Шихзаманова Ольга - Кто придумал пускать мыльные пузыри - читать и скачать бесплатно электронную книгу 
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Э  Ю  Я  AZ

- Без Автора

Появление жизни на земле


 

Тут выложена бесплатная электронная книга Появление жизни на земле автора, которого зовут - Без Автора. В электроннной библиотеке forumsiti.ru можно скачать бесплатно книгу Появление жизни на земле в форматах RTF, TXT или читать онлайн книгу - Без Автора - Появление жизни на земле без регистрации и без СМС.

Размер архива с книгой Появление жизни на земле = 48.87 KB

- Без Автора - Появление жизни на земле => скачать бесплатно электронную книгу


Биологическая эволюция на Земле длится более
3 млрд. лет. С момента возникновения первых примитив-
ных клеточных организмов благодаря естественному от-
бору возникло бесчисленное множество форм живых
организмов. Приспособленность групп организмов до-
стигается разными путями, но магистральный путь -
прогрессивное усложнение организации, образование
все более высоких форм жизни. Рассмотрим основные
этапы эволюции.
Историю Земли принято делить на промежутки вре-
мени, границами которых являются геологические изме-
нения - горообразовательные процессы, поднятия и
опускания суши, изменения очертаний материков (рис.
58), глобальные изменения климата и т. д.
В архейской эре появились первые живые организ-
мы. Они были гетеротрофами, использовавшими в каче-
стве пищи органические соединения <первичного бульо-
на>. Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан
с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделе-
ние органического мира на растительный и животный.
Первыми фотосинтезирующими организмами были си-
незеленые водоросли - цианеи. Цианеи и появившиеся
затем зеленые водоросли выделяли в атмосферу из океа-
на свободный кислород.
Это способствовало возникновению бактерий, спо-
собных жить в аэробной среде. По-видимому, в это же
время-на границе архейской и протерозойской эр-
произошло еще два крупных эволюционных события:
появились половой процесс и многоклеточность. Чтобы
яснее представить значение двух последних ароморфо-
-158-
Рис. 58. Изменение очертаний
суши в мезозойскую и кайно-
зойскую эры:
А - конец палеозое, 230 млн. лет
назад, Б - мезозой - 180 млв.
лет назад, В - конец мезозоя,
110 млн. лет назад
зов, остановимся на них подробнее. Гаплоидные орга-
низмы (микробы, синезеленые водоросли) имеют один
набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же про-
является в фенотипе. Если мутация полезна, она сохра-
няется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гап-
лоидные организмы непрерывно приспосабливаются
к среде, но принципиально новых признаков и свойств
у них не возникает. Половой процесс резко повышает
возможности приспособления к условиям среды вслед-
ствие создания бесчисленных комбинаций в хромосо-
мах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформ-
ленным ядром, позволяет сохранять мутации в гетеро-
зиготном состоянии и использовать их как резерв на-
следственной изменчивости для дальнейших эволюцион-
ных преобразований. Кроме того, многие мутации в гете-
розиготном состоянии часто повышают жизнеспособ-
ность особей и, следовательно, увеличивают их шансы
в борьбе за существование. Возникновение диплоидно-
сти и генетической разнородности одноклеточных эука-
риот, с одной стороны, обусловило многообразие строе-
ния клеток и их объединение в колонии, с другой -
возможность "разделения труда" между клетками коло-
нии, т. е. образование многоклеточных организмов.
Возможности эволюции одноклеточных организмов ог-
раничены. Размеры отдельных клеток не могут увели-
-159-
чиваться больше определенного предела вследствие
уменьшения отношения поверхности клетки к ее объему.
В связи с этим снижается поступление кислорода в клет-
ку, интенсивность дыхания становится ниже оптималь-
ной. Имеет значение и то обстоятельство, что органоиды
клетки, выполняющие строго специфические функции,
не могут играть роль <кирпичиков> для построения
сложных многофункциональных структур. Такими <кир-
пичиками> являются клетки.
Разделение функций клеток у первых колониальных
многоклеточных организмов привело к образованию
первичных тканей - эктодермы и энтодермы, диффе-
ренцированных по структуре в зависимости от выпол-
няемой функции. Дальнейшая дифференцировка тканей
создала разнообразие, необходимое для расширения
структурных и функциональных возможностей организ-
ма в целом, в результате чего создавались все более
сложные и специализированные (морфологически и
функционально) системы органов. Совершенствование
взаимодействия между клетками - сначала контактно-
го, а затем опосредованного с помощью нервной и эн-
докринной систем, обеспечило существование многокле-
точного организма как единого целого со сложным и
тонким взаимодействием его частей и реагированием
на окружающую среду.
В основе современных представлений о происхожде-
нии многоклеточных организмов лежит гипотеза рус-
ского ученого И. И. Мечникова - гипотеза <фагоци-
теллы>. По-видимому, предками многоклеточных были
гетеротрофные и колониальные жгутиковые. Первичный
способ их питания - фагоцитоз. Клетки, захватившие
добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них об-
разовался внутренний слой - энтодерма, выполнявший
пищеварительную функцию. Вначале такая колония
с едва наметившейся дифференцировкой клеток была
шаровидной, свободно плавала в воде. После выделения
в колонии половых и соматических клеток, а среди пос-
ледних - движущих (эктодерма) и питающих (энто-
дерма) колония превратилась в примитивный, но цело-
стный многоклеточный организм. Дальнейшая судьба
первых многоклеточных была различной. Некоторые пе-
решли к сидячему образу жизни и превратились в орга-
низмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться
по субстрату с помощью ресничек. От них произошли
плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ
-160-
жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополост-
ным (рис. 59).
В протерозойской эре в морях уже обитало много
различных водорослей, в том числе прикрепленные ко
дну формы. Суша была безжизненной, но по берегам
Рис. 59. Схема основных этапов эволюции эукариотических
организмов
-161-

водоемов начались почво-
образовательные процессы
в результате деятельности
бактерий и микроскопиче-
ских водорослей. Начальные
звенья эволюции животных
не сохранились. В протеро-
зойских отложениях нахо-
дят представителей вполне
сформировавшихся типов
животных: губок, кишечно-
полостных, членистоногих.

Рис. 60. Первое наземное расте-
ние псилофит
В начале палеозойской
эры растения населяют в ос-
новном моря, но в ордови-
ке - силуре появляются
первые наземные расте-
ния-псилофиты (рис. 60).
Это были небольшие расте-
ния, занимающие промежу-
точное положение между
водорослями и наземными сосудистыми растениями.
Псилофиты имели уже проводящую (сосудистую) си-
стему, первые слабодифференцированные ткани, могли
укрепляться в почве, хотя корни еще (как и другие
вегетативные органы) отсутствовали. Дальнейшая эво-
люция растений на суше была направлена на дифферен-
цировку тела на вегетативные органы и ткани, совер-
шенствование сосудистой системы (обеспечивающей
быстрое поднятие воды на большую высоту). Уже в за-
сушливом девоне широко распространяются хвощи,
плауны, папоротникообразные. Еще большего развития
достигает наземная растительность в каменно-
угольном периоде (карбоне), характеризую-
щемся влажным и теплым климатом на протяжении
всего года. Появляются голосеменные растения, про-
изошедшие от семенных папоротников. Переход к семен-
ному размножению дал много преимуществ: зародыш
в семенах защищен от неблагоприятных условий обо-
лочками и обеспечен пищей, имеет диплоидное число
хромосом. У части голосеменных (хвойных) процесс
полового размножения уже не связан с водой. Опыление
у голосеменных осуществляется ветром, а семени имеют
приспособления для распространения животными. Эти
и другие преимущества способствовали широкому рас-
-162-
пространению семенных растений. Крупные споровые
растения вымирают в пермском периоде в связи с ис-
сушением климата.
Животный мир в палеозойской эре развивался чрез-
вычайно бурно и был представлен большим количеством
разнообразных форм. Пышного расцвета достигает
жизнь в морях. В кембрийском периоде уже существуют
все основные типы животных, кроме хордовых. Губки,
кораллы, иглокожие, разнообразные моллюски, гро-
мадные хищные ракоскорпионы - вот неполный пере-
чень обитателей кембрийских морей.
В ордовике продолжается совершенствование и
специализация основных типов. Впервые обнаружи-
ваются остатки животных, имевших внутренний осевой
скелет,- бесчелюстных позвоночных, отдаленными по-
томками которых являются современные миноги и мик-
сины. Рот этих своеобразных организмов представлял
собой простое отверстие, ведущее в пищеварительный
тракт. Передний отдел пищеварительной трубки был
пронизан жаберными щелями, между которыми распо-
лагались опорные хрящевые жаберные дуги. Бесчелю-
стные питались организмами, обитающими в илистом
дне рек и озер, и детритом (органическими остатками),
засасывая пищу ртом. У части бесчелюстных возникло
расчленение жаберных дуг, что позволило изменять про-
свет глотки с помощью жаберной мускулатуры и, следо-
вательно, удерживать попавшую в пищеварительную
трубку подвижную добычу. Отбор благоприятствовал
дальнейшему совершенствованию аппарата захвата
живой добычи, гораздо более питательной со сравнению
с илистым детритом. Третья пара жаберных дуг пре-
вратилась в челюсти, усаженные зубами. Жаберная
мускулатура преобразовалась в челюстную и подъязыч-
ную. Так на основе существовавших структур - скелет-
ных жаберных дуг, служивших опорой органов дыха-
ния, возник ротовой аппарат хватательного типа. Ново-
образовавшиеся челюсти оказались органом очень
стойким и сохранились в последующей эволюции позво-
ночных.
