Мир гигантских пресмыкавшихся

Наиболее характерной особенностью мезозоя является удивительный расцвет пресмыкающихся. Поэтому мезозой (то есть средний век истории органического мира) называют также веком пресмыкающихся. Панцырноголовые земноводные, игравшие такую важную роль в карбоне и перми, с начала мезозоя, то есть в триас, начали заметно вырождаться. Большое количество этих животных гибло, и их остатки оставались в болотистых местах, которыми триас не был богат по сравнению с обширными болотами пермского и каменноугольного периодов. Однако некоторые из этих последних могикан достигали огромных размеров. Таким гигантом был, например, MASTODONSAURUS ‑ панцырноголовое с телом жабы, коротким хвостом и с черепом длиной более одного метра. Его довольно удачно называют "жабоящером". В конце триаса панцырноголовые полностью вымерли. От этих гигантских животных произошли саламандры, тритоны и лягушки, однако эти потомки никогда не достигли такого значения, как их гигантские предки. При сравнении пресмыкающихся мы видим, что эта группа животных сильно деградировала: от 20 больших групп мезозойских пресмыкающихся в настоящее время остались очень незначительные представители.

Разнообразие жизненных условий в различных местах Земли и необходимость приспособиться к этим различным условиям способствовали появлению самых различных типов пресмыкающихся.

Некоторые пресмыкающиеся вернулись в моря. Их обратное приспособление к жизни в водной среде происходило различными путями. Так, например, в морях жили хищники (например, ICHTHYOSAURUS, PLESIOSAURUS, MOSASAURUS, TYLOSAURUS), такие же опасные и жестокие, как современные акулы. Некоторые из них достигали огромных размеров, так, например, меловой ELASMOSAURUS (из плезиозавров) достигал 13 м в длину. В морях мезозоя жило также много крокодилов; наиболее крупные представители рода MYSTRIOSUCHUS, жившие в европейских морях в период юры, достигали 6 м в длину. У некоторых из этих крокодилов METRIORHYNCHUS и GEO‑SAURUS) конечности вновь превратились в плавники, что свидетельствует о том, что они никогда не покидали воды. Очень интересны были триасовые плакодонты ‑ стройные животные с короткой шеей, длинным хвостом и трехгранным туловищем. Такую удивительную форму плакодонту придавал панцырь, образованный изогнутыми под прямым углом брюшными ребрами. Небо и нижняя челюсть этих животных были снабжены плоскими зубами, которыми они размалывали раковины моллюсков и плеченогих, служивших им пищей. Наиболее известным представителем плакодонтов является PLACODUS, достигавший 2 метров в длину, особенно удивительную форму имел HENODUS, тело которого было заключено в твердый панцырь (подобный панцырю черепахи). Большие заслуги в изучении этой группы пресмыкающихся принадлежат профессору Тюбингенского университета Ф. фон Гюне. В этот период были распространены и так называемые нотозавры ‑ хищные пресмыкающиеся триасовых морей, напоминавшие драконов, представитель этой группы NOTHOSAURUS MIRABILIS достигал 3 метров в длину. Особенно характерными для мезозоя были удивительные динозавры ‑ давно вымершие гигантские пресмыкающиеся ящеры. К ним относятся пресмыкающиеся самых различных видов и размеров. Среди них были динозавры, которые вели и плотоядный и растительный образ жизни; они жили и в низменных местах с многочисленными топями и болотами, и в сухих местах и даже в пустынях. Многие из них достигали гигантских размеров (например длина юрского DIPLODOCUS составляла 27 метров). Туловище одних животных не имело защитных покровов, других ‑ было покрыто толстой чешуей. Нередко кожа этих животных состояла из толстых костных пластин или шипов. Размеры черепа динозавра по сравнению с его туловищем были, как правило, довольно небольшими, что свидетельствует о малом объеме мозга этих животных, а следовательно об очень слабой мозговой деятельности. В области крестцовых позвонков у этих животных был развит второй нервный центр, который превышал объем головного мозга иногда почти в 10 раз. Такой удивительный объем спинного мозга в крестцовых позвонках объясняется мощным развитием задних конечностей и хвоста. Динозавры жили с начала триаса до конца мела, затем они полностью вымерли, не оставив потомков.

В мезозое пресмыкающиеся завоевали также и воздух. Это были птерозавры ‑ летающие ящеры, некоторые из них напоминали сказочных драконов (PTERANODON). Эти животные были приспособлены для летания ‑ их передние конечности были превращены в летательныеорганы.

Возникновение, расцвет и исчезновение этих удивительных мезозойских ящеров является всего лишь одним из эпизодов грандиозной истории развития животных на Земле. Прежде ученые еще надеялись обнаружить в каком‑нибудь уголке Земли предков этих животных. Однако сейчас уже известно, что эта мечта палеонтологов неосуществима.

