Палеонтология мәліметтері бойынша жердегі тіршіліктің пайда болуы. Жер қыртысының пайда болуынан кейінгі Жер тарихын келесі ұзақ аралықтар эраларға жіктейді: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Әр эра кезеңдерге, кезеңдер дәуірлерге, ал олар ғасырларға бөлінеді. Бұл тауарларды бөлу Жер келбетінің терең түзілістерімен байланысты, тау түзілу процестері, климаттық өзгерулер, материктер дрейфі және т.б. біздің планетамыздың эволюциясын анықтайтын процестермен тікелей байланысты.
Жер бетіндегі тіршілік соңғы архейде пайда болған, 3,5 млрд жыл бұрын, қарапайым протоклеткалар түрінде. Бактериялар және көк-жасыл балдырлар протоклетканың ататектері архей эрасының өзінде үлкен алуантүрлілікке ие болды. Архейде тіршіліктің ары қарай дамуына бастама берген ірі ароморфоз фотосинтез пайда болды. Фотосинтез арқасында биосфера таусылмас энергия көзіне ие болса, ал атмосфераға оттегі жинақтала бастады.
Протерозой эрасында эукариоттық бірклеткалылар, сосын көпклеткалылар пайда болды. Эукариоттардың түзілуімен ірі эволюциялық құбылыстар жүрді. Мейоз және жыныс процесі қалыптасты. Жыныстық процесс арқасында организмдердің қоршаған орта өзгергіштігіне бейімделуіне мүмкіндік береді. Сондай-ақ, алғашқы көпклеткалы организмдер пайда болды. Олар болжам бойынша балдырлар болуы мүмкін. Көпклеткалылық арқасында бір организм бойында клеткалардың ұйымдасуы жүреді, түрлі қызметтерді атқаратын ұлпалар және мүшелер пайда болды. Бұлардың барлығын организмдердің кең түрде таралуына, экологиялық орталарды мекен етуіне жол берді. Протерозой соңында климаттың жылынуы жүріп, атмосферада оттегі мөлшері арта түсті. Қысқа 40 млн жыл ішінде ішекқуыстылар, құрттар, моллюскалардың алуан түрлері қалыптасып үлгереді. Осы кезде пайда болған фауна эдиакарлық деген атауға ие болған. Ол Оңтүстік Аустралияда табылған жердің атауына байланысты аталған. Протерозойдың соңғы үшінші кезеңінің жануарлары минералды қаңқалары болмаған, олардың қалдықтары сақталмаған. Сол себептен архей және протерозой криптозой деп аталады. Бұл этапта организмдерде пайда болған өзгерістер Жердің қарқынды дамуының негізі болды. Тіршілік формаларының алуантүрлілігінің қарқындылықпен өсуі, қоректік тізбектердің ұзаруы және жоғарғы трофикалық тізбекте орналасқан организмдермен кальций, фосфор және кремний жинақталуы арқылы минералды қаңқаның түзілуі тән. Криптозой ары қарай нағыз тіршілікпен фанерозоймен алмастырылады. Бұл этап палеозой, мезозой және кайнозой эраларын қамтиды.
Палеозой эрасы немесе ежелгі тіршілік эрасы, жануарлар мен өсімдіктердің дами отырып, құрықты жаулауымен сипатталады. Кембрий кезеңінде өте қысқа уақыт аралықтарын қамтиды, жануарлардың барлық дерлік түрлері қалыптасады: ішекқуыстылар, тікентерілер, моллюскалар, буынаяқтылар, хордалылар және т.б. Трилобиттер түзіліп, қарқынды даму шегіне жетеді. Кембрийден кейін жануарлар эволюциясы негізгі типтердің мамандануы мен қалыптасуымен сипатталады.
Ордовикте белсенді тау түзілу процестері жүрген, құрлық беткейі азая бастап, ал Жердің климаты жыли бастайды. Көп бөлігі мұхитпен қаптала бастайды, ол бірден құрлықта бірден одан алшақтап орналаса бастады. Теңіздерде көптеген балдырлар мен трилобиттер тіршілік ете бастайды, оларға бүкіл өсімдіктердің жартысынан астамы үлестеріне тиеді. Ордовик қазбаларынан колониалды жартылай хордалылар тән, олар граптолиттер деп аталады, омыртқасыздар және омыртқалы жануарлардың белгілеріне ие болатын. Қарапайым омыртқалылар жақсыздар пайда бола бастайды.
