Книга: Возникновение и развитие жизни на Земле

Развитие беспозвоночных

История беспозвоночных животных ведет свое начало от одноклеточных простейших организмов (Protozoa), которые ответвились от общего ствола с растениями в до-кембрийское время. Однако у первых примитивных представителей животного царства тело было мягким, поэтому они очень плохо сохранились в геологической летописи. Самые примитивные простейшие имеют общие признаки с одноклеточными зелеными водорослями. В современную эпоху простейшие (радиолярии и глобигерины) составляют значительную часть планктона морей и океанов и играют важную роль в океаническом осадкообразовании.

Все главные типы беспозвоночных животных возникли в докембрии и дали начало в высшей степени разнообразному миру водных и наземных форм в течение всего фанерозоя. Возникновение животных от их растительных предков, естественно, было связано с переходом от автотрофного способа питания к гетеротрофному. Этот переход, по-видимому, был постепенным, в течение длительного геологического времени. В докембрии происходило развитие различных водорослей, которые послужили основной питательной базой для морских животных.

В настоящее время царство животных, кроме хордовых, включает всех беспозвоночных, подразделяющихся на следующие главные типы:

Относительно находок самых древних представителей простейших, которые в дальнейшем послужили исходными формами для всех остальных животных, палеонтологические данные скудны и противоречивы. Одноклеточные животные организмы в древних докембрийских отложениях морфологически не отличаются от растительных микроорганизмов. Поэтому мы должны обратиться к известным промежуточным формам организмов между растениями и животными. К ним относятся одноклеточные жгутиконосцы (Flagellata) или, точнее, некоторые представители класса простейших. Но в пределах этого класса окрашенные жгутиковые объединяются в подкласс растительных жгутиконосцев (Phytomastigma), а бесцветные — в подкласс животных жгутиконосцев (Loomastigina). Жгутиконосцы занимают особое положение в мире животных и растений. Для них характерно наличие жгутиков — органов передвижения. Число их может быть различным — от единицы до нескольких штук, десятков и даже сотен. Среди жгутиконосцев встречаются организмы с разными типами обмена веществ, например с автотрофным и гетеротрофным, а некоторые представители сочетают в себе черты обоих способов питания.

В этом отношении особенно показателен отряд эвгленовых (см. рис. 2). Многочисленные виды рода Euglena широко распространены в современных пресноводных водоемах, и особенно в загрязненных водах. Многие виды эвглен изменяют характер питания в зависимости от условий окружающей среды. При хорошем освещении и при наличии растворенных минеральных веществ в воде эвглены обладают типичным автотрофным способом питания. В их телах совершается фотосинтез с усвоением разных неорганических солей. В темноте в растворе, содержащем органические вещества, эвглены теряют хлорофилл, становятся бесцветными и усваивают из раствора готовые органические вещества.

Так у эвглен совершается переход от автотрофного питания к гетеротрофному. Часто развиваясь в загрязненных водах, в которых обильно растворено органическое вещество, эвглены сочетают оба способа питания — автотрофный и гетеротрофный. Если обесцвеченных в темных условиях эвглен вновь перенести на свет, то через короткий промежуток времени они снова зеленеют и переходят к автотрофному питанию.

Таким образом, у относительно примитивных одноклеточных организмов животный и растительный типы обмена веществ успешно сочетаются и свидетельствуют о тесной генетической связи обоих царств органического мира нашей планеты.

Простейшие животные по своему строению чрезвычайно разнообразны. Подавляющее их большинство имеет настолько малые размеры, что для их изучения необходимо пользоваться микроскопом. Тип простейших делится на несколько классов, среди которых можно отметить следующие: корненожки (Rhizopoda), споровики (Sporozoa) и инфузории (Infusoria). Фораминиферы из класса корненожек встречаются в ископаемом состоянии начиная с нижнего кембрия. Радиолярии представляют собой шаровидные формы с центральной капсулой и тонкими лучистыми ложноножками. Морские планктонные формы сохранились с докембрия. В частности, в черных кремневых сланцах нижних горизонтов серии Аделаида в Австралии найдены радиолярии, принадлежащие к группе Spumellaria, возможно, присутствуют также представители Nosellaria.

