Эти удивительные первобытные млекопитающие

Эти удивительные первобытные млекопитающие

Оставались в тени истории
Первые млекопитающие возникли на земле 265 миллионов лет назад, через 10 миллионов лет после первых динозавров. Однако первые 160 миллионов лет, когда правили динозавры они оставались в тени истории. Около 300 млн лет тому назад жили древние предки млекопитающих-рептилии терапсилы . Они очень похожи на нас.

Самый первый предок современных млекопитающих

был найден палеонтологами в отложениях 570-миллионного возраста, в южном Китае. Одна группа ученых обнаружила примитивные губки, другая - эмбрионы на ранних стадиях развития, которые имеют такое же строение, как и все современные млекопитающие.

Древнейшее млекопитающее

Megazostrodon (1966), найденное в Таба-Литау, Лесото, его предполагаемый возраст 190 000 000 лет.

Древнейшие млекопитающие

Древнейшее млекопитающеподобное животное с бивнями
Свидетельством полового разделения наземных животных были крупные бивни. Древнейшее животное с бивнями обитало в Европе до появления динозавров. Это был самец дииктодона , бочонкоподобного травоядного, обладал двумя бивнями, опускающимися с нижней челюсти. Возраст его останков составляет 252-260 миллионов лет. Дииктодон появился в позднем пермском периоде палеозойской эры, по крайней мере на 30 миллионов лет раньше, чем возникли динозавры. Он относился к группе млекопитающеподобных рептилий и был эволюционным родственником животных, от которых позже произошли млекопитающие. В длину он достигал 70-80 сантиметров.

Для чего дииктодону были нужны бивни?

Эти клыки использовались как оружие - возможно, в брачных ритуальных или физических столкновениях. Они не применялись для добывания пищи, так как их не было у самок. Ими также не могли копать или рыть землю - поскольку на концах не обнаружено следов износа. Представляется, что бивни становились длиннее, шире и толще по мере старения животных, если же животное их теряло (например, в схватке), новые не вырастали. Все это позволяет считать, что бивни были частью боевого снаряжения.

Мастодонт

Мастодонты (хоботные), жившие в плейстоцене, были величиной со слона; обитали они на всех материках.

Предок слонов и носорогов

Ученым известно шесть новых разновидностей крупных доисторических млекопитающих, которые бродили по горной Эфиопии 27 миллионов лет назад. К ним относится древний предок слона и носорогоподобное животное. Это собственные млекопитающие Африки, которые вымерли, не выдержав конкуренции с евразийскими львами, тиграми, гиппопотамами, гиенами и антилопами.

Мастодон – самое крупное млекопитающее времен оледенения

Слоноподобный Mastodon americanus обитал в Северной Америке во времена плейстоцена вплоть до конца оледенения. Длина его тела была 4,5 м, длина в плечах – 2-3 м. Это животное вымерло в связи с потеплением климата. Оно принадлежало к семейству Mammutidae, происходившему из Северной Африки, которое распространилось в Евразии и Северной Америке 15 миллионов лет назад. Свое название получил по «зубу» ("nipple tooth"). Известно, что мастодоны, жившие в середине эпохи оледенения были по размерам мельче, нежели их собратья, жившие позже в лесах. Поздние мастодоны приспособились к жизни в хвойных лесах и болотах. Свои бивни они использовали для того, чтобы ломать ветки деревьев. Бивни у мастодона были короткими и прямыми, а зубы – острыми. Самки были меньше самцов, их бивни также были меньше и легче. Они были покрыты шерстью с густым подшерстком (5-18 см длиной). Ископаемые останки мастодонов найдены на Севере США и Канады. Честь открытия этого животному принадлежит Барону Кювье.

Темный период в истории Африки

Приходится на время 24-32 миллиона лет назад. Именно тогда доисторический континент, известный как Афроаравия начал соединяться с Евразией. После этого "контакта" в Африке поселились иммигранты - львы, тигры, гиппопотамы, гиены и антилопы. Прежде, чем произошло соединение, в Африке развилось множество собственных млекопитающих. Они и вымерли, так и не увидев Евразии.

Пещерный лев

Рисунки и кости пещерных львов ученые нашли в гротах Испании, Франции, Англии, Бельгии, Германии, Австрии, Италии, Алжира и Сирии. Было время, когда львы обитали не только в Африке, но и на аравийском полуострове. В Персии, Северо-Западной Индии и даже в Турции, Греции, на Кавказе и в низовьях Дона. На Украине под Одессой, Тирасполем, Кивеом и даже на Урале и в Пермской области найдены следы львов.

Саблезубый тигр - Smilidon californicus

...населял Северную Америку (Калифорния) и Южную Америку (Аргентина) в эпоху позднего плейстоцена. У него было тело длиной 1,2 м и короткий хвост, как у котов-манулов. Пара длинных клыков верхней челюсти помогала справляться с добычей. Плечи и шея у него были мускулистыми. Нападали саблезубые тигры на медленно передвигающуюся добычу, поскольку им требовалось время на то, чтобы вонзить в жертву свои огромные зубы. Такова гипотеза.

Клыки 40 см

У саблезубых тигров - Smilodon fatalis были страшные 40-сантиметровые клыки.

Череп махайрода - так еще называют саблезубых тигров, которые жили около двух миллионов лет. Был продан в Лос-Анджелесе за 200 тысяч долларов.

Древние слоны ловили рыбу

В сорока километрах от Мюнхена найдены фрагменты скелета малоизученного подвида слонов, которые жили на Земле 15 миллионов лет назад. Его бивни были округлой формы, с помощью которых он мог выкапывать растения и даже ловить рыбу.

Древний слон

Был страшным животным На Крите обнаружен окаменелый бивень, зубы и кости доисторического предка слона Deinotherium gigantissimum, клыки которого от подбородка шли вниз. Рост животного достигал 4,5 метров, и он являлся самым крупным представителем группы дослонов. Его останкам около 7 миллионов лет. До сих пор его останки находили по преимуществу в Центральной Европе. Фассоулас предполагает, что эти существа добрались до Крита из Малой Азии, переплыв Эгейское море и посетив на своем пути остров Родос и Карпатос. По видимому, первобытные слоны в поисках пищи могли проплывать большие расстояния.

Мифы превратили древних слонов в циклопов

Останки древних слонов издавна находили в материковой части Греции. Это позволило предположить, что древние греки сделали этих животных частью своей мифологии. Большая дыра в центре их черепа – носовая полость, у живого слона скрываемая хоботом, могла стать источником историй о циклопах, мифических гигантах с одним глазом, упоминающихся в "Одиссее" Гомера и других произведениях.

Слоны палеолоксодоны , рост которых превышал 3 метра, обитали десятки тысяч лет назад (в плейстоценовую эпоху) в холодном климатическом поясе на территории современных северо-восточного Китая и Японии.

Эволюцию древних слонов можно проследить по изменению коренных зубов.

У мастодона были мелкие, зубы-дощечки (Mastodon "breast-toothed") с тремя-четырьмя зубцами, не слишком выпуклыми. У стегодона Stegodon, этого непосредственного предка современных слонов, зубы были крышечкой ("roof-toothed"), а размеры у них были уже значительно крупнее, чем у мастодона. Первобытные слоны Primelephas, к числу которых принадлежал и стегодон, дали начало вымершим позже мамонтам Mammoths и двум современным видам Loxodonta и Elephas.