Появление хватательного ротового аппарата -
крупный ароморфоз - вызвало перестройку всей орга-
низации позвоночных. Возможность выбирать пищу
способствовала улучшению ориентации в пространстве
путем совершенствования органов чувств. Первые че-
люстноротые не имели плавников и передвигались в во-
-163-
де путем змееподобных движений. Это неэффективный
способ передвижения при необходимости поймать дви-
жущуюся добычу. Поэтому каждая кожная складка
имела значение для улучшения передвижения в воде.
Вначале возникает непрерывная кожная складка, иду-
щая по средней линии вдоль спины, огибающая задний
конец тела и продолжающаяся на брюшной стороне
до заднепроходного отверстия. В филогенезе определен-
ные участки этой складки развиваются дальше и дают
начало плавникам, свойственным современным рыбам,
промежуточные части отстают в развитии и редуци-
руются. Функция спинного и анального плавников -
киль и рули, служащие для направления движения в
горизонтальной плоскости. Хвостовой плавник - орган
движения. Парные плавники также возникают в виде
боковых кожных складок. Боковая складка служила ру-
лем глубины, причем наибольшее значение имели перед-
няя и задняя ее части. Они превратились в парные груд-
ные и брюшные плавники, средняя часть складки реду-
цировалась.
Возникновение парных плавников - конечностей -
следующий крупный ароморфоз в эволюции позвоноч-
ных. С увеличением размеров складок потребовался ске-
лет для их укрепления. Скелет возник в виде ряда хря-
щевых (затем костных) лучей. Очень важно, что хря-
щевые лучи оказываются связанными между собой хря-
щевой пластинкой, тянущейся вдоль основания плавни-
ков. Эта пластинка дала начало поясу конечностей.
Итак, челюстноротые позвоночные приобрели хва-
тательный ротовой аппарат и конечности. В своей эво-
люции они разделились на хрящевых и костных рыб.
В силурийском периоде на сушу вместе с
псилофитами вышли первые дышащие воздухом живот-
ные - членистоногие. В водоемах продолжалось интен-
сивное развитие низших позвоночных. Предполагается,
что позвоночные возникли в мелких пресноводных во-
доемах и лишь затем переселились в моря.
В девоне позвоночные представлены тремя группа-
ми: двоякодышащими, лучеперыми и кистеперыми ры-
бами. Кистеперые рыбы были типично водными живот-
ными, но могли дышать атмосферным воздухом с по-
мощью примитивных легких, представлявших собой вы-
пячивания стенки кишки. Чтобы понять дальнейшую
эволюцию рыб, необходимо иметь в виду характер кли-
матических условий в девонском периоде. Большая
-164-
часть суши представляла собой безжизненную пустыню.
По берегам пресноводных водоемов в густых зарослях
растений обитали кольчатые черви, членистоногие, в
конце девона появились насекомые (кормовая база для
будущих наземных позвоночных). Климат сухой, с рез-
кими колебаниями температуры в течение суток и по се-
зонам. Уровень воды в реках и водоемах часто менялся.
Многие водоемы полностью высыхали, зимой промерза-
ли. Водная растительность гибла при пересыхании во-
доемов, накапливались и затем гнили растительные
остатки. Все это создавало очень неблагоприятную сре-
ду для рыб. В этих условиях их могло спасти только
дыхание атмосферным воздухом. Таким образом, воз-
никновение легких можно рассматривать как идиоадап-
тацию к недостатку кислорода в воде. При пересыхании
водоемов у животных были два пути для спасения: за-
рывание в ил или миграция в поисках воды. По перво-
му пути пошли двоякодышащие рыбы. строение которых
почти не изменилось со времени девона и которые оби-
тают сейчас в мелких пересыхающих водоемах Африки.
Эти рыбы переживают засушливое время года, зары-
ваясь в ил и дыша атмосферным воздухом. Лучеперые
рыбы имели плавники, поддерживавшиеся отдельными
костными лучами. Они широко распространились и сей-
час представляют собой большой по числу видов класс
позвоночных. Приспособиться к жизни на суше смогли
только кистеперые рыбы. Их плавники представляли со-
Рис. 61. Скелет парного плавника кистеперой рыбы и стегоцефала:
А - плечевой пояс и плавник кистеперой рыбы; Б - внутренний
скелет плавника; В-скелет передней конечности стегоцефала.
1 - элемент, соответствующий плечевой кости, 2 - элемент, соответствую-
щий лучевой кости, 3 - элемент, соответствующий локтевой кости, 4.5.6.-
кости запястья, 7 - фаланги пальцев
-165-
бой лопасти, состоящие из отдельных костей с прикре-
пленными к ним мышцами (рис. 61). С помощью плав-
ников кистеперые рыбы - крупные животные длиной
от 1.5 до нескольких метров- могли ползать по дну.
Таким образом, они имели две основные предпосылки
для перехода в наземную среду обитания: мускулистые
конечности и легкие. В конце девона кистеперые рыбы
дали начало первым земноводным-стегоцефалам
(рис. 62).
Для приспособления к жизни на суше потребовалась
коренная перестройка всей организации животных. Ко-
нечность из цельной упругой пластинки преобразуется
в систему рычагов, разделенных суставами. Наиболь-
шая нагрузка падает на пояс задних конечностей, кото-
рый становится значительно более мощным. Конечности
удлиняются, особенно задние. Позвоночник утрачивает
свою упругость, между позвонками развиваются суста-
вы. Появляются слезные железы, подвижные веки,
мышцы, втягивающие глаза внутрь орбиты; все это
защищает роговицу глаза от высыхания. Боковые сегмен-
ты мышц дифференцируются на большое число отдель-
ных мышц, прикрепляющихся к разным частям скелета.
Движение по суше связано с необходимостью увеличе-
ния подвижности головы, вследствие чего у наземных
позвоночных разрывается связь черепа с костями пле-
чевого пояса. Большая подвижность конечностей соп-
ровождается обособлением мышц плечевого пояса от
боковых мышц тела и сильным развитием брюшных
мышц.
На протяжении каменноугольного периода стегоце-
фалы жили, питались и размножались в воде. Они вы-
ползали на сушу, но не совершали сколько-нибудь зна-
чительных миграций. Стегоцефалы разделились (дивер-
гировали) на большое число форм - от крупных рыбо-
ядных хищников до мелких, питавшихся беспозво-
ночными.
В пермском периоде происходило поднятие
суши, а также иссушение и похолодание климата. Амфи-
бии вымирают как из-за ухудшения климатических
Рис. 62. Примитивное девонское земноводное
-166-
условий, так и вследствие истребления подвижными
хищными рептилиями. Среди стегоцефалов, обитавших
в карбоне, выделилась группа, имевшая хорошо раз-
витые конечности, подвижную систему двух первых поз-
вонков. Представители группы размножались в воде, но
уходили по суше дальше амфибий, питались наземными
животными, а затем и растениями. Эта группа получила
название котилозавров. От них в дальнейшем произош-
ли рептилии и млекопитающие.
Рептилии приобрели свойства, позволившие им окон-
чательно порвать связь с водой. Внутреннее оплодотво-
рение и накопление желтка в яйцеклетке сделали воз-
можным размножение на суше. Ороговение кожи и бо-
лее сложное строение почки способствовали резкому
уменьшению потерь воды организмом и широкому рас-
селению. Грудная клетка обеспечила более эффектив-
ный тип дыхания - всасывающий. Отсутствие конку-
ренции вызвало широкое распространение рептилий на
суше и возвращение части их в водную среду.
В следующую - мезозойскую эру - на Земле про-
исходят горообразовательные процессы. Появляются
Урал, Тянь-Шань, Алтай, идет дальнейшее иссушение
климата и сокращение площади морей и океанов. В
триасе вымирают гигантские папоротники, древовидные
хвощи, плауны. Достигают расцвета голосеменные ра-
стения. В юрском периоде вымирают семенные па-
поротники и появляются первые покрытосеменные рас-
тения, постепенно распространившиеся на все материки.
Это было обусловлено рядом преимуществ: покрытосемен-
ные имеют сильно развитую проводящую систему, цве-
ток привлекает насекомых-опылителей, что обеспечи-
вает надежность перекрестного опыления, зародыш
снабжается запасами пищи (благодаря двойному опло-
дотворению развивается триплоидный эндосперм) и
защищен оболочками и т. д. В животном мире дости-
гают расцвета насекомые и рептилии. Рептилии занима-
ют господствующее положение и представлены большим
числом форм (рис. 63). В юрском периоде появляются
летающие ящеры и завоевывают воздушную среду.
В меловом периоде специализация рептилий
продолжается, они достигают громадных размеров.
Некоторые из них (динозавры) весили до 50 т. Начина-
ется параллельная эволюция цветковых растений и
насекомых-опылителей. В конце мелового периода вновь
происходят горообразовательные процессы. Возникают
-167-
Рис. 63. Пресмыкающиеся мезозойской эры: А - рогатый дино-
завр; Б - ихтиозавр; В - летающий хвостатый ящер, Г - брон-
тозавр; Д. Ж - летающие бесхвостые ящеры; Е - стегозавр;
З - плезиозавр
Альпы, Анды, Гималаи. Наступает похолодание, сокра-
щается ареал околоводной растительности. Вымирают
растительноядные, за ними хищные динозавры. Круп-
ные рептилии сохраняются лишь в тропическом поясе
(крокодилы). Вследствие вымирания хищных репти-
лий наиболее приспособленными оказываются тепло-
кровные животные - птицы и млекопитающие. В морях
вымирают многие формы беспозвоночных и морские
ящеры.
Птицы произошли от вполне сформированных реп-
тилий - архозавров. Возникновение птиц сопровожда-
лось появлением крупных ароморфозов в их строении.
