В 1883 году немецкий зоолог Франц Шульц обнаруживает на стенках аквариума университета Граца необычное животное размерами до 3 мм, похожее на амебу. Изучив под микроскопом новый организм, ученый приходит к выводу, что он не похож на ранее известные виды. Учитывая его плоский вид, наличие ресничек и возможность удерживаться на поверхностях, Шульц называет его Trichoplax adhaerens. Тогда он не знал еще, что открытый им вид является промежуточным этапом между одноклеточными и многоклеточными организмами, чудом сохранившийся до наших дней.

В событиях, развивавшихся на нашей планете более 500 миллионов лет назад, разбиралась Ксения Баранова.

Зачем это было нужно

Первый вопрос, на который нужно ответить, прежде чем разбирать самые невероятные гипотезы, - это для чего же понадобились столь громоздкие и сложные существа как многоклеточные.

Стоит начать с того, что жизнь зародилась в воде, а в воде, ни для кого не секрет, сопротивляться среде труднее, нежели в воздухе. Любой организм имеет потребность в перемещении, даже самый пассивный планктон, так как если ты получаешь требуемые вещества путем диффузии, то придет время, когда из прилегающего пространства диффундировать будет нечему - значит, нужно сменить обстановку. Однако это сделать крайне затруднительно, если ты какая-то ничтожная крупинка, висящая в толще воды. Стоит незначительно увеличить массу, как сопротивление среде вырастет в разы. Это позволяет более крупным особям эффективней использовать предоставляемые им ресурсы, в конкретном случае это кислород, органические вещества и чистая вода. Кстати, это одна из важнейших причин так называемого филогенетического роста: эволюция старается обеспечить “наиболее молодых” особей большими размерами.

Итак, простейшие исчерпали свои возможности, они стали настолько крупными, насколько позволяла нормальная физиология их одноклеточного организма. Все клеточные процессы происходят со свойственной им скоростью, но увеличение расстояния сделало бы их протекание крайне медленным, а значит привело бы к разладу биохимических процессов клетки. У природы была единственная возможность - объединить разрозненных простейших в одно целое.

Находки в эмбрионах

На сегодняшний день не существует единого мнения по поводу происхождения многоклеточных организмов, однако все ныне существующие гипотезы сходятся в одном: все началось с организмов, состоящих из одной клетки. Их незамысловатая анатомия и, как следствие, примитивность функций дают прямое указание на значительно более раннее появление на Земле. Становление многоклеточности происходило не единовременно, скорее это были независимые друг от друга преобразования среди разных эволюционных ветвей, таких как животные, растения и грибы. Это явление, несомненно, стало серьезным шагом эволюции, которому мы обязаны своим появлением.

Эрнест Геккель

Наиболее разрабатываемой на данной момент гипотезой можно назвать гипотезу гастреи, выдвинутую Эрнестом Геккелем в 1874 году. На конец XIX века пришелся этап поголовного увлечения эмбриологией в рамках подтверждения знаменитых идей Чарльза Дарвина. Ученые заинтересовались строением зародышей с целью обнаружить хоть какие-нибудь данные об эволюционных предках изучаемого организма.

Одним из эмбриологов того времени, российским ученым Ковалевским, была открыта и описана двухслойная личинка, внешние клетки которой (эктодерма) характеризовались наличием жгутиков, служащих для передвижения, в то время как внутренний слой - энтодермальный - совершенно утратил двигательную функцию, но сохранил высокую фагоцитарную активность.

Было обнаружено, что два слоя изученной личинки, то есть два зародышевых листка, встречаются на ранних стадиях внутриутробного развития у всех систематических групп животных. Получалось, что все многоклеточные животные имели в своих предках ту же самую двуслойную личинку.

Это открытие и дало основание идеям великого эволюциониста. Геккель назвал исследованную Ковалевским двухслойную форму жизни гаструлой и предположил, опираясь на биогенетический закон, что в далеком прошлом существовал сходный организм, которому он дал название гастреи. Гаструла в процессе развития человека путем впячивания образуется из бластулы - шарообразного скопления клеток, полученного после дробления зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

Формирование гастреи по Геккелю

У эмбриональной бластулы высших организмов нашлись похожие аналоги в мире одноклеточных - это сферические колонии вольвоксовых водорослей, открытые Левенгуком в начале XVIII века. Предполагалось, что именно их предки и дали начало многоклеточному организму .

