Еволюция

Какво е еволюция?

Теория, според която всички растителни и животински видове са свързани помежду си чрез общи прадеди. Тя представлява обединяващата основа на цялата биологична наука. Историята на живота е единен процес на разделяне на видовете и изменението им. Според теорията за еволюцията живите организми се намират в постоянна тясна връзка със заобикалящата ги среда. Тази среда обаче непрекъснато се изменя, както поради собственото си развитие, така и под влиянието на организмите, които я обитават. Това довежда до необходимостта организмите непрекъснато да се изменят и приспособяват. Процесът на непрекъснато усъвършенстване на живата природа се нарича еволюция. Развитието на организмовия свят е в тясна връзка с климатичните и физико-геограафските условия, които за отделните ери (архайска, протерозойска, докамбрийска, палеозойска, мезозойска и неозойска ера) и периоди са различни.

Зараждане и развитие на еволюционните идеи до Чарлз Дарвин

Природоизпитателите и философите във всички времена от развитието на цивилизацията се стремели да намерят верни отговори на въпросите за възникването на организмовия свят и дали винаги е бил такъв, какъвто е сега. Те са се опитвали да обяснят проспособленията на организмите към средата.

Представите за еволюцията на организмите не се появили изведнъж.Те се формирали с течение на времето. Условно то се разделя на два периода - додартинов и следдарвинов. Границата между тях е трудът на Чарлз Дарвин "Произход на видоевте по пътя на естествения подбор".

Еволюционни идеи през древността

В противоположност на религиозно-идеалистичните идеи за сътворяването на света от боговете още в дълбока древност в страните от Изтока и в Гърция получили разпространение материалистичните възгледи за първичността и неунищожимостта на материята и движението. Великият философ Хераклит например учи, че вечното изменение е всеощб закон на природата, а причина за движението на материята е борбата на противоположностите.

Наивният материализъм на античността е въплътен в идеите на за самозараждането на органичните форми. Изразител на тези идеи е най-великият мислител на древността - Аристотел В неговите трудове се появяват първите сведения за сравнителната анатомия и ембриология, учението за съответствието на органите, идеята за градацията (стъпаловидното усложняване на организмите). Особено внимание заслужават трудовете му в областта на логиката и по-спеицално разработката на общите принципи на класификация. Там той използва понятието "вид" за означаване на множество индивиди. Аристотел не отрича обективното съществуване на света. Обаче той си представе материята пасивна, лишена от движение. Този начин на разглеждане на природата неминуемо води до идеализъм.

Господството на идеалистични възгледи и идеята за неизменността на природата сковават развитието на биологията в средновековието.

През епохата на Възраждането интензивно се развиват описателната ботаника и зоология, което е в тясна връзка със започналите Велики географски открития. Натрупват се все повече знания за живия свят. Опознатото разнообразие на растения и животни способства за утвърждаването на идеалистични възгледи за природата, тъй като е общоприето мнението за неизменността на организмите и техния божествен произход.

Развитие на еволюционните идеи през 18 век

В началото на 18 век в биологията назрява необходимостта от систематизиране на натрупания фактически материал по ботаника и зоология. Най=широко признание получава създадената от шведския учен Карл Линей система на растителния и животинския свят. Той пръв насочва вниманието към универсалността и реалността на вида като структурна единица в живата природа. Въвежда двойното название на видовете, като си служи с латински имена, които днес се използват в науката. Първото име е родовото, а второто - на вида. Голямата водна жаба например е Rana ridibunda, езерната жаба - Rana esculenta, планинската водна жаба - Rana temporaria и така нататък. Няколко вида се обединяват в род, няколко рода - в семейство; няколко семейство - в разред, и т.н. Той не приема идеята за еволюцията, но установената от него йерархия на систематичните категории потвърждава мисълта, че живите организми съществуват определени родствени връзки.

Френският учен Ж. Бюфон е основоположник на нов научен светоглед. Според него материя без движение не съществува, самото небе се изменя. Той се интересува от произхода на живота и определя качествената разлика между живта и неживата материя - разрушават се едни комбинации и се създават други. Това са първите представи за кръговрата на веществата. Бюфон обръща внимание на влиянието на средата върху организмите. Той отчита също и значението на борбата за живот за оцеляване на най-приспособените. Бюфон смята, че изменянето на организмите става бавно и незабелязано. Тези идеи по-късно са развити от Ж.Б. Ламарк и Чарлз Дарвин.