Стегодон – карликовый слон

Обитал на острове Flores (Индонезия).

Шерстистый мамонт (Mammuthus primigenius)

…этот хорошо известный современник эпохи оледенения (позднего плейстоцена) был надежно защищен от холода толстым слоем подкожного жира и длинной шерстью. Горб с запасами жира располагался у него сразу за величественной головой. По размерам мамонт уступал другим представителям семейства, высота в холке составляла 2,7 м. Мамонты паслись в тундре, поедая низкую растительность, которую им приходилось добывать бивнями прямо из-под снега. Известен по останкам. Найденным в Сибири и на Аляске, а также по наскальным изображениям в пещерах Испании и Франции, где первобытные художники оставили свидетельства о своих встречах с мамонтами.

Какие были зубы у мамонта

Известные нам виды мамонта Mammuthus planifrons и Mammuthus meridionalis имели соответственно зубы с 12 и 14 зубцами, а шерстистый мамонт Mammuthus primigenius имел зубы с 27 зубцами, что было связано с особенностью его рациона.

В Сибири паслись стада мамонтов

ДНК, полученные в результате раскопок в Сибири, показывают, что в прошлом в бурно цветущей тундре паслись стада мамонтов. Однако 11 тыс. лет назад в результате изменения климата стали исчезать пастбища, что могло стать причиной исчезновения части животных.

Происхождение хищников

Хищные звери происходят от примитивных насекомоядных мелового периода. С ними тесно связаны примитивные хищные Creodotita, составляющие особый вымерший подотряд хищных, многочисленные в палеоцене, достигшие расцвета в эоцене и исчезнувшие в миоцене. В семействе Miacidae относят мелкими животными с вытянутым телом, короткими лапами, длинным хвостом, довольно крупным головным мозгом. Миациды жили в лесах, на деревьях и очень походили на настоящих хищных зверей.

Первые мелкие представители отряда хищных по внешнему виду и образу жизни напоминавшие виверр или куниц, появились в верхнем эоцене. В олигоцене хищные заняли господствующее положение в ряду других наземных плотоядных зверей и достигли такого разнообразия, что среди них наметились все основные семь семейств, существующих по сие время.

Наиболее древним считается семейство собачьих . Уже в верхнем эоцене в Северной Америке и Европе обитали примитивные собаки, во многих отношениях скорее похожие на виверр или куниц. В верхнетретичное время среди собачьих начали намечаться исходные приспособительные типы, из которых в верхнем миоцене и плиоцене развились современные роды собак, лисиц и др. От древних собачьих произошло близкое к ним семейство енотовых. В миоцене и плиоцене оно было распространено не только в Америке и Азии, как в настоящее время, но и в Европе.

Пещерный медведь

К той же группе, что и собачьи, принадлежит семейство медвежьих. Оно возникло в среднем миоцене, а в плейстоцене появились медведи, относящиеся к современному роду медведей (Ursus), но отличавшиеся огромными размерами. Пещерные медведи, жившие в плейстоцене, имели длину тела около 3 м; обитали они в Евразии.

Куньи - самая поздняя группа

Семейство куньих возникло в олигоцене. К миоцену среди них наметились основные систематические группы, связанные с различными направлениями приспособления к среде обитания и разным образам жизни. Многие виды и роды куньих вымерли в третичном и четвертичном периодах.

Древние вивверы

Группа виверровых из отряда хищных является наиболее древней из ее совеременных сородичей подотряда Aeluroidea (или Feloidea). . В олигоцене и даже позднее виверры отличались не только разнообразием форм, но и значительно более обширным, чем теперь, распространением. Они были широко представлены на территориях Европы и Азии, но отсутствовали в Америке. В конце миоцена от семейства виверровых ответвились гиены. Наиболее древние их представители весьма походили на своих предков - виверр, но позднее по мере перехода на питание падалью приобрели современные характерные адаптивные черты. Наиболее специализированное среди хищных семейство кошачьих, судя по всему, возникло в конце эоцена, а в олигоцене достигло большого разнообразия и широкого распространения.

Первобытный волк Canis lupus

Родственник современным лесным волкам обитал в европейских лесах эпохи плейстоцена. Для охоты волки собирались в стаи. Взрослые волки достигали длины 2,5 м (6 футов), а высота в холке – 1.3 м (3 фута). Питались мелкими млекопитающими, иногда – крупными. Древний предок сумчатых был размером с мышь Обнаруженный в горах Китая скелет существа, которое считают самым древним предком современных сумчатых млекопитающих – опоссумов, кенгуру, коал и других. Останкам 125 миллионов лет – они на 15 миллионами лет старше предыдущих находок учёных. Помимо скелета были обнаружены чёткие отпечатки меха и тканей. Всё это дало возможность реконструировать облик древнего существа. Животное, которое жило с динозаврами, было небольшим – размером с мышь: приблизительно 15 сантиметров длиной и весом около 30 граммов. Структура конечностей указывает, что существо могло лазать по деревьям.

Общий предок

У всех хищных животных Мадагаскара был один общий предок, обитавший на африканском континенте до того, как он попал на остров 18 - 24 млн. лет назад. Он пересек водный барьер, отделяющий остров от африканского побережья.

Кондилартр – предок бегемота
Первые виды гиппопотамов появились 54 миллионов лет назад, в третичный период кайнозойской эры. Как и прочие копытные, род бегемотов, или гиппопотамов (Hippopotamidae) произошел от древнего животного кондилартра.

Из жизни древних бегемотов

Окаменелые кости двух древних бегемотов были обнаружены в Норфолке (Англия). Их возраст оценивается в 450 тысяч лет (есть основания судить, что они могут быть на 50-200 тысяч лет старше). Гиппопотамы весили шесть-семь тонн – примерно вдвое меньше их современных потомков. У них были необычные глаза – служившие перископами после погружения под воду. В земле они лежали рядом с останками гиены, лошади, рыб и нескольких грызунов. По всей видимости бегемоты умерли от естественных причин, а их кости были обглоданы гиенами. Все эти животные населяли эти места в те времена, когда окрестности Норфолка были заселены смесью привычных растений и животных и более экзотических видов, в настоящее время чаще встречающихся в африканской саванне. В среднем Плейстоцена, средняя температура была примерно на два градуса выше, чем сейчас.

Пещерный медведь (Arctodus simus) обитал во времена плейстоцена.

Первобытный грызун был размером с быка

В полупустыне Венесуэлы обнаружили окаменелые останки существа, которое, по их мнению, было самым крупным грызуном за всю историю. Он весил около 700 кг, достигая в длину 2,5 метров (без учета хвоста). Его останки были найдены еще в 2000 году в одном из болот Венесуэлы, в 400 км к западу от столицы страны Каракаса. Формальное название этого грызуна – Phoberomys pattersoni, а неофициальное – Гоя (Goya). По расчётам учёных, он жил 6-8 миллионов лет назад в болотистых лесах, когда Южная Америка была изолирована от остальной части мира. Травоядный Гоя имел большой хвост, который позволял ему балансировать на задних ногах, чтобы наблюдать за хищниками. А врагов у грызуна было предостаточно: 10-метровые крокодилы, сумчатые коты, гигантские хищные птицы. Они-то его, в конце концов, и сгубили.

