Происхождение хрящевых рыб доклад
Обновлено: 17.05.2024
Сейчас сложно представить, что наш замечательный дом, планета Земля, не всегда был заселен таким огромным количеством видов живых существ: от микроорганизмов и насекомых до птиц, рыб и млекопитающих. Появление панцирных рыб в этой цепи событий является поворотным и значимым для выхода жизни из глубин мирового океана на сушу.
Эволюция рыб
Возникновение различных растений и животных было постепенным, от простого к сложному, и заняло миллионы и даже миллиарды лет. В истории нашей планеты существовали периоды, когда жизнь развивалась очень бурно. Периоды наиболее активного появления новых видов и форм сменялись апокалиптическими катастрофами с почти полным вымиранием всего живого на планете.
Историческая справка. Чтобы кратко описать дела давно минувших дней, наука разделила гигантские промежутки времени на условные периоды в жизни нашей планеты. Периоды, насчитывающие миллиарды лет, называются эрами и делятся на более дробные отрезки времени.
Первые бесчелюстные появились около 500 миллионов лет назад. Вместо челюстей у них имелся присоскообразный рот, что и определило их название. Это были первые существа, которых можно отнести к рыбообразным, хотя по внешнему виду они больше походили на современных угрей и миног.
Прошло примерно 80 миллионов лет и у первобытных рыбообразных развиваются челюсти, на которых появляются зубообразные отростки. Это событие позволило обитателям соленых и пресноводных водоемов начать охоту на окружающую пищу и дало огромное преимущество в дальнейшем эволюционном продвижении. Так возник вид челюстноротые.
Около 416 миллионов лет назад от челюстноротых плакодерм и акантод произошли предки современных костных рыб, еще через 20 миллионов появились древние хрящевые рыбы. И костные и хрящевые рыбы благополучно пережили все катаклизмы, происходившие на нашей планете, часть их них вышла на сушу и дала начало многочисленным видам позвоночных.
Древние костные и хрящевые
Самой древней изученной костной рыбой, является цилинюй рострарта, обнаруженная учеными в Китае в 2013 году. Её длина составляла около 33 см. Принадлежала к панцирным рыбам, у которых голова и тело было покрыто защитным панцирем из костных пластин. Обитала древняя рыба в основном в пресной воде.
Развитие челюстей и, как следствие, зубов привело к появлению в середине девонского периода (около 400 лет назад) таких матерых хищников как древние хрящевые акулы, принадлежавших к семейству кладоселяховых. Остатки этих доисторических акулоподобных рыб обнаружены в морях Северной Америки. Длина вытянутого веретенообразного тела составляла 1,8 метра, хвост был глубоко раздвоен. Чешуя на коже практически полностью отсутствовала.
Доказано: на самом деле древние акулы являлись фактически костными рыбами и только со временем произошло полное замещение костной ткани на хрящевую для облегчения массы тела рыбы. Гены, отвечающие за развитие костной ткани, есть и у современных акул.
К современным хрящевым рыбам относят все виды акул, скатов и химер. Все остальные рыбы принадлежат к костным.
Первые панцирные
И костные и хрящевые рыбы имеют общих прародителей, плакодерм, которые сильно отличались своим строением и внешним видом от современных обитателей водоемов. Хотя они относятся к челюстноротым, у большинства представителей этого вида вместо зубов по краям челюстей располагались костные образования в виде пластин, которые не замещались так, как это регулярно происходит у обычных рыб. Ни у одной плакодермы нет было анального плавника, а грудной и брюшной уже присутствовали. У хвоста одна лопасть была больше другой.
Наиболее крупный среди древних челюстноротых, дуклеостей, являлся главным хищником той поры и достигал в длину от 8 до 10 метров. Его метровая пасть, вооруженная зубными отростками, не оставляла шансов более мелким сородичам.
Плакодермы, первые и самые многочисленные представители древних челюстноротых, имеют прямое отношение к происхождению не только всех современных морских и речных обитателей, но и всех сухопутных позвоночных, включая высших млекопитающих. Несмотря на полное вымирание плакодерм в конце девонского периода, отделившиеся от них ветви костных и хрящевых, не только дожили до наших дней, но и завоевали всю водную среду на планете Земля.