Ископаемые, близкие к простейшим, обнаружены в Западной Африке, в пределах Нигерийского щита, в породах так называемой Бирримийской серии. В 1961 г. французские палеонтологи Р. Ховас и Р. Готкор нашли там ископаемые раковины (Protozoa) диаметром 35-800 мкм с кремневыми стенками. Исследователи предложили назвать их Birrimarpoldia, поскольку эти ископаемые относятся к самым ранним из известных в геологической летописи сро-раминиферам (радиологический возраст бирримия оценивается в 2 млрд лет).

В 1963 г. советский палеонтолог M. E. Зильбер описал формы радиолярий из свиты Имандра (Варзуга) в горизонте туфобрекчий и лав на Кольском полуострове.

Таким образом, все данные о находке простейших свидетельствуют об относительно раннем их появлении как представителей эукариот.

Одним из важнейших этапов в развитии живого вещества было возникновение многоклеточных организмов. Относительно происхождения многоклеточных были выдвинуты гипотезы такими выдающимися биологами, как Э. Геккель (1834-1919) и И. И. Мечников (1845-1916). Подавляющее большинство исследователей считают, что колониальность явилась необходимым этапом на пути к организации многоклеточных организмов. В принципе колониальность может легко возникнуть вследствие незаконченного бесполого размножения, когда клетки разделились, но не разошлись. Колонии такого типа часто образуются у бесцветных и зеленых жгутиконосцев, у инфузорий, солнечников, зеленых, синезеленых и диатомовых водорослей.

Вначале клетки, входящие в состав колонии, были одинаковыми. Но впоследствии началось их разделение в соответствии с выполняемыми функциями. Произошла дифференциация на клетки, воспринимающие пищу, определяющие подвижность и воспроизводительные. Различные факты из области анатомии и морфологии простейших, рассмотренные советским зоологом С. С. Шульманом [1974], свидетельствуют о том, что у многих групп простейших имеется определенная тенденция к переходу от одноклеточного к многоклеточному состоянию.

Одна из наиболее вероятных гипотез происхождения многоклеточности была выдвинута в 1935 г. видным советским зоологом В. А. Догелем (1882-1955). По его мнению, многоклеточность есть результат полимеризации. Установлено, что уровень организации живых существ, степень дифференциации и интеграции их частей теснейшим образом связаны с их размерами. Самые малые организмы представлены вирусами. Следующие по сложности — примитивные прокариоты заметно крупнее вирусов, но меньше одноклеточных эукариот. Наконец, многоклеточные эукариоты по своим размерам превосходят одноклеточных. Отсюда, естественно, вытекает: первые живые существа в истории биосферы были небольшими, что объяснялось их несовершенной организацией.

По мнению С. С. Шульмана, прогрессивная эволюция животных с момента возникновения клеточных организмов типа эукариот идет по схеме: организмы олигомерного строения -> организмы полимерного строения -> организмы олигомерного строения на новой основе. В данном случае автор усматривает проявление диалектического закона отрицания отрицания, при котором на последнем этапе имеет место не простое отрицание, а синтез.

На современном уровне знаний можно предполагать, что наиболее перспективными на первом этапе существования многоклеточных могли быть только плавающие примитивные животные, состоящие из недифференцированных клеток, активно добывающие пищу. Необходимость быстрого движения вызвала вначале дифференциацию клеток по способу питания и обмена веществ, движения, а затем все другие прогрессивные изменения, характерные для пол-царства многоклеточных животных. В связи со способами размножения и изменчивости, которые сохранились у многоклеточных в наследство от их предков, сами многоклеточные, по-видимому, даже повысили способность участвовать в дальнейших эволюционных преобразованиях, хотя бы по той причине, что усложнение организации открыло новые возможности изменчивости.

В качестве наиболее вероятных предков многоклеточных И. И. Мечников допускал бесцветных жгутиконосцев. Одной из существенных причин для возникновения первых многоклеточных было увеличение содержания свободного кислорода в биосфере. Другая важная предпосылка — появление эукариотических клеток.