Больше сотни лет ученые спорят о состоятельности теории Геккеля, за это время она часто подвергалась сомнениям и нередко совершались попытки ее пересмотреть. В первоначальном своем варианте она предполагала наличие организма-предшественника, активно передвигающегося в толще воды и питающегося планктоном, далее утрачивающего жгутики, оседающего на дно и ведущего нормальную жизнь взрослой особи. Была и обратная теория, будто этот организм сразу был донным обитателем и лишь с течением времени обзавелся удобной ему передвигающейся стадией. Сторонники этой теории считают, что предки всех двусторонне-симметричных животных относились к червям, возможно похожими на современных бескишечных турбеллярий, которые чрезвычайно эволюционно примитивны и при этом имеют прямое развитие, т.е. в их развитии отсутствует стадия личинки.

Вольвокс

Ни для одной из теорий нет серьезных контр-аргументов. Для разрешения поставленного вопроса, а именно первичными или вторичными приобретениями являются личинки-гастреи, невозможно было бы прибегнуть к методу палеонтологии, который по праву считается самым наглядным, так как описанные события происходили более 500 миллионов лет назад и полученная информация оказалась бы настолько точной, насколько и неточной. Относительно недавно были проанализированы данные, касающиеся более поздней эволюции. Прежде всего, исследователи сосредоточились на таком эволюционном событии, как переход от организма, обитающего в толще воды, к донной стадии или обратно. Эта работа показала, что в эволюции таких хорошо изученных групп, как моллюски, кольчатые черви и иглокожие, донная стадия является более поздним приобретением. Причем это свойственно всем трем изученным классам животных. Очевидным является предположение, что именно планктонная форма была первичной в филогенезе моллюсков, иглокожих и кольчатых червей. Факты говорят в пользу плавного перехода от плавающей жгутиковой личинки к донному организму, но никак не наоборот.

У кольчатого червя из рода Schizobranchia и улитки из рода Cassidaria есть стадия, соответствующая личинке-трохофоре, несущей две полосы клеток с ресничками. Она формируется еще в яйце. При этом у червя на свет появляется личинка, которая самостоятельно питаться не может, а у улитки из яйца вылупляются сразу настоящие улитки. Более старое эволюционное приобретение в виде планктонной личинки не несет больше никакого смысла и оно постепенно вырождается. Вектор развития организмов оказался направлен на минимизацию стадии личинки-гастреи или полное исключение примитивной личиночной стадии , основы, с которой обычно начиналось индивидуальное развитие живых объектов.

Опровержение из России

Илья Мечников

Продолжая ряд колониальных теорий, Илья Мечников в конце XIX века представил новое видение вопроса. В первую очередь им были раскритикованы некоторые пункты теории Геккеля. Он полагал, что процесс впячивания при превращении “бластулы” в “гаструлу” не мог возникнуть в то раннее время, когда происходило зарождение многоклеточных. Это скорее могло быть более поздним приобретением новых уже многоклеточных, организмов, как результат эволюции их развития. В соответствии с данными физиологов, примитивные многоклеточные и правда формируют два зародышевых листка путем перемещения части клеток во внутренние слои и совершенно не прибегают к впячиванию.

Еще одним аргументом Мечникова стала приспособленность родоначальников-одноклеточных лишь к внутриклеточному пищеварению. Если высшие организмы и правда произошли от колониальных простейших, то на первых порах они бы сохранили привычный им тип питания. Достаточно взглянуть на последователей простейших - губок и кишечнополостных,первые из которых переваривают еду только внутриклеточно, а вторые очень несущественно задействуют свою кишечную полость.

Но на критике Мечников не остановился. Ему был известен тот факт, что некоторые жгутиконосцы (простейшие, несущие один или несколько жгутиков, использующихся для активного передвижения) в определенных условиях, в том числе в процессе поглощения пищи, могут терять жгутики и вместе с ними постоянную форму тела. Вместо этого они образовывают ложноножки для захвата пищи. Таким образом, жгутиконосцы способны выполнять не только двигательную, но и пищеварительную функцию.

