляют опасность для овец, и стали массово истреблять их за назначенную властями награду. Все могло сложиться иначе: сумчатые волки легко приручались.

Новые сорта роз, орхидей и тюльпанов. Ботаники – настоящие эксперты в области искусственного отбора. Они систематически выбирают особи с необходимыми характеристиками (цвет, запах и морозоустойчивость), а затем скрещивают их между собой. Это происходит снова и снова, пока вид не начнет демонстрировать нужные признаки в каждом поколении.
В животном мире картина похожая. Заводчики добиваются того, чтобы новый вид быстрее скакал, давал больше молока или перетаскивал более тяжелые грузы. Для бельгийских голубых коров (на фото) самой важной характеристикой является развитая мускулатура, которая отвечает за количество мяса. На сегодняшний день коровы этой породы составляют почти 45% поголовья страны. Однако без людей они не выживут: в результате селекции и измененного строения тела большинство коров не может отелиться естественным путем и им требуется кесарево сечение.

Каким будет мир будущего?
Континенты находятся в постоянном движении. Австралия перемещается назад к Индонезии, а Европа и Африка приближаются друг к другу и в конце концов соединятся. Скорее всего, северное полушарие покроет огромный ледник, из-за чего климат станет сухим. Конечно, животные и растения адаптируются к новым условиям, но как они будут выглядеть через 50 млн лет? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые "создали" животных будущего на основе эволюционных моделей. Изучая прошлое, можно представить, как будет выглядеть фауна через миллионы лет: эволюция постоянно повторяет саму себя.

Propellonectes russeli, возможный потомок северного гигантского буревестника (Macronectes halli), существующей морской птицы. Его крылья атрофируются, зато ноги станут намного крупнее, а тело приобретет более гидродинамическую форму: он будет отличным пловцом. Длина: 1 м.

Corticochaeris gouldi может стать потомком капибары (Hydrochoerus hydrochaeris), самого крупного грызуна в современном мире. У него будет массивная голова и плечи, а также гипертрофированные резцы. Длина: до 2 м.

Trichopteryx dixoni – возможный потомок лисьего кузу (Trichosurus vulpecula), древесного сумчатого из Австралии. Его цепкий хвост станет длиннее и гибче, а складки кожи между ногами – больше. Также у этого животного будет сумка, открывающаяся вниз, к хвосту. Длина: 1,5 м, включая хвост.

Museum of Natural Sciences (Royal Belgian Institute of Natural Sciences)
Участники: все работы
Некоторые истории создаются независимыми авторами и не всегда отражают позицию организаций, предоставивших материалы.
Перевести с помощью Google
Главная
Обзор
Что рядом
Профиль