Массовое развитие многоклеточных беспозвоночных животных отмечается в позднем докембрии, в венде. Выделение вендского периода было обосновано академиком Б. С. Соколовым. В разных значительно удаленных друг от друга разрезах обнаружена фауна многочисленных беспозвоночных мягкотелых животных. Фауна этого типа первоначально была названа эдиакарской по названию местности Эдиакара в Южной Австралии. Она была обстоятельно описана М. Ф. Глесснером, изучившим свыше 1400 образцов с отпечатками и множество других остатков и следов животных. Для интервала времени 700-600 млн лет назад надежно установлены многочисленные мягкотелые организмы — морские беспозвоночные. Среди находок эдиакарской системы 70 % составляют кишечнополостные (Coelenterata). Из них ?? представляют собой медузоподобные плавающие формы либо неприкрепленные колониальные организмы вроде современных сифонофор Velella. Типичные животные эдиакарской фауны показаны на рис. 16. Кишечнополостные представлены колониальными формами, прикрепленными ко дну моря наподобие современных морских перьев. Кроме этих животных, в составе эдиакарской фауны были морские черви, напоминавшие современных полихет, существа без панциря, похожие на членистоногих животных, и трехлучевые дискообразные организмы типа морских звезд. Все они оставили на поверхности дна следы и отпечатки своего тела. Некоторые организмы были довольно крупными. Например, обнаружена медуза почти 1 м в диаметре, морские перья более 1 м в длину. Листовидный морской червь Dicki?sonia длиной 1 м имел толщину менее 3 мм.

Венд Русской платформы с его сибирским эквивалентом юдомской серией хронологически совпадает с эдиакарской системой Южной Австралии. Благодаря исследованиям Б. С. Соколова установлено, что вендские отложения характеризуются большим разнообразием фауны бесскелетных, чем эдиакарская система. Вендская фауна СССР представлена десятками видов пелагических и бентосных родов книдарий, аннелид, членистоногих, своеобразных птеродинид (петалонамы), вероятно, моллюсков и погонофор с первыми следами хитинизации трубки. Среди остатков вендской фауны имеется ряд космополитических родов и видов. Вендский биологический комплекс более полиморфен, чем любой из предшествующих.

Наиболее существенные изменения в истории развития мира животных произошли на границе венда и кембрия. По меткому выражению В. В. Меннера и Н. А. Штрейса, это «величайшая биостратиграфическая граница». Она характеризовалась тем, что у морских животных стали формироваться твердые части тела: покровы, раковины, внутренний скелет. Уже раннекембрийская фауна коренным образом отличается от вендской. Правда, следует отметить, что в середине венда почти все бесскелетные беспозвоночные относились к фанерозойским типам и классам. Уже в кембрийский период особые сидячие формы бентоса — археоциаты получают широкое развитие. Ранее считалось, что археоциаты характерны только для кембрия. Однако исследователи стали сомневаться в том, что столь ярко выраженный тип животных смог возникнуть, просуществовать и полностью вымереть за столь короткий интервал геологического времени, тем более что столь близкие к археоциатам губки и некоторые кишечнополостные, зародившись в докембрии, прожили несравненно более длительный срок. Сейчас установлено, что археоциатоподобные формы обитали в позднем докембрии. Они найдены и описаны в геологических разрезах Евразии и Африки. Например, в чешском докембрии, в породах с нечетким стратиграфическим положением, А. Г. Вологдин обнаружил остатки почти настоящих археоциат с двустенным скелетом.

Формирование твердых частей тела происходило у разных групп беспозвоночных в разное время. Так, у одних низкоорганизованных групп оно началось еще в середине венда, у других — в основном в кембрии, у более высокоорганизованных групп — моллюсков (наутилоидей, гастропод и двухстворчатых) и кораллов-ругоз — в ордовике.

Неорганические составные части твердых образований у современных организмов представлены преимущественно безводными карбонатами кальция (кальцит или арагонит), фосфатами кальция (апатит) и кремнеземом разных модификаций. Организмы позднего рифея и начала кембрия больше синтезировали апатиты, чем организмы более молодых геологических периодов. Карбонаты кальция, первоначально синтезировавшиеся лишь немногими эукариотами, к середине кембрия стали обычными продуктами биоминерализации. Позже на основе биогенных карбонатов кальция возникли обширные биологические сообщества, из которых лучше всего известны коралловые рифы.

Кремнезем первоначально откладывался только губками. Впоследствии его стали широко использовать солнечники, радиолярии, диатомовые водоросли, а также некоторые зеленые растения.