Формирование фагоцителлы

В колонии для них оказывается две возможные функции, а следовательно, и два отдельных подобия тканей: та, что питается (фагоцитобласт) и та, что передвигается (кинобласт). Мечников предположил, что существовала шарообразная колония жгутиконосцев, часть особей которой при заглатывании пищи лишалась жгутика, теряла форму и мигрировала внутрь колонии, где прежде было только студенистое вещество. Там она занималась перевариванием органических веществ. После этого жгутиконосец проделывал все в обратном порядке и возвращался к прежней жизни на периферии колонии. В дальнейшем произошедший от такой колонии организм получил название фагоцителлы, в котором очевиден акцент на главенствующую роль фагоцитоза (захвата и последующего переваривания клеткой питательных веществ). Мечников, опираясь на идеи Геккеля, согласился с предшественником на этапе бластеи, но создал альтернативный гастрее организм - фагоцителлу.

Открытие родоначальника

Эта гипотеза оказалась настолько удачной, что во время ее разработки совершенно случайно был открыт организм в точности повторявший фагоцителлу по своей физиологии - трихоплакс. И по сей день не известен ни один столь примитивный представитель животного мира. Трихоплакс - не имеющее постоянной формы тела полупрозрачное пластинчатое животное 2-3 мм длиной, передвигающееся с помощью брюшных жгутиков. Жгутики спинной стороны создают ток жидкости для наиболее вероятного захвата пищевых частиц.

Трихоплакс

Первоначально трихоплакс обнаруживали в аквариумах с другими многоклеточными. Из-за этого долго господствовало ошибочное мнение, что это лишь личинка одного из уже описанных животных. Позже он вообще был обнаружен в одном аквариуме с гидроидными медузами, что естественно породило идею, будто трихоплакс является их личинкой. Однако в конце прошлого века Карл Грелль описал его половые клетки. Далее был обнаружен и настоящий половой процесс. Это открытие не оставило сомнений в полноценности найденного вида, но лишь на первый взгляд.

Дело в том, что трихоплакс вполне мог оказаться все той же личинкой более развитого животного, достигающей половозрелости и, как следствие, способности к воспроизводству себе подобных, раньше срока (явление неотении). Расставить все точки над i мог бы только генетический анализ.

По результатам исследований американских и немецких ученых, проведенных в 2006 году, митохондриальный геном трихоплакса представляет из себя нечто среднее между геномом простейших и грибов и геномом настоящих многоклеточных. По информативности он схож с геномом своих предполагаемых предшественников - хоанофлагеллят (воротничковых жгутиконосцев). К многоклеточным же его приближает полное отсутствие генов, кодирующих рибосомные белки, в то время как у более древних родственников отмечается их обязательное наличие. Исчезновение из генома этих участков явилось скорее прогрессивной чертой, сохраняющейся с тех пор во всех видах царства многоклеточных. Эти данные говорят сами за себя. Трихоплакс является не упростившимся многоклеточным, а скорее их родоначальником.

На протяжении долгого времени исследователи были уверены в том, что предшественниками многоклеточных являются колониальные воротничковые жгутиконосцы. На принадлежность к этому типу указывали данные сравнительной анатомии. Дело в том, что именно эти простейшие больше всего схожи с пищеварительными клетками губок — хоаноцитами. Вышеупомянутое исследование подтвердило эту догадку. Однако немногим позже был расшифрован не только митохондриальный геном хоанофлагеллят, но и ядерный. Это исследование представляет большой интерес для общего представления об усложнении организмов. Дело в том, что в подтверждение предыдущим догадкам в ядерном геноме было обнаружено большое количество генов, отвечающих за те же белки и гликопротеиды, что имеются и у животных, а именно за иммуноглобулины, коллаген, кадхерины и интегрины. Почти все эти вещества отвечают у высших животных за контакт клеток между собой и с внешним миром. Кроме того была обнаружена информация отвечающая за ферменты, служащие у многоклеточных животных в качестве незаменимых элементов сигнального пути. По этому пути внешний сигнал передается внутрь клетки и далее распознаётся ею. Предельно ясно, что такие функции обнаруженных веществ одноклеточному животному никакой пользы не принесут: из-за полного отсутствия даже аналогов нервной системы и единственности клетки они ему просто на просто не нужны. Однако никакое вещество не обладает уникальной функцией. Например, кадхерины в многоклеточном организме отвечают за слипание соседних клеток, а также и за связывание болезнетворных бактерий. Жгутиконосцам же они изначально могли пригодиться для сцепления с субстратом, а так же для отлова микроорганизмов, которые служат им пищей. И так каждое из найденных «бесполезных веществ» выполняет у простейшего свою жизненно важную функцию. Эти данные говорят, что скорее всего в процессе эволюции у каждого «наиболее молодого» организма открывались новые возможности для его белков, они утрачивали одни функции и проявляли другие, лишь частично схожие с прежними.

