В водоемах девонского периода, который начался 400 млн. лет назад, вода была теплая и их обитателям жилось привольно, если, конечно, не считать опасностей, подстерегающих повсюду. Моря девонского периода – это подлинный рай для рыб. Их было очень много, и некоторые рыбы достигали огромных размеров. Вот, например, гигант до 10м в длину – динихтис. Даже не имея зубов, этот могучий хищник своими режущими челюстями без труда мог расправиться с крупным животным. Появились панцирные рыбы со свободным от брони хвостом и задней половиной туловища. Таким рыбам легче удавалось нападать и защищаться. Но девонские моря не только пополнялись новыми организмами. Начали вымирать разнообразные трилобиты, ракоскорпионы и иглокожие. Среди беспозвоночных появились четырехжаберные головоногие моллюски со спирально свернутой многокамерной раковиной – аммониты.
Раковины аммонитов состояли из отдельных камер, разделенных стенками, которые ученые называют перегородками. Сами животные жили лишь в последней из них, тогда как другие камеры были заполнены особым газом или жидкостью. Аммониты могли контролировать свое перемещение в воде путем регулирования количества этих веществ. Аммониты многих видов были обнаружены по всему миру, включая Европу, США, Гималаи, Гренландию, Африку, Японию, Индонезию, Южную Америку, Россию и Новую Зеландию. Раковины аммонита представляют собой несколько витков, или плоскую спираль, именно это и предает аммонитам их необычную форму. Иногда на раковинах также имелись шипы и другие небольшие выросты, служившие для дополнительной защиты от самых разнообразных хищников, иначе те могли бы запросто разгрызть аммонита. Некоторые аммониты даже найдены с отметинами – следами от зубов. Сами аммониты, вероятно, питались мелким планктоном и морской растительностью.
В девоне уже существовали первые древние акуловые, первые лучеперые рыбы, двоякодышащие и самые «многообещающие» в смысле прогресса – кистеперые рыбы.
На суше к этому времени произошли большие перемены: материки стали подниматься, и площадь их намного увеличилась. Образовались многочисленные озера и реки, началось бурное развитие наземной растительности и сухопутных животных. Плоские побережья материков, полузатопленные водами и заболоченные, покрылись обильной растительностью.
В конце девона на земле уже росли леса из папоротников, хвощей плаунов. Одни из растений напоминали кустарники, другие – крупные деревья. В этих первобытных лесах уже жили насекомые и древние предки пауков.
В это же время произошло знаменательное событие в истории развития животного мира: девонские кистеперые рыбы стали превращаться в первых четвероногих, дышащих легкими животных – стегоцефалов. Они относятся к земноводным, или амфибиям, - самым примитивным наземным животных. Колыбелью кистеперых рыб были пересыхающие реки и озера. В них могли возникнуть рыбы, которые стали передвигаться на упругих плавниках и «заглатывать» воздух. У кистеперых были не только настоящие «рыбьи» жабры, но и некое подобие легких. Добавочный способ добывать кислород прямо из воздуха очень помогал им, когда вода из бассейнов испарялась. Такие рыбы дышали то жабрами, то выростами передней части кишечника (похожими на плавательный пузырь), стенки которых обильно пронизаны кровеносными сосудами.
Кистеперые рыбы считались вымершими в меловом периоде, около 70 млн. лет назад. Но в 1938 году у берегов Южной Африки в Индийском океане рыбаки поймали необычную рыбу с плавниками в виде весел. Ее назвали латимерией. В 1952 году у берегов архипелага Коморо в Индийском океане поймали еще одну латимерию. Эти рыбы оказались близкими по строению к древним кистеперым рыбам – целакантам, населявшим моря 60 млн. лет назад. Кистеперые рыбы имеют веслообразные грудные плавники – основные органы передвижения, в отличие от других рыб, плавающих при помощи гибкой хвостовой части туловища. Расцвет этих рыб относится к девонскому и каменноугольному периодам. Но их особое значение для эволюции наземного мира проявилось уже в девоне, когда от этих рыб произошли амфибии.
Развитые конечности позволяли кистеперым рыбам переползать из пересыхающих водоемов в места, где они находили воду. Способность дышать воздухом спасала их от гибели в «наземных» путешествиях. Под влиянием неблагоприятных для обычных рыб условий у кистеперых рыб постепенно развивались из грудных и брюшных плавников четыре ноги, очень несовершенные и слабые, похожие на ласты с пятью костными лучами. Вот почему у всех наземных позвоночных животных четыре пятипалые конечность. А дальше все пошло ускоренным темпом. Животные стали утрачивать типичный рыбий хвост и превратились в стегоцефалов, или панцирноголовых амфибий, способных жить в воде и на суше. Слизистая кожа животных была не защищена от высыхания. Размножение и первые стадии жизни у стегоцефалов проходили в воде, в виде личинок, которые дышали жабрами (как и у обыкновенных головастиков).