Първа теория за еволюцията на организмите

В края на 15 век и в началото на 19 век се появява необходимостта да се обясни как се осъществява еволюционният процес. Трудът на Ж. Б. Ламар "Философия на зоологията" е първото цялостно учение за еволюцията на организмовия свят В него той се опитва да ограничи предпоставките за еволюцията от движещите сили, които я осъществяват. Като предпоставки приема наследствеността и изменчивостта на организмите, което има огромно значение по онова време. ОБясненията на Ламар за движещите сили обаче не се откъсват от приетите тогава идеалистични идеи. Според него живите същества са се самозародили от мъртвата природа и то едва след като от средата в тях премине особено вещество - флуид. Организмите се изменят непрекъснато, като от едни форми произлизат други. Това става постепенно. Реално в приротата съществуват отделни индивиди. Те могат да бъдат подредени в стълба в зависимост от степента на сложността им. Преходите от едно стъпало към друго се установяват само между класовете. Те съставят отделните стъпала на стъблата. Ламар смята, че главната причина за измененията в организмите са условията на външната среда. Те влияят върху организмите пряко и косвено. Пряко влияят върху всички организми, които нямат нервна система (растения и низши животни). С това те причиняват появата на целесъобразни изменения.

Водното лютиче например образува два вида листа - онези, които са във водата, са силно нарязани, почти нишковидни, а листата на водната повърхност или над нея са широки и целокрайни. Ако едно растение се пренесе от водата на влажна почва, според Ламарк на него ще се образуват само широки листа.

Косвено влияят условията върху организмите с нервна система. Това влияние е твърде сложно, защото измененията в условията предизвикват промени в потребностите на организмите. Изменените потребности довеждат до промяна на действията, а новите действия - до по-честа употреба на едни и същи органи. По-често употребяваните органи се развиват и усъвършенстват, а по-рядко употребяваните - закърняват и изчезват. На това именно според Ламар се дължат дългите крака на блатните птици, дългата шия на жирафите, закърнелите зъби на китовете, липсата на крайници при змиите и т.н.

В своето учение Ламар формулира два закона:

1. По-честото и по-продължителното упражняване на даден орган довежда до неговото развитие и заздравяване, а неупражняването му води до закърняването и изчезването му.
2. Придобитите под влияние на околните условия изменения организмите предават в потомството си.

Схващанията на Ламар, макар и идеалистични, обединяват основните идеи на бъдещата еволюционна теория.

Предпоставки за създаването на теорията на Чарлз Дарвин за еволюцията на организмите

Изказаната от Ламарк идея за еволюцията на организмите дава тласък в развитието на биологичните науки. Натрупаните многобройни доказателства за еволюцията са от три основни области - на сравнителната анатомия и морфология, на палеоонтологията и на биогеографията. Развитието на тези, а и на други биологични науки в първата половина на 19 век формира т.нар. научки предпоставки за създаването на едно цялостно, научко аргументирано еволюционно учение. Освен това обаче определено значение имат и някои черти на обществено-икономическите условия в епохата на зараждащия се капитализъм , а също и ученията на редица буржоазни идеолози от онова време.

Социално-икономически предпоставки

 Колониалната политика, която Англия води през 19 век, дава възможност на учените да посещават далечни страни, да събират материали от цял свят, да изучават растенията и животните в континентите и малките океански острови. Разсвитието на промишлеността и селското стопанство довежда до нарастване на нуждите от суровини и поставя напрекъснато нови задачи пред растениевъдството и животновъдството. Създават се много породи домашни животни и сортове културни растения.

Научни предпоставки

От научните предпоставки особено значение имат работите на френските учени Е. Ж. Сент-Илер и Ж. Кювие. Сент-Илер съпоставя устройството на гръбначния стълб, черепа, крайниците, мускулите и други при гръбначни животни и достига до извода, че те имат еднакъв план на устройство. Той установява, че когато при възрастните не може да се долови еднаквостта, тя се наблюдава в зародишите им. Като сравнява черепите на зародиши от бозайници, птици, влечуги и риби, той установява много сходни черти. Открива също наличието на зачатъци от зъби по челюстите на китове и птици. Сент-Илер изучава редица рудиментни органи и стига до идеята за принцип на равновесието на органите в организма. Според него, когато един орган закърнява, друг се развива по-добре. Ако под влияние на някои условия се забави развитието на една част в зародиша, други части се развиват по-силно. Тези изменения се унаследяват и по този начин според Сент-Илер от едни форми възникват други. По подобен начин  според него птиците произлезли от влечугите. Превръщането на едни организми в други става под въздействието на средата, Ако при това в дадените организми се появят изменения, които го правят непригодни за живот в дадени условия, тези организми измират. На тяхно място идват нови, по-приспособени.

Въпреки че Сент-Илер е само привърженик на идеята за еволюцията, неговите трудове имат важно значение в създаването на еволюционната теория от Чарлз Дарвин.

Ж. Кювие е основоположник на съвременната палеонтология. Събраният от него материал доказва общото устройство на близки групи организми, което показва, че те произлизат от общи прадеди. Като причина за масовото измиране на организмите Кюфие приема геологичните проеци. Според него в миналото те били много по-мощни, отколкото в съвремеността. С тази своя идея Кювие се противопоставя на схващанията за постепенното историческо изменяне на земната кора. Еволюцията на организмите според него е резултат от настъпвалите геологични катастрофи.