Зубастые птицы

Через год после выхода в свет знаменитой книги Ч. Дарвина "Происхождение видов", то есть в то время, когда среди ученых проходили первые горячие споры относительно эволюционного учения, из Золенгофена (Бавария) пришло известие о том, что в разрабатывавшихся там литографских сланцах было найдено удивительное окаменевшее существо, являющееся якобы связующим звеном между пресмыкающимися и птицами. Таким образом, было найдено животное, которое могло подтвердить правильность учения Дарвина. Однако противники этого учения старались умалить значение этой находки, ссылаясь на то, что найденный скелет сохранился неполностью. Нашлись и такие люди, которые распускали слухи о том, что это подделка. Но когда 16 лет спустя в тех же сланцах близ Эйхштетта был найден новый скелет этого замечательного животного, на этот раз полностью сохранившийся, голоса противников умолкли, и даже некоторые противники Дарвина превратились в его последователей.

Эти две замечательные находки ‑ скелеты двух зубастых первоптиц (ARCHEOPTERYX и ARCELEORNIS). Пожалуй, эти находки являются наиболее широко известными палеонтологическими находками вообще. Для палеонтологов было большой неожиданностью открытие, что эволюция позвоночных уже в поздней юре подвинулась так далеко, что появились первые примитивные птицы. Эти древние позднеюрские птицы не имеют ничего общего с летающими ящерами, как это до сих пор нередко можно услышать от неспециалистов. Предков птиц следует искать средн другой вымершей группы пресмыкающихся ‑ среди PSEUDOSUCHIA, представители которой жили в перми и триасе (например, ORNITHOSUCHUS или EUPARKERIA). Эти древние предки птиц, которые нам еще плохо известны, жили в скалистых полупустынных местах, поросших кустарником. Здесь они, по‑видимому, начали ходить и бегать на задних ногах. Их тело еще было покрыто чешуей. На следующей стадии развития, о существовании которой мы пока можем только предполагать, ящер из группы псевдозухий превратился в некую "праптицу", у которой чешуя превратилась со временем в перья и которая уже довольно хорошо умела лазить по стволам и ветвям деревьев. В дальнейшем, в результате изменения чешуи в перья и удлинения их с внешней стороны передних конечностей и хвоста, возникло нечто, похожее на парашют, который позволял животному плавно перелетать с ветки на ветку или с деревьев на землю. Способности летать все время развивались и совершенствовались, в результате чего праптица превратилась в первоптицу, а первоптица ‑ в настоящую птицу.

Следует отметить еще один важный факт, непосредственно связанный с происхождением птиц от ящеров. Сплошной покров из перьев способствовал поддерживанию постоянной температуры тела и возникновению других, связанных с этим, изменений в строении тела древних птиц. Таким образом, впервые в истории развития позвоночных мы встречаемся с типом животных, обладающих постоянной температурой тела; до этого существовали животные (рыбы, земноводные и пресмыкающиеся) только с переменной температурой тела. Эти животные, с эволюционной точки зрения, стоят на более низкой ступени развития, так как зависимость температуры тела от окружающей среды является несомненно весьма ощутимым недостатком.

Первоптицы ARCHEOPTERYX и ARCHEORNIS, появившиеся в период юры, не пережили этот период и к концу юры исчезли с лица Земли. Однако несмотря на скудость находок остатков этих птиц и на богатство мира птиц в последующие геологические эпохи, нельзя недооценивать значения этих первоптиц. Наоборот, необходимо подчеркнуть, что находки остатков этих первоптиц способствовали победе эволюционного учения.

Первые млекопитающие

Когда в мезозое пресмыкающиеся завоевали сушу, море и воздух, достигнув огромного видового разнообразия, на Земле продолжали происходить эволюционные изменения. В конце мезозоя эти пресмыкающиеся‑великаны полностью вымерли, не оставив после себя потомства: вследствие своей узкой специализации они не смогли приспособиться к новым жизненным условиям все время изменявшейся среды. Благодаря раскопкам палеонтологов, история появления и гибели пресмыкающихся великанов была описана в книгах и стала популярной. С эволюционной же точки зрения ящеры представляют слепые ветви генеалогического дерева, обреченные на гибель. Эти ветви дерева жизни иногда покрывались листвой, но от них никогда не развивались новые ветви, дававшие новые, более прогрессивные типы. Они появились и исчезли, от них не осталось ничего, кроме ископаемых остатков. Наряду с этими животными в мезозое существовали и другие пресмыкающиеся, гораздо меньшие по размеру и более простые по строению. Как раз эта группа пресмыкающихся, чутко реагировавшая на все изменения окружающей среды, прошла длинный путь развития, благодаря которому их отдаленные потомки превратились в древнейших предшественников млекопитающих ‑ этой наиболее совершенной группы позвоночных.