Интересный факт: к поздним плакодермам относится живородящая матерпискис. Это самое древнее обнаруженное существо, которое вынашивало потомство в своей утробе, чтобы максимально его защитить от всевозможных напастей первобытного мира. Питание плода осуществлялось через пуповину, как у человека.
Изначально плакодермы жили и размножались только в пресноводных водоемах, откуда к концу девонского периода отправились осваивать морские просторы.
Бесчелюстные
Около 440 миллионов лет назад появляются первые бесчелюстные существа. Это происходило в период силура, предшествующего девону. Они являются первыми рыбообразными, которых изучила современная наука. Бесчелюстные не имели развитого позвоночника, его роль исполняла хорда, зато у них был череп. Роль челюсти исполнял присоскообразный рот. В период своего расцвета численность видов бесчелюстных достигала несколько сотен.
Со временем у некоторых из древних рыбообразных появлялась чешуя, на теле стал нарастать костный панцирь. Конодонты, ископаемые бесчелюстные, относятся к древним хордовым. По внешнему виду они очень напоминают современных угрей, хотя существенно отличаются своим строением.
Остракодерм, появившихся позже, можно назвать бесчелюстными панцирными рыбами, так как у них уже появляется панцирь, но еще отсутствует челюсть. Они не отличались большой подвижностью, довольствуясь органическими остатками, покрывающими дно водоемов. У бесчелюстных имелась непарная ноздря и мешковидные жабры.
Интересный факт: несмотря на то, что архаичные бесчелюстные вымерли 200 миллионов лет назад, в современных водоемах обитают их дальние потомки, относящиеся к классу круглоротых: 76 видов миксин и 39 видов миног. Миксины это черепные беспозвоночные животные, ведущие паразитический образ жизни, поедая останки погибших организмов. Миноги являются хищниками, которые с помощью присоскообразного рта атакуют других рыб и питаются ими.
Челюстноротые
С течением времени у некоторых представителей бесчелюстных видоизменившиеся жаберные дуги привели к образованию челюстей. У первых челюстноротых роль зубов выполняли крупные костяные пластины, образовавшиеся по краю челюсти. У большинства из них уже имелся позвоночник и это помогало им лучше маневрировать в воде.
Появление настоящих челюстей дало мощный толчок в развитии разных ответвлений рыбного мира. Из многообразия челюстноротых выделяются сначала костные, а затем и хрящевые рыбы. Вслед за цилинюй, появляются лучеперые и лопастеперые представители доисторической фауны.
Древние хрящевые рыбы унаследовали от своих панцирных предков челюсти и довели их до совершенства. В отличие от костных рыб, у них не развился плавательный пузырь, и из-за этого они вынуждены постоянно двигаться, чтобы не опуститься на дно. В процессе эволюции, избавившиеся от тяжелого позвоночника и костяного панциря, акулы с успехом охотились на других плакодерм.
Интересный факт: обитательницы больших глубин, современные химеры, которые относятся к хрящевым, в своем необычном облике сочетают черты пластинчатожаберных и костных рыб.
Предки рыб
В начале Палеозойской эры (около 560 миллионов лет назад) происходит резкий скачок в возникновении новых форм живых организмов (Кембрийский период) в соленой и пресной воде. Достоверно неизвестно что именно послужило причиной кембрийского взрыва, но после него жизнь в земных водоемах буквально забурлила. Суша в эти времена была необитаема.
В этот период впервые появляются существа, внешне похожие на современного ланцетника. Тело пикайи отличалось от другой живности, возникшей в это время, тем, что имело примитивную хорду с рудиментарными позвонками, которая со временем развилась в позвоночник. Голова и хвост пикайи имели четкие очертания.
Хайкоуихтис, похожий на пикайю, но имевший глаза, водоплавающий организм тоже претендует на звание предка рыб. Это мелкое животное является переходной формой от беспозвоночных к позвоночным.