В частности, они утратили одну из двух дуг аорты и при-
обрели полную перегородку между правым и левым
желудочками сердца. Полное разделение артериального
и венозного кровотока послужило основой теплокровно-
сти птиц. В остальных чертах своей организации птицы
сходны с пресмыкающимися и их называют иногда <пер-
натыми рептилиями>. Все особенности строения птиц -
перьевой покров, преобразование передних конечностей
в крылья, роговой клюв, воздушные мешки и двойное
дыхание, укорочение задней кишки - являются приспо-
соблениями к полету, т. е. идиоадаптациями.
Возникновение млекопитающих связано с рядом
крупных ароморфозов, появившихся у представителей
одного из подклассов пресмыкающихся. К ароморфо-
эам, определившим формирование млекопитающих как
класса, относятся: образование волосяного покрова и
четырехкамерного сердца, полное разделение арте-
риального и венозного кровотока, внутриутробное раз-
витие потомства и вскармливание детенышей молоком.
Вынашивание зародышей в теле матери и забота о по-
томстве резко повысили выживаемость млекопитающих.
К ароморфозам следует отнести и развитие коры голов-
ного мозга, обусловившее преобладание условных реф-
лексов над безусловными и возможность индивидуаль-
ного приспособления к непостоянным условиям среды
путем изменения поведения. Млекопитающие возникли
в триасе, но не могли конкурировать с хищными дино-
заврами и на протяжении 100 млн. лет занимали подчи-
ненное положение.
В начале кайнозойской эры завершаются горообра-
зовательные процессы, начавшиеся в конце мезозоя.
Обособляются Средиземное, Черное, Каспийское и
Аральское моря. Устанавливается теплый равномерный
-169-
климат. На севере преобладали хвойные, на юге - рас-
тительность теплого и умеренного климата. Вся Европа
была покрыта лесами, состоящими из дуба, березы,
сосны, каштана и др. В тропиках росли фикусы, лавро-
вые, гвоздичные, эвкалипты и др. В четвертичном
периоде кайнозойской эры (2-3 млн. лет назад)
наступило оледенение значительной части Земли. Тепло-
любивая растительность отступает на юг или вымирает.
появляется холодоустойчивая травяная и кустарнико-
вая растительность, на больших территориях леса сме-
няются степью, полупустыней и пустыней. Формируются
современные растительные сообщества.
Развитие животного мира в кайнозойскую эру харак-
теризуется дальнейшей дифференциацией насекомых,
интенсивным видообразованием у птиц и чрезвычайно
быстрым прогрессивным развитием млекопитающих.
Млекопитающие представлены тремя подклассами:
однопроходными (утконос и ехидна), сумчатыми и пла-
центарными. Однопроходные возникли независимо от
других млекопитающих еще в юрском периоде от зверо-
подобных рептилий. Сумчатые и плацентарные млекопи-
тающие произошли от общего предка в меловом периоде
и сосуществовали до наступления кайнозойской эры,
когда наступил <взрыв> в эволюции плацентарных, в
результате чего плацентарные млекопитающие вытес-
нили сумчатых с большинства континентов.
Наиболее примитивными были насекомоядные мле-
копитающие, от которых произошли первые хищные
и приматы. Древние хищные дали начало копытным.
К концу неогена и палеогена встречаются уже
все современные семейства млекопитающих. Одна из
групп обезьян - австралопитеки - дала начало ветви,
ведущей к роду человек.
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ
На основе известных фактов можно сделать некото-
рые обобщения о закономерных изменениях строения
живых организмов в процессе эволюции, иначе говоря,
морфологических закономерностях эволюционного про-
цесса. При всем разнообразии частных особенностей
строения и приспособления организмов к внешней среде
эти особенности определяются конкретными условиями
среды обитания. К числу основных морфологических
закономерностей эволюции относятся дивергенция и
конвергенция.
-170-
Дивергенция. Появление новых форм всегда связано
с приспособлением к местным географическим и эколо-
гическим условиям существования. Так, класс млекопи-
тающих распался на многочисленные отряды, для кото-
рых характерен определенный род пищи, особенности
местообитания, т. е. условия существования (насекомо-
ядные, рукокрылые, хищные, копытные, китообразные,
грызуны и т. д.). Каждый из этих отрядов, в свою
очередь, разделился на подотряды и семейства, которым
также свойственны не только специфические морфоло-
гические признаки, но и экологические особенности
(формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, пла-
вающие). Внутри любого семейства роды и виды отли-
чаются по образу жизни, объекту питания и т. п. Как
указывал Дарвин. в основе всего эволюционного про-
цесса лежит явление расхождения признаков - дивер-
генция. Дивергировать могут не только виды, но и роды,
семейства, отряды. Дивергенция любого масштаба есть
результат действия естественного отбора в форме груп-
пового отбора (сохраняются или устраняются виды, ро-
ды. семейства и т. д.). Групповой отбор основан на инди-
видуальном отборе внутри популяции. При этом свое-
образие морфологических особенностей организмов,
приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некото-
рую единую основу в виде генофонда родственных форм.
Конечности лазающих, скачущих, плавающих, роющих
млекопитающих отличаются друг от друга, но все они
имеют единый план строения и представляют собой
пятипалую конечность, характерную для класса млеко-
питающих в целом. Поэтому органы, соответствующие
друг другу по строению и имеющие общее происхожде-
ние, независимо от выполняемых ими функций, называ-
ются гомологичными.
Примеры гомологичных органов у растений-усики
гороха, иглы барбариса, колючки кактуса (видоизме-
ненные листья). Корневища ландыша, клубни карто-
феля, донце репчатого лука (подземные побеги) также
гомологичны.
Конвергенция. В более или менее одинаковых усло-
виях существования животные, относящиеся к разным
систематическим группам, могут приобретать сходное
строение. Такое сходство возникает при одинаковой
функции и ограничивается лишь органами, на которые
непосредственно влияют одни и те же факторы среды
(рис. 64).
-171-
Рис. 64. Конвергентное сходство строения тела между неродст-
венными млекопитающими, населяющими дождевые леса
Африки (А) и Южной Америки (Б). А (сверху вниз): карлико-
вый гиппопотам, оленек, карликовая антилопа, дукер, панголин;
Б (сверху вниз): водосвинка, пака, агути, мазама, гигантский
броненосец
У позвоночных животных конвергентное подобие
обнаруживают ласты морских рептилий и млекопитаю-
щих (ихтиозавры, плезиозавры и ластоногие). Сходный
образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих
правел их независимо друг от друга к формированию
приспособлений путем конвергенции (например, евро-
пейский крот и сумчатый крот, сумчатый летун и белка-
летяга, сумчатый волк и обыкновенный волк). Однако
исторически сложившаяся организация в целом никогда
-172-
не конвергирует. Схождение признаков затрагивает
в основном лишь те органы, которые непосредственно
связаны с подобными условиями среды. Конвергентное
сходство строения органов наблюдается у групп живот-
ных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом
отношении. У организмов, обитающих в воздухе, имеют-
ся крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мы-
ши-измененные конечности, а крылья бабочки-
вырост стенки тела.
Органы, выполняющие сходные функции, но имею-
щие принципиально различное строение и происхожде-
ние, называются аналогичными. Аналогичны жабры ра-
ка и рыбы, роющие конечности крота и медведки.
Яркие примеры конвергентного сходства строения
органов в одинаковых условиях среды дает приспособ-
ление неродственных групп животных - членистоногих
и позвоночных - к жизни на суше. Так, органы ориен-
тировки в пространстве и органы захвата пищи у насе-
комых и у позвоночных сосредоточены на переднем
конце тела. При освоении суши у членистоногих и позво-
ночных развились приспособления к сохранению воды
в теле - плотные покровы с водонепроницаемым на-
ружным слоем. Экономия расхода влаги у этих двух
групп также достигается сходными путями. Для боль-
шинства водных животных продуктом азотного обмена
является аммиак, выделяющийся с большим количест-
вом воды. У наземных животных азот выводится в виде
мочевины и мочевой кислоты, что позволяет максималь-
но сокращать расход воды. Таким образом, в процессе
эволюции физиологические функции у неродственных
организмов, обитающих в одинаковых условиях среды,
осуществляются сходными путями с помощью негомо-
логичных структур.
Одно из общих правил эволюции - правило ее необ-
ратимости. Так, если на каком-то этапе от примитивных
амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут вновь
дать начало амфибиям. Вернувшиеся в воду наземные
позвоночные (среди рептилий - ихтиозавры, среди
млекопитающих - киты) не стали рыбами. Для любой
группы организмов история развития не проходит бес-
следно, и приспособление к среде, в которой когда-то
обитали предки, осуществляется уже на иной генетичес-
кой основе.
Характеризуя основные черты эволюции живых ор-
ганизмов на Земле, можно отметить следующие законо-
-173-
мерности: для растений - переход от гаплоидности к
диплоидности, приобретение независимости процесса
полового размножения от капельно-жидкой влаги, воз-
никновение двойного оплодотворения, разделение тела
на корень, стебель и лист, развитие сети проводящей си-
стемы, специализация тканей, опыление с помощью на-
секомых, усиление защиты зародыша от неблагоприят-
ных условий; для животных - возникновение много-
клеточности и дифференциация органов и тканей, появ-
ление твердого скелета, развитие центральной нервной
системы и общественного поведения в ряде групп.
