История Земли - Ричард Флинт

Фото 40. Rutiodon, один из многочисленных видов ползающих рептилий. Реконструкция. Наличие его ископаемых остатков в нижнетриасовых слоях Европы и Северной Америки позволяет предполагать, что в раннетриасовое время эти континенты, возможно, соединялись. На переднем плане - цикадовые растения, позади рептилий - хвощи. На заднем плане справа - папоротники, а за ними - хвойные растения. Реконструкция

Одна из форм ползающих рептилий, ископаемые остатки которой в большом количестве обнаружены в пермских слоях, имела характерное приспособление - бросающийся в глаза пару-сообразный вырост на спине (фото 41). У ископаемых скелетов этот "парус" состоит из длинных тонких костяных отростков, которые отходили вверх от спинного хребта. У живой рептилии эти отростки наверняка соединялись перепонкой, как пальцы утиной лапы. Измерения, проведенные на многих ископаемых скелетах, показали, что площадь этого выроста была пропорциональна объему тела рептилии. Очевидно, вырост был пронизан кровеносными сосудами, и поэтому при нагревании солнечными лучами он мог обеспечивать быстрое повышение температуры тела холоднокровной рептилии, его действие можно сравнить с действием автомобильного радиатора, охлаждающего воду, которая циркулирует по многочисленным трубкам. Первые, хотя и несовершенные устройства такого типа появились у двух различных родов ползающих рептилий. Один из них, диметродон, изображенный на фото 41, был хищником, насколько мы можем судить по строению его зубов. Но подобный же вырост появился и у совсем другой, травоядной рептилии. У нее он отличался тем, что на длинных отростках находились короткие поперечные выступы. Хотя это была несколько видоизмененная конструкция выроста, его назначение было, очевидно, таким же, как и у рептилий другого типа.

Фото 41. Диметродон (Dimetrodon), пермская ползающая рептилия длиной более трех метров, имевшая на спине удивительное приспособление для терморегуляции. На переднем плане хвощи; на заднем - папоротники и другие деревья. Реконструкция

Рептилии, подобные млекопитающим. Конец палеозойской эры ознаменовался быстрым изменением рельефа и климата. Поэтому неудивительно, что в это же время происходило и активное развитие рептилий, которые были тогда наиболее развитыми и доминирующими животными. Среди вновь образовавшихся к этому времени рептилий особенно важная роль принадлежит одной группе, потому что именно она впоследствии дала начало новой эволюционной ветви, называемой млекопитающими. Наиболее ранние свидетельства об этой группе содержатся в ископаемых остатках из позднекаменноугольных и пермских слоев, найденных в Южной Африке и Аргентине. Возможно, что эти две области представляли в пермское время единый массив суши, как это показано (в виде предположения) на рисунке 27. Если это так, то не удивительно, что на этих двух континентах, в настоящее время разделенных тысячами километров морского пространства, обнаружены ископаемые остатки одинаковых или очень схожих наземных животных.

Фото 42. Два вида рептилий, подобных млекопитающим, найденные в триасовых слоях Южной Африки. Три хищника (Cynognathus, слева) готовятся напасть на травоядную рептилию (Kannemeyeria) длиной около двух метров. Растительность представлена цикадовыми и хвойными. Реконструкция

Эти ископаемые остатки представлены скелетами рептилий, но рептилий, у которых уже начинают проявляться несомненные признаки млекопитающих; позднее в триасовых слоях появляется несколько родов таких рептилий, и они еще в большей степени похожи на млекопитающих. Отличительными их признаками, прослеживающимися по скелетам, являются длинные шеи, дифференцированные зубы и более развитый мозг. Предположительная реконструкция их облика дана на фото 42. Конечности удлинились, причем суставы на передних конечностях - "локтевые" - сместились назад, а на задних - "коленные" - вперед. Благодаря этому тело рептилии слегка приподнялось и стало не таким приземистым. Подобное положение тела мы видим у млекопитающих (рис. 44), у которых кости конечностей надежно поддерживают тело и освобождают мышцы от излишней нагрузки. Зубы, которые у рептилий были все одинаковыми и имели коническую форму, начинают подразделяться на резцы, клыки и коренные. Увеличился и развился мозг, особенно его лобные доли.

Рис. 44. Положение тела рептилии и млекопитающего

К другим признакам млекопитающих, которые не устанавливаются по скелетам, относятся:

1) молочные железы для вскармливания детенышей;

2) волосяной покров, защищающий тело от влияний внешней среды и препятствующий потере тепла;

3) теплая кровь;

4) четырехкамерное сердце - наиболее совершенный насос, предназначенный для снабжения мозга (и всего организма) кровью вне зависимости от колебаний внешней температуры.