На западе Канады учеными обнаружены останки древних существ, принадлежащие периоду ордовика (505-509 лет до нашего времени). Изучив окаменелости Metaspriggina, палеонтологи утверждают, что данное крупное животное может являться прародителем рыб. У найденного экземпляра тело каплевидной формы в зачаточном состоянии присутствует череп и позвоночник, отсутствуют плавники. Относится к бесчелюстным, так как пищу древнее позвоночное засасывало присоскообразным ртом.
Уточнение: за давностью событий их реконструкция опирается только на те данные, которые доступны современной науке. Копилка знаний современных биологов постоянно пополняется. Порой фантастические и невероятные находки, новые способы исследования нашей планеты приводят к выводам, которые переворачивают устоявшуюся модель эволюции жизни на Земле.
Выход рыб на сушу
Около 385 миллионов лет назад, количество живых существ, проживающих в водной среде нашей планеты достигло таких значений, что часть из них стала поглядывать в поисках пищи на не освоенную сушу. На суше к этому времени уже произрастала вкусная растительность и отсутствовали конкуренты. Из-за смыва остатков органики с поверхности земли в воду, содержание кислорода в воде снизилось, и у рыб из-за его нехватки стали развиваться зачаточные легкие.
Кистеперые рыбы, которые могли передвигаться по дну на своих мощных плавниках, стали все чаще кратко наведываться на сушу. Постепенно ходоки удалялись от воды все дальше, изменяясь внешне и внутренне. Плавники превращались в конечности, жабры в легкие. Переходной формой от рыб к амфибиям, наземным животным, является лабиринтодонт, который появляется в конце девонского периода.
Проживающая в мелких пресноводных водоемах, лопастепёрая рыба, тиктаалик, принадлежит к первопроходцам, которые стали выползать на берег на протоконечностях, образовавшихся из плавников. Двоякодышащая рыба, диптерус, дала начало четвероногим животным.
За 300 миллионов лет до нас началось завоевание суши различными рыбообразными существами. Процесс этот шел непрерывно 50 миллионов лет. В результате от кистеперых рыб, отряда рипидистий, образовалось огромное количество древних земноводных. Их размеры варьировались от 30 см до нескольких метров. Рыбная чешуя еще местами покрывала живот, и у многих сохранялись жаберные дуги, но с каждым новым поколением их рыбное прошлое становилось менее явным.
Стегоцефалы были древними амфибиями. Многие из них сохраняли органы, соответствующие рыбам: остатки жаберных крышек и хвостовой плавник. Ихтиостега является переходным звеном от рыб к земноводным. От доисторических стегоцефалов произошли современные лягушки, саламандры и тритоны.
Ученым удалось установить все звенья перехода от рыб к земноводным. Педерпес, живший в раннем Карбоне (354-344 миллионов лет назад), уже является примитивным четвероногим земноводным. Его отличительной особенностью являлось то, что он впервые передвигался на коротких массивных, но настоящих ногах.
Удивительный факт, но у нас есть возможность увидеть живое ископаемое существо, латимерию, которая является нашей современницей. Это единственный представитель лопастеперых рыб, проживший 400 миллионов лет, практически, в первозданном виде. Их можно встретить у берегов Южной Африки на глубине нескольких сотен метров.
Первая рыба
Непросто узнавать истину, скрытую под вековою толщей, поэтому познания об истории нашего удивительного и прекрасного мира базируются только на тех фактах, которые становятся доступны. Каждый день приоткрывается завеса времен, и что-то новое подтверждает научные гипотезы или ставит вопросы, на которые пока нет ответа.
Рыбы—это позвоночные челюстноротые животные, для которых характерно жаберное дыхание, обитающие в пресных и соленых водоемах. Из всех открытых и изученных на сегодняшний момент древнейших существ, более всего под это определение подходит находка китайских ученых в провинции Юньнань.
Обнаруженная в Китае доисторическая рыба, цилинюй рострарта, жила примерно 423 миллиона лет назад. У цилинюй челюсти состояли из костей (нижняя челюстная, верхняя челюстная и межчелюстная), это дало возможность стать более успешной в поисках пропитания и положило начало появлению хищников.