Накопление ряда крупных ароморфозов в процессе
биологической эволюции привело к качественному скач-
ку-социальной форме движения материи.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА
Положение человека в системе животного мира
В эмбриональном периоде развития человека суще-
ствуют признаки, характерные для всех представителей
типа хордовых: хорда, нервная трубка на спинной сто-
роне тела, жаберные щели в глотке. Развитие позвоноч-
ного столба, двух пар конечностей, расположение серд-
ца на брюшной стороне тела определяют принадлеж-
ность человека к подтипу позвоночных. Четырехкамер-
ное сердце, сильно развитая кора головного мозга, теп-
локровность, млечные железы, наличие волос на поверх-
ности тела свидетельствуют о принадлежности человека
к классу млекопитающих. Развитие плода в теле матери
и питание его через плаценту - особенности, характер-
ные для подкласса плацентарных. Такие признаки,
как конечности хватательного типа (первый палец про-
тивопоставлен остальным), ногти на пальцах, одна пара
сосков млечных желез, хорошо развитые ключицы, зубы
трех типов, замена молочных зубов на постоянные в про-
цессе онтогенеза, рождение, как правило, одного дете-
ныша, обусловливают положение человека в отряде
приматов. Более частные признаки (редукция хвостово-
го отдела позвоночника, наличие аппендикса, большое
число извилин на полушариях головного мозга, четыре
основные группы крови, развитие мимической муску-
латуры и ряд других) позволяют отнести человека к над-
семейству высших узконосых обезьян (рис. 65). Живот-
ное происхождение человека подтверждается целым ря-
-174-
Рис. 65. Скелет человека и человекообразных обезьян:
1 - человек, 2 - горилла. 3 - орангутан, 4 - гиббон
дом рекапитуляций (кратким повторением основных
этапов развития предковых форм), указывающих на то,
что появление человека - результат длительной эволю-
ции позвоночных. В эмбриональном периоде развития
у зародыша человека закладываются двухкамерное
сердце, шесть пар жаберных дуг, хвостовая артерия,
мышцы имеют сегментарное строение. Все это - приз-
наки рыбообразных предков. От амфибий человек уна-
следовал плавательные перепонки между пальцами, ко-
торые имеются у зародыша. Слабая теплорегуляция
новорожденных и детей до пяти лет указывает на проис-
хождение от животных с непостоянной температурой
тела. Головной мозг плода гладкий, без извилин, как у
низших млекопитающих. У шестинедельного зародыша
имеется несколько пар млечных желез. Закладывается
также хвостовой отдел позвоночника, который затем
редуцируется и превращается в копчик. Таким образом,
основные черты строения и эмбрионального развития
четко определяют положение вида - человек разум-
ный - в классе млекопитающих, отряде приматов.
Вместе с тем человек имеет специфические, присущие
только ему особенности: прямохождение, опорную стопу
с сильно развитым первым пальцем, подвижную кисть
руки, позвоночник с четырьмя изгибами, расположение
-175-
таза под углом 60Ї к горизонтали, очень большой и объе-
мистый мозг с развитой корой, крупные размеры мозго-
вого и малые размеры лицевого отделов черепа, бино-
кулярное зрение, ограниченную плодовитость, плечевой
сустав, допускающий движения с размахом почти до
180 Ї, и некоторые другие. Эти особенности строения и
физиологии человека - результат эволюции его живот-
ных предков.
Эволюция приматов
Животные предки человека. Плацентарные млеко-
питающие возникли в самом конце мезозойской эры.
От примитивных насекомоядных млекопитающих обо-
собился отряд приматов. Около 30 млн. лет назад поя-
вились парапитеки - небольшие животные, жившие на
деревьях и питавшиеся растениями и насекомыми. Их
челюсти и зубы были такими же, как у человекообраз-
ных обезьян. От парапитеков произошли гиббоны, оран-
гутаны и вымершие впоследствии древесные обезья-
ны - дриопитеки. Дриопитеки дали три ветви, из кото-
рых две повели к шимпанзе и горилле, а третья - через
ряд промежуточных форм - к человеку. Происхождение
человека от обезьян, которые вели древесный образ
жизни, предопределило особенности его строения, в
свою очередь, явившиеся анатомической основой его
способности к труду и дальнейшей социальной эволю-
ции.
Образ жизни животных, обитающих на ветвях де-
ревьев, лазающих и прыгающих с помощью хвататель-
ных движений, предопределяет соответствующее строе-
ние кисти с противопоставленным первым пальцем. Раз-
вивается плечевой пояс, позволяющий совершать дви-
жения с размахом до 180 градусов, грудная клетка становится
широкой и уплощается в спинно-брюшном направлении.
Отметим, что у наземных животных грудная клетка
уплощена с боков, а конечности могут перемещаться
только в передне-заднем направлении и почти не отво-
дятся в сторону. Ключица сохраняется у приматов, ру-
кокрылых (летучие мыши), но не развивается у быстро
бегающих наземных животных. Передвижение на де-
ревьях в самых разных направлениях с меняющейся ско-
ростью, с необходимостью быстрой ориентировки приве-
ло к сильному развитию головного мозга. Необходи-
мость точного определения расстояния при прыжках
-176-
вызвала сближение глазниц и появление бинокулярного
зрения. В то же время жизнь на деревьях способство-
вала ограничению плодовитости. Уменьшение численно-
сти потомства компенсировалось тщательностью ухода
за ним, а жизнь в стаде обеспечивала защиту от врагов.
Во второй половине палеогена в связи с начинаю-
щимися горообразовательными процессами наступило
похолодание. Тропические и субтропические леса отсту-
пили на юг, появились обширные открытые простран-
ства. В конце неогена ледники, сползавшие с гор Скан-
динавии, проникли далеко на юг. Обезьяны, не откоче-
вавшие к экватору, оказавшиеся на менее залесенных
территориях и перешедшие к жизни на земле, должны
были приспосабливаться к новым суровым условиям
и вести тяжелую борьбу за существование. Беззащит-
ные против хищников, неспособные быстро бегать-
настигать добычу или спасаться от врагов, лишенные
густой шерсти, помогающей сохранить тепло, они могли
выжить только благодаря стадному образу жизни,
а также использованию освободившихся от передвиже-
ния рук. Решающим эволюционным шагом от обезьяны
к человеку, по мнению Ф. Энгельса, явилось прямохож-
дение. К такому же выводу в своем труде о происхож-
дении человека пришел Ч. Дарвин. Одна из групп обе-
зьян, обитавших 10-12 млн. лет назад, дала начало
ветви, ведущей к человеку. Эти животные, предками
которых были дриопитеки, получили название австрало-
питеков. Они имели массу 20-50 кг и рост 120-150 см,
ходили на двух ногах при выпрямленном положении те-
ла. В отличие от всех обезьян у них появились небольшие
клыки, строение зубной системы было сходно с зубной си-
стемой человека. Масса мозга составляла около 550 г,
руки были свободны. Австралопитеки (от лат. <аустра-
лис>- южный) для защиты и добывания пищи поль-
зовались камнями, костями животных. 2-3 млн. лет
назад жили существа, более близкие к человеку, чем
австралопитеки. Они имели массу мозга до 650 г, умели
обрабатывать камни с целью изготовления орудий. Эти
человекообразные обезьяны получили название чело-
век умелый. Таким образом, эволюция австралопитеков
шла в направлении прогрессивного развития прямохож-
дения, способности к труду и совершенствования голов-
ного мозга.
Изготовление орудий обусловило переход к новой
стадии эволюции - появлению древнейших людей. По-
-177-
видимому, в это же время началось использование
огня. Естественный отбор сохранял признаки, способ-
ствовавшие усилению общественного характера поисков
добычи и защиты от хищных зверей, способности к обу-
чению, совершенствованию руки. Все эти особенности
обеспечили победу обезьянолюдей в борьбе за сущест-
вование и привели 1,5-2 млн. лет тому назад к их широ-
кому расселению в Африке, Средиземноморье, Южной.
Центральной и Юго-Восточной Азии. Использование
орудий, стадный образ жизни способствовали дальней-
шему развитию мозга и возникновению речи. Одним
из признаков, отделяющих человекообразных обезьян
от людей, считается масса мозга, равная 750 г. Именно
при такой массе мозга овладевает речью ребенок. Речь
древних людей была очень примитивной, но она состав-
ляет качественное отличие высшей нервной деятельно-
сти человека от высшей нервной деятельности живот-
ных. Слово, обозначающее действия, трудовые опера-
ции, предметы, а затем и абстрактные понятия, стало
важнейшим средством общения между людьми. Речь
способствовала эффективному взаимодействию членов
первобытного стада в трудовых процессах, передаче
накопленного опыта от поколения к поколению. В борь-
бе за существование получили преимущество те перво-
бытные стада древних людей, которые стали заботиться
о стариках и поддерживать особей, ослабевших физиче-
ски, но обладавших опытом и выделявшихся своими
умственными способностями. Бесполезные ранее стари-
ки, спокойно съедавшиеся соплеменниками при нехват-
ке пищи, стали ценными членами общества как носители
знания. Речь содействовала развитию процесса мышле-
ния. совершенствованию трудовых процессов, эволюции
общественных отношений.
В процессе становления человека условно выделяют
три стадии: 1) древнейшие люди (архантропы);
2) древние люди: 3) современные люди (рис. 66).
Древнейшие люди (архантропы). Считают, что древ-
нейшие люди возникли около 1 млн. лет назад. Изве-
стно несколько форм древнейших людей: питекантроп,
синантроп, гейдельбергский человек и ряд других. Вне-
шне они уже походили на современного человека, хотя
отличались большими надбровными дугами, отсутст-
вием подбородочного выступа, низким и покатым лбом.