Английският учен Ч. Лайел оборва възгледите на Кювие. Според него причините за геологичните процеси в миналото и сега са едни и същи. Следователно геологичните преобразувания имат непрекъснато и бавно действие. Лайел формулира принципа на актуализма. Според него разликата между древните и съвременните геологични изменения дава възможност, като се знаят фактите и причините за днешните събития, да се обясняват събития от древността. По такъв начин се създава и еволюционната идеята в геологията, която по мнението на самия Дарвин има много важно значение за развитието на собствените му еволюционни схващания. Основно положение в развиващата се по онова време сравнителна ембриология е идеята за паралелизма - съществува приликата в устройството на зародишите и на възрастните форми от различни групи животни. Особено важни в тази област са работите на руския учен К. Е. Бер, който сравнява устройството на зародишите на различни класове гръбначни животни и стига доследните изводи:

1. Общите белези (белезите на типа) по време на зародишното развитие се формират преди специалните (видовите) белези.
2. По време на развитието си зародишите на представители от различни класове най-напред си приличат, а след това се различават едни от други.
3. Зародишите на по-висшите организми приличат не на възрастните форми на по-низшите животни, а на техните зародиши.

Точно този извод прави най-силно впечатление на Чарлз Дарвин и той го използва като едно от най-съществените доказателства за еволюцията в организмовия свят.

Постиженията на науката и практиката в средата на 19 век, а също и възможността да се участва в околосветстката експедиция с кораба "Бигл" и да събере огромен материал от всички части на света дават на Чарлз Дарвин възможността да изгради правдива и научнообоснована теория за еволюцията на организмите.

Теория на Чарлз Дарвин за еволюцията

Според Чарлз Дарвин еволюцията в живата природа е резултат от действието на определени фактори. Едни от тях са предпоставки и причиняват еволюционния процес, а други го осъществяват. За предпоставки Дарвин (както и Ламарк) приема изменчивостта и наследствеността. Същността на тези явления се състои в това, че потомството винаги прилича на родителите си, но в същото време не е тяхно точно копие. По времето на Дарвин тези явления не били все още добре изучени.

Изменчивост и наследственост

Изменчивостта според Дарвин е общо за цялата жива природа явление. То може да се наблюдава както при опитомените животни и културните растения, така и сред дивите видове. Изменчивостта е свойството на живите организми да придобиват нови белези. Това е процесът на възникване на разлики между индивидите от един и същи вид.

В дивата природа разнообразието е по-малко. Това се дължи на факта, че за отглежданите от човека животни и растения той създава  много по-разнообразни условия. по-голяма изменчивост се наблюдава при организмите, подложени на действието на изменените условия в продължение на много поколения. Организми, веднъж проявили склоннист към изменчивост, продължават да се изменят.

Според Дарвин изменчивостта зависи от природата на организмите и от влиянието на околните условия. Първостепенно значение има природата на организмите. Условията на средата действат по два начина - пряко и косвено. Прякото действие се отразява върху целия организъм или върху отделна негова част, а косвено се осъществява чрез размножителната система.

Дарвин различава няколко вида изменчивост - определяна, неопределена, корелативна и комбинативна. Според него в зависимост от това, дали настъпилите изменения се предават в поколението, или не, изменчивостта е наследствана и ненаследствена.

Определена изменчивост е изменчивостта, при която под действието на конкретни условия всички индивиди от даден вид се променят по един и същ начин. При животните, които живеят в студен климат, космената покривка на тялото, например е по-гъста, кожата е по-дебела и имат повече подкожна мазнина. При добро наторяване и напояване растенията избуяват и дават повече плод. Конете, отглеждани в места с недостатъчно храна, стават дребни и т.н. Определената изменчивост има масов характер.

Неопределена изменчивост е тази, при която в поколението на едни и същи родители, отглеждано при при едни и същи условия, се появява индивид, силно различаващ се от останалите. Неопределената изменчивост засяга само отделни индивиди, тоест има индивидуален характер.

Сред една поляна със сини минзухари например могат да се забележат няколко индивида се бели цветове. Неопределената изменчивост може да е очебийна или трудноразличима. Настъпилите изменения се запазват и предават в поколенията и затова според Дарвин тя играе по-важна роля в еволюцията.

Двата вида изменчивост - и определената, и неопределената, се предизвикват от промени в условията на средата, които никога не са еднакви за всички индивиди. Дори семената, които среят в една семенна кутийка, не получават еднакво количество храна и влага.