Первобытный бык - Bos primigenus

Может считаться предком современного крупного рогатого скота. Он населял Северную Африку, Европу и Азию начиная с эпохи плейстоцена и вплоть до 10 века н.э. Впервые бык был одомашнен 6 000 лет назад, последние быки вымерли в 17 веке нашей эры. В длину бык был около 3 м.

Очень древние кошки

25 млн лет назад существовали древние предки диких кошек Proailurus , которые образовали группы Noefelids, Pseudaelurus и Palaeofelids. От Noefelids произошли саблезубые тигры рода Smilodon (наиболее известные) и Homotherium. От группы Palaeofelids произошли хищники Dinctus и Barbourifelis. Группы Noefelids и Palaeofelids оказались тупиковыми и вымерли еще много ранее 10 млн лет назад (исключение составили хищные кошки Barbourifelis, которые перешагнули этот рубеж).

Перспективной оказалась линия хищников Pseudaelurus, которая 10-5 млн лет назад разделилась на гепард и пум (они первые отделились от общего ствола 10 млн лет назад), рысей (выделились около 7 с половиной млн лет назад), пантер (5 млн лет назад). Позже сформировались роды малых кошек и дымчатого леопарда (4-3 млн лет назад). Современные виды сформировались уже после рубежа 1 млн лет назад.

Древние находки представлены единичными костями. Наиболее полно представлена древняя рысь, жившая 4 млн лет назад (Lynx issidorensis). Она была крупнее современной, имела более короткие передние лапы, а задние – более длинные.

Кровными родственниками были 2 млн лет назад

У ягуара и леопарда, похоже, имелся общих предок, обитавший в Центральной Европе свыше 2 млн лет назад. Позже родичи разделились: леопард стал обитать на западе Европы (1 млн лет назад), а ягуар в то же время перебрался через Берингов перешеек в Северную Америку. Ягуары тех времен (Panthera onca augusta) были крупнее и более длинноноги, нежели их потомки. 750 000 лет назад они стали уменьшаться в размерах – сказывалось приспособление к местным климатическим условиям и рациону. 100 000 лет назад ягуар принял вид, похожий на тот, что встречается сейчас.

Саблезубый тигр был сам по себе

Многие заблуждаются, считая доисторического саблезубого тигра предком современных тигров. Они не имели общих предков. Саблезубые тигры вымерли до того, как появились предки современных тигров.

Саблезубый тигр Smilodon охотился прайдом

Саблезубый тигр Smilodon был величиной со среднего льва, но голова у него была очень большой в пропорции к туловищу. Хвост у него был короткий, что позволяет сделать вывод, что саблезубый тигр не преследовал свою добычу на длинных дистанциях, ограничиваясь преследованием на коротких расстояниях. Есть свидетельства тому, что саблезубые тигры были общественными животными и охотились стаями наподобие того, как сейчас охотится прайд львов.

Предки тигров обитали 2 млн лет

Назад в Центральной Азии и Китае и были распространены, как на западе, так и на востоке региона от Каспийского моря до Дальнего Востока и Приморья. 1 млн лет назад гигантские тигры еще водились в Китае. Черты этого древнего тигра в большей мере сохранил северокитайский тигр. 250 000 лет назад тигры уменьшились в размерах.

Предки гепарда

…обитали в Северной Америке 2½ млн лет назад), причем наряду с гигантским гепардом Acinonyx studeri существовал и мелкий вид Acinonyx trumani (живший 12 000 лет назад). Предки современного гепарда Acinonyx pardinensis из Европы напоминали его современного потомка, только превосходили его по величине.

Из пантер лев был первым

Из всех пантер Panthera первым появился лев, останки которого датируются 750 000 годом (Западная или Восточная Африка). Размерами они превосходили современных и считаются гигантскими. Оттуда 250 000 лет назад львы распространились в Северной Африке и Европе, где обитал пещерный лев (Panthera spelaea) и тосканский лев (Tuscany lion), живший в Северной Италии и на Балканах. Из Азии львы перешли в Северную Америку и образовали вид (Panthera atrox), который распространился вплоть до Перу на юге. 100 000 лет назад древние львы вымерли, так и не оказавшись в состоянии приспособиться к изменившимся климатическим условиям.

Этот хищник встречался во времена плейстоцена повсеместно в Северной Америке (в т.ч. и на Аляске), а также на севере Южной Америке. В длину он достигал 3,5 м. У него были острые втягивающиеся когти и острые зубы (короче, чем у других сородичей). Другие подвиды американского льва встречаются в разных частях Африки и в Западной Индии.

Гигантский броненосец

Гигантский броненосец, живший в плейстоцене, имел длину тела 4 м; обитал в Южной Америке.

Кролик, который жил 55 миллионов лет назад

В Монголии обнаружены окаменелые останки самого древнего кролика в мире.Gomphos elkema, жил 55 миллионов лет тому назад и считается самым древним предком современного кролика. Как предполагают, он передвигался примерно так же, как и современный кролик, прыгая при помощи удлиненных задних лап. Несмотря на очевидное сходство, несколькими чертами gomphos отличался от современных кроликов. Так, у него был весьма длинных хвост, а часть зубов больше напоминала зубы белки, чем кролика.

Мезозойский барсук ел динозавров

Животное, похожее на барсука, Repenomamus giganticus , было размером с большую собаку, более одного метра в длину. Это одно из самых больших млекопитающих мезозойской эры. Его челюсть - размером с челюсть лисы. Внутри скелета этого животного, которое обитало около 130 миллионов лет назад на севере Китая, ученые обнаружили маленький скелет детеныша динозавра. Вероятно, Repenomamus giganticus употреблял динозавров в пищу. Древний барсук, вероятнее всего, разрывал жертву на части и глотал большими кусками. Эту теорию подтверждает тот факт, что у млекопитающего при наличии острых резцов отсутствуют коренные зубы, а его острые зубы предназначены совсем для другого - для разрывания на части и поедания других животных. Хотя он мог также питаться растениями и насекомыми.

Древнейшие приматы

Необозначенная обезьяна (май 1979), найденная в местечке Падаунг, Бирма, ее предполагаемый возраст 40 000 000 лет; лемур, найденный на Мадагаскаре, его предполагаемый возраст 70 000 000 лет; долгопятоподобный примат, найденный в Индонезии, его предполагаемый возраст 70 000 000 лет.

Гигантский ленивец

Гигантский ленивец мегатерий, живший в плейстоцене, имел длину тела 7 м; обитал он в Южной Америке, это было наземное животное.

Бобры были большинми
Палеонтологи долго считали, что млекопитающие, которые жили рядом с динозаврами, представляли собой животных, похожих на крошечных землероек. Между тем была найдена окаменелость млекопитающего, похожего на бобра, который жил 164 миллионов лет назад. Полуводное млекопитающее имело длину тела около полуметра и вес 500 г., напоминало отчасти утконоса, отчасти выдру и отчасти бобра. Это животное является самыми большими среди подобных себе, и относятся к Юрскому периоду (от 200 до 145 миллионов лет назад).

Примитивные киты

Ископаемые остатки примитивных китов, зевглодонтов («яремнозубых»), найдены в морских отложениях Африки, Европы, Новой Зеландии, Антарктиды и Северной Америки. Некоторые из них были гигантами длиной более 20 м.

Кто из млекопитающих был предком современных китообразных?