Масса мозга достигала 800-1000 г. Мозг имел более
примитивное строение, чем у позднейших форм. Древ-
-178-
Рис. 66. Схема основных этапов эволюции
человека: А-австралопитековые: Б-архан-
тропы; В - палеоантропы, Г - современные
люди
нейшие люди успешно охотились на буйволов, носоро-
гов. оленей, птиц. С помощью обтесанных камней они
разделывали туши убитых животных. Жили они в основ-
ном в пещерах, где обычно использовали огонь. Однов-
ременно существовало довольно много форм древней-
ших людей, стоявших на разных ступенях развития и
эволюционировавших в разных направлениях. Наибо-
лее перспективным направлением эволюции человека
было дальнейшее увеличение объема головного мозга,
развитие общественного образа жизни, совершенство-
вание орудий труда, более широкое использование огня
(не только для обогрева и отпугивания хищников, но и
для приготовления пищи).
Древние люди (неандертальцы). К древним людям,
или палеоантропам, относят новую группу форм, поя-
вившихся около 200 тыс. лет назад. Они занимают про-
межуточное положение между древнейшими и первыми
-179-
современными людьми. Неандертальцы были очень
неоднородной группой. Изучение многочисленных скеле-
тов показало, что в эволюции неандертальцев при всем
разнообразии строения можно выделить две линии.
Одна линия шла в направлении мощного физического
развития. Это были существа с низким скошенным
лбом, низким затылком, сплошным надглазничным ва-
ликом, слаборазвитым подбородочным выступом, круп-
ными зубами. При сравнительно небольшом росте
(155-165 см) они обладали чрезвычайно мощно разви-
той мускулатурой. Масса мозга достигала 1500 г. Пола-
гают, что у неандертальцев была в зачатке членораздель-
ная речь. Другая группа неандертальцев характеризо-
валась более тонкими чертами - меньшими надбровны-
ми валиками, высоким лбом, более тонкими челюстями
и более развитым подбородком. В общем физическом
развитии они заметно уступали первой группе, но зато
у них значительно увеличился объем лобных долей
головного мозга. Эта линия развития неандертальцев
побеждала в борьбе за существование не путем усиле-
ния физического развития, а через развитие внутригруп-
повых связей во время охоты, защиты от врагов, от не-
благоприятных природных условий, т. е. через объеди-
нение сил отдельных особей. Этот эволюционный путь
40-50 тыс. лет назад привел к появлению вида человек.
разумный - Homo sapiens. Некоторое время неандер-
тальцы и первые современные люди сосуществовали,
а затем примерно 28 тыс. лет назад неандертальцы
были окончательно вытеснены первыми современными
людьми - кроманьонцами.
Первые современные люди. Кроманьонцы, или нео-
антропы, были высокого роста -до 180 см, с высоким
лбом и объемом черепной коробки до 1600 см в кубе. Сплош-
ной надглазничный валик отсутствовал. Кроманьонцы
владели членораздельной речью, о чем свидетельствует
хорошо развитый подбородочный выступ. Высокая сте-
пень развития мозга, общественный характер труда
привели к резкому уменьшению зависимости человека
от внешней среды, к установлению контроля над неко-
торыми сторонами среды обитания. Эволюция человека
вышла из-под ведущего контроля биологических факто-
ров и приобрела социальный характер.
Такие особенности человека, как высокоразвитая
центральная нервная система и речь как средство обще-
ния между людьми, разделение функций рук и ног, не-
-180-
специализированная рука, способная производить сотни
разнообразных и тонких движений, создание общества,
явились результатом трудовой деятельности человека.
На это качественное своеобразие антропогенеза указы-
вал Ф. Энгельс в работе <Роль труда в процессе превра-
щения обезьяны в человека>.
Современный этап эволюции человека
Все современное человечество принадлежит к одно-
му виду - Homo sapiens. Единство человечества выте-
кает из общности происхождения, сходства строения,
неограниченного скрещивания представителей различ-
ных рас и плодовитости потомства от смешанных бра-
ков. Внутри вида Homo sapiens выделяют три большие
расы: негроидную (черную), европеоидную (белую),
монголоидную (желтую) . Каждая из них делится на ма-
лые расы. Различия между расами сводятся к особен-
ностям цвета кожи, волос, глаз, формы носа, губ и т. д.
Возникли эти различия в процессе приспособления чело-
веческих популяций к местным природным условиям.
Для современного этапа эволюции человека харак-
терно резкое снижение роли биологических факторов,
ведущее значение приобрели социальные факторы. Од-
нако жизнедеятельность каждого отдельного человека
подчинена биологическим законам. Сохраняет все свое
значение и мутационный процесс как источник геноти-
пической изменчивости. В известной мере действует ста-
билизирующая форма естественного отбора, устраняя
резко выраженные отклонения от средней нормы. Утра-
чивает свое значение изоляция как эволюционный фак-
тор. Исчезновение классовых, религиозных, расовых и
других барьеров, повышение частоты смешанных браков
приводит к усилению генотипического разнообразия че-
ловечества. В процессе социальной эволюции создаются
все более благоприятные возможности для раскрытия
индивидуальности каждого человека. Общественный
характер труда позволил человеку выделиться из приро-
ды и создать искусственную среду обитания.
ОРГАНИЗМ И СРЕДА.
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
Нашу планету населяют более 2 млн. видов живых
организмов. Животное население Земли называют
-161-
фауной, растительное - флорой. Фауна и флора рас-
пределены по поверхности Земли очень неравномерно как
по величине биомассы, приходящейся на единицу пло-
щади, так и по составу видов животных и растений.
В соответствии с климатическими условиями форми-
руются специфические растительные сообщества -
тропические дождевые леса, горные леса, тундра, тайга,
саванна или пустыня. В таких растительных сообщест-
вах существуют виды животных, приспособившиеся
именно к этим условиям. С учетом родства видов, насе-
ляющих те или иные территории, в настоящее время
выделяют следующие биогеографические области:
1. Голарктическая (Северная Америка с Гренлан-
дией, Евразия без Индии, Исландия, Корея, Япония и
Северная Африка).
2. Палеотропическая (Африка южнее Сахары, Ма-
дагаскар, Индия и Индокитай).
3. Австралийская (Австралия, Новая Гвинея, Новая
Зеландия, Океания).
4. Неотропическая (Южная и Центральная Аме-
рика).
5. Антарктическая (Антарктика).
Конечно, между указанными областями не сущест-
вует резких границ, а имеются широкие переходные
зоны смешения фауны. О четких границах между обла-
стями можно говорить лишь в тех случаях, когда сме-
шению фаун препятствуют высокие горы, широкие мор-
ские проливы или ледяные пустыни. В других случаях
мигранты поселяются рядом с древними обитателями,
чем и определяется своеобразие животного и раститель-
ного мира переходных зон.
Каждая область имеет довольно специфический со-
став видов животных и растений. В качестве примера
можно привести особенности расселения животных на
суше. Так, для Голарктики из млекопитающих харак-
терны кроты, бобры, мыши, бизоны, зубры, из земно-
водных - саламандры, из рыб - щуки, карповые.
Из беспозвоночных в Голарктике широко распростра-
нены речные раки. Сходство между животными Старого
и Нового Света обусловлено и историей формирования
этих частей суши, и близкими условиями существования
в них. Растительный мир Голарктики характеризуется
широким распространением хвойных (тайга), листвен-
ных лесов (дуб, клен, береза и др.), злаков, мхов и ли-
шайников.
-182-
Палеотропическую область населяют бегемоты, жи-
рафы, зайцы-прыгуны. На пространствах обширных
саванн обитают многочисленные антилопы, газели, буй-
волы. И в Африке и в Южной Азии много сходных ви-
дов, особенно крупных млекопитающих: слонов, носоро-
гов, быков, антилоп.
Австралийская область отличается обилием видов
животных, встречающихся только на этой территории.
Здесь обитают яйцекладущие млекопитающие. 145 ви-
дов сумчатых, в то время как плацентарные представлены
немногими видами мышеобразных. рукокрылыми и вве-
зенной человеком и одичавшей собакой динго. Среди
земноводных отсутствуют хвостатые амфибии и много
квакш. Птицы представлены страусами эму, многочис-
ленными видами попугаев, неспособными к полету ку-
старниковыми птицами, райскими птицами и др.
Область, самая бедная животными и растениями,-
Антарктическая. Из позвоночных здесь встречаются
только те, которые кормятся в море. Особенно хорошо
приспособились к жизни на антарктическом побережье
пингвины с их непроницаемым для воды оперением и
толстым слоем подкожного жира. Из беспозвоночных
в Антарктиде живут преимущественно тихоходки, кле-
щи и насекомые. Среди насекомых наиболее обычны
ногохвостки, характерные для любых ледников. Расти-
тельный мир состоит в основном из водорослей и лишай-
ников. Флора высших растений очень бедна и включает
лишь несколько видов.
Из этого краткого перечня видно, что количествен-
ный и качественный состав видов биогеографических
областей неодинаков. Эти различия определяются в ос-
новном двумя причинами: геологической историей тер-
ритории к климатическими условиями.
Рассмотрим рис. 58. На нем изображены очертания
суши в разные геологические эпохи. В палеозойскую
эру существовал единый суперматерик. Около 230 млн.
лет назад, в триасовом периоде мезозойской эры, этот
единый массив суши раскололся на две части. Северная
включала Северную Америку, Европу и Азию, южная
часть состояла из будущих Южной Америки, Африки,
Антарктиды, Австралии и Индии. В юрском периоде
мезозойской эры существовали уже два суперконтинен-
та-северный (Лавразия) и южный (Гондвана). Раз-
ломы земной коры и движение материковых плит продол-
жались и в последующем. Южная Америка отделилась
-183-
от Африки, Австралия от Антарктиды. Индия в своем
движении на север в конце мезозойской - начале кай-
нозойской эры столкнулась с Азией, в результате чего
образовался Гималайский хребет.
Вследствие отделения Австралии от остальной ча-
сти суши еще до широкого распространения планцен-
тарных млекопитающих на этой территории сохрани-
лись вымершие на других континентах виды пресмыкаю-
щихся, птиц и сумчатых.