Корелативна изменчивост е тази, при която изменението на една част или орган винаги е съпроводено с промяна и на други части или органи. Гълъбите с пера по краката например имат ципа между пръстите: птиците с дълги крака имат и дълги човки; белите котки с гълъбови очи са глухи и така нататък. Човекът, като подбира един индивид по даден белег, го избира и по корелативно свързаните с него белези. Корелативната изменчивост има голямо значение за селскостопанската практика.

Комбинативна изменчивост е тази,, която се появява при кръстосването на различни сортове растения и породи животни. В полученото поколение белезите на родителите се комбинират по различен начин. Дарвин посочва редица примери с кръстосване на градински цветя, породи кучета, гълъби и т.н.

Под наследственост Дарвин разбира приликата на потомството с неговите родители (процесът на произвеждане на себеподобни). Наследствеността също е явление, валидно за цялата жива природа. Това е свойството на оргаизмите да запазват и предават белезите си от родителите на потомството. От яйцата на който и да е вид птица винаги се излюпват малки от същия вид, мишките винаги раждат мишлета. Никога обаче поколението не е напълно еднакво с родителите си. В зависимост от това, дали измененията се предават в потомството, или не, Дарвин различава други два типа изменчивост - наследствена и ненаследствена. Според него ненаследствените изменения нямат значение за еволюцията. Наследствените изменения се предават в потомството и играят роля за изменянето и разнообразяването на вида като цяло. С наследствената изменчивост Дарвин обяснява голямото разнообразие на домашните животни, които са получени от сравнително малък брой диви видове. Наследствените изменения се получават от различна храна, различните темперетури, при които се отглеждат организмите, различното количество светлина и т.н. Тези изменения обаче могат да се получат и от различната степен на използване на някои органи. Дарвин установява, че в сравнение с масата на целия сккелет костите на краката при домашните птици тежат повече, отколкото при дивите, а костите на крилата при дивите са по-тежки, откколкото при дпомашните.

Дарвин смята, че измененията по право се унаследяват. Тяхното неунаследяване е изключение. Унаследяването става и при половото, и при вегетативното размножаване. Благодарение на наследствеността, когато условията на живот са постоянни, видовете се запазват и съществуват дълго време непроменени.

Наследствеността и изменчивостта са две страни на приемствеността на организмовите форми в еволюцията. Наследствеността отразява устойчивостта на организмите в поредица от поколения, а изменчивостта - тяхната способност към изменяне.

 

Развитие на организмите през различните геологични епохи

Развитието на организмите на нашата планета е висш етап от общото развитие на материята. Животът се е появил отначало в древните водни басейни и там са се осъществили първите етапи от неговото развитие.

Архайска ера

През архайската ера се формирала твърдата земна кора. Този процес протекъл в продължение на много хиляди години и бил съпроводен със силна вулканична дейност и планинообразуване. Формирали се първичните океани и морета. В тях се извършвала синтезата на органични вещества от съществуващите неорганични, а по-късно се появили и първичните организми. Те били с много просто устройство и приличали на днес съществуващите прокариоти - бактериите. Това е първият етап от еволюцията. Вторият етап е появата на синьо-зелени водорасли. Утаечните скали от тази ера силно се видоизменили под действието на високата температура, интензивното радиоактивно разпадане и голямото налягане. Те са представени от мрамор и графит с организмов произход. В утаечните скали не са намерени никакви следи от живи организми, но самите те са получени от варовитите капсули на живелите тогава бактерии. През третия етап, в края на архайската ера, се появили първите еукариоти (същинскоядрени организми), подобни на днешните зелени и камшичести водорасли. Те дали началото на колониалните, а от тях се развили най-примитивните многоклетъчни организми. Това станало преди около 700 милиона години и е четвъртият етап от еволюцията.

През архайската ера настъпили три важни събития с големи еволюционни последствия - появили се фотосинтезата, половото размножаване и многоклетъчните организми.

Поява на фотосинтезата

Вероятно първите организми са се хранели с разтворените във водата органични молекули. Някои организми "погълнали" пигментосъдържащи органични вещества, подобни на хлорофила, и добили способността да фотосинтезират.  В резултат на този процес във водната среда и в атмосферата се отделял свободен кислород. Това спомогнало за окончателното формиране на озоновия слой и дало възможност животът да се развие в повърхностните слоеве на водната среда, в крайбрежните зони, а през по-късни геологични времена - да излезе и на сушата. Появили се кислороднодишащите организми. Фотосинтезиращите организми изработвали органични вещества от поетите неорганични. Изхранването на другите организми било осигурено. Обособили се две от царствата на живата природа - Растения и Животни.

Поява на половото размножаване

Половото размножаване ставало чрез сливане на две еднакви клетки в една - зигота. От нея се развивали един или няколко индивида. Станало възможно съчетаването на различни белези в потомството. Във всяко следващо поколение се проявявали все нови комбинации от белези. Живата природа ставала все по-разнообразна. Половото размножаване довело и до първото диференциране на едноклетъчните - полови и вегетативни форми.