Первоначальное усвоение кальция организмами было связано с их физиологическими функциями, и лишь впоследствии он стал осаждать фосфатные и карбонатные ионы, растворенные в морской воде, образуя твердые части тела. Однако до сих пор нет полной ясности в механизме построения твердых частей тела у организмов. Не разгаданы и причины этого, по-видимому, они носили экологический характер. Твердый скелет должен был служить опорой для организма и способствовать увеличению его размеров. Кроме того, твердый скелет, например, у морских губок позволил им занять большее пространство и соответственно поглощать большее количество пищи. У других животных скелет увеличил их прочность в качестве жесткой конструкции. Раковины у ранее мягкотелых животных предохраняли их от физических повреждений. Они стали служить защитой от хищников, которые появились позднее. В результате образования скелетов в кембрии возникли новые способы обитания в области морских мелководий. Губки приобрели возможность фильтровать бактерии, трилобиты — зарываться в донные отложения, моллюски — ползать по поверхности морского дна. Брахиоподы, мшанки и иглокожие с помощью скелетов смогли подниматься вертикально из воды, держась чуть-чуть над ее поверхностью, что позволило более эффективно фильтровать воду с микроорганизмами в целях получения пищи. Без твердых частей тела подобный образ жизни был бы невозможен или во всяком случае менее продуктивен. По мнению американского ученого Г. Хатчинсона, появление в начале фанерозоя скелетов, способных фоссилизироваться, отражает в основном возникновение хищничества, а до этого времени биосфера была в общем мирным царством, в котором защитные панцири не были нужны.

Филогенетические связи ряда важнейших типов беспозвоночных животных по данным палеонтологии и сравнительной анатомии представлены на рис. 17. Не вызывают сомнений достаточно обоснованные положения о происхождении губок и кишечнополостных от одноклеточных животных, низших червей — от кишечнополостных и немертин — от низших червей. Кажется также довольно вероятным и зарождение членистоногих от кольчатых червей (морских кольчатых-полихет).

О возникновении других групп животных известно много меньше. Кроме того, следует учесть, что в основе рис. 17 лежит идея о монофилетическом происхождении животных, которую вполне можно принять для эволюции относительно молодых таксономических единиц. Однако для древних форм, корни которых уходят глубоко в до-кембрий, допустимо полифилетическое происхождение видов.

Рассмотрим кратко пути развития в фанерозое главных типов беспозвоночных животных.

Губки (Porifera или Spongia) являются преимущественно морскими животными, обитающими в пределах шельфа Все губки, (прикрепленные бентосные организмы) представляют собой примитивный тип многоклеточных животных. Их ткани, предназначенные для выполнения определенных функций, дифференцированы слабее, чем ткани других многоклеточных животных. Губки бывают кубковидными, шаровидными и произвольной формы с мелкими порами, через которые проникает вода с питательными веществами. Большое значение для систематики губок имеют формы иголок их скелета, называемая спикулами. По морфологии губок можно предположить, что они произошли от воротничковых и жгутиконосцев. Размножение губок бесполое и половым путем.

Начало свое губки ведут с позднего докембрия. А. Г. Вологдин и Н. А. Дроздова описали спикулы губок из гонамской свиты в Сибири, возраст которой 1500 млн лет.

Уже в кембрийских морях существовала довольно богатая фауна губок, представленная почти всеми классами и отрядами, дожившими до настоящего времени. Вымершие отряды восьмилучевых и разнолучевых губок встречаются в палеозойских отложениях. Наибольшего расцвета губки достигли в юрский и меловой периоды. Некоторые роды и даже виды меловых губок дожили до настоящего времени. В меловой период, вероятно, появились первые пресноводные губки.

Кишечнополостные. Тип кишечнополостных (Loelenterata) относится к лучистым беспозвоночным животным, для которых характерна радиально-осевая симметрия. Кишечнополостные, самые низкоорганизованные многоклеточные животные среди лучистых, обитают преимущественно в морской среде и значительно реже в пресноводных бассейнах. Группа кишечнополостных ведущих прикрепленный ко дну образ жизни, относится к полипам, а свободноплавающие мягкотелые — к медузам.

Полипы имеют цилиндрическую или бокаловидную форму Медузы по внешнему виду напоминают колокол или зонтик и плавают ртом вниз. Они бывают разных размеров, самые крупные медузы (Cyanea arctica) имеют зонтик диаметром до 2 м, щупальца растягиваются до 30 м Тело кишечнополостного организма чаще всего представляет собой мешочек, стенки которого состоят из наружного слоя, или экзодермы, и внутреннего, или эндодермы Внутри мешкоподобного тела находится пищеварительная полость с единственным отверстием наружу, называемым ротовым. Оно служит как для поглощения питательных веществ, так и для удаления отходов. Кишечнополостные обладают простым пищеварительным аппаратом. Непереваренная пища в виде остатков микропланктона и различные шлаки выводятся через ротовое отверстие. Кровеносная система у животных отсутствует. Нервная система состоит из отдельных нервных клеток, образующих неправильную сеть. Многие прикрепленные формы кишечнополостных имеют скелет, внутренний или наружный, органический или минеральный — известковый.