Советский ученый Захваткин попытался развить теорию Мечникова. Он отметил особенности питания первых многоклеточных: осмотрофный тип питания (питание посредством транспорта растворенных веществ через мембрану клетки) нисколько не подходит предшественнику животного, а именно таковым обладает колония вольвокса, поэтому ему ничего не остается, кроме как довольствоваться голозойным типом питания (захватом твердых пищевых частиц).

Альтернативные версии

Йован Хаджи

Есть и альтернативные теории возникновения многоклеточных. Йован Хаджи дал начало целому направлению в изучении становления многоклеточности. Он посмотрел на вопрос с другой стороны: что если не группа изначально автономных клеток образовала усложненный организм, а одна единственная клетка не только дала бы начало всем остальным, но еще и заранее позаботилась бы о дифференцировке их функций.

Хаджи предположил, что предком настоящих многоклеточных могла стать многоядерная инфузория, так как представители этой группы имеют достаточно сложное строение, а еще им свойственен половой процесс, что также приближает их к высшим организмам. Каждая органелла выполняет в клетке свою функцию, обеспечивая ее жизнедеятельность.Почему бы каждой митохондрии, мионеме, сократительной вакуоли, клеточному рту и глотке, эктоплазме и эндоплазме, а также многочисленным ядрам не отделиться от остального содержимого мембраной и не образовать полноценную клетку с заранее предписанной функцией, в зависимости от того органоида, который попадет в липидный пузырек. В дальнейшем каждая из таких клеток даст начало различным тканям высшего организма.

Эта красивая гипотеза совершенно не выдерживает никакой критики на данном этапе развития науки. Она противоречит постулатам клеточной теории, а значит не имеет никакого значения, кроме исторического.

Еще одна группа гипотез “ни в какие ворота” была выведена С.В. Аверинцевым (1910) и А.А. Заварзиным (1945). Они были сторонниками существования так называемой “первородной слизи”, которая в далеком прошлом переродилась и приняла форму в первом случае одноклеточных организмов, а во втором - сразу многоклеточных. Это представление противоречит не только клеточной теории, но и цитологическим данным, дающим точное указание на сходство тонких клеточных структур как простейших, так и многоклеточных.

Есть и совсем экзотические гипотезы происхождения многоклеточных животных от многоклеточных растений. Авторы подчеркивают, что переход от простейших к растениям состоялся бы проще, так как им не пришлось бы перестраивать свой осмотрофный тип питания в отличие от простейших. В качестве организма-предшественника была выбрана бурая водоросль фукус из-за большей или меньшей схожести полового размножения. Толчком к перевоплощению в животных якобы послужил недостаток минерального питания. Тогда растения стали частично голозоями, т.е. питающимися захватом твердых частиц. В природе и по сей день встречается немало насекомоядных растений в подтверждение таким размышлениям. Однако современная наука находит эту гипотезу скорее фантастической, так как больше никаких обоснований для нее нет.

Белые пятна

Принятый в научном мире возраст многоклеточных организмов тоже попал под сомнение. Общепринятой была точка зрения, будто становление высших организмов произошло одновременно с «Кембрийским взрывом» (периодом соответствующим наибольшему количеству ископаемых останков). Произошло это как раз около 540 млн лет назад. Однако сравнительно недавно китайскими учеными во время раскопок на севере родной страны, где залегают породы, сформировавшиеся во время протеозойской эры (около 1,5 млрд до н. э.), были обнаружены необычные залежи «угля». При наиболее подробном рассмотрении они оказались ничем иным, как останками многоклеточных животных или растений (ученые склоняюсь в сторону второго варианта). В пользу их сложной организации говорит минимальное расстояние между ячейками — бывшими клетками. Эта находка в очередной раз показала скудность познаний человека в освещаемом вопросе

В вопросах возникновения многоклеточных на сегодняшний день начали прорисовываться первые очертания. Особенно они стали успешны с появлением генетического анализа. Все основные направления развития этой проблемы уже были предложены учеными-классиками, исследователям нашего же времени остается кропотливая работа по созданию наиболее точной картины становления высших организмов.