Поява на многоклетъчните организми

Преходът от едноклетъчни към многоклетъчни организми бил продължителен процес. Съществен етап в появата и усложняването на колонии от едноклетъчни. Отначало колониите били сбор от индивиди, всеки запазил самостоятелността си. След това станало усложняване. Различните едноклетъчни се приспособили да изпълняват отделни функции. Станало възможно диференцирането на отделни части на тялото.

Първите многоклетъчни растения били водорасли. Те имали недиференцирано тяло и плавали свободно във водната среда. По-късно се появили и прикрепените форми, които приличали много на днешните кафяви и червени водорасли. Многоклетъчните животни приличали на днес живеещите морски къби и мешести. Тялото им било изградено от диференцирани в два слоя клетки (двупластни животни). Те водели прикрепен начин на жижовт и имали лъчева симетрия.

Протерозойска ера

През тази ера също се оформили някои платформи, отделени с обширни водни басейни. Оскъдните останки в земните пластове от протерозойската ера показват, че живата природа вече била диференцирана на растения и животни. Растителният свят бил представен от продължилите да съществуват безядрени форми, едноклетъчни зелени водорасли и многоклетъчни водорасли (свободно плаващи и прикрепени). Животинското царство същи било примитивно, но по-разнообразно. То било представено от почти всички днес съществуващи типове безгръбначни, но далеч по-просто устроени. Предполага се, че в самия край на протерозойската ера се появили и първите гръбначни, които приличали на днешните безчерепни.

Важно събитие в протерозойската ера е възникването на трипластните животни. То дало възможност за специализация на клетките. Оформили се тъкани, органи и системи.

Мускулната тъкан дала възможност на трипластните животни да преминат от прикрепен към подвижен начин на живот. Благодарение на това тялото вече имало двустранна симетрия, обособили се коремна и гръбна страна, преден и заден край, движение в определена посока. Предният край пръв влизал в допир с новите условия. В него се натрупали сетивни и нервни клетки. Появили се сетивни органи и централизирана нервна система.

През протерозойската ера животът продължил да се развива във водна среда. Сушата била скалиста пустия. Някои от обитателите на крайбрежните зони (безядрени и едноклетъчни водорасли) обаче взели участие в почвообразувателните процеси. С това те подготвили по-късното излизане на растенията (а след тях и на животните) на сушата.

Палеозойска ера

Развитие на растенията през палеозойската ера

Палеозойската ера се разделя на 6 периода: камбрий, ордовик, силур, девон, карбон и перм. Вземните пластове от тези периоди са намерени много останки и отпечатъци от живели тогава организми.

През камбрий, както и през по-голямата част от палеозойската ера, климатът бил топъл и влажен. Топло било дори в Арктика. Растенията са били представени от едноклетъчни и многоклетъчни водорасли. Някои от многоклетъчните водорасли имали приспособления за прикрепване към дъната на плитките и топли водни басейни. От тях през ордовик произлезли най-низшите сухоземни растения. Вероятно това били примитивни мъхове с неясно диференцирани вегетативни органи. Сходни са останките от растения, намерени в земните пластове от силур. През втората половина на този период обаче, вследствие на планинообразувателни промени, водата се отдръпнала, а територията на сушата се увеличила. много видове водорасли загинали. В крайбрежни зони на отделни места настъпвали периодични засушавания. Някои от зелените многоклетъчни водорасли се приспособили за живот в тези места. Приема се, че от тях произлезли първите сухоземни растения - псилофитите. Това е петият етап от еволюцията на организмите, започнал преди 400 милиона години.

Във връзка с новите условия на живот в псилофитите настъпили важни изменения. Оформило се стъбло, което било разклонено и покрито с люсповидни израстъци. Подземната му част приличала на коренище с ризоиди. На стъблото се диференцирали тъкани - покривна, механична и проводяща. Покривната тъкан имала устица, през които се осъществявала обмяна на газовете и се изпарявала водата. Механичната тъкан поддържала стъблото изправено.

В почвата се натрупвали органични вещества. Това подпомогнало появата на безхлорофилни растения и обособяването на царството на гъбите.

През девон се развила сухоземна растителност - папраповидни хвощове и семенни папрати. Появили се и първите голосеменни растения. Това е шестият етап в еволюцията на растенията. Той започнал преди около 350 милиона години. Псилофитите започнали да измират и в края на девон изчезнали напълно.

През карбон климатът бил топъл и влажен, а въздухът - наситен с CO2 в следствие на засилената вулканична дейност. Това били подходящи условия за масовото развитие на хвощовете и папратите, представени тогава с дървоидни, гигантсни форми. В края на карбон поради настъпилите планинообразувателни процеси климатът се променил и станал топъл и сух. Такъв бил климатът и през следващия период - перм. В резултат на това настъпило масово измиране на гигантските папраповидни растения. Запазили се само някои видове с малки размери, и то в сенчести и по-прохладни места. Особено силно се развили голосеменните. При тях оплождането става, без да е необходима вода. Това дало възможност на древните сухоземни растения напълно да се откъснат от водната среда. Освен това в семето зародишът е защитен от неблагоприятни взаимодействия и осигурен с хранителни вещества. Появили се иглолистни видове.