Силурда тау түзілу процестері жалғасып, құрлық мөлшері ұлғайып кетеді. Теңіздерде трилобиттер саны азаяды, жаңадан шаянтәрізділер пайда бола бастайды. Омыртқалылардың панцирлі жақсыздардың массалық жаппай таралуы басталады, олардың алыс ататектері қазіргі заманғы миногалар саналады. Бұл уақыттағы маңызды оқиғалар құрлықтың суға жақын аймақтарын риниофиттер қаптап өсуі байқалады, оларды ертеректе псиофиттер деп атаған. Өсімдіктерден кейін құрлыққа жануарлар өкілдері де шыға бастайды. Жануарлардан өрмекшітәрізділер шығады.
Девонда климат салқындай бастайды. Мұхит деңгейінің ауытқи бастауынан үлкен ауданда ұсақ суларды ала бастайды. Бұтақты және ағашты плаундардың, қылқандардың, папоротниктер мен өзге споралы өсімдіктердің төменгі сатылы ормандары түзіледі. Топырақ жамылығысы қалыптасады. Жақсыз омыртқалылар тіршіліктерін жоя бастайды. Шеміршек балықтар басымдылық танытады. Сүйекті балықтардан саусаққанатты балықтар ерекше орын алады. Кезеңнің соңында алғашқы саусаққанатты балықтардан алғашқы қосмекенділер ихтиостегалар және лабиринтодонттылар пайда болған. Дәл ол уақытқа шамалас жануарлардың прогрессивті формасы жәндіктер де қалыптасқан.
Карбонда қайтадан климаттың жылынуы және ылғалдануы жүреді, бұл плаундар, бұтақты папоротниктер, гигантты қырықбуындардан тұратын тропикалық ормандар қалыптасады. Осы өсімдіктер қалдықтарынан таскөмірдің негізі қалыптасады. Карбонда бірінші тұқымды өсімдіктер тұқымды папоротниктер, қырықбуындар түзіледі. Тұқымдар арқылы көбеюі бұл өсімдіктердің материктің түбіне қарай таралуына мүмкіндік береді. Теңіздерде трилобиттер және панцирлі жануарлар жойылады. Ылғалды ормандар мен батпақтар амфибиялардың ежелгі түрлері қарқындылықпен дами бастайды. Стегоцефалдардың үлкен топтарға бөлінуі жүреді, олардың кейбіреулерді жоғарғы карбонда алғашқы бауырымен жорғалаушыларға бастама береді. Осы сәттен құрлықтың омыртқалылармен белсенді игерілуі басталады, олар құрғақ жамылғылар, қатты жұмыртқа қабығының болуымен сипатталады. Алғашқы қанатты жәндіктер тарақандар және инеліктер пайда болады.
Перм кезеңі құрғақ әрі суық климатпен сипатталады. Тіршілігін жоюға аз қалған папоротниктер орнына ашық тұқымды қылқандылар келеді, олардың кейбіреулері, араукариялар мен гинкголар біздің заманымызға да жеткен. Климаттың күрт құрғақтануынан амфибиялар саны да азайып кетеді. Құрлық омыртқалылар саналатын рептилиялар прогреске ие болады. Жәндіктердің қазіргі заманғы отрядтары пайда бола бастайды. Палеозой және мезозой эралары шекарасында көптеген жануарлар топтарының өліп бітуі орын алады: теңіз жануарларының шамамен 90%-ы және жәндіктердің 27 отрядтарынан 8-і тіршілігін жояды.
Мезозой эрасы қарқынды тау түзілістерімен, континенттер дрейфі және құрғақ климатымен сипатталады. Өсімдіктер арасынан папоротниктәрізділер және жалаңаштұқымдылар, жануарлардан гигантты бауырымен жорғалаушылар дамыды. Эра үш кезеңді қамтиды триас, юра және бор.
Триаста ежелгі балықтар түрінің азаюы мен лабиринтодонттылардың қырылып кетуімен сипатталады. Бауырымен жорғалаушылардың жаңа топтары қолтырауындар, ихтиозаврлар пайда болады. Олардың кейбіреулері біздің уақытқа да жеткен. Динозаврлар ғасыры бастау алады. Алғашқы сүтқоректілер мен құстар қалыптаса бастайды.