Вконтакте

Дата публикации или обновления 01.01.2017

Согласно библейской легенде весь мир, наша планета и ее население были созданы в шесть дней волей всемогущего творца. С такими чудесами наука давно раз и навсегда покончила. В противовес библейской легенде она выдвинула и прочно обосновала учение о развитии жизни на земле.

Жизнь постепенно возникла из неживого вещества. Живое вещество всего лишь качественно новая ступень развития вечно изменчивой материи: оно постепенно создавалось из неживого (неорганического) материала самой земли благодаря тем процессам, которые протекали и протекают в природе. Возникнув, живое вещество продолжало развиваться дальше: меняло форму, приобретало новые свойства, усложнялось. В связи с этим разнообразился и усложнялся мир организмов.

Взгляните на населяющих землю животных. Какое обилие различных видов! Наука насчитывает их свыше полумиллиона. Какое богатство форм и красок! От ничтожной живой пылинки, называемой амебой, до гигантского тридцатиметрового кита; от микроскопической корненожки, представляющей одну единственную клеточку, до человека, объединяющего в своем организме миллиарды однородных и разнородных клеток; от неказистой с виду жабы до блестяще оперенной, отливающей разноцветными красками крошечной птички - колибри, обитательницы южно-американских лесов,- все они детища единой природы, продукт длительной эволюции (развития). Обозревая эту пеструю картину, ученые уловили сходство и различия между животными отдельных групп, связали их узами близкого или отдаленного родства и составили классификацию животного мира, разбив его представителей на отдельные классы, отряды, семейства, роды и виды.

Ученые открыли и другую закономерность в мире животных - постепенный переход от простых форм к более сложным.

Вот многочисленная группа микроскопических животных - особый мир, богатый формами и населяющий по преимуществу воду. Одни из них - амебы - представляют кусочек живого вещества; другие - инфузории - построены довольно сложно. Но все они отличаются одним общим признаком: каждое микроскопическое существо представляет собой одну клетку - микроскопический пузырек, заключающий в себе живое вещество.

Это - мир простейших, одноклеточных животных. Подавляющее большинство их живет в одиночку, по некоторые из них объединены в небольшие колонии из нескольких десятков или сот штук.

Море изобилует удивительными по форме и строению животными - достаточно вспомнить о губках, полипах и медузах. Полип организован довольно просто. Его цилиндрическое тело состоит из трех пластов (внутренний и внешний образованы целой серией клеток). Специальных органов, за исключением органов размножения и щупалец, служащих для ловли добычи и отражения врагов, у полипа нет. Нет у него даже особого пищеварительного тракта. Общая полость его тела является в то же время и пищеварительной полостью; вот почему такие животные, как полип, гидры, губки, медузы и т. п., называются кишечнополостными.

Чем же полип отличается от амебы или инфузории? Прежде всего тем, что амеба и инфузория - животные одноклеточные, а полип - организм многоклеточный. Значит, скажете вы, это то же, что и колония одноклеточных? Нет, это нечто гораздо более сложное, чем такая колония. В колонии одноклеточных обычно все клетки одинаковы: каждая из них является самостоятельной особью. Клетки полипа, во-первых, разнородны: клетки, образующие наружный слой тела, и по форме и по роду деятельности отличаются от клеток внутреннего слоя, которые не сходны, в свою очередь, например, с половыми клетками полипа. Во-вторых, клетки полипа утеряли часть своей независимости: жизнь каждой из них неразрывно связана с жизнью остальных клеток и всего полипняка в целом. Ясно, что колония одноклеточных отличается от одиночно живущих одноклеточных и от животного многоклеточного и является переходной формой от одноклеточных к многоклеточным организмам.

Возьмем еще одно животное: хорошо всем известный земляной червь. Сравните его с полипом. Опять существенная разница. У червя все разнообразнее и сложнее, чем у полипа. У земляного червя есть вполне оформленный пищеварительный канал, нервная система, мускулатура, особые органы для удаления из тела ненужных, отработанных продуктов. Все эти органы построены из более разнообразных, чем у полипа, клеток: покровных, мускульных, нервных и жировых клеток, которых у полипа нет. Короче говоря, земляной червь ~- животное, более высоко организованное по сравнению с полипом. Чем выше мы станем подниматься по ступеням жизни: от беспозвоночного червя к животным позвоночным - к рыбам, земноводным, пресмыкающимся, птицам и млекопитающим, - тем многообразнее и сложнее будут выглядеть строение, деятельность и вообще вся жизнь животного.