По этому вопросу слишком мало собрано ископаемых остатков. Возможно, это были примитивные креодонтные хищники, может быть, копытные, но более всего вероятно - древние насекомоядные, от которых ответвились и китоообразные, и хищные, и копытные. Каждая из этих концепций имеет свои аргументы.

Предки китов – копытные
Одни ученые считают предками китообразных копытных, так как у тех и других многокамерный желудок, многодольчатые почки, двурогая матка, сходен химический состав крови и имеются общие черты в строении половой системы (плацента, устройство и положение пениса, а также кратковременность копуляции), в структуре молекулы инсулина и миоглобина и в показателях реакции осаждения белков крови.

Предки китов – хищники
Другие исследователи ищут предков китоообразных среди креодонтных хищников, руководствуясь строением черепа и особенностями зубной системы. Примитивные китообразные имели гетеродонтные (различные по форме) зубы, сагиттальные и затылочные гребни и скуловые отростки черепа, в какой-то мере сходные с таковыми креодонтных хищников (гиенодонты).

Предки китов – насекомоядные
На основании анализа ископаемых остатков современные палеонтологи больше склоняются к мнению, что древние китообразные были связаны с очень ранними плацентарными, то есть древнейшими насекомоядными, и, вероятно, зародились в позднемеловое время еще до ответвления от них отрядов копытных и хищных. 70 млн. лет назад наземные предки китообразных переселились в воду.

Современных млекопитающих распознать легко: они покрыты шерстью, теплокровные, рожают живых детенышей и вскармливают их молоком. Эти характерные черты, однако, возникли не одновременно. Они появились в результате очень долгой эволюции, хотя когда конкретно возник тот или иной признак, трудно определить точно, потому что все они связаны с мягкими тканями, не сохраняющимися в виде окаменелостей.

Первые черты млекопитающих появились в позднем карбоне у небольших, похожих на ящерицу рептилий. У них обнаружены зачатки дифференциации зубов (то есть для разных целей служили различные зубы), а строение черепа изменилось в сторону, близкую к млекопитающим.

В середине триаса у родственников млекопитающих под названием цинодонты («собачьи зубы») рот был полон зубов с многочисленными режущими кромками. Кроме того, во рту у них появилось костное небо, которое позволяло им дышать во время пережевывания пищи. Такие изменения вели к увеличению объема мозга, а также способствовали развитию ушей, которые могли улавливать и различать звуки гораздо эффективнее, чем уши рептилий. Мелкие цинодонты умели рыть норы, и жизнь в темноте привела к развитию на морде длинных волосков - вибрисс. Они служили для того, чтобы находить дорогу в лабиринте нор.

ПЕРВЫЕ НАСТОЯЩИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ

Хотя древние цинодонты, такие, как аделобазилевс из Северной Америки или синоконодон из Китая, и не были прямыми предками современных млекопитающих, все же они рассказали нам очень многое об истории появления первых представителей этого класса. К сожалению, ископаемые, найденные в Америке и в Китае, сохранились не полностью, поэтому для установления образа жизни этих существ ученым приходится опираться на знания о более поздних млекопитающих. Например, мегазостродон, найденный в Южной Африке, размером и формой тела напоминал землеройку и был так мал, что мог бы уместиться в спичечном коробке. Его тело было продолговатым, с гибким позвоночником и длинными конечностями, расположенными по бокам. Это означает, что при движении животного брюшко почти касалось земли, как и у некоторых современных нам мелких млекопитающих.

К числу первых млекопитающих относится также морганукодон. Он достигал 15 см в длину; его остатки находят в раннеюрских пластах от Англии до Китая. Морганукодон сохранил все характерные для млекопитающих черты, какими обладал аделобазилевс, но уши его имели более сложное строение.

Зубы морганукодона были уже типичными зубами млекопитающего. Детские молочные зубы сменялись набором постоянных зубов, в отличие от рептилий, чьи зубы на протяжении жизни меняются несколько раз. Челюсти двигались не просто вверх и вниз, вперед и назад, как у цинодонов, а по более сложной треугольной траектории. Строение зубов показывает, что морганукодон был плотоядным и питался, возможно, насекомыми и червями, добывая их по ночам, когда хищные ящеры менее активны.

Морганукодоны были юркими зверьками, но не умели бегать подолгу. Для ночного образа жизни было необходимо, чтобы тело могло накапливать тепло внутри себя. Возможность основательно пережевывать калорийную белковую пищу позволяла оперативно использовать содержащуюся в ней энергию. Чтобы сохранить тепло тела по ночам, животным нужен был волосяной покров, однако найденные до сих пор ископаемые не сохранили следа столь мягких тканей. Эти мелкие млекопитающие просуществовали в виде отдельной группы около 40 млн. лет.

В целом же на протяжении мезозойской эры, когда на суше господствовали динозавры, в тени гигантских рептилий вели скрытое существование более 20 семейств млекопитающих.

ПЛАЦЕНТАРНЫЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ ИЗ МОНГОЛИИ

Одним из древнейших плацентарных млекопитающих (способных вынашивать и рожать хорошо развитое потомство) был заламбдалестес (рисунок вверху). Этот зверек, похожий на землеройку, обитал в Монголии в меловом периоде.

СЛОНОВЫЙ ПРЫГУНЧИК

Ископаемые остатки слонового прыгунчика (справа) и других длинноухих прыгунчиков находят в пластах раннего палеогена. Их считали примитивными насекомоядными, но они скорее родственники слонов.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРВЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Суша - неблагоприятная среда для сохранения остатков животных. Мелкие позвоночные с тонкими костями, такие, как древние млекопитающие, скорее всего, целиком съедались пожирателями падали. Однако в окаменевшем кале (копролитах) древних пожирателей падали иногда содержатся непереваренные остатки съеденных животных, особенно зубы. Поэтому ископаемые находки мелких млекопитающих состоят в основном из зубов и обломков челюстных костей. К счастью, рисунок выступов, гребней и бороздок на боковых зубах млекопитающих быстро менялся со временем и неповторим для каждого вида животных. Следовательно, даже при почти полном отсутствии скелетных остатков этих первых млекопитающих ученые могут на основании зубов отличить один вид от другого.

Класс млекопитающих — это группа позвоночных, характерная особенность которых видна из ее названия: эти животные вскармливают детенышей молоком. Это общепринятое на сегодня определение. На сегодняшний день эта группа включает в себя более пяти тысяч видов, в число которых входит наш Homo sapiens. Населяют они все континенты, а также моря и океаны. По строению и разнообразию органов и систем (особенно нервной) являются самым высокоразвитым классом среди всех позвоночных.

Происхождение этого класса животных уходит своими корнями в каменноугольный период. В это время разошлись пути амниот — позвоночных, которые откладывали яйца в твердой оболочке .

Амниот отличал от земноводных прежде всего этот признак: им не требовалась вода, чтобы размножаться, в яйце был необходимый запас питательных веществ для роста зародыша. Таким образом, амниоты освоили относительно далекие от водоемов участки суши, а значит, получили ряд эволюционных преимуществ.

Среди этой группы стали выделяться синапсиды, характерной чертой которых стала специализация зубов и особенности строения нижней челюсти . Это было важным преимуществом в питании, позволявшим расширить свой рацион в любом месте обитания. Также палеонтологи в последних докладах предполагают, что кожа синапсид не имела чешуи, зато была снабжена железами: это помогало регулировать теплоотдачу и уровень жидкости в организме. Синапсиды и были предками млекопитающих.