Связью Африки с Антарктидой в палеозойское ;и
мезозойское время объясняется нахождение на <ледо-
вом континенте> залежей каменного угля, остатков
стегоцефалов и крупных хищных пресмыкающихся,
а также зверозубых ящеров.
Разделение северного суперконтинета на Евразию
и Северную Америку произошло в начале кайнозойской
эры. К этому времени здесь уже существовали хищные,
приматы, копытные, грызуны и многие другие группы
млекопитающих. Понятно, что североамериканские,
европейские и азиатские млекопитающие связаны меж-
ду собой более близким родством, чем с представителя-
ми этого класса, населяющими Южную Америку или
Австралию.
Связь между Азией и Северной Америкой (<Берин-
гов мост>) прервалась только к началу четвертичного
периода кайнозойской эры вследствие подъема уровня
моря. До этого между двумя материками происходил
обмен видами животных.
Второй фактор, обусловливающий различия между
животным и растительным миром на разных террито-
риях,- климатические условия.
Для оценки климатических условий на данной тер-
ритории используются следующие показатели: средняя
годовая температура: средняя температура самого хо-
лодного месяца; средняя температура самого теплого
месяца; сумма температур выше 10Ї, характеризующая
термические условия местности; годовое количество
осадков; продолжительность устойчивого снежного пок-
рова и некоторые другие. В зависимости от количества
солнечной энергии, падающей на единицу площади
земной поверхности, и от степени увлажнения форми-
руются растительные сообщества со специфическим жи-
вотным населением: тундра в высоких широтах, хвой-
ные и далее к югу широколиственные леса умеренного
пояса, степи, субтропические леса, влажные тропи-
-184-
ческие леса в экваториальной зоне. В условиях высоких
средних температур и недостатка влаги в низких широ-
тах образуются саванны и пустыни. Существует еще один
фактор, обусловливающий своеобразие фауны и флоры
на какой-то определенной территории,- изоляция. Это
относится главным образом к островным популяциям,
обитателям пещер, горных ущелий и т. п. Острова
заселяются видами, способными преодолеть морские
просторы или попадающими туда случайно. Поэтому ви-
довой состав обитателей островов значительно беднее,
чем на континентах в тех же широтах. Сказанное отно-
сится и к другим изолированным популяциям, которых
географические преграды лишают возможности мигри-
ровать. Вследствие приспособления к местным условиям
здесь образуются виды, не встречающиеся в других ме-
стах. Такие виды называются эндемиками.
Живые организмы не просто обитают в той или иной
местности: они находятся в постоянном взаимодействии
с факторами неживой природы и друг с другом. Наука
о взаимоотношениях живых организмов со средой их
обитания называется экологией. Отдельные элементы
внешней среды носят название экологических факторов.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Факторы внешней среды, действующие на организм,
делятся на две группы:
1 ) абиотические, куда входят факторы неживой при-
роды,- свет, температура, влажность, геомагнитное
поле Земли, гравитация, состав водной, воздушной, поч-
венной среды;
2) биотические, связанные с влиянием со стороны
других живых организмов.
В последнее время выделяют еще группу антропоген-
ных факторов, к которым относятся разнообразные про-
явления деятельности человека.
Абиотические факторы среды
Свет. Излучение Солнца выполняет по отношению
к живой природе двоякую функцию. Во-первых, это
источник тепла, от количества которого зависит актив-
ность жизни на данной территории: во-вторых, свет
служит сигналом, определяющим активность процессов
-185-
жизнедеятельности, а также ориентиром при передви-
жении в пространстве.
Для животных и растительных организмов большое
значение имеют длина волны воспринимаемого излуче-
ния. его интенсивность и продолжительность воздействия
(длина светового периода суток, или фотопериод). Ви-
димый, или белый свет, составляют около 45 % общего
количества лучистой энергии, падающей на Землю.
Ультрафиолетовые лучи составляют около 10 % всей
лучистой энергии. Невидимые для человека, они воспри-
нимаются органами зрения насекомых и служат им для
ориентации на местности в пасмурную погоду. Лучи
ультрафиолетовой части спектра необходимы и для нор-
мальной жизнедеятельности человека. Под их воздей-
ствием в организме образуется витамин D.
Наибольшее значение для организмов имеет види-
мый свет с длиной волны от 0,4 до 0,75 мкм. Энергия
видимого света используется для процессов фотосинте-
за в клетках растений. При этом листьями особенно
сильно поглощаются оранжево-красные (0,66-0,68 мкм)
и сине-фиолетовые (0,4-0,5 мкм) лучи. На биосинтез
расходуется от 0,1 до 1 % приходящей солнечной энер-
гии, иногда коэффициент полезного действия фотосин-
тезирующей растительности достигает нескольких про-
центов.
Разнообразие световых условий, при которых живут
растения, очень велико. В разных местообитаниях нео-
динаковы интенсивность солнечной радиации, ее спект-
ральный состав, продолжительность освещения и т. д.
У растений интенсивность фотосинтеза возрастает с уве-
личением освещенности до известного предела, назы-
ваемого уровнем светового насыщения или экологиче-
ского оптимума. Дальнейшее усиление светового потока
не сопровождается увеличением фотосинтеза, а затем
приводит к его угнетению.
По отношению к свету различают три группы расте-
ний: светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.
Светолюбивые обитают на открытых местах в условиях
полного солнечного освещения (степные и луговые тра-
вы, культурные растения открытого грунта и многие
другие). Но и у светолюбивых растений увеличение ос-
вещенности сверх оптимальной подавляет фотосинтез.
Тенелюбивые растения имеют экологический оптимум
в области слабой освещенности и не выносят сильного
света. Это виды, обитающие в нижних, затененных яру-
-186-
сах растительных сообществ - ельников, дубрав и т. п.
Теневыносливые растения хорошо растут при полной
освещенности, но адаптируются и к слабому свету.
В регуляции активности живых организмов и их раз-
витии большое значение имеет продолжительность осве-
щения (фотопериод). Смену дня и ночи, а также изме-
нение продолжительности светового периода суток орга-
низмы используют как сигналы для распределения
своих функций во времени и для программирования
своих жизненных циклов таким образом, чтобы исполь-
зовать самые благоприятные условия. Например, на-
ступление активности в разное время суток у ночных
и дневных хищников ослабляет конкуренцию за добычу.
В умеренных зонах выше и ниже экватора цикл разви-
тия животных и растений приурочен к определенным
сезонам года. Подготовка к зиме осуществляется не на
основе изменения температурных условий, которые весь-
ма изменчивы, а вследствие сокращения длины дня,
которая в отличие от других сезонных характеристик
всегда одинакова в определенное время года в данном
месте. Изменения фотопериода служат пусковым сигна-
лом, включающим физиологические процессы. Весной,
с удлинением светового периода, начинается рост и цве-
тение у растений, размножение у птиц и млекопитаю-
щих. Укорочение светового периода осенью служит сиг-
налом растениям для сбрасывания листьев, живот-
ным - для накопления жира и миграции, подготовки
к зимней спячке. Изменения длины дня воспринимаются
органами зрения у животных и специальными пигмен-
тами у растений. Возбуждение рецепторов вызывает
ряд последовательных биохимических реакций, актива-
цию ферментов или выделение гормонов и, наконец,
физиологическую или поведенческую реакцию. Реак-
ция организмов на сезонные изменения длины дня носит
название фотопериодизма.
Способность организмов воспринимать время, нали-
чие у них <биологических часов>- важное физиологи-
ческое приспособление, повышающее шансы на выжи-
вание в данных условиях среды. Там, где нет выражен-
ных сезонных изменений климата, большинство видов
не обладает фотопериодизмом. Например, у многих тро-
пических деревьев цветение и плодоношение растянуто
во времени, и на дереве одновременно встречаются и
цветки, и плоды. В умеренном климате виды, успеваю-
щие быстро завершить свой жизненный цикл и не встре-
-187-
чающиеся в активном состоянии в неблагоприятные
сезоны года (эфемеры), также не проявляют фотоперио-
дических реакций. Фотопериодизм может быть не только
прямым, но и опосредованным. Так, у капустной корне-
вой мухи зимняя диапауза (состояние покоя) разви-
вается вследствие изменений качества пищи, возникаю-
щих в связи с подготовкой растения к холодам.
Инфракрасное излучение составляет примерно 45 %
от общего количества солнечной энергии, притекающей
к Земле. Инфракрасные лучи поглощаются тканями ра-
стений и животных, объектами неживой природы, в том
числе водой. Любая поверхность, имеющая темпера-
туру выше нуля, испускает длинноволновые инфракрас-
ные (тепловые) лучи. Поэтому растения и животные
получают тепловую энергию не только от Солнца, но и
от предметов окружающей среды.
Температура. От температуры окружающей среды
зависит температура тела большинства организмов и,
следовательно, скорость всех химических реакций, со-
ставляющих обмен веществ. Нормальное строение и
функционирование белков, от которых зависит само су-
ществование жизни, возможно в пределах от 0 до 50 ЇС.
Между тем температурные границы, в пределах которых
обнаруживается жизнь, гораздо шире. В ледяных пу-
стынях Антарктики температура может опускаться до
-88 ЇС, а в безводных пустынях достигать 58 ЇС в тени.
Некоторые виды бактерий и водорослей обитают в горя-
чих источниках при температурах 80-88 градусов С. Таким
образом, диапазон колебаний температур на разных
территориях Земли, где встречается жизнь, достигает
176 ЇС. Даже в одном местообитании разница между
минимальной температурой зимой и максимальной ле-
том может составлять более 80 градусов С. В некоторых мест-
ностях велики и суточные колебания температуры: так,
в пустыне Сахара на протяжении суток температура
может изменяться на 50 градусов С.
