Конкуренция и разнообразие животных
Большинство представителей животного мира обитают и всегда обитали только в море — сравнительно благодатной среде. Морские животные не нуждаются в осморегуляции, терморегуляции или защите от высыхания. Таким образом, полученная энергия может быть использована в основном для роста, размножения и защиты. Даже размножение может быть простым: запустить миллионы яиц и сперматозоидов в воду и предоставить их самим себе. Развивающиеся эмбрионы не нуждаются в защите матки, поскольку океан обеспечивает им подходящую среду.
Несмотря на простоту жизни животных в океане, большинство океанических животных не остаются простыми. Конкуренция и хищничество, два основных компонента любой среды обитания, усложнили жизнь животных, что привело к появлению все более новых способов выживания. Независимо от того, насколько неблагоприятны для жизни физические компоненты среды, они являются относительно предсказуемыми элементами, адаптация к которым часто сравнительно проста, хотя и дорогостояща. Конкуренция и хищничество, напротив, неустанно бросают вызов всем формам жизни, независимо от того, насколько совершенными они становятся на мгновение. Адаптации часто становятся устаревшими, как только они становятся успешными, потому что успешные формы жизни становятся основным источником пищи для других.
Учитывая простой тезис о том, что конкуренция является движущей силой многих адаптаций, можно легко набросать схему экологического разнообразия животных. Форма, функция и филогенетическая история отражают роли, которые животные играют в эволюционной драме. На протяжении миллиардной истории животные-актеры менялись много раз, но они исполняют вариации на одну и ту же тему, и декорации выглядят примерно одинаково. Например, вскоре после появления растений леса из гигантских ликоподов (булавовидных мхов) и древовидных папоротников обеспечивали пищей и укрытием многочисленных членистоногих, в том числе крылатых насекомых, которыми питались четвероногие земноводные позвоночные. Более крупные амфибии и рептилии позже обратились за пищей к более мелким. Некоторые членистоногие и другие наземные животные, в свою очередь, паразитировали на позвоночных. Позже разные группы растений, насекомых и позвоночных разыграли ту же сцену. Сначала гименоспермы, а затем ангиоспермы стали доминирующими компонентами лесов. Амфибии уступили доминирующее положение млекопитающим рептилиям.
Три ранние экологические роли животных — фильтраторы, хищники и падальщики. Фильтрация сравнительно крошечных организмов и органического детрита — это форма хищничества, которая легко приобреталась, когда животное становилось огромным по отношению к потенциальной пище. Губки были самыми первыми животными, питающимися фильтрами, и до сих пор доминируют в некоторых морских средах обитания.
Хищничество относительно крупных организмов основано на захвате и последующем подчинении добычи до тех пор, пока она не будет проглочена. Хищничество переходит в фильтрацию, когда добыча очень мала по отношению к хищнику, и в паразитизм, когда она очень велика. Среди ранних животных первыми хищниками были кишечнополостные. Прикрепленные ко дну или плавающие у поверхности, они парализовали потенциальную добычу своими жалящими и мускулистыми щупальцами и проталкивали ее в свои кишки, чтобы переварить на досуге. Плакозои и плоские черви охотились несколько менее эффективно: они подползали к сидячей или медленно движущейся потенциальной добыче, формировали вокруг нее карман, а затем выбрасывали пищеварительные ферменты, чтобы разбить ее на мелкие кусочки, которые можно проглотить.
Паразитизм у животных
Падальщики питаются останками мертвых организмов. Слой богатого энергией органического вещества постоянно оседает на дно океана, где его перерабатывают разнообразные организмы. По мере эволюции животных они стали незаменимыми мусорщиками, поскольку их останки (а также останки растений и некоторых грибов) медленно разлагаются микроорганизмами. Без животных-падальщиков дно океана и поверхность суши были бы захламлены отбросами мертвых организмов. Среди ранних животных основными мусорщиками на дне океана были плоские черви.
Симбиоз между раком-щелкуном и бычком
Хотя ранние животные прекрасно справлялись с основными экологическими ролями, у них были структурные, физиологические и поведенческие ограничения, которые оставляли некоторые возможности открытыми. Например, не было потенциальных хищников для поверхностно ползающих плоских червей или плакозоидов, а также для снидарий с их стрекательными клетками. Не было и норок, способных проникнуть в слой детрита, который, несомненно, накапливался на дне океана. С приобретением кишечника или псевдоцели животные могли зарываться в слой детрита, поглощая его по мере продвижения, как это делают дождевые черви на суше.