Периодизация эволюции млекопитающих включает в себя следующие периоды :

1. Выделение из амниот группы синапсид в каменноугольном периоде.
2. Выделение терапсид.
3. Эволюция цинодонтов от пермского до триасового периода.
4. Развитие класса млекопитающих и занятие ими экологических ниш, оставленных вымершими динозаврами.

Специализация зубов

Гетеродонтизм дал важное эволюционное преимущество предкам млекопитающих. Он представляет собой разделение зубов по форме и выполняемым функциям. Зубы млекопитающих делят на три типа: резцы, клыки и моляры. По степени развитости тех или иных типов зубов можно судить о том, как питается конкретный вид животных. Так, у хищников самые развитые зубы — клыки, а у грызунов — резцы . У жвачных хорошо развиты моляры, позволяющие перетирать растительную пищу с большим количеством клетчатки. На картинке представлены зубы человека: резцы (I), клыки (C), премоляры (B), моляры (M).

При этом у части млекопитающих зубы могут редуцироваться. Иногда это происходит со всеми зубами, иногда только с одним типом. В ряде случаев у некоторых видов бывает даже вторичный гомодонтизм, такая особенность свойственна китам. Характеристика зубной формулы — один из определителей вида.

Гомойотермия

У предков млекопитающих получила развитие настоящая теплокровность. Ее становлению способствовали такие их отличительные признаки, как строение кожи и возможность поддерживать высокий метаболизм с помощью питания.

К пермскому периоду для поддержания теплокровности у терапсид — одной из групп синапсид — появляются такие механизмы как :

• разделение сердца на четыре камеры, что позволяет не смешиваться артериальной и венозной крови, так эффективнее расходуется кислород;
• формирование костного нёба, окончательно отделившего дыхание и пищеварение, во время еды животное может дышать.

Последнее стало частью модификации всей челюстной системы. Жевательная мускулатура получила развитие, изменилось строение челюстного сустава, и из части кости нижней челюсти образовались слуховые косточки, на основе которых позже сформируется слуховой анализатор — ухо.

Маммализация

Кожа является одним из средств терморегуляции организма. Эту функцию она осуществляет благодаря потовым железам, которые отводят излишнее тепло в виде жидкости (пот), а также наличию шерсти — она помогает сохранить тепло при низких температурах.

Была ли у зверозубых шерсть — спорный вопрос, но наличие потовых желез является фактом . Из их части постепенно возникли современные молочные железы. Изначально их роль в выкармливании потомства была скромной: детеныш, возможно, восполнял слизыванием жидкости недостаток воды и минеральных солей.

Развитая молочная железа и сейчас свойственна не всем млекопитающим. Так, однопроходные (в школьных учебниках они называются яйцекладущими, в противовес живородящим), представленные на данный момент утконосом и ехидной, не имеют сосков, и детеныш слизывает выделяющееся молоко. Сосок появился у другой ветви млекопитающих позже.

Молочные железы располагаются не где попало, а вдоль так называемых молочных линий, идущих от паха к подмышкам.

Цинодонты и первые млекопитающие

В пермском периоде из группы звероподобных выделяются цинодонты. Эти существа имели почти все признаки современных млекопитающих, и именно от одной из их ветвей в следующем периоде, триасовом, ведут свое происхождение млекопитающие.

Кто относится к млекопитающим — вопрос не такой простой, но в качестве условий, позволяющих относить то или иное животное к этому классу, можно принять совокупность отличительных признаков, а именно: теплокровность, лактацию и специализацию зубов.

Мы можем отнести к нему и такие исключения, как голый землекоп (вторичная холоднокровность) или касатка (зубы однородны), но в классификации переходных видов есть определенные сложности.

Последние виды не млекопитающих цинодонтов вымерли в меловом периоде, а другие виды синапсид не пережили массовое пермское вымирание. В мезозойской эре большие экологические ниши заняли динозавры — один из подклассов пресмыкающихся . Млекопитающим пришлось приспосабливаться к этому миру гигантов.

Первые из них имели небольшие размеры, но это не помешало их развитию. Именно тогда же, в позднем триасовом периоде, произошло выделение одного из подклассов млекопитающих — яйцекладущих, представленных сейчас двумя родами.

Позднее, в юрском периоде, развилось живорождение, и другая ветвь млекопитающих разделилась еще на две: сумчатых и плацентарных, или зверей. Точный механизм появления такого органа, как плацента, окончательно не изучен. Но с тех пор плацентарные, или, как их еще называют, звери, постепенно вытесняют однопроходных и их сумчатых собратьев из экологических ниш, и многие древние сумчатые нам известны только по находкам скелетов. Последние сумчатые и сохраниться смогли только благодаря тому, что Австралия, где проживают почти все их виды, долгое время была изолированным материком.

Строение тела и физиологические особенности

Несмотря на то что млекопитающие — очень разнообразный класс по своим формам, можно кратко выделить ряд общих черт в их анатомии, которые отличают их от других классов позвоночных.

Скелет

Млекопитающие имеют внутренний скелет, и его отличие от скелетов других классов состоит главным образом в строении черепа . Кости черепа рано срастаются в единую коробку, которая по своим размерам сравнительно крупная. В отличие от других позвоночных, у них наблюдается наличие твердого нёба и слуховых косточек — молоточка и наковальни, сформировавшихся когда-то из части нижней челюсти.

Позвоночник условно можно поделить на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой, но количество позвонков в них зависит от вида.

Конечности имеют сходное строение, но степень развития разных костей отражает способ локомоции животного. Так, у лошади длинные конечности и строение плюсневых костей характерно для пальцеходящих, а вот китообразные фактически лишились тазового пояса за ненадобностью.

Мускулатура

Она сильно дифференцирована, что позволяет совершать разнообразный диапазон движений. Наибольшее развитие получают те мышцы, которые участвуют в перемещении тела; сильные мышцы конечностей отличают млекопитающих от пресмыкающихся. У последних ноги находятся по сторонам от тела, у первых — под ним. Это позволяет делать шаги с большей амплитудой .

Важным отличительным признаком является наличие диафрагмы — мышцы, разделяющей грудную и брюшную полость.

Сердце и кровеносная система

Млекопитающие имеют четырехкамерное сердце, состоящее из двух отделов, каждый из которых, соответственно, имеет предсердие и желудочек. Такое деление обусловлено двумя кругами кровообращения, один из которых проходит по внутренним органам, отдавая им кислород, а второй идет через легкие, где происходит насыщение кислородом. Таким образом, артериальная и венозная кровь не смешиваются.

Кровеносные сосуды делятся по своему строению на три группы: артерии, вены и капилляры. Они отличаются строением стенок: кровь в артериях находится под давлением, поэтому их стенки более толстые и способны к сокращению. Вены имеют более тонкие стенки, но снабжены системой клапанов, препятствующих обратному току крови.

Самые тонкие стенки у капилляров — именно через них кровь выполняет свою транспортную функцию. В легких капилляры проходят через систему альвеол, фильтрация крови также проходит в печени и почках, а обмен кислорода на углекислый газ в тканях таким же образом происходит через капиллярные стенки.

Кровеносную систему дополняет лимфатическая. Она незамкнутая и состоит из сосудов разного диаметра, заполненных плазмой крови. Лимфатическая система несет важную функцию: именно она транспортирует в кровь лимфоциты — клетки иммунной системы.