Юра кезеңі бауырымен жорғалаушылардың суда, ауада және құрлықта таралуы жүреді. Олардың кейбіреулерінің дене ұзындықтары 35 м-ге дейін жеткен. Кесірткеқұйрықтылар түзіле бастайды. Кезең соңында қалталылар және плацентарлы сүтқоректілер пайда болған.
Бор кезеңінің басында жабықтұқымды өсімдіктер пайда болады. Олардың кейбіреулері біздің заманға да жеткен. Гүлді өсімдіктер және тозаңдандырғыш жәндіктердің салыстырмалы эволюциясы жүреді. Көпшілік рептилийлердің мамандануы жалғаса береді. Кезең соңында суық басу жүреді, су қоймалар саны кеміп, динозаврлардың жаппай қырылуы жүреді. Тропикалық белдеулерде ғана ірі рептилиялар крокодилдер сақталып қалады. Суықтану кезінде жылықанды жануарлар басымдылық танытады. Олар өз денесінің температурасын реттей алады. Орын алған төңкеріс мезозой және кайнозой эраларын қақ ортадан бөліп тастайды.
Кайнозой эрасы интенсивті тау түзілістері және Европа және Азияны бір континентке біріктіруі, жартылай мұз басумен, теңіздің құрлыққа келіп кетуімен сипатталады. Кайнозой – жабықтұқымды өсімдіктердің гүлдену кезеңі. Кайнозой соңында приматтар пайда болып, адам қалыптасты. Кайнозой эрасы палеогенді, неогенді және антропогенді кезеңдерді қамтиды.
Палеогенде климат жылынып, Европаның көп территориясы тропикалық ормандармен қапталып, жабықтұқымдылар, тропикалық папаротниктер қарқынды дами бастады. Мезозой соңында саны азайып кеткен жануарлар тез өсіп, алуантүрліліктері арта бастады. Тұщы сулар және теңіздерде сүйекті балықтар көбейе бастайды. Құстардың көп тұқымдастары пайда бола бастайды. Сүтқоректілердің қазіргі заманғы көптеген түрлері қалыптасады. Алғашқы қарапайым приматтар түзіледі.
Неоген тау жыныстарының түзілуінің аяқталуымен, құрғақ әрі суық климаттың анықталуымен, Антарктиданың мұздануымен сипатталады. Мәңгі жасыл ормандар жапырақты ормандармен, ашық далалы кеңістіктермен алмастырылады. Кезең соңында тундраның солтүстік облыстарында ашық кеңістікті мекен етуші сүтқоректілер пайда болады. Неоген – ежелгі адамтектес маймылдардың даму кезеңі. Олардан ерекше орынды адамның ататегі болып есептелетін дриопитектер кездеседі. Неоген соңында австралопитектер пайда болады.
Антропогендік кезеңде үлкен континенттік мұзбасулар орын алады. Мұдықтардың пайда болуынан судың көп бөлігі су және мұз түрінде Әлем мұхитының құрамынан шығарып тасталады. Азия және Солтүстік Америка араларында жер кеңістіктік көпірлер пайда болады. Мұздықтарға жақын аймақтарда тундралық өсімдіктер және суықсүйгіш фауна қалыптасады. Мамонт, мүйізтұмсық және солтүстік бұғысы тіршілік етеді. Оңтүстік жартышарда фауна айтарлықтай өзгеріске ұшырамайды. Соңғы мұз басу аяқталған соң, Европаның солтүстігінде қазіргі заманғы географиялық аймақтар қалыптаса бастайды. Планета флорасы мен фаунасының өзгеруінің негізгі себебі адам әрекеті саналады.
Осылайша, Жерде тіршіліктің дамуы – бір-бірін біртіндеп кезектесетін оқиғалардың үздіксіз қатары: бір түрлерінің пайда болып, өзгелерінің тіршілігін жоюы. Шынында да, палеонтология мәліметтері көрсеткендей, Жер тарихындағы тыныштық кезеңдерде түрлік құрамның дамуы қарқынды жүрді. Бұл кезде бір организмдердің жаппай қырылуы нәтижесінде олардың жаңа топтары қалыптасты.