Одним из самых древних представителей стегоцефалов стала ихтиостега. У животного высокий, закругленный, как у рыб, череп. Оно обладало, как и рыбы, органом боковой линии, который лежит в замкнутом канале и общается с наружной средой при помощи отверстий в костяной крышке черепа. Строение зубов, позвонки и покрытый чешуей хвост были совсем, как у рыб. Но ихтиостеги уже обладали похожими на ласты лапами, с помощью которых они передвигались по суше. Дышали эти животные только легкими, хотя имели остатки жабр. Ихтиостеги большую часть жизни находились в воде, где ловили рыбу, червей, а на суше – насекомых. Ихтиостеги на суше или на дне водоема были гораздо подвижнее своих предков – рыб. У ихтиостег, кроме того, усложнились сердце, органы слуха, нервная система. Длина животного составляла примерно 1м.
Следующий во времени период каменноугольный (карбон), начавшийся около 320 млн. лет назад, был «царством» земноводных. К этому времени у них уже образовались конечности, вполне годные к настоящему хождению. Одни земноводные питались рыбой, другие – предпочитали насекомых и червей. А некоторые насекомые в то время, как в увлекательном романе английского писателя Г. Уэллса «Пища богов», достигали гигантской величины. Существа, подобные лягушкам, были величиной с бегемота. Стрекозы имели почти метр в размахе крыльев, огромные тараканы, клопы, различные пауки ползали в сумраке лесных и болотных зарослей. Это был странный, чудовищный мир великанов-растений и гигантских амфибий, достигавших 4м длины. Стегоцефалы имели различный облик – то в виде водных змей, то были похожи на ящериц или крокодилов. Удивительная растительность покрывала сушу. Колоссальные деревья – древовидные папоротники, плауны и хвощи, высотой до 50м и более 3м в диаметре, образовывали густые леса. С листвы деревьев непрерывным дождем капала вода. Густые шапки мхов покрывали ветви. Климат был очень теплый и влажный. Сырость пронизывала все вокруг, а тяжелый едкий туман помногу дней застаивался между деревьев, корни которых были погружены в черную маслянистую гнилую воду. В этом мрачном, перенасыщенном влагой безмолвном лесу неделями не проглядывало солнце, и моросил мелкий теплый дождь.
Свое название «карбон» (по-латыни «карбон» - уголь) этот период получил в связи с образованием в то время огромных каменноугольных бассейнов.
Со второй половины карбона начинают подниматься высокие горы: Аппалачи, Анды, Урал, Алтай, Тянь-Шань. Климат становился более прохладным и сухим. Бескрайние величественные сырые леса каменноугольного периода сокращаются, а степи и песчаные пустыни охватывают большие пространства планеты. Особенно это заметно в последнем периоде палеозойской эры – пермском.
Уже к началу этого периода вымирают ракоскорпионы, трилобиты, многие четырехлучевые кораллы, древние морские лилии и ежи, многие плеченогие. Угасает мир амфибий. В морях становится все больше костных рыб и аммонитов. На суше растительность заменяется новой, приспособленной к умеренному континентальному климату. Появляется леса из голосемянных – хвойных и кордаитов, а в более теплых местах – папоротники и гинкговые.
Эти коренные изменения жизненной среды повлияли на развитие животных, и в первую очередь позвоночных. Среди желтых песков пустыни зелеными оазисами проступали невысохшие болота, где укрывались последние стегоцефалы. Некоторые из них постепенно приспосабливались к новым условиям: появились животные, у которых голая кожа начинала покрываться твердыми щитками, защищавшими тело от потери воды. Некоторые земноводные уже настолько изменились, что не откладывали яйца в воду, как это свойственно данному типу животных, а зарывали их в песок или в гниющую кучу растений. Это были уже первые пресмыкающиеся.
Как и земноводные, пресмыкающиеся не имели постоянной температуры тела и с заходом солнца «мерзли» в стынущем воздухе, жизненная активность их падала. Покров из ороговевшей кожи хорошо предохранял тело пресмыкающихся от высыхания. Они откладывали на суше крупные яйца с большим запасом питательного желтка. Минуя водную личинную стадию, зародыш развивался в вполне сформировавшееся наземное животное. У пресмыкающихся намного совершеннее, чем у земноводных, скелет, мускулатура, кровеносная и нервная система. Поэтому пресмыкающиеся сразу же занимают первое место среди животного мира засушливого климата пермского периода. Они заселяют многие области суши и в сравнительно короткий срок (несколько миллионов лет) достигают высшего типа своей организации. Пермские пресмыкающиеся дают начало многим группам пресмыкающихся следующей эры (мезозоя) и ближайшим предкам млекопитающих. Поэтому пермский период – исключительно важный этап в истории наземных позвоночных: с этого времени они стали «господствующими» животными на планете.