Подавляющее большинство млекопитающих с человеком во главе по развитию оставляет далеко позади себя всех предыдущих животных. Наибольшей сложностью отличается организм человека: в нем обилие различных органов и удивительное разнообразие клеток, выполняющих определенную работу, и, наконец, тесная взаимосвязь и взаимодействие между отдельными органами, тканями, клетками и всем организмом человека в целом.

У современных животных за плечами длинная история. Она длилась тысячелетия, миллионы лет и была наполнена тяжелыми испытаниями - борьбой за место в жизни, за свет, тепло, пищу, за возможность размножаться. Ибо жизнь - борьба, разрушительная и созидательная, а живые существа - невольные и вольные ратники на этом вечном поле брани. Все современные животные - продукт пережитой их предками истории и связанной с нею борьбы.

На протяжении этой многовековой истории наша планета испытала разнообразные изменения. Медленно воздвигались и разрушались горные кряжи, повышались и понижались различные участки земной коры, реки меняли свои русла, моря отступали от берегов или надвигались на сушу. Там, где когда-то возвышались скалы, начинали бушевать волны, где расстилалась безбрежная гладь океана, появлялся материк, где зеленели чащи лесов, появлялись непроходимые топи, где царил нестерпимый зной, водворялась жестокая стужа. Изменялось и усложнялось лицо земли, обстановка, в которой жили предки нынешних животных; изменялись сами животные и их потомки. Они должны были или приспособиться к изменившимся условиям жизни или погибнуть. В процессе борьбы за существование животные, не приспособившиеся к новой обстановке, вымирали, животные, хоть сколько-нибудь соответствующие новой обстановке, выживали и давали потомство. Этот процесс наблюдается среди животных и сейчас.

Много миллионов лет назад на нашей планете существовали только простейшие одноклеточные животные.

Одноклеточные животные - это корни и первоначальный ствол всего животного мира. Некоторые из таких одиночных организмов объединялись в небольшие колонии, которые стали родоначальниками многоклеточных животных. Животный мир развивался дальше. Появились кишечнополостные вроде тех полипов, о которых только что говорилось. Но жизнь не застыла на этих формах. Пионеры животного мира размножались. Условия их жизни изменялись. Борьба за существование продолжалась. Приспособленные выживали, неприспособленные вымирали: вместо старых форм животных появлялись новые.

Прошли тысячелетия. Строение некоторых кишечнополостных усложнилось. Пройдя ряд промежуточных форм, они стали родоначальниками нового класса животных - червей. Со временем из класса червей выделились три новых класса: мягкотелые - улитки, устрицы, моллюски; членистые животные с насекомыми во главе; третья группа червей пошла в своем развитии дальше: это родоначальники всех позвоночных, которые впервые появились в водах нашей планеты. Простейшие из подлинных позвоночных - круглоротые (рыбы - минога, акула).

Пронеслись тысячелетия. Живое вещество продолжало усложняться, поднималось на новые ступени развития, выявляло новые качества, комбинировалось в новые формы, выдвигало на арену жизни новые классы, семейства и виды животных.

Среди рыб появилась особая группа двоякодышащих: это были рыбы, наделенные и жабрами для дыхания в воде и особыми органами, позволяющими дышать воздухом. Вероятнее всего, что среди этих двоякодышащих рыб зародились и родоначальники следующего класса животных - земноводные (современные земноводные - лягушки, жабы, тритоны). От земноводных пошли все представители класса пресмыкающихся (ящерицы, черепахи, крокодилы и т. д.).

Наконец, пришла пора следующих творческих актов природы (не надо только забывать, что это «наконец», в свою очередь, длилось много тысячелетий). Класс пресмыкающихся, продолжающий существовать и по сей день, дал две новые большие ветви: родоначальников птиц и прародителей млекопитающих. К низшим млекопитающим относятся сумчатые (типичный представитель сумчатых -- кенгуру). От сумчатых ведут свой род полуобезьяны. За ними следовали настоящие обезьяны, от которых со временем отделилась ветвь довольно высокоразвитых человекообразных обезьян. Они-то и дали начало небольшой ветви, обогнавшей в своем развитии всех человекообразных обезьян (гиббона, гориллу, орангутанга, шимпанзе); это был род человеческий.