Древние костные рыбы разделились на лучеперых и лопастеперых. У цилинюй ещё присутствуют признаки обоих классов. Пока не произошло новых открытий из жизни доисторической Земли первой рыбой на нашей планете можно считать знаменитую китайскую находку.
Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!
Хрящевые рыбы (акулы и скаты) имеют ряд прогрессивных признаков по сравнению с круглоротыми и бесчерепные:
1) парные грудные и брюшные плавники;
2) хрящевой внутренний скелет;
4) внутреннее оплодотворение.
Форма тела. Покровы. Форма тела у акул торпедообразное, у скатов - сплющенная в спинно-брюшном направлении. Есть плавники: парные брюшные и декабре, нечетные спинной и хвостовой. Для хрящевых рыб характерна чешуя, состоящий из дентинового пластинки, расположенной в дерме, и покрытого тонким слоем эмали зуба, который пронизывает эпидермис. Кожа хрящевых рыб выделяет слизь, которая предотвращает проникновение сквозь покровы бактерий и уменьшает трение при движении.
Скелет образован хрящевой тканью, часто насыщенной солями кальция, что придает ей прочности. Скелет подразделяется на позвоночник, череп, скелет плавников (конечностей) и их поясов. Позвоночник состоит из позвонков, имеет два отдела: туловищный и хвостовой. Хорда сохраняется в течение всей жизни в виде тонкого тяжа в центре тел позвонков и заполняет пространство между ними. Тела позвонков туловищный отдела образуют верхние дуги, через которые проходит спинной мозг. В хвостовом отделе позвонки имеют еще нижние дуги, через которые проходят хвостовая артерия и вена. Хвост - самая подвижная часть тела рыб, поэтому его сосуды нуждаются в защите от сдавливания.
Череп состоит из двух отделов - мозгового и висцерального. Мозговой череп почти полностью прикрывает мозг. Висцеральный череп образован жаберными дугами - опорой для дыхательного аппарата, и челюстями - жаберными дугами, видоизмененными в связи с активным образом жизни.
Пояс передних конечностей (плечевой) представлен хрящевой дугой, пояс задних конечностей (тазовый) - нечетной хрящевой пластинкой. Свободные плавники образуются из рядов хрящей.
Мускулатура хрящевых рыб состоит из отдельных поперечно мышечных сегментов.
Нервная система и органы чувств. Головной мозг хрящевых рыб имеет те же пять отделов, и круглоротые, однако количество нервных клеток в каждом из них существенно возрастает. Большого развития достигают передний мозг и мозжечок. Из органов чувств ведущим является орган обоняния. Глаза у акул развиты хорошо, позволяют различать контуры предметов на расстоянии 10-15 м. Орган слуха представлен внутренним ухом, орган равновесия - тремя полукруглыми каналами. Боковая линия состоит из скопления чувствительных клеток на туловище и голове. Каждая такая клетка имеет вырост, который воспринимает движение воды.
Пищеварительная система. Большинство акул - хищники. Органом захвата и удержания добычи является челюсти. Они наделены несколькими рядами острых зубов различной формы. Если один зуб сломается, он заменяется другим. По своей природе зубы являются увеличенными чешуями. Из ротовой полости пища попадает в глотки, которая имеет жаберные щели. С глотки пищевые частицы движутся в короткий пищевод и далее в объемный желудок. Здесь пища медленно (до 5 суток) переваривается. Далее идет кишечник (тонкая, толстая и прямая кишка), где происходят завершающие этапы пищеварения и процесс всасывания. Толстая кишка имеет внутренний вырост - спиральный клапан, что значительно увеличивает всасывающую поверхность. В просвет кишки открываются протоки печени и поджелудочной железы. Непереваренные остатки через прямую кишку попадают в клоаку и выводятся наружу.
Дыхательная система. Органами дыхания являются жабры. В большинстве акул и скатов глотка пронизана пятью парами жаберных щелей. Каждая щель образована жаберной перегородкой, прикрепленной к соответствующей хрящевой жаберной дуги. Жабры представляют собой жаберные лепестки, расположенные по обе стороны от жаберной перегородки. Вода постоянно омывает жаберные лепестки, густо оплетенные капиллярами.