Но ни одно живое существо в мире не способно в ак-
тивном состоянии переносить весь диапазон температур.
Поэтому распространение любого вида животных и ра-
стений ограничено тем местообитанием, к температуре
которого он приспособлен.
По отношению к температуре окружающей среды
живые организмы делят на две группы: пойкилотерм-
ные, температура тела которых зависит от окружаю-
щей среды и получающие теплоту главным образом от
-188-
внешних источников, и гомойотермные, поддерживаю-
щие постоянную температуру тела независимо от ее ко-
лебаний во внешней среде.
На рис. 67 схематически изображены пути теплооб-
мена между пойкилотермным организмом и окружаю-
щими его физическими телами. Из рисунка видно, что
пойкилотермный организм не только получает теплоту
из среды, но и отдает ее в пространство. За счет процес-
сов обмена веществ животные с непостоянной темпера-
турой тела могут некоторое время регулировать темпе-
ратуру тела (пресмыкающиеся, пчелы и др.), но такие
возможности крайне ограничены. Кроме того, у пойки-
лотермных организмов выработались определенные
структурные, физиологические и поведенческие реак-
ции, позволяющие избежать резких изменений темпера-
туры тела.
Приспособления к переохлаждению. Холод неблаго-
приятно сказывается на организмах, поскольку он тор-
мозит основные физиологические процессы, снижает
энергетическую эффективность дыхания, замедляет
скорость развития. При замерзании воды в межклеточ-
ных пространствах и внутри клетки образующиеся крис-
таллы льда вызывают механическое повреждение кле-
ток и их последующую гибель. У растений холодных
местообитании или переносящих холодные зимы разви-
ваются защитные изменения от комплекса неблаго-
приятных условий (сильные ветры, иссушение и др.,).
Рис. 67. Схематическое изображение путей теплообмена между
пойкилотермным организмом и окружающей средой
-189-
Среди морфологических адаптации у растений отметим
лишь имеющие важное значение небольшие размеры
(карликовость) и образование стелющихся форм
(стлаников). Многолетние травы, кустарники полярных
и высокогорных областей имеют высоту несколько сан-
тиметров, очень мелкие листья (карликовая береза,
карликовые ивы). Их высота соответствует глубине
снежного покрова, так как все части, выступающие над
снегом, гибнут от замерзания и высыхания.
Некоторые кустарники и деревья переходят к гори-
зонтальному росту. К ним относятся можжевельник,
кедровый стланик (рис. 68), рябина и др. Их ветви сте-
лются по земле и не поднимаются выше обычной
глубины снежного покрова.
Шире распространены физиологические приспособ-
ления к низкой температуре. Они направлены на сниже-
ние точки замерзания клеточного сока. Это достигается
повышением концентрации растворимых углеводов и
других веществ. У открыто зимующих насекомых накоп-
ление в тканях глицерина и некоторых спиртов позво-
ляют им выносить температуры до - 30-35 ЇС. Многие
пойкилотермные животные приспосабливаются к жизни
в местообитаннях с постоянно низкой температурой.
Обитающая на поверхности ледников ногохвостка по
ночам примерзает ко льду и лишь днем становится
активной. Оптимальная температура для нее 5-6 ЇС,
а температура -15 ЇС губительна. Известно высокогор-
ное насекомое, для которого оптимальная температу-
ра 1 ЇС.
Рис. 68. Кедровый стланик
-190-
Поведенческие адаптации пойкилотермных живот-
ных связаны с поиском укрытий, позволяющих переж-
дать холодное время года. Насекомые и личинки насе-
комых проникают под кору деревьев, круглые и кольча-
тые черви, обитающие в почве, уходят на большую глу-
бину, змеи образуют большие скопления в ямах и норах,
под корягами, тритоны забираются а дупла деревьев и
т. п. Крайней формой приспособления растений и живот-
ных к холоду служит анабиоз - такое состояние орга-
низма, при котором процессы жизнедеятельности насто-
лько замедлены, что отсутствуют все видимые прояв-
ления жизни. Состояние анабиоза как приспособитель-
ная реакция наблюдается при наступлении и других
неблагоприятных условий, например отсутствии влаги.
Анабиоз позволяет организмам пережить холодное вре-
мя года. Так, мхи и лишайники переносят промерзание
в зимнее время года в состоянии анабиоза и после
оттаивания оказываются вполне жизнеспособными. Не-
которые лишайники способны выдерживать низкие тем-
пературы, при которых приостановлены все физиоло-
гические процессы, более двух лет.
Для многих видов животных характерна зимняя
спячка (лягушки и др.,), во время которой уровень об-
менных процессов снижается, однако не достигает такой
степени угнетения, как при анабиозе. Подготовка к со-
стоянию зимнего покоя начинается заблаговременно.
У растений сбрасывается листва, наблюдается одре-
веснение побегов и утолщение их пробкового слоя, зи-
мующие почки водных растений опускаются на дно во-
доемов, птицы отлетают в более теплые края и т. п.
Приспособления к перегреву. Разнообразие тепло-
вых условий в значительной мере определяет геогра-
фическое распространение организмов с непостоянной
температурой тела. Годовую динамику теплоты отра-
жает ход среднемесячных температур, неодинаковых
в разных широтах и при разных типах климата. По обес-
печенности теплотой различают следующие термичес-
кие (тепловые) пояса:
1. Тропический пояс. Температура не снижается
до 0 ЇС, средняя температура самого холодного месяца
15-20Ї С, колебания температуры на протяжении года
не превышают 5 ЇС.
2. Субтропические пояса. Температура самого холо-
дного месяца выше 4 ЇС, самого теплого - выше 20 ЇС.
Минимальные температуры опускаются ниже 0ЇС не
-191-
каждый год. Возможны кратковременные морозы.
Устойчивый снежный покров отсутствует.
3. Умеренные пояса. Хорошо выражен летний теп-
лый сезон и продолжительный зимний период покоя
большинства организмов (кроме птиц и млекопитаю-
щих). Средняя длительность безморозного периода
70-80 дней. Зимой устойчивый снежный покров и
устойчивые морозы. Заморозки весной и осенью.
4. Холодные пояса. Заморозки возможны в течение
всего летнего периода, который длится всего 1,5-2 мес.
Таким образом, на обширных территориях планеты
живые организмы подвергаются воздействию высоких
температур, интенсивному солнечному облучению, что
нередко сочетается с недостатком влаги. Действие чрез-
мерно высоких температур влечет за собой ряд опас-
ностей: обезвоживание и иссушение, ожоги, разрушение
хлорофилла у растений, расстройства дыхания и других
физиологических процессов, тепловую денатурацию
белков и, наконец, гибель.
У растений и животных выработались разнообраз-
ные приспособления, позволяющие избежать вредных
последствий перегрева. У растений - это густое опуше-
ние, придающее листьям светлую окраску и усиливаю-
щее отражение падающего света, вертикальное поло-
жение листьев, свертывание листовых пластинок (у зла-
ков), уменьшение поверхности листа, развитие колючек
(кактусы), способность к запасанию большого количе-
ства воды, развитая корневая система и др. Эти особен-
ности строения одновременно обусловливают уменьше-
ние потери воды растениям.
Основные способы регуляции температуры тела
у пойкилотермных животных - поведенческие: измене-
ние позы, поиск благоприятных микроклиматических
условий, смена мест обитания, рытье нор и т. п. Напри-
мер, пустынная саранча в прохладные утренние часы
подставляет солнечным лучам широкую боковую повер-
хность тела, а в полдень - узкую спинную. В жаркие
часы дня многие животные прячутся в тень или норы,
некоторые виды пресмыкающихся взбираются на кусты,
чтобы избежать соприкосновения с раскаленной поверх-
ностью почвы. В ряде случаев низшие растения и живот-
ные с непостоянной температурой тела переживают
жаркое время года в состоянии анабиоза.
В целом регуляция температуры тела у пойкилотерм-
ных животных не достигает уровня, позволяющего сох-
-192-
ранять активность круглый год при значительных коле-
баниях температуры внешней среды.
В связи с этим очень важен вопрос о влиянии
температуры на развитие пойкилотермных организ-
мов - растений и животных. С повышением температу-
ры окружающей среды они развиваются быстрее. Одна-
ко для каждого вида существует определенная темпе-
ратура, при которой восстанавливается нормальный об-
мен веществ после холодового угнетения. Этот темпе-
ратурный уровень называется температурным порогом
развития. Организм будет расти только при темпера-
туре среды, превышающей пороговую. Например, разви-
тие икры форели начинается при 0 ЇС. При температуре
воды 2 ЇС мальки выходят из яиц через 205 дней, при
5 ЇС - через 82 дня. а при 10 ЇС - через 41 день. Во
всех случаях произведение положительных температур
среды на число дней развития остается постоянным:
410. Таким образом, для осуществления программы раз-
вития пойкилотермным организмам необходимо опреде-
ленное количество теплоты, которое называется суммой
эффективных температур (под эффективной температу-
рой понимают разницу между температурой среды и
температурным порогом развития). Следовательно,
каждый вид имеет свой температурный порог развития
и свою сумму эффективных температур, которая тре-
буется для завершения развития. Это относится и к ра-
стениям. Сроки цветения растений зависят от того, за
какой период они набирают сумму эффективных тем-
ператур.
Этот показатель служит фактором, ограничивающим
географическое распространение вида. Так, северная
граница лесов пролегает там, где средняя июльская
температура составляет 10-12 ЇС. Севернее для разви-
тия деревьев уже не хватает теплоты - зона лесов сме-
няется безлесной тундрой.
Гораздо меньше зависят от температурных условий
среды животные с постоянной температурой тела, или
гомойотермные животные,- птицы и млекопитающие.