Развитие на животните през палеозойската ера

От животинските останки в земните пластове на палеозойска ера се вижда, че и при животните станало постепенно усложняване, като едни форми загивали и били заменяни с други.

През камбрий живели предимно безгръбначни животни, но те били представени от по-сложно устроение в сравнение с разпространените през докамбрия видове. През ордовик започнало развитието на най-примитивните гръбначни - безчерепните, които се появили още в края на протерозойската ера. В земните пластове от силур се срещат вече останки от първите риби - панцерните, които в по-нататъшната си еволюция дали началото на днешните риби и на древните предци на земноводните. Смята се, че тогава се появили и първите сухоземни безгръбначни - ппаякообразните. Те имали приспособления за дишане на атмосферен въздух и снасяли яйца, които били защитени от изсъхване чрез кожеста обвивка.

Първите земноводни (стегоцефалите) се появили през девон. Те произлезли от двойнодишащите риби, които освен чрез хриле във водата дишали и атмосферен кислород чрез богато кръвоснабден плавателен мехур (примитивен бял дроб). При тях, както и при всички други водни обитатели, оплождането било външно. От оплодените яйца се развивали ларви, които дишали във водата с външни хриле. Ето защо земноводните останали зависими от водната среда и живели в силно влажни и заблатени места.

През карбон се появили първите типични сухоземни гръбначни - низшите влечуги, при които за пръв път оплождането било вътрешно. Благодарение на него и на снасянето на яйца със защитни обвивки, тези влечуги напълно се отделили от водната среда. От тях произлезли гигантските влечуги. Те се раазвили масово през верм. Това били ихтиозаври, динозаври, зверогущери и други.

Мезозойска ера

Мезозойската ера се разделя на 3 периода: триас, юра и креда. От намерените в земните пластове вкаменелости от тази ера може да се съди как е продължило развитието на организмовия свят.

Развитие на растенията през мезозойската ера

През триас и юра климатът бил топъл и сух, а по-късно - топъл и влажен. Голосеменните растения достигнали разцвета си. Развили се силно иглолистните, които приличали много на днешните бор, ела и други. Тази растителност била характерна и за първата половина от креда. Оттогава датират и първите отпечатъци от покритосеменни растения. Това е седмият етап от еволюцията на растенията (преди около 130 милиона години).

От покритосеменните най-напред се появили двусемеделните, а след това и едносемеделните растения. Поради планинообразувателни процеси в средата на креда климатът рязко се променил и станал сух. Покритосеменните се оказали по-приспособени към новите условия, бързо се развили и изместили голосеменните. Те започнали да измират масово. Покритосеменните имали редица предимства в размножаването пред голосеменните. Семепъпките им били скрити в плодник. Семената се развивали вътре в плода, добре защитени и осигурени с хранителни вещества. Размножителните органи - цветовете, били устроени така, че да дават възможност на посещаващите ги насекоми и да ги опрашват.

Развитие на животните през мезозойската ера

През триас гигантските влечуи достигнали своя разцвет. Наред с тях преди около 200 милиона години се появили и някои просто устроени бозайници. Те били с много малки размери, зле защитени от хищните влечуги и се срещали рядко. Тези бозайници обаче притежавали различни изменения, които им дали възможост по-късно да заемат господстващо място на сушата. По-важните им приспособления били живораждането, изхранването на малките с мляко и постоянната температура на тялото.

Износването на зародиша в тялото на майката го правел независим от резките колебания в условията на средата. Новороденото се изхранвало от майката, бозаейки мляко (оттук и името им бозайници), докато израснело и можело само да търси храна. Постоянната температура на тялото определяла и постоянната интензивност на обменните процеси, независимо от темперетурата на околната среда. Това спомогнало за бързото разселване на бозайниците. Те обаче започнали да се развиват бурно и достигнали разцвета си по-късно, след като измрели гигантските влечуги. Първите бозайници приличали на днес живеещите торбести плъхове и на таралежите.

Преди около 150 милиона години, през юра, се появили и първите птици. Смята се, че техните прадеди били древни гущери, чиито люспи се видоизменили в пера. Тези гущери лазели по дърветата и благодарение на предните крайници, можели да планират от едно дърво на друго и оттам името им - летящи гущери. Същинските птици се появили в края на мезозойската ера.