Дыхательная система

Дыхание осуществляется легкими — парным органом, находящимся в грудной полости . Доставка кислорода в легкие идет по дыхательным путям — носу, носоглотке, гортани, трахеи и бронхам.

Процесс газообмена осуществляется в альвеолах — нижних отделах дыхательной системы.

Управляет дыханием продолговатый мозг, реагирующий на концентрацию углекислого газа в крови.

Интересна дыхательная система у морских млекопитающих — китообразных . Их ноздри смещены вверх и снабжены клапаном, предохраняющим легкие от попадания в них воды, гортань отделена от глотки полностью, а альвеолы отличаются крупными размерами. Их заполнение активно регулируется мускулатурой, что позволяет усваивать с одного вдоха большее количество кислорода, чем наземные животные. Все это позволяет осуществлять большие задержки дыхания: кашалот может нырять на 1 км глубины и не дышать 1,5 часа.

Пищеварительный тракт

Состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка и двух отделов кишечника . От других животных млекопитающие отличаются большей длиной пищеварительного тракта, наличием симбиотического пищеварения (в ЖКТ живут различные микроорганизмы, способствующие расщеплению пищи) и сильной специализированностью. Так, у хищных животных кислая реакция pH, круглый желудок и сравнительно короткий кишечник. А вот жвачные животные обладают четырехкамерным желудком.

Выделительная система

Она представлена почками, мочеточниками, мочевым пузырем и мочеиспускательным каналом.

Почки выводят из организма избыток воды (наряду с легкими и кожей), солей, аммиака и продуктов распада пуриновых оснований. Строение элементарных единиц почки — нефронов — максимально соответствует виду животного и особенностям его метаболизма. Так, верблюд — обладатель длинных нефронов, и его почки выделяют концентрат, а у видов, обитающих в более комфортных по водному режиму условиях, моча гипотоническая.

Эндокринная система

Принципиально не отличается от таковой у других классов, и состоит из гипофиза, эпифиза, надпочечников, щитовидной, паращитовидных, вилочковой, поджелудочной и половых желез. У млекопитающих эти железы имеют большую специализацию, а некоторые из них выполняют и внешние функции. Так, поджелудочная железа вместе с выработкой инсулина и еще двух гормонов производит расщепляющий жиры фермент и выводит его по протоке в пищеварительный тракт.

Нервная система и органы чувств

Млекопитающим свойственна сильная цефализация: их головной мозг в 3-5 раз превосходит по своим размерам спинной благодаря развитым большим полушариям. Им отдается важная роль в регуляции поведения животных: чем более развита кора полушарий, тем шире диапазон поведенческих реакций.

Высшая нервная деятельность млекопитающих имеет тенденцию к замене безусловных рефлексов условными, инстинктов — навыками, а у приматов — даже зачатками мышления. Это дает представителям данного класса важное преимущество перед другими, поведение которых базируется на инстинктах.

Нервная система делится на центральную и периферическую. Последняя представлена нервами, идущими от головного и спинного мозга. Первая — собственно головным и спинным мозгом. Структура головного мозга была унаследована от предков и включает в себя те же отделы:

• продолговатый мозг;
• мозжечок;
• промежуточный мозг;
• мозолистое тело;
• мост;
• средний мозг;
• большие полушария (конечный мозг).

Как уже было сказано ранее, отличается не строение мозга, а пропорции и значимость его частей.

Нервные окончания представлены нервно-мышечными синапсами и рецепторами, часть из которых развились в самостоятельные органы чувств. Их насчитывается пять — глаза (зрение), уши (слух), нос и вомероназальный орган (обоняние), рецепторы на языке (вкус) а также кожа и вибриссы (осязание и сомато-висцеральная чувствительность). Степень развитости каждого из них у животных разная и обусловлена его образом жизни.

Репродуктивная система

Оплодотворение у млекопитающих внутреннее. Репродуктивный цикл самки включает в себя состояние беременности, если не брать в расчет утконосов и ехидн, откладывающих яйца. Сумчатые животные вынашивают детенышей только в эмбриональной фазе, затем они переходят в сумку на животе матери . Плацентарные вынашивают беременность от 20 (мышь) до 660 (слон) дней, и детеныш рождается более зрелым и приспособленным к существованию в открытой среде.

Характерной особенностью млекопитающих также является конечный набор ооцитов, которыми образуются в яичниках самки еще до ее рождения. В связи с этим репродуктивный период жизни у самки теоретически ограничен, хотя в природе до менопаузы доживают только некоторые виды дельфинов (в неволе это удается также кошкам и шимпанзе). Почему природе это понадобилось? Наука не дает однозначного ответа, есть лишь ряд гипотез.

Кожные покровы

Кожа млекопитающих состоит из трех слоев: дермы, эпидермиса и подкожной жировой клетчатки. Дерма представляет собой плотный слой из старых клеток, в котором есть поры, являющиеся протоками потовых и сальных желез, а также шерсти. Корни этих образований находятся в эпидермисе — более молодом слое.

Под эпидермисом находится подкожная жировая клетчатка, являющаяся энергетическим запасом животного . Эта клетчатка является одной из основ терморегуляции: когда организму не хватает энергии для поддержания метаболизма, он расходует жировые запасы. Самок отличает больший процент жировой ткани в организме, чем самцов: она расходуется в период лактации.

Поведение и образ жизни

Поскольку млекопитающие освоили все континенты и даже океаны, трудно описать их жизнь в двух словах. Наверное, это самый разнообразный класс позвоночных как по внешнему виду, так и по жизненным циклам; существуют хищные, растительноядные и всеядные виды. Часть из них стали домашними, и их образ жизни максимально отдален от жизни их предков благодаря искусственному отбору. Но общие черты у них есть, и именно они отличают этих животных от представителей других классов. К ним относятся :

• Разнообразие форм социального поведения; существуют одиночные, парные и коллективные виды, и последние обладают сложной организацией.
• Забота о потомстве. Подобное характеризует также птиц, но у них процесс выращивания детенышей не сопровождается лактацией. Состояние лактации и отличает млекопитающих от других.
• Способность к приобретению условных рефлексов и навыков, что делает их восприимчивыми к дрессировке.

Что касается последнего пункта, то он является результатом длительной эволюции . Сперва она шла по пути усложнения безусловных реакций, объединяя их в крупные поведенческие стереотипы — инстинкты. Инстинкты млекопитающих очень развиты. Но, помимо них, развиваются и приобретенные формы поведения. Наконец, у представителей отряда приматов приобретенные формы вытесняют инстинкты, и у человекообразных обезьян последние почти отсутствуют.

У человека инстинктов нет совсем. Его поведение регулируется полученными в детстве навыками и мышлением. От инстинктов человеку достались только желания и ряд атавистических рефлексов, которые исчезают еще в грудничковом возрасте по мере роста головного мозга. Поэтому все рассказы о том, что у человека поведение инстинктивно, являются выдумкой.

Таксономия и виды млекопитающих

Количество видов млекопитающих превышает 5 тысяч, и все они делятся на подклассы, отряды и семейства. Внутри каждого семейства выделяют роды, представленные совокупностью видов и подвидов.

Некоторые отряды представлены всего одним видом, например, трубкозубы и некоторые сумчатые. Другие содержат в себе несколько семейств: так, отряд хищных подразделяется на семейства виверровые, кошачьи, собачьи, медвежьи, моржи, настоящие тюлени и ушастые тюлени. Самые многочисленные отряды — грызуны (2277 видов) и рукокрылые.