Большинство кишечнополостных раздельнополые организмы. Но наряду с половым размножением у них широко развито и бесполое, обычно посредством почкования. Иногда один и тот же вид кишечнополостных на разных стадиях жизненного цикла имеет строение то полипа, то медузы. По особенностям своего строения кишечнополостные подразделяются на три класса.

Коралловые полипы образуют в настоящее время наиболее высокоорганизованную группу. Они представлены исключительно морскими одиночными и колониальными формами, ведущими прикрепленный образ жизни. У них отсутствует смена поколений и медузная стадия развития. Настоящие кораллы (Anthozoa — животные цветы) подразделяются на три подкласса: альционарии (восьмилучевые коралловые полипы), табуляты и зоонтарии.

Кишечнополостные, вероятно, возникли от свободно-плавающих многоклеточных организмов, которые уже имели клеточную организацию. Когда эти организмы начали вести прикрепленный образ жизни, появились Кишечнополостные гидроидные полипы, от них позднее произошли свободноплавающие медузы и коралловые полипы.

Первые находки кишечнополостных сделаны в разрезах верхнего докембрия. Наиболее древним считается отпечаток большой медузы, диаметром 18 см, в песчаном горизонте Нанкоуип серии Большого Каньона (штат Аризона, США). Отпечаток сохранился на поверхности тонкослоистого и тонкозернистого глинистого песчаника, сцементированного кремнеземом. По мнению американских геологов, серия Большого Каньона сопоставляется с серией Белт, возраст которой находится в пределах 1400-1000 млн лет.

Кишечнополостные наиболее древние из настоящих многоклеточных животных. Большое количество их (70%) обнаружено в эдиакарских отложениях Южной Австралии (см. рис. 16). В отложениях кембрийской системы найдены медузы и трубчатые кораллы — табуляты. В ордовике зарождаются более сложные формы — хететиды и четырехлучевые кораллы — ругозы. В конце перми происходит массовое вымирание этих древних кораллов. В начале мезозоя появляются склерактинии и восьмилучевые кораллы — октокораллы. Эти две группы коралловых полипов продолжают существовать и в настоящее время.

Черви (Vermes). К ним ранее относили весьма разнообразных двусторонне-симметричных животных. В одном конце тела находится ротовое отверстие, а в противоположном — анальное. В настоящее время установлено, что обширная группа форм, объединяемая под названием Vermes, подразделяется на ряд типов. Среди них можно отметить тип плоских червей (Plathelnimthes), круглых (Nemathelniinthes), немертин (Nemertini) и кольчатых (Annelida). Поскольку черви в большинстве своем лишены твердых частей тела, они плохо сохраняются в ископаемом состоянии. Только в исключительно редких случаях черви доходят до нас в виде окаменелостей или оставляют после себя следы ползания в тонкозернистых породах.

Наиболее древние черви найдены в отложениях эдиакария-венда. Кольчатые черви по своему строению приближаются к типу членистоногих. Древние аннелиды, вероятно, были предками членистоногих.

Членистоногие (Arthropoda). Тип членистоногих берет свое начало в позднем докембрии, однако в фанерозое образовалось бесчисленное множество различных форм, резко превышающее число видов всех остальных типов животного мира. К настоящему времени на суше установилось господство двух типов животных — насекомых и позвоночных. Насекомых в составе морской и пресноводной фауны ничтожно мало. Они вторично приспособились к чуждой им водной стихии. Как отмечал В. И. Вернадский, если сравнить по массе людей и насекомых, то последние, по-видимому, преобладают среди форм наземной жизни. Это приводит к заключению, что насекомые являются исконными обитателями суши и их эволюционный путь совершался на поверхности континентов в обычной азот-кислородной атмосфере.