С измирането на голосеменната растителност е свързано и масовото измиране на гигантските тревопасни влечуги през креда. Това дало възможност за бурно развитие на птици и бозайници. Този процес бил в тясна връзка с развитието на покритосеменните растения, с чиито плодове, листа и семена птиците и бозайниците се хранели. С развитието на покритосеменните през този период било свързано и бързото развитие на нсекомите.

Неозойска ера

Развитие на растенията през неозойската ера

Тази ера се разделя на два периода - терциер (третичен) и кватернер (четвъртичен). Намерените останки в земните пластове от това време показват, че организмовият свят се различавал много малко от днес познатите ни видове.

В началото на терциер климатът бил топъл. След това започнало захлаждане, съпроводено със засилена вулканична дейност и планинообразувателни процеси. Това дало отражение и върху развитието на растителния свят. Покритосеменните растения имали господстващо положение. Те били представени от дървета и храсти, едногодишни и многогодишни треви. Особено добре се развила тропичната растителност, листопадните дървесни видове и степни треви, и южна, която включвала тропични видове.

През кватернер настъпили няколко последователи заледявания в северното полукълбо. Там се установила студоустойчива растителност - листопадна и иглолистна. Оформили се съвременните климатични пояси и съвременният облик на растителния свят.

Развитие на животните през неозойската ера

В края на мезозойската ера измрели всички главни групи влечуги. Продължили да съществуват само някои видове с малки размери, които дали началото на днес живеещите влечуги. През неозойската ера птиците бързо достигнали разцвета си благодарение на благоприятните условия за тазвитието им и липсата на врагове. В началото на терциер бозайниците били все още дребни и примитивно устроени. От тях до наши дни са доживели единствено в Австралия ехидната и птицечовката. В средата на терциер във връзка с бурното развитие на насекомите се появили насекомоядни боайници и след това, и останалите съвременни групи - копитни, прилепи, гризачи, хищници и т.н. В края на терциер се появили маймуните, коит са общи прадеди на днес живеещите човекоподобни маймуни и на най-древните хора.

През кватернер вледствие на заледяванията настъпило измиране на големи групи бозайници. Оформили се днес съществуващите видове. Започнало и завършило раждането на човешкото общество. Появило се най-висшето същество в животинския свят - човекът.

Доказателства за еволюцията

В началото на 19 век се развиват много сравнителни направления в различните биологични науки. В резултат на това се натрупват много фактически данни, които не само доказват реалното съществуване на еволюционния процес, но и показват как се осъществявал той. Много от тези данни се използват като доказателство в създаденото по-късно от Чарлз Дарвин учение за еволюцията на организмовия свят.

Доказателство за еволюцията се намира в разпространението на структурите, считащи се за хомоложни: структури, които имат един и същ произход в ембрионалното си развитие и може би същата релативна позиция при различни видове (например крилото на птицата, предния крак на животното и ръката на човека). Хомолозите сега могат да бъде интентифицирани на молекулно и генетично ниво от организмовото устройство. Йерархичната класификация на Линей е могла да бъде конструирана чрез проучване на подобни прилики и разлики. Чарлз Дарвин признава значимостта на тази наследственост в природата (също както и ранните учени - натуралисти, какъвто е Ламарк) и доказва, че тя произхожда от действителни генеалогични (родословни) взаимовръзки между организмите. Дарвин (и А.Р. Уолъс) представя причината за еволюционния механизъм: естествения отбор.

Много разнопосочни доказателства съдействат за съвременната еволюционна теория: генетиката обезпечава научната основа на изследването на наследствеността и мутацията; биогеографията дава доказателства за географското изменение вътре и между видовете (галапаговските чинки са добър пример за това изменение); палеонтологията и геологията разкриват обхвата на историята на живота и света във времето (повече от 3500 милиона години) и последователността на произхода на основните групи организми.

Сравнителноанатомични доказателства за еволюцията

Откриването на клетъчното устройство на растенията, животните и човека дава едно от най-неоспоримите доказателства за единството на организмовия вят.

При сравнителното научаване на гръбначните животни е установено, че независимо от разнообразието във външния им вид, начина на живот и местообитанието всички те имат общ план на устройство. при всички гръбначни в черепа се намира главния мозък, а в гръбначния стълб - гръбначният мозък. Всички имат телесна кухина, в която по сходен начин са разположени еднакви вътрешни органи. При едни животни може някои групи от кости да са се слели, други да са представени с по-малко костици, трети да са се удължили силно, а някои и да са изчезнали, но общият план на устройство не се променя.

Оганите, които са сходни по своя строеж и произход, но изпълняват различни функции, се наричат хомоложни.

Такива органи има не само при гръбначните животни. Хомоложни са например яйцеполагалото при къщната муха и жилото при пчелата, хоботчето на пеперудата и устните органи на другите насекоми и т.н. При растенията мустачките на граха и бодлите на киселия трън са хомоложни с листата.