Кровеносная система замкнутая. Сердце большое, состоит из одного предсердия и желудочка с толстыми мышечными стенками. К предсердия примыкает венозный синус (у круглоротых отсутствует), куда собирается венозная кровь со всего организма. Как и у круглоротых, через сердце хрящевых рыб проходит только венозная кровь. Сокращениями желудочка она продвигается к капиллярам жабр, где обогащается кислородом. Далее кровь собирается в спинную аорту и разносится ею по всему телу. В хвостовом отделе она входит в канал, образованный нижними дугами позвонков, и называется хвостовой артерией.
Образ жизни на земле и в воде существенно отличается, для человека жизнь на суше привычна так же, как и для рыб в реках, морях и океанах. Однако для того, чтобы жизнь водных обитателей приобрела знакомую всем нам всем форму, должна была произойти эволюция рыб.
Прошли миллионы лет
Вода и воздух имеют различную плотность, поэтому двигаться в воде намного сложнее, требуется больше энергетических затрат. Однако в водном царстве существуют и исключения, например, медузы состоят практически на 100 % из воды и имеют с ней одинаковую плотность, что позволяет им передвигаться, не прилагая особых усилий.
Рыбы намного тяжелее медуз и обладают скелетом и мышцами, чтобы передвигаться в воде, им необходимо совершать определенные движения, в противном случае они пошли бы на дно. На протяжении миллионов лет происходила эволюция рыб, прежде чем они приобрели знакомые нам очертания.
Большое разнообразие
Существует большое разнообразие видов рыб, например, акулы, а также остальные быстрые рыбы, которым высокую скорость позволяют развивать конечности – хвост и плавники. Их близкие родственники – манты и плоские скаты – лишены плавников и не имеют возможности развивать большую скорость. Из-за этого они проводят всю свою жизнь у морского дна. У костных рыб имеется плавательный пузырь, благодаря которому они погружаются на дно либо поднимаются наверх.
Другими словами, эволюция скелета рыб предопределила не только их внешний вид, но и образ жизни. Как говорилось ранее, на внешность рыб повлияла плотность воды, для быстрого перемещения в ее глубинах рыбы в ходе эволюции приобрели обтекаемую форму, которая уменьшает сопротивление. Для балансировки и направления движения у рыб постепенно совершенствовались боковые и спинные плавники, а также хвост.
От миноги до химеры
Самыми примитивными на сегодняшний день ученые считают миног, которых учеными насчитывается 26 видов. У этих бесчелюстных червеобразных паразитов отсутствует позвоночник, ребра, а также череп. Роль позвоночника у миног играет хорда – это спинная струна. Окаменелости из останков древних рыб, которые были найдены в самых ранних слоях пород при раскопках, напоминают именно современных миног (бесчелюстных). Как предполагают ученые, они обитали у морского дна.
Рыбы, которые имели полный скелет и челюсти, появились намного позже. Так, 400 миллионов лет назад они разделяются на два основных типа: хрящевые (скаты, акулы, химеры) и костные. Именно ко второму типу и относится остальная часть рыб, которые известны нам на сегодняшний день.
В ходе эволюции рыб появилось очень много необычных и оригинальных экземпляров. Например, химера, обитающая на больших глубинах. Она не похожа ни на одну другую рыбу. Этот вид сочетает в себе характерные черты костных и пластинчатожаберных рыб.
Классы и виды
У хрящевых рыб скелет сформирован из хрящей, у костных же представителей - из костей. Это является ключевым отличием в этих классах. В настоящее время известно около 20 760 видов рыб, имеющих костный скелет, и примерно 710 видов скатов и акул.
Каждый год ученые-ихтиологи обнаруживают и подробно описывают несколько новейших видов рыб. Происхождение и эволюция рыб – это действительно удивительный процесс, полный загадок, над разгадкой которых трудятся специалисты. Интересным является тот факт, что именно рыбы представляют собой большую часть всех позвоночных животных, обитающих в современном мире.