Рептилии после захода солнца становятся холодными и вялыми, млекопитающие же сохраняют относительно высокую температуру тела. Возможно, жившие в триасе рептилии, подобные млекопитающим, обладали большей частью этих признаков, по крайней мере в зачаточной форме. Что касается размножения, то предполагается, что они откладывали яйца так же, как и наиболее примитивные из современных млекопитающих, но точно это не установлено. Однако мы можем с уверенностью утверждать, что развитию более длинных конечностей сопутствует усовершенствование мозга. Такие конечности позволяют уже не ползать, а передвигаться с большой скоростью, что требует значительно лучшей мышечной координации и вызывает необходимость в более сложном контролирующем устройстве. Любой конструктор самолетов может сказать, что, чем большее число выполняемых операций вы закладываете в конструкцию самолета, тем большим числом контролирующих приборов вам придется его оснастить.

Рептилии, подобные млекопитающим, были многочисленны и разнообразны. Некоторые из них превышали в длину три метра; другие были не больше мыши. И все они вымерли. Но перед тем, как исчезнуть, одна из них - вероятно плотоядная, изображенная на фото 42, - положила начало ветви настоящих млекопитающих, что явилось еще одним крупнейшим достижением эволюции.

Суммируя, мы можем наметить четыре пути, по которым шло эволюционное развитие рептилий (рис. 45). Первый - это наиболее консервативный путь ползающих рептилий, которые никак не проявили себя и навсегда остались ползающими. Второй путь - это путь динозавров, образовавших множество крайне своеобразных разновидностей и тем не менее прекративших свое существование до начала кайнозойской эры. Третий путь - это путь птиц, которые развились из рептилий незадолго до начала юрского периода. Четвертый, и последний, путь начался с рептилий, подобных млекопитающим. Он быстро привел к млекопитающим и в кайнозое разделился на множество троп, одна из которых привела к человеку.

Рис. 45. Пути развития рептилий, ставшие возможными благодаря появлению амниотического яйца

На этих путях эволюции происходило много неожиданного. Одной из наиболее драматических была история динозавров, о которых мы расскажем в следующей главе.

Литература

Gregory W. К., 1951, Evolution emerging: The Macmillan Co., New York, vol. 1, p. 246-287.

Rome r A. S., 1964, The vertebrate story: 4th ed., University of Chicago Press, p. 87-175

Smith H. W., 1961, From fish to philosopher: American Museum of Natural History, New York, p. 85-101,120-121. (Paperback.)

Глава четырнадцатая. Век динозавров

Рептилии на суше

За палеозойской эрой последовал один из самых замечательных периодов в истории жизни на Земле - царствование мезозойских рептилий. В пределах мезозоя, на протяжении 190 миллионов лет, произошло поразительное распространение рептилий. Рептилии, появившиеся в результате эволюции в позднекаменноугольное время, благодаря преимуществам размножения с помощью амниотического яйца распространились на суше, заселили моря и поднялись в воздух, используя только что появившиеся крылья. Одна из ветвей рептилий дала начало птицам, которые конкурировали с самими летающими рептилиями. Другая ветвь, как мы уже видели, развилась в ветвь млекопитающих. И все же наиболее яркие персонажи в драме рептилий - динозавры. Они и все их родичи, плавающие и летающие, вымерли в мезозойскую эру. Вымерли полностью, до последней особи, предоставив заселять Землю новым группам животных, главным образом потомкам мезозойских млекопитающих.

Летопись ископаемых свидетельствует о существовании сотен родов динозавров размерами от цыпленка до десятков метров, имевших десятки самых разнообразных приспособлений к жизни в различных условиях. И все же, как и все другие рептилии, все динозавры, вероятно, были холоднокровными и прямо или косвенно зависели от наличия в большом количестве лиственной растительности. Однако ископаемые динозавры были найдены на всех континентах, кроме Антарктиды. Из этого обстоятельства мы можем заключить, что в мезозойское время были широко распространены низменности с мягким климатом и пышной растительностью, так как животные, подобные динозаврам, не могли существовать в высоких горах с крутыми склонами и в холодном климате. Этот вывод, по-видимому, согласуется с имеющимися у нас данными о перемещениях плит земной коры. Взглянув еще раз на рисунок 27, мы увидим, что большая часть территории суши, которая сейчас располагается в средних или высоких широтах, в середине мезозоя находилась (предположительно) в более низких широтах. Не исключено, что южная часть Северной Америки и южная часть Европы тогда примыкали к экватору. Если бы континенты занимали в мезозое то же положение, что и сейчас, то маловероятно, чтобы рептилии были столь многочисленны и чтобы достигали таких огромных размеров.