Человек относится к царству животных, типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, семейству гоминид.

млекопитающие

В мезозойскую эру на нашей планете царствовали пресмыкающиеся. Огромные динозавры обитали на суше, в морях плавали ихтиозавры и плезиозавры, даже в воздушной среде можно было встретить причудливых рептилий. Но, вероятно, уже в триасовый период на Земле появились и первые млекопитающие. В течение долгого времени они занимали лишь подчиненное положение в экологических системах той эпохи, уступая динозаврам. В начале мелового периода появились цветковые (покрытосеменные) растения, которые обладают значительными преимуществами перед голосеменными, а именно двойным оплодотворением и обеспечением зародыша запасами питательных веществ. Они оказались прекрасно приспособленными к сезонным изменениям климата на планете и смогли завоевать самые недоступные участки суши.
Цветковые растения сделали многоликой флору нашей планеты, состоявшей из деревьев, кустарников и трав. Увеличение разнообразия растительной пищи в конце юрского – начале мелового периода обеспечило настоящий расцвет насекомых, птиц и млекопитающих.
В чем отличие динозавров от млекопитающих? И те, и другие – позвоночные животные, однако рептилии считаются хладнокровными, то есть температура их крови изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. Млекопитающие же – это животные теплокровные, температура их тела поддерживается на постоянном уровне вне зависимости от температуры окружающего воздуха.
Но главное отличие скрыто в самом названии млекопитающих, ведь систематическое наименование этого класса животных – Mammalia – произошло от латинского слова mamma, что означает «грудь». Соответственно, млекопитающие представляют собой животных, самки которых вскармливают потомство грудным молоком. Они рождают живых детенышей, а не откладывают яйца. Еще одна отличительная черта – млекопитающие обычно полностью или частично покрыты шерстью. В мезозое климатические и природные условия благоприятствовали эволюционному развитию и увеличению разнообразия рептилий со свойствами настоящих ящеров. Поэтому мезозойская эра вошла в историю как эпоха динозавров. Однако именно в это время появились первые млекопитающие, которые уже к концу мелового периода стали широко распространяться по всей планете.
Эволюция – достаточно медленный и многоступенчатый процесс, поэтому точно сказать о том, когда же на Земле появились первые млекопитающие от родителей-рептилий, не представляется возможным. Например, важные ароморфозы, которые напоминали некоторые структуры млекопитающих, возникли еще у пеликозавров (Pelycosauria). Пеликозавры, плотоядные и растительноядные существа, похожие на ящериц, обитали более 280 млн лет назад, задолго до появления настоящих млекопитающих. У них имелись передние зубы, уже напоминавшие резцы млекопитающих, за ними располагались крупные клыки, далее – жующие зубы, которые также можно сравнить с коренными и ложнокоренными зубами млекопитающих.
Еще одна близкая к млекопитающим группа рептилий – терапсиды (Therapsida), черепа и зубы которых во многих отношениях схожи с черепом и зубами млекопитающих. Кроме того, конечности их располагались уже не по бокам туловища, а спереди и сзади его, то есть в положении, типичном для млекопитающих. Ароморфоз (от греч. airomorphosis – «поднимаю форму») – такое эволюционное изменение строения организмов, которое усложняет и в целом повышает уровень их организации и жизнедеятельности и, как следствие, расширяет жизненные условия.
Очевидно, что появление млекопитающих было обусловлено многими крупными ароморфозами, возникшими у одного из подклассов пресмыкающихся, которые существовали в мезозойскую эру. Такими ароморфозами стали более развитая нервная система, способствовавшая приспособлению животных к условиям среды, перемещение конечностей с боков под тело, возникновение органов, обеспечивавших развитие зародыша в теле матери и последующее выкармливание молоком, а также появление шерстяного покрова.
Шерсть как элемент приспособления и другие отличительные признаки млекопитающих, вероятно, эволюционировали на протяжении миллионов лет. Животные, имевшие шерсть, могли рыскать в поисках пищи как в холодных, так и в теплых местах, потому что они обладали лучшей приспособляемостью.

В отложениях юрского периода были обнаружены останки древних животных, которые получили наименование трехбугорчатых (Triiuberculata). Это были небольшие зверьки, по многим признакам близкие к насекомоядным млекопитающим. Возможно, именно они дали начало сумчатым и плацентарным представителям фауны. Постепенные изменения в дыхательной и кровеносной системах позволили получить первым млекопитающим такие приспособления, как высокая температура тела, способность к терморегуляции и высокий аэробный уровень метаболизма. Эти эволюционные процессы выразились в разделении сердца на четыре камеры и сохранении одной дуги аорты, что обеспечило несмешиваемость артериальной и венозной крови.
Изменение строения челюстей, дифференци-ровки зубов и развитие челюстной мускулатуры у млекопитающих привело к нахождению более эффективной кормовой стратегии, способствовавшей ускоренному перевариванию пищи. В конце мелового периода наступает похолодание, и, как следствие, вымирают растительноядные, а за ними и хищные динозавры. Из-за массового вымирания многих рептилий на планете начинается быстрая адаптивная эволюция птиц и млекопитающих, которые начали занимать освободившиеся экологические ниши. Кстати, птицы, по мнению многих палеонтологов, произошли от одной из групп динозавров.
Полное разделение артериального и венозного кровотока обеспечило им теплокровность. Вероятно, млекопитающие и птицы лучше приспосабливались к новым климатическим условиям и в конце концов сумели завоевать всю Землю. После вымирания динозавров они заняли господствующее положение в животном царстве. Таким образом, к концу мезозойской эры на нашей планете распространились настоящие млекопитающие, птицы и цветковые растения. Именно они фактически сформировали современную биосферу Земли. В этот период произошло массовые вымирание мезозойских групп пресмыкающихся, включая динозавров, ихтиозавров, плезиозавров, птерозавров и мозазавров. Их место заняли практически все те семейства млекопитающих, которым суждено было испытать расцвет в последующей, кайнозойской эре. Более развитый мозг, более совершенный способ произведения на свет и выращивания потомства дали возможность млекопитающим заполнить биологический вакуум, образовавшийся после массового вымирания пресмыкающихся.

Из всех ископаемых животных наибольшей популярностью среди широкой публики пользуются динозавры. Эти крупные рептилии были хозяевами планеты в течение 150 миллионов лет, уступив место млекопитающим. Первые млекопитающие - наши далекие предки - появились тоже очень давно, одновременно с первыми динозаврами. Эти невзрачные зверьки были измельчавшими потомками большой и разнообразной группы так называемых зверообразных рептилий, которые господствовали на планете еще до эпохи динозавров. Палеонтологи предполагают, что крупные зверообразные рептилии измельчали и превратились в млекопитающих именно потому, что только таким способом они могли спастись от новых страшных двуногих хищников, которые первыми из крупных животных научились быстро бегать - от динозавров и их ближайших родственников текодонтов. О происхождении млекопитающих рассказывает палеонтолог, сотрудник Палеонтологического института РАН Александр Раутиан.

Александр Сергеевич, скажите, пожалуйста, с чего началась история млекопитающих?