Поскольку, за редким исключением, все виды насекомых обитают на суше, естественно допустить, что, во-первых, для образования столь огромного числа видов потребовалось достаточно продолжительное геологическое время, захватывающее докембрий; во-вторых, насекомые явились первыми животными, населившими сушу. Следовательно, уже в докембрий (вероятно, в середине) должна была существовать благоприятная для этого среда. Главным же фактором было наличие свободного кислорода, необходимого для дыхания. Что касается питания, то здесь можно лишь предполагать. Например, что в прибрежных частях морских водоемов обитали водоросли, периодически попадавшие на сушу и доставлявшие корм наземным насекомым и их предкам. К настоящему времени в докембрийских отложениях не найдено никаких следов насекомых в ископаемом состоянии. Однако эти обстоятельства едва ли можно считать существенными, так как насекомые в ископаемом состоянии вообще встречаются значительно реже, чем другие представители тех же групп водных членистоногих. Это достаточно очевидно вытекает из наличия весьма нежного хитинового покрова, хрупкости их тел и образа жизни большинства насекомых. Даже в фанерозое в ископаемом состоянии насекомые встречаются крайне редко, Первичнобескрылые насекомые (из отряда Gollembola) впервые были найдены в отложениях верхнего девона. Но насекомые из отложений каменноугольной системы очень разнообразны: и приобретают хорошо развитые крылья и довольно крупные размеры, максимальные в истории мира насекомых. Эти данные, несомненно, говорят о том, что древнейшие насекомые появились гораздо раньше.

В геологических разрезах известны остатки также других классов членистоногих. К древним представителям членистоногих относятся трилобиты, мечехвосты, скорпионы и ракоскорпионы. Наибольшего размера достигали ракоскорпионы в силурийских морях, до 1 м в длину. Древнейшие скорпионы найдены в отложениях силурийской системы.

Моллюски (Mollusca). Тип моллюсков, или мягкотелых, представляет собой обособленную группу беспозвоночных животных, давших в фанерозое огромное число разнообразных форм, уступающее только членистоногим. Тело моллюсков состоит из головы, несегментированного туловища и ноги. Все моллюски относятся к симметрично-вторичнополостным животным. Для большинства из них характерна твердая минеральная раковина, часто покрывающая все тело животного. Хотя в настоящее время принято выделять 8-10 классов моллюсков, наибольшее значение в геологической истории имели только три: головоногие (Cephalopoda), брюхоногие (Gastropoda) и двустворчатые (Bivalvia). Все они сыграли выдающуюся роль в установлении стратиграфии фанерозоя. Большинство моллюсков водные животные, и лишь немногие представители класса брюхоногих вышли на сушу и приобрели легкие. Обособление моллюсков от других примитивных животных в процессе эволюции должно было произойти еще в докембрий.

Головоногие моллюски, получившие широкое развитие в раннем ордовике, вели кочевой образ жизни и питались живыми и мертвыми мелкими организмами. Позже некоторые из них, став плотоядными, перешли в разряд первых в истории животного мира хищников. Вероятно, в раннем палеозое существовали головоногие без скелетов, напоминавшие современных осьминогов и кальмаров. Головоногие моллюски были первыми животными, свободно плававшими в открытых водоемах на разной глубине. Они достигали высокой численности в морях ордовика. Длина отдельных животных составляла 10 м. В течение всего периода своего существования головоногие моллюски обитали в воде с постоянной соленостью. Ископаемые головоногие дали исключительное множество разнообразных форм. Однако в настоящее время сохранилось ограниченное число видов: осьминоги, кальмары, каракатицы и редкие наутилоидеи. В фанерозое особенно широко распространились наутилоидеи, аммониты и белемниты.

Ряд головоногих возникли в раннем кембрии. Уже в ордовике наутилоидеи обитали преимущественно на дне, в мелководных частях неритовой зоны. Первые формы наутилоидеи имели сильно сплющенную раковину и, по-видимому, ползали по морскому дну. В течение всего ордовика фауна наутилоидеи состояла преимущественно из форм с прямой раковиной. В то же время спирально свернутые раковины составляли примерно 15% всех головоногих. Но в дальнейшем соотношения резко меняются. В девоне наряду с прямыми и слабо изогнутыми формами существовало много спирально свернутых. Далее, в позднем палеозое, наутилоидеи с прямой раковиной становится значительно меньше, возрастает же число видов со спиральной раковиной. Спиральная раковина, гораздо более компактная и менее громоздкая, чем прямая, оказалась более удобной для свободного движения животного. Наутилоидеи со спирально скрученной раковиной быстро эволюционируют, приспосабливаясь к активному плаванию. Но плавали они относительно мало, невысоко над дном, на которое они могли опускаться из любого положения. Разнообразные и богатые формами раннепалеозойские наутилоидеи начинают постепенно вырождаться в девонский период, а с наступлением раннего карбона начинается их вымирание.