Прежде чем вполне «очеловечиться», он должен был пройти несколько промежуточных звеньев: человекообразный предок был сначала обезьянообразным человеком, затем первобытным и, наконец, разумным человеком. Так завершилась эта величественная история животного царства - история «от амебы до человека».

Вы видите, что весь животный мир связан узами близкого или отдаленного родства, которое можно представить себе в виде грандиозного дерева (см. схему), ствол, ветви и веточки которого объединяют всех животных - различные отделы, классы, отряды, семейства, роды и виды.

Вы обратили, конечно, внимание и на другое важное обстоятельство: мир животных на протяжении своей многовековой истории не только разнообразился, не только расслаивался на отдельные классы, семейства и т. д., но и развивался, переходя от форм простых к формам, все более и более сложным как по строению, так и по роду деятельности.

Теперь нетрудно будет ответить и на вопрос: почему у всех животных класса позвоночных имеется позвоночный столб? Потому, что все они происходят от родоначальной формы, у которой имелся зачаточный позвоночник.

Почему мышь домашняя, лесная, полевая и мышь-малютка имеют так много общих признаков, что биологи считают нужным соединить все эти четыре вида мышей в один род? Потому, что все они имели общих родоначальников. Это единственно разумный научный ответ.

Наука имеет богатейший арсенал фактов, которые наглядно показывают правильность изложенного здесь взгляда на историю развития животных. Спрашивается, как ученые узнали, что делалось на земле до появления человека? Кто может рассказать нам историю животных за этот долгий период времени, измеряемый миллионами лет? Это может сделать сама Земля. Земная кора - это грандиознейший музей, великая летопись живой природы, где начертана история животных. Различные пласты земной коры - отдельные листы и страницы этой летописи, а погребенные в земле скелеты, кости, панцири, окаменелые остатки и отпечатки вымерших животных - это буквы, слова и рисунки.

Правда, очень многие страницы летописи пока еще не прочитаны, ведь еще остается много таких пластов земной коры, куда ученым пока не удалось проникнуть, в которых они не делали раскопок и не собирали окаменелостей.

Однажды произошло то, что изменило нашу планету раз и навсегда – на планете зародилась жизнь!

Каждый человек, каждое животное, каждое насекомое или цветы обязаны своему происхождению организму, положившему начало всему современному разнообразию жизни на Земле — протоклетке! Хотите увидеть наш путь эволюции от клетки до человека разумного? Вам сюда!

Но в одном, мы не должны сомневаться. Желание выжить, превратило нас из одной из самых примитивных форм жизни в Человека разумного! Вооружённые инструментами, умением разговаривать и с превосходящим интеллектом мы покорили все континенты. Мы развивались и приспосабливались к новой среде, новым трудностям до тех пор, пока не стали бесспорными властелинами этого Мира.

Это невероятно, но повернув время назад, в самое начало, шансы выжить у нас были бы равны практически нулю. Потому как если бы, в ходе эволюции, изменилась хотя бы одна маленькая частичка, одна удачная мутация или один хищник – нас не было бы здесь, чтобы собрать воедино частички этой невероятной истории человечества длиной в 3,5 миллиарда лет!

Класс Жгутиковые - объединяет простейшие организмы, которые населяли нашу планету еще задолго до нашей эры и сохранились до сегодняшнего дня. Они являются переходным звеном между растениями и животными.

Общая характеристика класса Жгутиковые

Класс включает 8 тыс. видов. Передвигаются они благодаря наличию жгутиков (чаще имеется один жгутик, нередко два, иногда восемь). Есть животные, имеющие десятки и сотни жгутиков. У колониальных форм число особей достигает 10-20 тыс.

Большинство жгутиковых имеет постоянную форму тела, которое покрыто пелликулой (уплотненный слой эктоплазмы). При неблагоприятных условиях жгутиковые образуют цисты.

Размножаются в основном бесполым путем. Половой процесс встречается только у колониальных форм (семейство Вольвоксовых). Бесполое размножение начинается с митотического деления ядра. За ним следует продольное деление организма. Дыхание жгутиковых идет всей поверхностью тела за счет митохондрий.

Среда обитания жгутиковых - пресные водоемы, но встречаютсяи морские виды.