Хорошо развитые системы органов позволили увеличить размеры тела, что привело к появлению хищников. Довольно рано в процессе быстрой диверсификации животного мира появились защитные твердые раковины, которые служили защитой от хищников, но позднее также стали средством, позволяющим животным выходить за пределы моря. Приливно-отливные зоны с частичным контактом с атмосферой стали пригодной для жизни средой обитания. Челюсти были важным новшеством для хищников. Они играют важную роль в подавляющем успехе членистоногих и позвоночных, особенно на суше, где большинство растений и животных имеют прочный покров, устойчивый к засухе и травмам. Большинство моллюсков имеют пилообразную радулу, которая хорошо подходит для расщепления жесткой растительной или животной ткани на пригодные для употребления кусочки и даже подходит для сверления толстых раковин своей собственной группы.
.png)
Большой размер, ставший возможным благодаря жесткой скелетной опоре, особенно у рифообразующих животных, обеспечил укрытие и, следовательно, больше вариаций на общие темы. Кораллы и некоторые другие животные укрывают водоросли, особенно в бедных питательными веществами тропических морях, и получают пищу непосредственно от своих симбионтов. Вероятно, это было более распространено в эдиакарский период (последний интервал докембрийского времени, примерно с 635 млн до 541 млн лет назад по некоторым геологическим шкалам времени), когда тонкие животные могли греться в воде без хищников. Большая часть морских глубин малонаселена, животные живут тем, что оседает сверху, но вулканические и другие глубоководные источники выделяют газы, которые могут быть окислены для получения энергии. У некоторых животных есть симбиотические бактерии, которые делают это, и они достигают там высокой плотности. Фотосинтезирующие строители рифов создают в морях леса, аналогичные тем, что существуют на суше.
Большой размер тела также способствует росту паразитизма — потреблению живых тканей, которое обычно не приводит к гибели организма-хозяина. Слишком большой груз паразитов ослабляет животное и делает его более восприимчивым к хищничеству или другим формам смерти. Паразиты развились во многих филах, наиболее важными из которых являются платигельминты, нематоды и членистоногие. Несколько таксонов высокого уровня являются полностью паразитическими. Недостатком паразитизма, особенно на суше, является рассеивание на другого хозяина. При невозможности прямого перехода иногда используются промежуточные хозяева. Огромная репродуктивная мощность является правилом (другие системы органов могут быть минимальными, поскольку среда обитания настолько конгениальна). Необычайное количество видов крылатых насекомых свидетельствует об успехе паразитического образа жизни. Насекомые могут питаться на стадии расселения и, таким образом, дольше выживать в поисках подходящего хозяина.
Люди и окружающая среда
Человек оказал два основных воздействия на окружающую среду, ни одно из которых не является оригинальным, но оба по своим последствиям превосходят воздействие любого другого вида. Эти два воздействия являются ожидаемыми результатами естественного отбора, но их масштабы беспрецедентны.
Все животные загрязняют окружающую среду своими отходами, но только в случае слишком большой скученности животных скопление отходов вредит их здоровью. Как уже упоминалось выше, отходы организмов обычно становятся пищей для других и, таким образом, обычно уничтожаются почти так же быстро, как и производятся. Листовой мусор во влажных тропиках, например, почти не существует из-за низкой сезонности, но в других местах он может накапливаться на некоторой глубине. Загрязнение становится проблемой только тогда, когда отходы невозможно устранить. Например, первый большой эпизод загрязнения в истории жизни, в результате которого образовался кислород, был продуктом более эффективного фотосинтеза. Кислород — яд для клеток, но он также является одним из лучших акцепторов электронов при расщеплении молекул для получения энергии. Таким образом, организмы выработали защиту от кислорода, чтобы выгодно использовать его в своих метаболических путях — загрязнитель стал необходим для большинства живых организмов.
Люди начали серьезно загрязнять окружающую среду только в последние два столетия. Своей численностью человек вытесняет многие другие виды, особенно крупные, но также и те, которые живут в местах обитания, занятых человеком. Люди уничтожили бесчисленное множество мельчайших видов, даже не подозревая об их существовании. Количество вымираний, в которых люди прямо или косвенно виновны, относится к числу крупнейших событий в истории Земли.