В силурийский период от спирально свернутых наутилоидеи происходят аммониты, а в девоне близкие к ним формы — гониатиты составляют уже большую группу морских организмов. Они более подвижны, чем их предки наутилоидеи. В течение девона, карбона, перми и всего мезозоя эволюционируют различные группы аммонитов. Их господство продолжалось до позднего мела и закончилось образованием гигантских форм, найденных в верхнемеловых отложениях. Так, один из верхнемеловых аммонитов в Вестфалии (ФРГ) достигал в диаметре 2,5 м. Аммониты существовали с начала девона до конца мела, и за это время сменилось около 1500 видов.

В палеогене произошло быстрое вымирание белемнитов. Причина этого еще недостаточно выяснена. Согласно наиболее распространенной точке зрения, массовое вымирание обширных групп головоногих моллюсков было связано с появлением в морях новых активных и высокоорганизованных противников. Ими могли быть костистые рыбы, обильно расплодившиеся в середине мелового периода, и морские млекопитающие — китообразные, которые заняли место морских рептилий мезозоя. В связи с появлением этих хищников исчезли не только аммониты, но и белемниты. Обе группы головоногих моллюсков, которые были подвижными в условиях мезозойских морей, оказались неуклюжими и неповоротливыми по сравнению с новыми хищниками. Поэтому в борьбе за существование уцелели самые сильные и самые проворные головоногие моллюски — типа осьминогов и кальмаров с сильно редуцированным известковым скелетом.

Изменения в строении раковин аммонитов, которые произошли на заключительных этапах их истории, позволяют предполагать, что в то время им пришлось вести борьбу с более подвижными хищниками, способными дробить раковины. Эту войну аммониты в конце концов проиграли.

Однако массовое вымирание аммонитов в конце мезозойской эры могло быть вызвано и другими факторами. Некоторые исследователи полагают, что вытеснение аммонитов костистыми рыбами не могло быть главной причиной их вымирания, поскольку аммонитами питались многочисленные хищные морские рептилии, в том числе гигантские мезозавры, ихтиозавры, плезиозавры и морские крокодилы. Однако при этом медлительные наутилоидеи выжили, а аммониты погибли. По мнению американского ученого К. Несиса, исчезновение подавляющего большинства известковых планктонных организмов было крупнейшим событием в мезозое. В результате погибли и гетеротрофные аммониты, которые ими питались.

Таким образом, общей причиной вымирания аммонитов была конкурентная борьба с костистыми рыбами, а конкретным поводом — внезапное вырождение известкового планктона — фораминифер и кокколитофорид. Но что было причиной внезапного исчезновения известкового планктона, неизвестно.

Остальные классы моллюсков — брюхоногие и двустворчатые — дожили до современной эпохи и дали большое разнообразие жизненных форм, в том числе обитающих в пресных водах. Самым распространенным оказался класс брюхоногих моллюсков с огромным количеством и ныне существующих видов. Представители класса брюхоногих моллюсков живут в морях, в солоноватых и пресноводных бассейнах, в реках и озерах, а отдельная группа их вышла на сушу и приснособилась к новому образу жизни. Множество ископаемых брюхоногих моллюсков найдено в отложениях фанерозоя, но максимального обилия и разнообразия они достигли в кайнозое.

Иглокожие (Echinodermata). Этот тип охватывает беспозвоночных животных, имеющих радиальную пятилучевую или реже двустороннюю (у некоторых раннепалеозойских групп) симметрию мягкого тела. Они обладают внутренним известковым скелетом, построенным из пластинок, несущих иглы, откуда данный тип и получил название иглокожих. Для иглокожих характерна амбулакральная, или водно-сосудистая, система, обеспечивающая их водой, кислородом и пищей. Все иглокожие — обитатели морей с нормальной или близкой к ней соленостью. Они размножаются половым путем. Все иглокожие делятся на два подтипа — Pelmatozoa и Elouterozoa.