Жер бетіндегі тіршіліктің пайда болуының ең ірі көрінісі міне осындай, әрине палеонтологияның мәліметтерін негізге алғанда. Алайда организмдердің негізгі систематикалық топтары мен шығу тегі арасындағы байланысты анықтау палеонтология мәліметтері арқылы әрқашан орындала бермейді. Себебі көптеген жойылып біткен организмдердің қалдықтары сақталмаған. Бұл міндетті филогенетика атқарады. Филогенетика организмдердің ежелгі тарихын зерттеумен айналысатын биологияның саласы. Ол палеонтологияның ғана емес, салыстырмалы анатомия, эмбриология, биогеография, биохимия, иммунология, молекулалық биология және өзге ғылымдардың мәліметтерін пайдаланады. Монофилия заңынан филогенетика, тірі формалардың даму тарихын түрлер және ірі систематикалық топтардың жалпы ататектен шыққандығын емес, олардың даму тарихының ағашын жасайды. Туыстық ағаш деп биологияда кез келген организмдердің тармақталған филогенетикалық қатынастарын түсінеді. Осы орайда жануарлар және өсімдіктердің филогенетикалық қатынастарын қысқаша баяндасақ.
Көпклеткалы жануарлардың эволюциясы
Төменгі сатыдағы көпклеткалы өсімдіктер қарапайым талшықтылардан пайда болған. Бұл бірклеткалы жасыл балдырларды колониальды формаларының көпклеткалы жасыл, қызыл және қоңыр балдырларға өтуі арқылы іске асады. Протерозой эрасының басында балдырлардың су түбіне жабысқан формалары пайда болған. Силур соңында көпклеткалы жасыл балдырлар құрлықтың алғашқы омыртқалылары риниофиттерге бастама берген. Ол нашар дамыған флоэма және ксилемасы бар, балдырлар және жердегі тамырлы өсімдіктердің аралық формасы. Жер бетіндегі өсімдіктердің ары қарай эволюциясы вегетативті мүшелердің жіктелуі, тамырлардың, жапырақтардың және сабақтардың түр өзгерістерінің пайда болу жолымен жүрді.
Риниофиттер өзге өсімдіктерге бастама берді: плаундар, қырықбуындар және папоротниктер. Бірнеше артықшылықтары болды, тамыры, жапырағы және сабағы болды, алайда көбеюі әлі де сумен байланысты болатын.
Карбонда тұқымды папоротниктер пайда болады, олар перм кезеңінде алғашқы жалаңаштұқымдыларға бастама береді. Олардың көбеюі тұқымдар арқылы іске асады, ұрпақты қолайсыз факторлардан қорғап, оның өсуі қажетті қоректік заттарды да қамтиды. Сондай-ақ, жалаңаштұқымдылар көбеюдің жаңа тәсіліне көшеді. Жыныс клеткалары ішкі мүшелерде дамиды. Аталық жыныс клеткасы аналыққа тозаң түтікшесі арқылы ешқандай судың қатысынсыз қозғалады. Бұлардың барлығы да жалаңаштұқымдылардың құрлықтың терең ішіне таралуына үлкен мүмкіндіктер береді.
Бор кезеңінің ортасында тұқымды папоротниктерден алғашқы жабықтұқымды өсімдіктер пайда болған. Оларда гүлдің болуы және жапырақ пен тамырдың сіңіру аймағының үлкен болуы жабықтұқымдылардың жер бетінің бүкіл құрлықтарына ғана емес, су ортасына да таралуына мүмкіндік береді. Алғашқы гүлді өсімдіктер бұталар болған. Олардан бұташықтар мен бұталар, тіршіліктің қарқынды формасы екіжылдық және көпжылдық шөптер тараған.
Көпклеткалы жануарлардың бірклеткалылардан пайда болғандығы қазба қалдықтарынан табылмаған. Бірақ көпклеткалы жануарлар ататектік колониалды талшықты организмдерден дамыған деп есептейді. Көп клеткалы жануарлардың қалыптасу процесі бірқатар ғылыми гипотезаларда қарастырылады. Неміс ғалымы Э.Геккельдің гастральды гипотезасына сай, көпклеткалылардың ататектері шар пішінді талшықты қарапайымдылар болған. Шардың бір бөлігі ішке еніп орналасқан. Осылайша, ішек қуысы және алғашқы ауызы бар организм бластопор қалыптасты. Э.Геккель бұл организмді гастрея деп атаған.