История, непосредственно ведущая к млекопитающим, началась с появления зверообразных рептилий. Первый человек, который догадался, что история млекопитающих должна начинаться не от рептилий, а от амфибий – это был Томас Гексли, который обратил внимание на то обстоятельство, что даже мы, настоящие млекопитающие, во многом похожи на амфибий, а не на рептилий. Например, настоящие чешуйчатые рептилии, они выделяют мочевую кислоту, а мы выделяем мочевину, это то, что характерно для амфибий, многих рыб и не характерно для чешуйчатых рептилий – змей, ящериц, крокодилов.

Если мы будем говорить о том, что такое рептилии – это уровень организации, который был достигнут несколькими ветвями. То есть, по всей вероятности, независимых амфибийных предков имели, по крайней мере, черепахи, то, что называется диапседные рептилии – ящерицы, змеи, крокодилы, динозавры в том числе и зверообразные рептилии. То есть по всей вероятности минимум три ствола на рептильный уровень выходили независимо.

Наш ствол начинался он со зверообразных рептилий. Это очень древняя группа, ее самые древние представители известны со среднего карбона, то есть, соответственно, больше трехсот миллионов лет назад. Это существа, которые достаточно сильно на нас не похожи, но, тем не менее, они произвели в истории наземной биоты настоящую революцию. Это первые животные, которые вырвались в крупноразмерный класс даже среди наземных позвоночных. Есть совсем небольшое количество очень крупных насекомых, есть очень небольшое количество наземных позвоночных очень мелкого размера.

Мы происходим от сравнительно мелких представителей этой же большой группы. Все млекопитающие происходят от сравнительно мелких представителей. Но члены этой большой предковой группы – это первые животные, которые вырвались в крупноразмерный класс. Только в самое последнее время стали понятными важные последствия этого прорыва. Дело в том, что достаточно активное животное крупного размерного класса не может быть хладнокровным. По крайней мере, на ходу они должны сильно разогреваться. Если мы мысленно будем пропорционально увеличивать животное, то, соответственно, объем будет расти как куб линейных размеров, а поверхность тела будет расти как квадрат линейных размеров. Естественно, тепло вырабатывается объемом, то существо, активно двигающееся, греется.

Это очень важное обстоятельство, и вот почему. Если мы возьмем мелких рептилий, у которых температура тела существенным образом не отличается от окружающей среды, среди них ни в какие исторические времена не было активных растительноядных форм. Они едят либо животную пищу, либо если они едят растительную пищу, то они это делают не слишком эффективно. Дело в том, что существует железное правило в стационарном сообществе: энергия, которая переходит с одного уровня на другой, составляет 10%. То есть те, кого едят, в 10 раз больше тех, кто ест.

Таким образом, рептилии – хладнокровные, они и сейчас не умеют этого делать. Причем на самом деле можно догадаться, в чем беда. Дело в том, что растительные корма обладают массой достоинств: они от вас никуда не убегают, их огромное количество и прочие дела, но они низкокалорийные. Надо очень много съесть и самое главное, что для того, чтобы много съесть, надо быстро переваривать, должен быть мощный обмен веществ. Именно крупные зверообразные рептилии - это были первые в истории наземных позвоночных растительноядные существа.

Какими были первые растительноядные формы?

Это - эдафозавр с огромным парусом на спине из самой примитивной группы зверообразных рептилий - пеликозавров. Эдафозавры - самые крупные из них представители. У них существует проблема отдачи тепла. Когда вы таким чудовищным образом увеличиваете поверхность теплоотдачи, это значит, что у вас есть избыточное тепло. Но, тем не менее, они изобрели растительноядность. Причем то обстоятельство, что были эффективные растительноядные существа, особенно явственно видно по той причине, что были крупные хищники.

Обычно за каждое достоинство приходится чем-то платить. В этом отношении замечательное зрелище можно наблюдать в Монголии. Там по утрам бывает прохладно. Когда вы видите ящерицу, которая вылезла, чтобы погреться на солнышке рано утром, вы можете просто за ней идти, и увидите, что она не может от вас убежать, она от вас будет уходить шагом, она бежать еще не может. Если вы медленным шагом к ней походите, скажем, минут пять, то после этого она не будет пытаться от вас уйти даже при прямой попытке на нее наступить. Это происходит по той причине, что она до сих пор от вас убегала в долг по кислороду.

Другой пример: представим себе, что мы с завтрашнего дня становимся организмами с непостоянной температурой тела. Это означает, что нам минимум упятерили зарплату. Потому что мы сейчас предпочитаем есть хотя бы раза три в день, а для рептилий, когда она ест раз в неделю – это совершенно достаточно. Есть крокодилы, которые едят досыта раз в полгода.

А потом все это медленно переваривается, а кроме того на этих запасах можно существовать довольно долго. То есть преимущество независимости от температуры окружающей среды очень велико, но надо иметь в виду, что мы за это платим огромные деньги в буквальном смысле. А мы их тратим на то, чтобы обогревать окружающее пространство, потому что мы едим, а большая часть того, что мы съели выделяется обратно в виде тепла.

Как же развивались первые млекопитающие?

История оказывается такой: 150 миллионов лет назад происходит замечательная вещь – в истории Земли впервые появляется крупный хищник, который умеет бегать. Дело в том, что эти зверообразные рептилии – это был совершенно потрясающий мир. Крупные животные ходили шагом. Вообразите себе картину, когда жертва шагом уходит от хищника, а хищник шагом ее догоняет.

Еще никто не научился бегать в крупноразмерном классе. В мелкоразмерном классе научились бегать гораздо раньше. Когда в истории Земли возникла ситуация нам знакомая, когда в крупноразмерном классе жертвы удирают от хищников бегом, а хищники их бегом преследуют? Началась эта история 230 миллионов лет назад. Потом очень быстро побежали, потому что, понятно, как только заводится крупный бегающий хищник он получает конкурентное преимущество, и всем другим хищникам делать нечего, они просто погибают.

Дальше есть только два пути: нужно либо учиться бегать как эти хищники, либо нужно наоборот измельчать до такой степени, чтобы у крупного хищника пропал к вам интерес. Первыми научились бегать текодонты, предковая группа по отношению к динозаврам. Другие настолько увеличились в размерах, что хищнику было трудно с ними справиться. Это те, кто так и не научился быстро бегать, но достиг огромных размеров. Но это их тоже не спасло, в конечном счете.

Теперь в мелкоразмерном классе находились зверюшки, которые и породили млекопитающих. Это были мелкие зверообразные рептилии. Мы, к сожалению, знаем их очень плохо, главным образом по обломкам челюстей, изолированным зубам и другим фрагментам. К концу триаса появляются млекопитающие. Это 200-230 миллионов лет назад. Они были совсем маленькие, гораздо меньше кошки. Динозавры, кстати говоря – это современники млекопитающих. Первые динозавры и первые млекопитающие встречаются биологически одновременно. С динозаврами главное, что происходит: среди текодонтов нет растительноядных животных, первоначально это были хищники. Соответственно, динозавры с самого начала своей истории создают своих собственных растительноядных животных. То есть среди динозавров есть растительноядные существа. Когда мы начинаем смотреть самых древних растительноядных динозавров, они уступают по достоинствам челюстного аппарата всем предшественникам по растительноядной пище. Оказывается, для того, чтобы выжить, растительноядному существу, важнее чем иметь хороший челюстной аппарат, нужно иметь хорошие ноги, потому что от этих хищников необходимо убежать.