При сравнителното изучаване на животните се установява, че има и такива органи, които изпълняват една и съща функция, но имат различно устройство и произход. Тези органи се наричат аналогни. Аналогни са бодлите на киселия трън, на глога и на розата. Бодлите на киселия трън са видоизменени листа, на глога - видоизменени клонки, а на розата - израстъци на епидермиса. Аналогията не доказва общ произход и родствени връзки между органите. Тя доказва, че различни организми при едни и същи условия за живот могат да се приспособяват по сходен начин

Често в устройството на различните животни може да се наблюдава, че при едни от тях някой орган е много по-добре развит и има определена функция, докато при други не изпълнява никаква функция и е слабо развит. Такива закърнели органи се наричат рудираментарни. В хода на еволюцията функцията, която изпълнява даден орган може да загуби своето значение за съществуването на организмите от този вид. В резултат тази функция отпада. Органът, ако поеме нова функция, се превръща в хомоложен, а ако не поеме - постепенно закърнява и става рудиментален.

Рудиментарни органи са например апендиксът при човека, третата мигателна ципа при бозайниците, костите на задното поясче при кита, четвъртият пръст на задните крайници при някои птици. Безцветните люспи по стъблото на полския хвощ са рудиментални листа и така нататък.

Сравнителнофизиологични доказателства за еволюцията

Редица физиологични процеси показват родството между организмите и общата им еволюция. При всички животни храненето, дишането, размножаването и други протичат по сходен начин. Поетата храна при всички животни се смила и след това се усвоява от организма. При всички многоклетъчни става сливане на половите клетки (гаметите) и образуване на оплодена яйцеклетка (зигота). Особено ясно се доказва родството между отделни групи животни с помощта на т.нар. преципитиционни реакции. Когато на заек се инжектира кръв от кокошка, в серума му се образуват специфични антитела. Ако такъв серум смесим с кръв от други птици, костенурки и крокодили, ще настъпи утаяване на кръвта. Ако този серум се смеси с кръв от бозайници, утаяване няма да настъпи. Това показва, че птиците са по-близко родствени с влечугите, отколкото с бозайниците.

Сравнителноембриологични доказателства за еволоцията

При изучаване на зародишното (ембрионалното) развитие на различните групи животни също са получени важни доказателства за еволюцията. Науката, която изучава тези въпроси, се нарича сравнителна ембриология, а самите доказателства - сравнителноембриологични.

При всички многоклетъчни животни, които се размножават по полов начин, се развиват от оплодена яйцеклетка (зигота). Оплождането и развитието на зародишите протичат доста сходно. Подоибни факти могат да се обяснят само с общия произход на всички организми. Младите зародиши на гръбначните животни си приличат много по външен вид и устройство. Те преминават през различни фази в развитието си, като много напомнят на много по-низши форми. В началото всички зародиши приличат на току-що излюпени рибки - имат опашка, зачатъци на крайници, сходна форма на главата - отстрани с хрилки, цепнатини и т.н.

Това показва, че всички класове гръбначни животни в древността са имали единен произход.

През по-късните етапи от ембрионалното развитие се формират и характерните разлики. Най-напред се появяват особеностите на класа, след това - на разреда, на семейството, и накрая - вида. Зародишите на по-висшите животни преминават през такива етапи, които повтарят важни моменти от зародшното развитие на по-низшите форми, от които са произлезли. По този повод немските учени Е. Хекел и Ф. Мюлер през втората половина на 19 век формулират така наречеия биогенетичен закон. Според него всеки индивид през индивидуалното си развитие (онтогенезата) накратко повтаря историческото развитие на вида (филогенезата). Или накратко онтогенезата е кратко повторение на филогенезата.

Приликата между зародишите на различните животни доказват родствените връзки между тях, а валидността на биогенетичния закон - основните етапи от еволюцията.

По-късно са направени някои важни конкретни уточнявания в биогенетичния закон. Ембрионалното развитие е сравнително кратък етап. През него не се повтарят всички моменти от филогенезата, а само основните. При това се повтарят само стадии от зародишното развитие на прадедните форми.

През онтогенезата се повтарят основните етапи на филогененезата, но се зараждат и нови насоки на бъдещата еволюция.

Еволюцията като историческо събитие сега широко се приема като факт, но теориите за еволюционните процеси продължават да бъдат предмет на напрегнати дебати. Заключението ,че естествения отбор, повишаващ адаптацията на организмите, може да бъде значим само за кратък срок от геологичното време, се прави по многобройните съществуващи доказателства за масовото измиране на родовете. Дарвиновият модел на постепенни еволюционни промени е допълнен от теорията за малките взривове на бързи промени, които прекъсват дълги периоди от еволюционния статус. Генетиците и биолозите, проучващи развитието на организмите, изследват потенциалните или големите стъпаловидни мутации и възможните напрежения в еволюционната структура на организмите.

Често задавани въпроси