Процессы эволюции рыб
У большинства обитателей морей и океанов сегодня скелетом плавника являются выстроенные в ряд шипы. У рыб, которые имеют костный скелет, они сразу же бросаются в глаза, а, например, у акул они скрыты под толстым слоем кожи. Однако скелет латимерий и рогозубов имеет необычное строение, он напоминает человеческую кисть, именно поэтому их называют кистеперые.
Как считают ученые, в процессе эволюции кистеперых рыб появились лопастеперые рыбы, затем первые земноводные позвоночные, а в дальнейшем и наземные животные. Представители кистеперых обитали на нашей планете около 400 миллионов лет назад (Девонский период). В ходе эволюции эти рыбы потеряли свои плавники, и от них произошли рептилии, звери и птицы. А впоследствии, по одной из теорий, и люди.
Кто был первым?
Однако стоит отметить, что фундаментальная наука строится на гипотезах, которые были предложены как вариант эволюции рыб, а в дальнейшем и животных. До настоящего времени ученые так и не выяснили, кто именно был предком современных рыб. Однако большинство исследователей считает, что он обитал либо в воде, либо в тех местах, которые периодически подвергались затоплению.
В наше время ученым и исследователям с крайне малой вероятностью удастся найти самую древнюю форму рыб, так называемую форму-прародительницу. Связано это с тем, что прошло слишком много времени, без малого более 500 миллионов лет.
Этого времени более чем достаточно для полного уничтожения любых костных тканей, которые могли бы принадлежать представителям вида, давшего жизнь рыбам. Также за этот период естественным образом могут быть уничтожены и окаменелости такого существа.
На сегодняшний день ученые имеют в своем распоряжении крохотные следы, которые позволяют строить гипотезы. Однако они лишь косвенно могут подтвердить ту или иную версию исследователей.
Имеющихся находок совсем недостаточно для того, чтобы составить стройную, полностью доказанную и подтвержденную фактами версию о предках рыб. Тем более для ученых до сих пор является загадкой, как в принципе происходила эволюция человека - от рыбы до человека или наоборот. Да, не удивляйтесь, существует и такая гипотеза!
Также, например, как и теория большого взрыва - понятие весьма условное, ведь человечеству неизвестно, откуда и как мы появились. Именно поэтому пытливые умы стараются объяснить происхождение всего окружающего с научной точки зрения.
Строение хрящевых рыб
Тело хрящевых рыб покрыто чешуей, представляющей собой пластинки из очень плотного вещества — дентина, на которых сидят покрытые эмалью зубцы. Те же видоизмененные чешуи, обрамляющие пасть, образуют несколько рядов зубов. На смену сломанным в переднем ряду зубам выдвигаются новые. Такую челюсть называют револьверной.
Оплодотворение у этих рыб внутреннее. Самки откладывают небольшое количество очень крупных, богатых желтком яиц, у некоторых видов они развиваются в теле матери и на свет появляются уже сформировавшиеся мальки.
Акулы
У акул идеальное для движения в воде обтекаемое торпедообразное тело, оканчивающееся мощным хвостовым плавником, грудные плавники играют роль стабилизаторов, поэтому движутся акулы завораживающе легко и стремительно.
Большинство акул — хищники, питающиеся рыбой и нередко нападающие на дельфинов, морских черепах, севших на воду птиц. В поисках добычи им помогают необычайно острое обоняние и органы боковой линии, улавливающие легчайшие колебания воды. Кроме того, в коже их головы расположены своеобразные электрические датчики (ампулы Лоренцини), реагирующие на электрические поля других животных.
Китовая акула, достигающая в длину 20 м и весящая более 15 т, отличается очень миролюбивым нравом, в отличие от других акул она питается планктоном. Чтобы обеспечить себя достаточным количеством пищи, ей приходится за 1 час процеживать через жабры более 1,5 т воды. В список опасных для человека акул входит около 30 видов, а больше всего жертв на счету тигровой акулы, белой акулы и акулы-молота.
Скаты
Читайте также: