Niedługo po tym, jak zaszły korzystne zmiany w środowisku lądowym i zostało ono opanowane przez organizmy roślinne i grzyby, zaistniały warunki do wyjścia na ląd również zwierząt. Miały one jednak dużo więcej problemów życiowych do rozwiązania.
Najłatwiej było bezkręgowcom. My tego nie widzimy, ale to one dominują również teraz. Szacuje się, że współcześnie bezkręgowce mogą stanowić ponad 95% gatunków zwierząt żyjących na naszej planecie. Około miliona jest nam znanych, ale biolodzy uważają, że znacznie więcej ich może być jeszcze nieodkrytych. Prawdopodobnie pierwsze na ląd wyszły z wód oceanicznych olbrzymie (mające do 2 m długości) roślinożerne wije; być może były to krocionogi. Żeby przeżyć na lądzie musiały przede wszystkim nabyć umiejętność oddychania tlenem w powietrzu atmosferycznym; wytworzyły w tym celu przetchlinki.
Kolejny problem do rozwiązania to sposób przemieszczania się na lądzie. Pełzanie było początkowo jedynym sposobem. Pełzanie zwierząt o miękkich ciałach po powierzchni czy pod powierzchnią ziemi, aczkolwiek istnieje do dzisiaj (doskonałym przykładem są dżdżownice), stwarza jednak duże ograniczenia, a nawet zagrożenia. Należało wytworzyć wystarczająco mocną zewnętrzną osłonę ciała. Dzisiaj najlepsze rozwiązanie tego problemu prezentują pełzające węże, ale do zaistnienia takiego rozwiązania doszło dopiero po upływie długich milionów lat.
Znacznie wygodniejszym od pełzania, i niemal doskonałym sposobem poruszania po lądzie okazało się użycie nóg, często nawet w pokaźnej liczbie (sztandarowym przykładem są stonogi). Mimo, że trwało to bardzo długo, ewolucja, jakby przewidując taki scenariusz dla przyszłych ssaków, zaopatrzyła ryby w płetwy. Tylko, że ewolucja niczego nie przewiduje, jest wręcz ślepa jeżeli chodzi o leżące u jej podstaw mutacje genetyczne. Ewolucja to wybieranie rozwiązań najlepszych tu i teraz.
Poruszanie się po lądzie przy użyciu nóg zmusiło zwierzęta do rozwiązania kolejnego problemu. Należało wzmocnić budowę ciała, bo przestała działać wyporność wody podtrzymująca zwierzęce ciała w czasie pływania. Konieczne było usztywnienie ciała i wytworzenie odpowiedniej masy mięśniowej narządów ruchu.
Problemem do rozwiązania u wielu grup lądowych stawonogów była konieczność wytworzenia twardej i trwałej ochrony zewnętrznej. Dla wielu owadów optymalnym rozwiązaniem okazało się wytworzenie zewnętrznego pancerza. Ten zewnętrzny szkielet zastąpił również brak wewnętrznego kręgosłupa. Pierwsze owady, jeszcze bezskrzydłe, pozostawiły ślady w skamieniałościach datowanych na około 400 mln lat.
Doskonałym rozwiązaniem problemu poruszania się po wyjściu z wody okazały się skrzydła. Opanowanie przez owady przestrzeni powietrznej nastąpiło przed około 300 mln lat. Istnieje hipoteza przypisująca pierwszeństwo oderwania się od ziemi olbrzymi mięsożernym ważkom, które mogły osiągać rozpiętość skrzydeł do 70-80 cm.
Aktywnie, bo z napędem, latają obecnie nie tylko leciutkie owady, ale także ptaki, w tym ważące do 29 kg dropie. Dzięki błonie rozpiętej miedzy kończynami niezwykle sprawnie latają nawet malutkie ssaki (nietoperze). A co powiedzieć o latających olbrzymich gadach, takich jak należące do dinozaurów pterozaury o masie do 200 kg i rozpiętości skrzydeł ponad 10 m? Ale te zwierzęta wyewoluowały znacznie później. Latanie zwierząt z własnym napędem wbrew grawitacji u tak skrajnie odległych filogenetycznie gatunków należy uznać za niezwykły cud ewolucji zbieżnej.
Następstwem zaistnienia ogromnej masy owadzich populacji było drapieżnictwo. Jego początki wynikały prawdopodobnie z możliwości pokarmowych, jakie dawały ciała owadów, które zakończyły osobnicze życie. Drapieżnikami stawały się owady, ale w obrębie stawonogów wyewoluowała również wielka grupa pajęczaków. Miały one ułatwiony dostęp do pożywienia mięsnego (owadów) dzięki zdolności do wytwarzania jadu. Przed około 300 mln lat, należące do pajęczaków skorpiony osiągały do 1 m długości.
Ale okazuje się, że zaistniały nie tylko drapieżne olbrzymy; ewolucja pajęczaków obrała również kierunek przeciwny – pojawiły się małe roztocza. Na początku mogły to być roztocza bytujące na roślinach, a następnie roztocza i spokrewnione z nimi kleszcze pasożytujące na zwierzętach. Wytwarzanie jadu okazało się na tyle skutecznym rozwiązaniem, że do dzisiaj wytwarzają go również niektóre owady oraz płazy i gady a nawet nieliczne ssaki.
U owadów, które zdecydowały się bytować raczej na ziemi lub na roślinach, a jedynie okresowo wzbijać się do lotu, doskonałym rozwiązaniem ewolucyjnym było przekształcenie pierwszej pary skrzydeł w zewnętrzne chitynowe okrywy. Drogę tę obrały chrząszcze.
A jak wyglądało przystosowywanie się do życia na lądzie ssaków i ptaków? Można by uznać, że najważniejsze były nogi i skrzydła. Istnieje jednak również opinia, że ważniejszym warunkiem życia lądowego dla nich było wcześniejsze wykształcenie się już w warunkach oceanicznych oka (około 400-300 mln lat temu). Być może początek powstawania narządu widzenia przez zwierzęta był wspólny dla kręgowców i bezkręgowców, natomiast w wyniku ewolucji u różnych linii zwierzęcych nastąpiła bardzo skomplikowana budowa oczu o zróżnicowanym zakresie percepcji fal świetlnych oraz pola i szczegółowości widzenia stereoskopowego.
We wczesnym kambrze, nieco ponad 540 mln lat temu nastąpił wybuch ewolucyjnych przystosowań zwierząt do życia, tak w wodzie, jak i na lądzie. Przez około 50 mln lat (według nowszych badań przez zaledwie kilkanaście mln lat) odbywał się istny wyścig zbrojeń drapieżników i ich ofiar, powstawały szczęki i zęby, pazury i skrzydła oraz oczy.
Ten wyścig odbywa się cały czas, bo zwycięzcom zapewnia sukces nie tylko przetrwania gatunków, ale także ich ewolucję. Równolegle zachodziły ewolucyjne zmiany w sposobie zdobywania pokarmu i jego przyswajania; Zachodziły zmiany układu trawiennego. Od rurki z dwoma otworami u robaków morskich po zespół wstępnego rozdrabniania zębami, rozpuszczania w żołądku, trawienie przez mikroflorę jelitową, wchłaniania produktów rozkładu i wydalanie niestrawionych pozostałości. Układ przyswajania pokarmu jest chyba najbardziej rozbudowany u przeżuwaczy odżywiających się trudno przyswajalnymi trawami.
Jak jednak wytłumaczyć niezwykle dynamiczny rozwój ewolucyjnego bogactwa linii zwierzęcych w krótkim (w skali geologicznej) czasie kilkudziesięciu czy kilkunastu milionów lat? Dlaczego w trwającym 2 mld lat przedkambryjskim eonie proterozoiku życie zaledwie tliło się w stosunkowo nielicznych, bardzo prymitywnych formach?
Wracam do wcześniejszego tekstu „Życie przypisane jest Ziemi”: W prekambrze warunki były zdecydowanie niekorzystne dla jakiegokolwiek życia na lądzie. Atmosfera ziemska przez pierwszy miliard lat składała się z wodoru, helu i argonu. Następnie, w miarę stygnięcia powierzchni, wzbogacała się w dwutlenek węgla, parę wodną i azot, a później również w metan i amoniak. Nie było też ozonowej osłony przed zabójczym promieniowaniem słonecznym.
Surowy klimat oraz zabójcze promieniowanie słoneczne (brak osłony ozonowej) sprawiały jednak, że powierzchnia kontynentalna była pozbawiona jakichkolwiek form życia lądowego. Mogło ono jednak rozwijać się już nawet od około 3 mld lat w wodach oceanicznych w formie pierwotnych bezjądrowych bakterii. W głębinach były to bakterie siarkowe, a w płytkich wodach przybrzeżnych głównie cyjanobakterie (sinice). Te drugie charakteryzował autotroficzny metabolizm, w którym asymilowały dwutlenek węgla i prowadziły fotosyntezę węglowodanów wykorzystując do tego procesu energie słoneczną, tak jak współczesne rośliny.
W oceanach pojawiły się pierwsze organizmy oddychające tlenem. Kiedy po nasyceniu wód oceanicznych tlen zaczął przechodzić do atmosfery, jej skład ulegał istotnym zmianom, korzystnym dla życia zwierząt (oczywiście również roślin) na lądzie. W atmosferze nastąpił spadek stężenia dwutlenku węgla i metanu. W jej górnych warstwach z dwuatomowej formy tlenu (O2) zaczęła powstawać trójatomowa forma ozonu (O3), chroniąca Ziemię przed promieniowaniem kosmicznym.
Ale to nie koniec korzystnych zmian na Ziemi. Badania kryształów w skałach przed eksplozją kambryjską i późniejszych wskazują, że ziemskie pole magnetyczne przed tym wydarzeniem miało natężenie zaledwie na poziomie 10% obecnego. Jego 10x wzrost nastąpił około 10 mln lat przed eksplozją nowych form życia. Ziemia otrzymała bardzo skuteczną tarczę przed promieniowaniem kosmicznym, rozbłyskami słonecznymi i wiatrem słonecznym. Zmiana ta jest tłumaczona powstaniem silnego pola elektromagnetycznego (geodynama) w jądrze Ziemi po zestaleniu się jego centralnej części (opis w „Dziejach geologicznych planety Ziemia).
W zaistniałych nowych, korzystnych warunkach na Ziemi mogła teraz dojść do głosu zmienność ewolucyjna. Jak na ironię, a jej powodzenie odpowiedzialne są błędy i inne zmiany podczas replikacji materiału genetycznego. Osobniki ze zmianami niekorzystnymi są w pierwszym lub w następnych pokoleniach eliminowane. Zmiany w genomie korzystne w określonych warunkach środowiskowych są gromadzone, kopiowane w kolejnych pokoleniach i sprzyjają rozwojowi nowych form (gatunków).
Nieco o zwierzętach współczesnych
Współczesne gatunki zwierząt mają wysoko wyspecjalizowane zmysły, doskonale dopasowane do ich aktywności życiowych. Można uznać, że każdy gatunek ma wyróżniającą go sprawność fizyczną (szybkość, zwrotność czy siłę) oraz jeden lub dwa doskonałe narządy zmysłu (oczy, uszy czy nos, ale to nie wszystko) . Różne połączenia zmysłów i sprawności fizycznej zapewniają im przetrwanie, zdobywanie pokarmu, ale i unikanie bycia zjedzonym.
Przytoczę kilka przykładów. W tym krótkim zestawieniu zmysłów jako atutów przetrwania na specjalne wyróżnienie zasługuje fenomenalna rawka błazen. Ten skorupiak morski wyróżnia się wyjątkowymi, wystającymi z głowy ruchomymi oczami złożonymi, które są uznawane za najdoskonalsze na świecie. Na tym jej wyjątkowość się jednak nie kończy. Swoimi odnóżami chwytnymi (nazwanymi młotami) zbudowanymi jak rękawice bokserskie wyprowadza najszybsze (blisko 100 km/h) śmiercionośne ciosy w świecie przyrody.
Kameleony również wyróżniają się wyjątkowo ruchliwymi (niezależnie) oczami oraz niezwykle szybkim lepkim językiem strzelającym do ich owadzich ofiar. Ciekawe rozwiązanie kończyn mają kameleony słynące przede wszystkim ze zmienności ubarwienia zależnie od stanu emocjonalnego. Ale jakże wspaniałym ewolucyjnym „wynalazkiem” są ich kończyny. Mają po trzy zrośnięte palce naprzeciw zrośniętych dwóch. Zapewnia to kameleonom bardzo szybkie i zwinne przemieszczanie się po gałęziach. Najciekawszym rozwiązaniem są jednak ich oczy. Niezwykle ruchliwe (niezależnie od siebie), pozwalają na równoczesne postrzeganie do 90% otaczającej ich przestrzeni. No i do tego wspaniałe narzędzie do zdobywania pokarmu – niezwykle szybki lepki język, którym strzelają do swoich owadzich ofiar. Szybkie strzelające języki wykształciły również płazy – np. żaby i ropuchy.