Басқа гипотеза, фагоцителла, орыс ғалымы И.И.Мечниковқа тән, төменгі көп клеткалардың ішкі энтодерма қабаты клеткалар фагоцитозы кезінде арнайы маманданған жеке клеткалардың шеттетілуімен дамитынын айтады. Нәтижесінде, колонияның клеткалары сыртқы талшықтылар, қимыл-қозғалыс қызметін атқаратын және ішкі фагоцитоз жолымен қоректенуге қатысатын амебоидты клеткалар. Алғашқы көпклеткалылардың өзіндік гипотетикалық моделін И.И.Мечников фагоцителла деп атады. Бұл гипотезаның дәлелі ретінде микроскоптық теңіз жануары трихоплакстың табылуы бола алады, ол орыс зоологы А.И.Иванов анықтағандай, гипотетикалық фагоцителлаға тура келеді және жануарлардың ерекше тобы фагоцителлотәрізділерге жіктелінуі керек.
Алғашқы көпклеткалылардың ары қарай дамуы түрлі жолдармен кете береді. Кейбіреулері жүзуші тіршілік әрекетін сақтап қалса, кейбіреулері ауыз қуысына ие болып, ішекқуыстыларға бастама да берді. Отырықшы тіршілік ету тәсілі губкалар типінің пайда болуына жол ашты. Үшіншілер өрмелеп жүргіштігіне қарай ежелгі паренхиматозды жануарларға кірпікшелі құрттарға бастама берді.
Кірпікшелі құрттардан екі тәуелсіз жүйелер ретінде сорғыш және таспа құрттар түзіледі. Дөңгелек құрттарды да осы кірпікшелі құрттардың ұрпақтары деп есептейді. Кірпікшелі құрттар ататектерінің аралық формаларынан буылтық құрттар пайда болады. Олардың орталық тобын көпқылтанды құрттар құрайды. Олар аз қылтандылар және сүліктерге бастама береді.
Буынаяқтылар және моллюскалар буылтық құрттардан таралған, біріншілер қатты бунақталғандарынан, екіншілер аз бунақталғандарынан. Екінші реттік ауызды жануарлар, тікентерілер және хордалылар, буылтықтардан өз бастамасын алады. Бұл олардың дернәсілдерінің (личинкаларының) ұқсастықтарымен дәлелденеді.
Алғашқы жақсыздар оларды кейінірек шетке шығарып тастаған бас сүйексіздер немесе омыртқалыларға бастама береді. Қарапайым бас сүйектілерден екі эволюциялық тармақтар таралады: ішкі желбезектілер жақсыздарды ататектері және сыртқы желбезектілер жақауыздылар тобына бастама берген жануарлар. Сыртқы желбезектілерде алдыңғы желбезек доғалары жақ аппаратына айналған, жұп желбезектері де дамыған, бұл оларды дамудың жоғарғы деңгейіне көтерді.
Жағалау маңы суларда тіршілік еткен саусаққанатты балықтар девонда қазба амфибияларға стегоцефалдарға бастама береді. Олар балықтар, бауырымен жорғалаушылар және қосмекенділердің қасиеттерін біріктіреді. Қаңқасында балықтарға тән хорда және иілген омыртқалар болды. Стегоцефалдардың терісінде балықтардың қабыршақтарына ұқсас сүйектенулер болды. Олардың кейінгі түрлерінде омыртқа жотасының мойын бөлігі пайда бола бастады. Стегоцефалдардан рептилиялардың ежелгі түрлері котилозаврлар пайда болған, олар көптеген ежелгі және қазіргі бауырымен жорғалаушыларға бастама берді. Өліп біткен рептилиялар псевдохузиялар кесірткеқұйрықтылардың ататектері саналатын, олар кейіннен қазіргі құстардың пайда болуына да бастама берген. Аңтісті котилозаврлар тобының ежелгі бауырымен жорғалаушылары гетеродонтты тіс құрылыстарымен ерекшеленді. Аңтістілер жоғарғы карбонда анықталды, құстардан бұрын пайда болған. Сол себептен сүтқоректілер құрылысында қосмекенділерге ұқсас жақтары аз емес: бассүйектің омыртқа жотасымен бірігіп кетуі, тер бездерінің санының көптігі және т.б.
Сүтқоректілер класының қалыптасуына ұзақ уақыт кетті. Мезозой соңында плацентарлы сүтқоректілер пайда болды, олардың қарқынды дамуы кайнозойда жүрді. Ол тірі туу, ұрпағын сүтпен қоректендіру, жылықандылық және дене температурасын өз бетінше реттеушілік сияқты қасиеттермен жинақталды. Бірақ ерекше орында гормоналды және жүйке жүйелерінің дамуы болды. Сүтқоректілердің қарқынды эволюциясы олардың арасында адамның ататегі болып саналатын жануарлардың пайда болуына алып келді.