Среди жгутиковых встречаются следующие типы питания:

Классификация жгутиковых основана на строении и способе жизни, выделяют следующие формы:

Строение одноклеточных жгутиковых

Эвглена зеленая является типичным представителем класса жгутиковых. Это свободноживущее животное, обитающее в лужах и прудах. Форма тела эвглены вытянутая. Ее длина составляет около 0,05мм. Передний конец тела животного сужен и притуплен, а задний расширен и заострен. Передвигается эвглена благодаря жгутику, находящемуся на переднем конце тела. Жгутик совершает вращательные движения, в результате чего эвглена как бы ввинчивается в воду.

В цитоплазме эвглены находятся овальные хлоропласты, которые придают ей зеленый цвет. Благодаря наличию хлорофилла в хлоропластах эвглена на свету, подобно зеленым растениям, способна к фотосинтезу. В темноте хлорофилл у эвглены исчезает, фотосинтез прекращается, и она может питаться осмотическим путем. Эта особенность питания указывает на родство между растительными и животными организмами.

Дыхание и выделение у эвглены осуществляются так же, как у амебы. Пульсирующая, или сократительная, вакуоль, расположенная на переднем конце тела, периодически удаляет из организма не только избыток воды, но и продукты обмена.

Недалеко от сократительной вакуоли имеется ярко-красный глазок, или стигма, принимающий участие в восприятии цвета. Эвглены обладают положительным фототаксисом, т. е. плывут всегда к освещенной части водоема, где имеются наиболее благоприятные условия для фотосинтеза.

Размножается эвглена бесполым путем, при этом тело делится в продольном направлении, дает две дочерние клетки. Первым вступает в процесс деления ядро, затем разделяется цитоплазма. Жгутик отходит к одному из новообразованных организмов, а у другого формируется заново. Под влиянием неблагоприятных факторов возможен переход в спящую форму. Жгутик прячется внутрь тела, форма эвглены стает округлой, а оболочка - плотной, в таком виде жгутиковые продолжают делиться.

Строение и образ жизни колониальных жгутиковых

Вольвокс, пандорина - представители колониальных жгутиковых. Самые примитивные колонии насчитывают от 4 до 16 одноклеточных организмов (зооидов).

Клетки из колонии вольвокса имеют грушевидную форму и наделены парой жгутиков. Эти жгутиковые имеют вид шара в диаметре до 10мм. Такая колония может вмещать около 60 000 клеток. Внутриполостное пространство заполнено жидкостью. Между собой клетки соединяются с помощью цитоплазматических мостиков, что помогает координировать направление движения.

Для вольвокса уже характерно распределение функций между клетками.Так, в части тела, которая направлена вперед, находятся клетки с довольно развитыми глазками, они более чувствительны к свету. Нижняя часть тела больше специализирована на процессах деления. Таким образом, наблюдается разделение клеток на соматические и половые.

Во время бесполого размножения формируются дочерние клетки, которые не расходятся, а представляют собой единую систему. Когда материнская колония погибает, новообразованная начинают самостоятельную жизнь. Вольвоксу свойственно и половое размножение, в осенний период года. При этом формируются небольшие мужские гаметы (до 10 клеток), способны к активному перемещению, и крупные, но неподвижные женские (до 30 клеток). Сливаясь, половые клетки образуют зиготу, из которой выйдет новая колония. Сначала зигота делится два раза путем мейоза, затем митотичести.

В чем проявляется усложнение организации колониальных форм жгутиковых?

Усложнение колониальных форм идет за счет дифференцировки клеток для дальнейшего выполнения специфических функций. Несомненно, формирование колоний вызывало большой интерес ученых, так как это шаг на пути становления многоклеточных видов.

Данное явление хорошо прослеживаетсяу вольвокса. У него появляются клетки, выполняющие разные функции. Также благодаря мостикам обеспечивается распределение питательных веществ по всему организму. У эвглены, в связи с более примитивным строением таких особенностей нет.

Таким образом, на примере вольвокса можно увидеть, как многоклеточные животные могли эволюционировать из одноклеточных.

Значение жгутиковых в природе

Жгутиковые животные, способные к фотосинтезу,имеют большое значение в круговороте веществ. Некоторые виды, поглощающие органические вещества, принимают участие в очищении сточных вод.

В водоемах с разным уровнем загрязнения поселяются эвглены, которых можно использовать для исследования санитарного состояния источника воды.

Водоемы, где нет течения, населяют многие виды жгутиковых животных, время от времени, из-за интенсивного деления, они придают воде зеленый окрас, явление цветения вод.