Pozostańmy jednak przy zmysłach współczesnych gadów – potomków pierwszych kręgowców (płazów) zasiedlających lądy. Po wymarciu wielkich dinozaurów przetrwały mniejsze gatunki – pełzające, kroczące i pływające, a czasem również „latające”, a dokładniej szybujące dzięki spłaszczeniu ciała lub rozłożeniu fałdów skórnych. U gadów pełzających (mięsożernych węży) jednak nie sposób poruszania się stanowi o ich przetrwaniu, ale właśnie zmysły. Wprawdzie mają wzrok (najlepszy u węży nadrzewnych), ale to węch, a u niektórych gatunków (np. grzechotników i pytonów) detekcja ciepła (podczerwieni) są ich kluczowymi zmysłami. Są one uzupełniane wrażliwością spodniej części ciała na drgania rozchodzące się w ziemi, jak i wibracji powietrza.
Dotyk jest często niedocenianym zmysłem gadów, ssaków, a nawet niektórych ptaków. Czaple na przykład mają komórki czuciowe na nogach, co pozwala im na lokalizację i celne trafianie dziobem w ryby przepływające nawet w najbardziej mętnej i zarośniętej rzęsą płytkiej wodzie. Jak ważnym zmysłem był dotyk dla przetrwania niektórych gatunków przez długie miliony lat jest przykład krokodyli – reliktów z epoki dinozaurów. Niezwykle czułe komórki czuciowe na skórze krokodyla różańcowego odgrywają podstawową rolę w lokalizacji jego przyszłej ofiary. Najedzony potrafi pozostawać bez pokarmu przez długie miesiące. Co za wspaniała cecha dla przetrwania.
Ciekawe rozwiązanie „widzenia” świata można spotkać u pająków. To dziwne, że większość pająków ma aż trzy albo cztery pary oczu, a ich wzrok jest raczej słaby – dobrze widzą światło, cień i ruch. Są oczywiście wyjątki – skakuny jedną z czterech par oczu widzą ostro steroskopowo, co pozwala im ocenić odległość do ofiary, ale tylko na blisko. Rozróżniają też kolory, którymi posługują się podczas zalotów. Największym atutem innych pająków jest jednak niezwykle precyzyjna percepcja innym zmysłem – dotykiem. Wyróżnia je „widzenie” i „słyszenie” drgań pajęczyny, wody, a nawet wibracji powietrza super czułymi włoskami czuciowymi na nogach i odwłoku. To one sygnalizują gdzie znajduje się potencjalna ofiara. Pająkom nawodnym włoski na nogach zapewniają jednocześnie hydrofobowość odnóży podczas poruszania się po wodzie.
A ssaki? Tu przytoczę dwa kolejne relikty z kontynentu australijskiego – dziobaka i kolczatkę. Pierwszy skutecznie poluje na swoje ofiary w wodzie dzięki komórkom czuciowym na dziobie. Co za „niedorzeczne” rozwiązanie – ssak z dziobem. Ale nie tylko to – dziobak jest ssakiem należący do rzędu stekowców (torbaczy), który znosi jaja w norze wykopanej na brzegu strumienia. Jaja znosi również australijska kolczatka. U obu gatunków cecha ta jest reliktem zachowanym po pierwotnych, spokrewnionych z gadami, prassakach z ery dinozaurów. Pozostałe współczesne ssaki dawno tę gadzia i ptasią cechę utraciły, decydując się wieść życie bardzo rodzinne ze swoimi dziećmi. Wracając do kolczatki – ten ssak zdobywa pokarm również dzięki zmysłowi dotyku. Receptory czuciowe ma na końcu długiego języka, którym wyławia termity z głębokich korytarzach termitiery.
Z najlepiej nam znanych ssaków komórki czuciowe w specjalnych mocno unerwionych włosach (wibrysach) odgrywają najważniejszą rolę w poznawaniu otoczenia i w zdobywaniu pokarmu u żyjących pod ziemią – kreta, nornicy i ziemno-wodnego karczownika. W wibrysy wyposażone są również prowadzące nocny tryb życia myszy i szczury, a także nasze koty (jak zresztą wszystkie kotowate).
Na tym zmysły ssaków nie kończą się. Dla nietoperzy, obok wzroku i węchu, najważniejszym dla „widzenia” otaczającego je blisko świata jest zmysł echolokacji. Wydając ultradźwięki wielkimi uszami odbierają fale akustyczne powracające od otaczających je obiektów. Zmysł echolokacji jest tak precyzyjny, że nietoperze owadożerne są w stanie bezbłędnie złowić w ciemności nawet komara.
Bez wątpienia my – Homo sapiens chociaż mamy stosunkowo dobrze rozwinięte zmysły słuchu, węchu, smaku czy dotyku, jesteśmy przede wszystkim wzrokowcami, ale nie dorównujemy w tym zakresie zwierzętom z przytoczonych wyżej przykładów i wielu innym. W porównaniu z innymi gatunkami, nie możemy pochwalić się też żadnymi wyjątkowymi możliwościami innych zmysłów ani możliwościami fizycznymi, takimi jak siła, szybkość czy zręczność. Mamy jednak dwa atuty, które zadecydowały o naszej dominacji – najwspanialszy mózg na Ziemi oraz niezwykle sprawne wielofunkcyjne dłonie. Mamy też oczywiście zmysł równowagi i odczuwania temperatury. Ale te dwa zmysły są jednakowo ważne dla wszystkich zwierząt.
Można przyjąć, że podczas ewolucji bogactwa większości gatunków zwierzęcych najważniejszym atutem był jednak zmysł widzenia. Pierwsze detektory światła i inne komórki czuciowe, przekształcane później w doskonalone zmysły musiały zacząć się pojawiać na skórze pierwotnych zwierząt już w środowisku wodnym. W ewolucji zwierzęcych zmysłów ważne były nie tylko oczy; również: wewnętrzny zmysł równowagi oraz słuch, węch, dotyk czy wyczuwanie ruchu wody lub powietrza. U linii zwierzęcych dominują różne sposoby postrzegania świata. Oczywiście, żeby zapanować nad tym wszystkim, zwierzęta musiały wytworzyć mózg i cały system nerwowy, ale o tym przy innej okazji.
Pierwotna wizualna reakcja zwierząt na światło polegała na wytworzeniu prymitywnych światłoczułych receptorów, które wprawdzie nie umożliwiały widzenia choćby kształtów, ale pozwalały na rozróżnienie ciemności i światła w otoczeniu zanurzonego w wodzie zwierzęcia. Taki mechanizm nadal funkcjonuje u niektórych zwierząt wodnych, ale także lądowych. Należą tu parzydełkowce, płazińce i pierścienice.
Ciekawym współczesnym przykładem są morskie jeżowce, u których światłoczułe komórki (określane jako przyoczka) zlokalizowane są na wypustkach (mackach) służących do przyczepiania się do stałego podłoża. Ich receptory pozwalają na odróżnienie nocy od dnia, co reguluje ich aktywność dobową. Powstanie pierwszych organów światłoczułych datuje się na około 500 mln lat temu.
Badanie wczesnej historii powstawania oczu napotyka na wielkie trudności, ponieważ organ ten zbudowany jest z ulegających szybko rozkładowi tkanek miękkich. Najstarsze ślady tego organu widzenia wykryto u morskich stawonogów – kambryjskich trylobitów. A to dlatego, że kluczowym materiałem oczu (a także zewnętrznego pancerza) były kryształy kalcytu (węglanu wapnia). Dawno wymarłe trylobity oraz współczesne stawonogi (np. owady czy pająki) miały prawdopodobnie wspólnego przodka, którego określenie pozostaje poza zasięgiem współczesnej nauki.
Oczy stały się najdoskonalszym zmysłem u zdecydowanej większości ssaków, ptaków i owadów. Wynika to prawdopodobnie z ich nadrzędnej roli w ewolucyjnym rozwoju tych zwierząt podczas kształtowania się drapieżnictwa, ale i sposobów obrony przed nim. U drapieżników dyktowała to potrzeba dużej ostrości kierunkowego widzenia, i oczy przesuwały się do przodu głowy. U ich ofiar oczy przemieszczały się zdecydowanie na boki (tu krańcowym przykładem jest królik). Potencjalne ofiary uzyskiwały w ten sposób obszerne pole widzenia, chociaż odbywało się to kosztem gorszej jakości obrazu i pozbawieniem możliwości oceny odległości. Drapieżnik, natomiast, chociaż uzyskiwał węższe pole widzenia, ale było to widzenie stereoskopowe. W efekcie zapewniało ostrość wzroku, oraz lepszą ocenę odległości i zwrotność w pogoni za ofiarą.
U owadów ewolucyjne zmiany, zapoczątkowane około 400 tys. lat temu, doprowadziły do powstania doskonałego oka złożonego z tysięcy komórek światłoczułych (fasetek). Pszczoły mają około 7 tys. fasetek, a rekordzistami są ważki – blisko 30 tys. fasetek. W stosunku do wielkości głowy ich oczy są olbrzymie. Zapewnia im to najdoskonalsze ostre widzenie na bliskie odległości podczas śledzenia uciekającej ofiary (owada), a w połączniu z doskonałymi skrzydłami bezbłędną zwrotność podczas ataku. Ciekawe, że oczy złożone dominują w przyrodzie.
Kręgowce „wybrały” inną drogę – oczy jednosoczewkowe. Umieszczone początkowo na skórze organy światłoczułe przekształciły się w oko jamkowe, a ostatecznie oczy zostały umieszczone w kostnych oczodołach. Tu doskonały przykładem są mięsożerne dinozaury, które pojawiły się ponad 230 mln lat temu w okresie triasu. Gady te wykształciły oczy o średnicy kilku centymetrów; największe w historii Ziemi. To właśnie u drapieżnych szybkich gatunków dinozaurów przesunięte wyraźnie na przód czaszki wielkie oczy zapewniały dość szerokie pole widzenia, około 55o. Pozwalało im to na precyzyjne śledzenie uciekającej ofiary.
Nie był to jednak jedyny kierunek rozwoju organów widzenia u dinozaurów, nawet u drapieżnych. Powolne, polujące z zasadzki dinozaury wykształciły mniejsze oczy umieszczone po bokach głowy uzyskując zaledwie 20o pola widzenia. Takimi oczami dysponują dzisiaj relikty z epoki dinozaurów – krokodyle, największe nasze gady. Maja one nie tylko oczy „z tamtych czasów”, ale również bardzo mocny pancerz zewnętrzy.
A co po eksplozji kambryjskiej od tzw. ptasich dinozaurów otrzymały dzisiejsze ptaki? Już na pierwszy rzut oka widzimy łuski i pazury na ich nogach. Ale najważniejszym darem ewolucyjnym jest doskonałe widzenie dużymi oczami. Największą ostrością widzenia na duże odległości wyróżniają się orły o bardzo dużych jednosoczewkowych oczach. Oko orła zawiera milion komórek światłoczułych na milimetr kwadratowy. Zapewnia mu to rozdzielczość 5x większą niż oko ludzkie , które zawiera 200 tys. receptorów światła na milimetr kwadratowy.
Epoka dinozaurów nie sprzyjała rozwojowi ssaków, które mierzyły niewiele centymetrów i kryły się pod ziemią. Ich duże oczy ewoluowały w kierunku przystosowania się do żerowania zwykle nocą. Dzisiaj taki tryb życia nadal spotykamy u licznych ssaków, w tym kotów i lemurów (niższych naczelnych). Tu rekordzistami są drapieżne wyraki z indonezyjskiego lasu deszczowego. Ich nieruchome oczy są większe niż mózg; są tak wielkie, że nie mieszczą się w oczodołach i muszą być przytrzymywane przy pomocy specjalnych mięśni.
Oczy nocnych drapieżnych ssaków mają bardzo dużą średnicę rogówki, a za odbierającą fotony siatkówką swoisty rodzaj odblaskowego lustra, które zawraca przechodzące przez siatkówkę światło z powrotem do receptorów fotonów. Podwaja to zdolność widzenia w ciemności. Reszta powracającego światła wydostaje się na zewnątrz, co sprawia, że oczy kotów w nocy świecą, a w dzień ich źrenica bardzo mocno przymyka się.
Naczelne, które zasiedliły wierzchołki drzew szukając najmłodszych, najdelikatniejszych liści oraz kwiatów i dojrzałych owoców wykształciły receptory pozwalające na rejestrację czerwieni. Tak też funkcjonują dzisiaj nasze oczy, ale nie oczy np. naszych psów, kotów i większości innych ssaków, które koloru czerwonego nie rejestrują. Rodzaj pokarmu i sposób jego znajdowania wymusił na wytworzenie u naczelnych (ale i niektórych innych ssaków naziemnych) nowego sposobu zapewnienia bezpieczeństwa przed zagrożeniami ze strony drapieżników.
Mając oczy skierowane dokładnie do przodu zaczęły prowadzić stadne życie rodzinne, co pozwalało na grupowe (społeczne) widzenie, zarówno wokół dookoła, jak i do góry. Konsekwencje życia społecznego i powiadamiania się o potencjalnym niebezpieczeństwie były dalekosiężne dla dalszej ewolucji naczelnych. Komunikacja wewnętrzna wymagała sporej inteligencji, a ta jest uzależniona od mózgu. To był początek procesu do jego rozwoju i powiększania się, który doprowadził do najbardziej rozwiniętego mózgu u rodzaju Homo.
Wróćmy teraz do nieodzownych w życiu na lądzie narządów ruchu. Pierwsze próby wyjścia z wody na ląd podjęły prawdopodobnie mięśniopłetwe żyworodne ryby pancerne przed około 370 mln lat. Sprzyjały temu pływy oceaniczne okresowo obmywające linię brzegową lądów.
U rybich przodków ssaków płetwy zostały w wyniku ewolucji przekształcone w kończyny zakończone palcami. Dzisiaj nadal mamy możliwość obserwowania ponad 10 gatunków ryb potrafiących chodzić po lądzie dzięki silnym płetwom piersiowym. Warunkiem bezwzględnie koniecznym do trwałego zasiedlenia środowiska lądowego było zastąpione skrzeli płucami. Bez nich zwierzęta nie byłyby w stanie przejść do stałego życia na lądzie.
Ciekawe ewolucyjne przystosowanie do życia na lądzie występuje u podskoczka mułowego. Ryba ta, żyjący w strefie namorzynowej, potrafi wykorzystać płetwy piersiowe jako przyssawkę umożliwiające mu nawet wspinanie się na rosnące tam drzewa. Ma skrzela, ale przebywając często poza strefą wody wytworzył również prymitywny układ komór wypełniających się powietrzem atmosferycznym, z których tlen przenika do naczyń krwionośnych. Potrafi też pobierać tlen przez skórę oraz silnie unaczynione gardło. Podskoczek mułowy nie potrafi jednak przenieść się całkowicie do życia na lądzie. Oddychanie powietrzem atmosferycznym występuje obecnie u ryb dwudysznych, do których należy np. zamieszkująca Amazonię wielka drapieżna arapaima. Oddychając pęcherzem pławnym musi co jakiś czas zaczerpnąć powietrza.
Około 400 mln lat temu nastąpił na lądzie rozwój płazów, których rodowód przypisuje się rybom trzonopłetwym, a za etap pośredni przyjmuje się płazy meandrowe (meandrowce), wykazujące niektóre cechy ryb trzonopłetwych. Występowały one na przestrzeni 400-100 mln lat temu. Były słodkowodnymi drapieżnikami o mocnej budowie ciała długości nawet do 5 m i masie do 0,5 t. Meandrowce, podobnie jak współczesne płazy, nie przeniosły się na ląd na stałe. Do swojego rozrodu i znacznej części dalszego życia wymagały środowiska wodnego.
Z płazów (albo być może już z rybopochodnych meandrowców) w oceanie wyeluowały gady, które w okresie Jury i Kredy, w przedziale 201-66 mln lat, zdominowały zwierzęcy świat lądowy. Gady, mimo trwałego zasiedlenia lądu, nadal potrafiły doskonale korzystać również ze środowiska wodnego; i do dzisiaj potrafią. To właśnie głównie w „królestwie” gadów przez około 200 mln lat (w erze mezozoicznej) nastąpiło dalsze różnicowanie się form zwierzęcego życia na lądach zdominowanego ostatecznie przez wielkie dinozaury.
Obfitość dużych roślin sprzyjała rozwojowi wielkich dinozaurów roślinożernych. W ślad za nimi wyeluowały dinozaury padlinożerne i drapieżne. Wtedy też pojawiły się jaszczurki, z których przed około 100 mln lat wyeluowały węże. Jedne i drugie potrafiły wytwarzać śmiercionośny jad jako środek pozwalający na upolowanie pokarmu; zachowały tę chemiczną broń do dzisiaj. Jednak nie wszystkie węże i jaszczurki są jadowite. Wśród węży przykładem jest olbrzymia amazońska anakonda. W Polsce jadu nie wytwarzają zaskroniec zwyczajny, gniewosz plamisty i wąż eskulapa; jadowita jest tylko żmija zygzakowata. Jadu nie wytwarzają też nasze jaszczurki.
Wśród współczesnych jaszczurek jad wytwarza jednak około 1,5 tys. gatunków. Udowodniono, że wielkie warany z Komodo zabijają nie toksycznymi bakteriami, jak długo sadzono, ale własnym jadem. Bardzo wysoki poziom jadowitości osiągnęły węże, wśród których najbardziej jadowitym jest australijski Tajpan. Ale jednak to nie do niego należy najwyższy poziom jadowitości. Osiągnęły go morskie ślimaki stożki (ponad 500 gatunków), które atakują swoje ofiary (robaki, ryby, a także inne ślimaki) wytwarzanymi strzałkami jadowymi.
Do życia na lądzie u gadów wzmocnieniu i rozbudowie/przebudowie musiał ulec kręgosłup i cały układ kostny. Nastąpiło też wzmocnienie pokrycia ciała. Obok wzroku, doskonalone były inne zmysły, zwłaszcza węch. Dzisiejsze gady wyróżniają wyjątkowo rozwinięte dwa zmysły – węchu i detekcji ciepłoty ciała ofiar w zakresie podczerwieni. Bardzo ważną cechą było pojawienie się u gadów jajorodności.
W tych warunkach, w okresie kredy pod koniec ery mezozoicznej zaczęły formować się kolejne „rodziny” zwierzęce – krokodyle oraz przodkowie ssaków i praptaków. Prymitywne ssaki nie osiągały większych rozmiarów i były zmuszone kryć się przed drapieżnikami pod ziemią. Ale o ssakach w następnym odcinku, kiedy po wielkiej katastrofie kosmicznej przed 66 mln lat wyginęły dinozaury (nie tylko one). Nieco inaczej wyglądała sprawa przyszłych ptaków. Dinozaury przechodziły ważne zmiany w tym kierunku w budowie kostnej i mięśniowej; tak jakby przewidywały, że w erze kenozoicznej przejmą na Ziemi we władanie przestrzeń powietrzną.
Mezozoiczna prehistoria wywodząca ptaki od gadów w okresie kredy przed ponad 100 mln lat wydaje się dobrze ilustrować działanie ziemskiego laboratorium ewolucji organizmów żywych. Jesteśmy świadomi istnienia mocno rozgałęzionych drzew genealogicznych współczesnych i znanych nam dawnych zwierząt, ale kolejne „ewolucyjne wynalazki” i doskonalenia niekoniecznie pojawiały się jednorazowo, kumulowały się i były przekazywane kolejnym gatunkom. Istniały różne wielokierunkowe próby zmian w organizmach dinozaurów, wśród których występowały dwunożne gatunki zdolne do latania. Tu należy szukać rodzenia się ptasiej linii ewolucyjnej, która wypromowała opływowe ciała, pióra o różnych funkcjach, puste kości i worki powietrzne.
Większość wczesnych form gadów, w których budowie można by dopatrywać się prób powstawania ptasich rozwiązań, wyginęła w globalnym kataklizmie podczas wielkiego wymierania przed 66 mln lat, kończącym erę mezozoiczną. Nieznanym nam „zrządzeniem losu” przetrwała linia ptasich dinozaurów, w której udało się połączyć ptasi dziób, upierzenie, skrócony ogon, lekkość układu kostnego, dwunożność oraz umożliwiające latanie skrzydła. Znikły typowe gadzie cechy, jak np. zęby, kości ogonowe czy pazury, które na końcach skrzydeł u latających dinozaurów służyły do chwytania ofiar. U ptaków funkcję tę przejęły dzioby i szpony.
Początkowo były to zwierzęta niewielkie, ale kiedy po masowym wymieraniu przed 66 tys. lat zabrakło gadzich drapieżników, nastał czas sprzyjający rozwojowi ptaków, zarówno małych jak i dużych, ale także gatunków drapieżnych (nie tylko ptaków). Wzbijanie się w powietrze umożliwiało zarówno uniknięcie stania się łupem drapieżników, jak i ułatwiało szybkie przemieszczanie się w poszukiwaniu pożywienia, a także umożliwiało skuteczne polowanie na ofiary naziemne i latające. Można przyjąć, że w erze kenozoicznej zaczął się czas śrubowania szybkości lotu. Dzisiaj rekordzistami są ptaki szponiaste (dawniejsza nazwa – „drapieżne”), takie jak sokoły, jastrzębie, a nawet wielkie orły. Ptaki małe, takie jak np. kolibry, jaskółki, jerzyki czy gołębie wypracowały natomiast lot niezwykle zwinny. Zwinne są także niektóre większe ptaki np. jastrzębie, które swoją umiejętność lotu przysposobiły do polowania w leśnej gęstwinie.
Ewolucja lubi jednak zadziwiające rozwiązania; tam gdzie zabrakło dostatecznie szybkich i zwinnych drapieżników, powstały naziemne gatunki dużych ptaków nielotnych z uwstecznionymi skrzydłami (np. strusie, emu czy kazuary), całkowicie pozbawionych skrzydeł (kiwi), a nawet gatunki morskie ze skrzydłami przekształconymi w płetwy (u pingwinów). Po pokarm do wody wróciły także liczne ptaki fruwające i nurkujące, zarówno morskie, jak i lądowe.