Был пройден долгий и трудный эволюционный путь, пока пресмыкающееся превратилось в млекопитающее. Прежде чем рассмотреть этот путь, следует вернуться назад, к тем временам, когда от земноводных‑панцырноголовых, обитавших в каменноугольных лесах, произошло первое пресмыкающееся.

Нам уже известна причина изменения некоторых видов панцырноголовых и пресмыкающихся. Прежде всего это сокращение пространств, занятых болотами и топями, что вынуждало панцырноголовых сконцентрироваться в оставшихся сырых местах или же приспособиться к условиям жизни в безводных местах, откладывать яйца в песок, а не в воду, где происходила личиночная стадия развития зародыша. Уже в каменноугольный период мы находим у панцырноголовых первые признаки перехода на более высокую ступень развития, предшествовавшую возникновению пресмыкающихся. Древнейшие пресмыкающиеся и наиболее высоко развитые панцырноголовые были очень сходны между собой; так, например, решить вопрос, принадлежит ли род SEYMOURIA к земноводным или к пресмыкающимся, может только опытный специалист. Древнейшие пресмыкающиеся тесно связаны со своими панцырноголовыми предками и имеют с ними целый ряд общих черт, так например, череп с ушными вырезами, сверху совершенно прикрытый костями (так называемый стегоцефальный тип черепа), строение плечевого пояса, наличие только одного крестцового позвонка и брюшных ребер и т. д.

Уже эти пресмыкающиеся были представлены большим разнообразием форм. Это говорит о том, что очень скоро они разделились на целый ряд самостоятельных эволюционных ветвей, некоторые из которых затем вымерли, а некоторые продолжали существовать в своих измененных потомках. Среди этих животных можно найти очень неуклюжие своеобразные формы (например, PAREIOSAURUS, MOSCHOPS, DEMETRODON, EDAPHOSAURUS и другие), а также и мелкие формы, главной особенностью которых было то, что они развивались в том направлении, которое способствовало появлению млекопитающих. Это развитие выразилось прежде всего в начинавшейся дифференциации зубов и увеличении их размеров, в постепенной редукции некоторых костей нижней челюсти, в изменении строения основания черепа и, наконец, в образовании морды путем сужения передней части черепа. Произошло также выпрямление конечностей, то есть плечевые и бедренные кости вместо горизонтального положения приняли вертикальное. Это вызвало важные изменения в строении самих конечностей, в первую очередь передних, что является явным признаком более высокой ступени развития. Важно также постоянство числа пальцев (пять), а также числа пальцевых суставов (2, 3, 3, 3), которые от них унаследовали млекопитающие, если только на дальнейшей стадии развития не происходила новая редукция. Таким образом, число пальцевых суставов на человеческой ноге пли руке ‑ два сустава у большого пальца и три у других ‑ является постоянным неизменявшимся наследием от этих древних пресмыкающихся.

Все эти характерные особенности млекопитающих были наиболее ярко выражены у мелких древних триасовых пресмыкающихся из группы ICTIDOSAURIA. Именно от этих иктидозавров и произошли первые млекопитающие. Нужно иметь большие знания и большой опыт, чтобы отличить костные остатки высоко организованных древних пресмыкающихся ‑ иктидозавров ‑ от самых примитивных млекопитающих, так как их сходство действительно очень велико.

Наряду с морфологическими изменениями, у древних пресмыкающихся млекопитающих происходили такие изменения, которые нельзя было установить при исследовании скелетных остатков. Об этих изменениях можно только предполагать. К таким изменениям относится теплокровность, со всеми вытекающими отсюда изменениями в кровообращении, и возникновение столь характерных для млекопитающих молочных желез. Появление этих желез было тестю связано с изменением эмбрионального развития, то есть с переходом от созревания яиц на солнце (у пресмыкающихся) к созреванию яиц при помощи материнского тепла (например, у однопроходных) и далее к развитию зародыша в утробе матери и рождению живых детенышей.

Из сказанного следует, что предками млекопитающих следует считать не чудовищных гигантских пресмыкающихся, а наоборот, маленьких древних пресмыкающихся из группы иктидозавров (DROMATHERIUM, MICROCONODON, MICROLEPTES, TRITYLODON и других), которые вели скрытный образ жизни. Подобно тому, как в повседневной жизни нередко незначительные события становятся причиной больших важных событий, так и эти невзрачные древние пресмыкающиеся, находившиеся в тени по сравнению с другими пресмыкающимися, явились причиной крупного события, происшедшего в истории позвоночных. Именно они дали начало наиболее высоко стоящей в эволюционном отношении группе позвоночных ‑ млекопитающим, которые появились на Земле после пресмыкающихся и создали потенциональные возможности для возникновения человека ‑ хозяина и повелителя природы.