К Pelmatozoa относятся все группы прикрепленных иглокожих бентоса. Они могут быть представлены и неприкрепленными формами, однако происходят все же от прикрепленных. К настоящему времени в морской фауне сохранился только один класс прикреплённых иглокожих — морские лилии. В геологическом прошлом существовало еще несколько классов иглокожих, ведущих прикрепленный образ жизни. К ним относятся морские пузыри (Cystoidea), текоидеи (Thecoidea), карпоидеи (Carpoidea) и морские бутоны (Blastoidea).

В эволюции иглокожих прикрепленные формы появились первыми. Довольно многочисленные представители иглокожих найдены в отложениях ордовика. Текоидеи встречаются от нижнего кембрия до нижнего карбона. Бластоидеи известны от ордовика до пермского периода включительно и в своем развитии дали формы, перешедшие от прикрепленного образа жизни к свободному, бентосному. Наиболее разнообразны формы морских лилий. Возможно, они произошли от цистоидей в кембрии или даже в докембрийское время.

В ордовике открыты остатки иглокожих, которые по своему анатомическому строению не укладываются ни в один из хорошо известных и общепризнанных классов. Сидячие формы иглокожих обитали на разных глубинах морского дна — от 20 до 5300 м. Большинство форм морских лилий живет в настоящее время на глубинах 4-5 тыс. м, и лишь немногие — в мелких морях. В палеозое и мезозое морские лилии обитали преимущественно в мелководных прибрежных областях моря, некоторые переходили к свободному образу жизни. В различные эпохи возникали неприкрепленные формы. Они известны в ордовике, девоне, карбоне и в отложениях меловой системы. Однако неприкрепленные формы оставались бентосными животными. Причина развития свободных форм связана с тем, что в определенных условиях способность передвигаться дает организму существенные преимущества перед формами, живущими на одном месте, там,, где животное, будучи личинкой, первоначально прикрепилось.

Подтип неприкрепленных иглокожих подразделяется на три класса: морских ежей (Ecliinoidea), морских звезд (Asterozoa) и голотурий (Holothurioidea). Свободноживущие неприкрепленные иглокожие в отличие от прикрепленных составляют значительную часть современной морской фауны. Неприкрепленные формы иглокожих ведут свое начало с раннего палеозоя. В самом палеозое подвижные иглокожие дали большое количество разнообразных форм древних ежей, которые в конце палеозоя вымерли. Все свободноплаваюшие иглокожие являются в значительной мере хищниками, а также пожирателями трупов различных организмов.

К настоящему времени установлено, что тип иглокожих относится к наиболее высокоорганизованной группе беспозвоночных животных — вторичноротых. Первоначально — они были преимущественно двусимметричиымй, главным образом прикрепленными животными. Впоследствии из них выделились свободноплавающие неприкрепленпые формы.

Среди подвижных форм наиболее близки между собой морские звезды и офиуры. Первые известны с кембрия, вторые — с силура. Допускают, что они выделились от раннекембрийских примитивных эдриоастероидей (древних морских звезд). По всей вероятности, морские ежи имели родственные связи с последними. Однако наиболее древних ежей зоологи связывают с цистоидеями, а остальных — с эдраоастероидеями. Среди ныне живущих ежей наиболее примитивным считается отряд эластических ежей, большинство форм которых вымерло.

В процессе развития животного мира при общем прогрессивном поступательном движении имеются многочисленные ответвления определенных групп, эволюция которых как бы останавливается на десятки, а то и на сотни миллионов лет. Отдельные стороны перспстентности растений и микроорганизмов были уже рассмотрены. Беспозвоночные животные, которых можно отнести к персистентным формам, представлены на рис. 18.

В качестве классического примера обычно приводят род брахиопод Lingula, появившийся в ордовике и просуществовавший почти весь фанерозой без изменений. Столько же прожили роды двухстворчатых моллюсков Pilina a Nucula. Из головоногих моллюсков живым ископаемым является наутилус — «жемчужный кораблик». Представители этого рода — четырехжаберные с внешней, разделенной на камеры раковиной. Она защищает мягкие части тела животного, а благодаря наличию воздушных камер регулирует подводное плавание. Ныне живущий наутилус обитает преимущественно в спокойной воде на глубинах от 40 до 700 м в юго-западной части Тихого океана. Предшественники наутилуса существовали от раннего пелеозоя до мезозоя включительно. К консервативным животным относится мечехвост Limulus, близкий к скорпионам и паукам.