Они обладают разнообразными механизмами терморе-
гуляции, позволяющими поддерживать определенную
температуру тела и активность при экстремально низ-
ких или высоких температурах окружающего воздуха.
Например, песец, заяц-беляк, тундровая куропатка про-
являют нормальную жизнедеятельность в самые силь-
ные морозы, когда разница между температурой тела и
-193-
температурой воздуха составляет десятки градусов
(до 70ЇС). В основе высокой приспособленности птиц
и млекопитающих лежат ароморфные изменения строе-
ния их тела (полное разделение артериального и веноз-
ного кровотока благодаря наличию четырехкамерного
сердца и утрате одной дуги аорты: развитие перьевого
или волосяного покрова, способствующего сохранению
тепла, развитие головного мозга, обеспечивающего
возможность совершенной регуляции обмена веществ,
кровообращения и т. д.). Существует много более мел-
ких частных приспособлений, обеспечивающих постоян-
ство температуры тела у гомойотермных животных. На-
пример, у ластоногих и китов сохранению тепла способ-
ствует толстый слой жира в подкожной клетчатке. Теп-
лоизолирующие свойства жировой прослойки настолько
велики, что под тюленями, лежащими на снегу, снег
не тает, хотя температура тела животных поддерживает-
ся на уровне 38 ЇС.
Поддержанию оптимальной температуры способ-
ствуют поведенческие реакции животных. Так, обитаю-
щие в Антарктике пингвины в сильные морозы и бураны
сбиваются в плотную кучу. Особи, оказавшиеся с краю,
через некоторое время пробиваются внутрь и таким об-
разом птицы постоянно перемещаются. Внутри такого
скопления температура достигает 37 ЇС даже в самые
сильные морозы.
Высокий уровень организации и совершенство меха-
низмов регуляции физиологических процессов у гомойо-
термных животных позволяют им сохранять активность
при резких перепадах температур и освоить практиче-
ски все местообитания.
Влажность. Вода - необходимый компонент клетки,
поэтому ее количество в том или, ином местообитании
определяет характер растительности и животного мира
в данной местности. В некоторой зависимости от количе-
ства воды в окружающей среде находится и содержание
ее в теле растений и животных и их устойчивость к высы-
ханию. У растений пустынь, сухих степей вода состав-
ляет 30-65 % от общей массы, в лесостепных дубравах
эта величина возрастает до 70-85 %, в ельниках дости-
гает 90 %.
Тело животных, как правило, не менее чем на 50 %
состоит из воды. У амбарного долгоносика, питающе-
гося очень сухим кормом - зерном, воды в теле еще
меньше - 46 %. Гусеницы, поедающие сочные листья,
-194-
содержат 85-90 % воды. В целом у животных, обитаю-
щих на суше, меньше воды в организме, чем у водных.
Так, тело домашнего скота содержит 59 % влаги, тело
человека - 64 %, утки кряквы -70 %. У рыб содержа-
ние воды в организме достигает 75 %, а у медуз - более
чем 99 %.
Водный баланс местности зависит от количества
осадков, выпадающих в течение года, и величины,
характеризующей ее испарение. Если количество испа-
ряемой воды превышает годовую сумму осадков, такие
области носят название сухих, засушливых или арид-
ных. Области, достаточно обеспеченные влагой, называ-
ют гумидными (влажными).
Избыток воды в почве приводит к развитию болот,
населяемых видами растений, не способных регулиро-
вать свой водный режим. К ним относятся водоросли,
грибы, лишайники, некоторые мхи, элодея, водяные
лютики, валлиснерия, тростник и многие другие. У таких
растений низкое осмотическое давление клеточного сока
и, следовательно, незначительная водоудерживающая
способность, высокий уровень испарения через широко
открытые устьица. Корневая система у цветковых
болотных растений плохо развита или совсем отсутству-
ет. Ограничена способность к регуляции водного балан-
са у травянистых растений темнохвойных лесов.
При уменьшении влажности почвы меняется видовой
состав растительных сообществ. Широколиственные
леса сменяются мелколиственными, которые переходят
в лесостепь. При дальнейшем уменьшении количества
осадков (и повышении сухости почвы) высокие травы
уступают место низкотравью. При годовом количестве
осадков 250 мм и ниже возникают пустыни. При нерав-
номерном распределении осадков по временам года
растениям и животным приходится переносить длитель-
ные засухи.
Растения выработали ряд приспособлений к перио-
дическому недостатку влаги. Это-резкое сокращение
вегетационного периода (до 4-6 недель) и длительный
период покоя, который растения переживают в виде
семян, луковиц, клубней и т. д. (тюльпаны, гусиный
лук, мак и др.). Такие растения называются эфемерами
и эфемероидами. Другие, не прекращающие роста в
сухой период, имеют сильно развитую корневую систе-
му, по массе намного превосходящую надземную часть.
Уменьшение испарения достигается уменьшением ли-
-195-
стовой пластинки, ее опушением, сокращением числа
устьиц, преобразованием листа в колючки, развитием
водонепроницаемого воскового налета. Некоторые
виды, например саксаулы, теряют листву, и фотосинтез
осуществляют зеленые ветви. Многие растения спо-
собны запасать воду в тканях стебля или корня (кактус,
африканские пустынные молочаи, степная таволга).
Выживанию в условиях сухого периода способствуют
и высокое осмотическое давление клеточного сока, пре-
пятствующее испарению, и способность терять большое
количество воды (до 80 %) без потери жизнеспособ-
ности.
Пустынные животные имеют особый тип обмена
веществ, при котором вода образуется в организме при
поедании сухого корма (грызуны). Источником воды
служит и жир, накапливающийся у некоторых живот-
ных в больших количествах (верблюды, курдючные
овцы). Копытные способны в поисках воды пробегать
огромные расстояния. Многие мелкие животные на
период засухи впадают в анабиоз (рис. 69).
Соленость. Для живых организмов большое значе-
ние имеет качественный и количественный состав
минеральных солей в окружающей среде. Воздух содер-
жит мало солей, и они не оказывают существенного
влияния на живые организмы. В воде соли присутствуют
всегда и почти исключительно в растворах. Главными
компонентами солевых растворов служат ионы Na+,
К+, Са2+ и Mg2+. Из анионов наибольший удельный
вес принадлежит хлору (С1-), остаткам серной кислоты
(SO4 2-) гидрокарбоната (НСО3-) и карбоната (CO3 2-).
К важным компонентам природных растворов относятся
также ионы двух- или трехвалентного железа и марган-
ца. В целом можно сказать, что в морской воде больше
всего натрия и хлора. В пресных водах преимущест-
венно встречаются ионы кальция, гидрокарбоната и
карбоната. В некоторых водоемах преобладают суль-
фаты (Каспийское и Аральское моря).
По содержанию солей (г/л) выделяют четыре
группы природных вод: 1) пресные воды-до 0,5;
2) солоноватые воды - от 0,5 до 30; 3) соленые - от
30 до 40; 4) рассолы - свыше 40.
Концентрация и качественный состав солей в водо-
емах оказывают большое влияние на численность и
распространение водных животных. Пресноводные
животные в целом имеют более высокое осмотическое
-196-
Рис. 69. Двоякодышащая рыба протоптер переживает засуху
(от 6-9 месяцев до 4-х лет) в состоянии анабиоза в коконе
из выделяемой им слизи (А). После дождей или при помещении
кокона в воду протоптер оживает (5, В)
давление по отношению к окружающей их среде, поэто-
му вода поступает в их организм постоянно.
Для выведения излишков воды служат пульсирую-
щие вакуоли (у простейших) и органы выделения
у многоклеточных животных. Морские обитатели в
большинстве изотоничны морской воде, но многие виды
гипотоничны и для них регулирование концентрации
растворенных в жидкостях тела веществ сопряжено
с большими энергетическими затратами. Например.
у древних хрящевых рыб (акул, скатов) осмотическое
давление внутри тела равно давлению в окружающей
морской воде. Но у костистых рыб, эволюционно возник-
-197-
ших в пресной воде, осмотическое давление низкое.
Для компенсации потерь воды в их теле они пьют
морскую воду, а поглощенные вместе с ней избыточные
соли выделяются почками, а также через кишечник
и жабры.
Немногие виды водных животных могут обитать
и в пресной, и в соленой воде. Так, европейский речной
угорь нерестится в море. Молодые угри проникают
в реки и вырастают в пресной воде. Для нереста
взрослые рыбы снова мигрируют в море. Наоборот,
семга и лосось нерестятся в пресной воде, а вырастают
в море. Точно так же некоторые крабы поднимаются
по рекам далеко в глубь материка, но личинки их
развиваются и достигают половой зрелости только в
море. Это связано с историей развития видов. Так,
у угря родственные виды - чисто морские рыбы, а виды,
близкие к семге и лососю,- пресноводные. Таким обра-
зом, мигрирующие виды в своем онтогенезе повторяют
филогенез соответствующих семейств рыб.
Водоемы, очень богатые солями, в целом для обита-
ния животных непригодны. К существованию в таких
условиях приспособился рачок артемия, отдельные виды
синезеленых водорослей, жгутиковых, бактерий.

- Без Автора - Появление жизни на земле => читать онлайн электронную книгу дальше


Было бы отлично, чтобы книга Появление жизни на земле автора - Без Автора дала бы вам то, что вы хотите!
Если так получится, тогда можно порекомендовать эту книгу Появление жизни на земле своим друзьям, проставив гиперссылку на данную страницу с книгой: - Без Автора - Появление жизни на земле.
Ключевые слова страницы: Появление жизни на земле; - Без Автора, скачать, бесплатно, читать, книга, электронная, онлайн