Млечный путь: как возникли и развивались млекопитающие
Они появились одновременно с динозаврами и прошли долгий и причудливый эволюционный путь. Кто бы мог подумать, что свиньи и дельфины — близкие родственники, а лошадь роднее собаке, чем корове?
Из того немногого, что рассказывают в школе об истории жизни на Земле, большинство выносит представление, что мезозой — это эра рептилий, а кайнозой — эра млекопитающих. На самом деле это не совсем так. Но чтобы разобраться в вопросе, придется заглянуть еще дальше в глубь времен — в каменноугольный период (359–299 млн лет назад) палеозойской эры.
Начало соперничества
Первыми позвоночными на суше были амфибии. Они все еще были тесно связаны с водой: их тонкая кожа требовала постоянного увлажнения (поскольку служила дополнительным органом дыхания, причем не менее важным, чем легкие), да и оплодотворение и дальнейшее развитие их икры было возможно только в воде.
К середине каменноугольного периода некоторым амфибиям удалось решить эти проблемы. Нежную икринку с ее тонкой проницаемой мембраной заменило яйцо — сложный орган с прочной кожистой оболочкой, позволяющий зародышу развиваться на суше, оставаясь в жидкой среде.
Воздух в легкие стал не «заглатываться», а нагнетаться движениями грудной клетки. Это позволило отказаться от кожного дыхания и сделать кожу многослойной и сухой. Изменилась и работа почек: от постоянного выведения лишней воды они перешли к ее экономии. Так из амфибий получились новые существа — амниоты.
Амниоты быстро разделились на две ветви: завропсид и синапсид. У завропсид все упомянутые приспособления были доведены до совершенства. Кожа стала очень сухой, обычно покрытой роговой чешуей или щитками. Обмен веществ был перестроен, чтобы не тратить воду на выведение токсичной мочевины: вместо нее образовывалась менее вредная мочевая кислота. К завропсидам относятся все настоящие рептилии (включая появившихся в мезозое динозавров) и птицы.
Синапсиды же эволюционировали по принципу «и так сойдет». Кожа стала многослойной, но осталась мягкой и сохранила многочисленные железы. Почки по-прежнему выводили мочевину, так что синапсидам приходилось часто пить. Но «так» действительно «сошло»: принятых мер оказалось достаточно, чтобы успешно обитать на суше. Млекопитающие, появившиеся практически одновременно с динозаврами, — это именно синапсиды.
Постепенное озверение
Сто с лишним миллионов лет после разделения завропсиды и синапсиды сосуществовали, порождая все более разнообразные и совершенные формы. В пермском периоде (299–252 млн лет назад) среди синапсид появились териодонты («зверозубые ящеры»). Их зубы были уже не простыми и более-менее одинаковыми по форме, а разделились на привычные нам типы: резцы, клыки и коренные.
Но главное — зубы не сменялись по ходу жизни. Казалось бы, это потеря, а не приобретение: утраченный зуб невозможно было восстановить. Но эта стабильность позволила плотно смыкать точно подогнанные друг к другу верхний и нижний ряды зубов. Благодаря этому териодонты могли не только захватывать пищу, но и откусывать и жевать. Это очень полезное умение как для хищников, так и для растительноядных.
К концу пермского периода именно синапсиды — и в первую очередь териодонты — были самыми распространенными наземными позвоночными. Они были представлены множеством видов, среди которых были и хищники (крупнейшие достигали размеров тигра), и всеядные, и вегетарианцы.
И среди этого разнообразия то в одной группе териодонтов, то в другой стали появляться признаки млекопитающих. Это шерсть (поначалу только редкие волоски, расширявшие возможности осязания), мягкие губы, новое устройство челюстного сустава, усложнение органа обоняния… Поскольку раньше зоологи именовали млекопитающих зверями, можно сказать, что териодонты постепенно зверели.
Этот процесс не прервало даже великое вымирание, отмечающее конец палеозойской эры и начало мезозоя. Оно случилось 252 млн лет назад и стало самым массовым со времен появления многоклеточных. Териодонты выжили и продолжали эволюционировать, все более походя на млекопитающих.
Первым периодом новой мезозойской эры стал триасовый (252–201 млн лет назад). Ближе к его концу среди цинодонтов (одной из групп териодонтов) появились формы, собравшие вместе все черты будущих млекопитающих. И у них, вероятно, уже был и самый характерный признак, по которому эта группа и получила свое название: выкармливание детенышей молоком.
Источник
Правда ли, что млекопитающие произошли от рептилий
В большинстве научно-популярных книжек, а также учебниках по биологии можно встретить утверждение, что млекопитающие — в том числе и мы, люди — произошли от рептилий. И это заблуждение закрепилось в сознании даже самых образованных личностей.
Но на самом деле говорить так с точки зрения современной науки неправильно. Это всё равно что утверждать, будто вас родила ваша двоюродная сестра. Млекопитающие и рептилии имеют общие корни, но не являются предками друг друга.
Это очень популярный миф, сродни происхождению человека от обезьяны.
Современные млекопитающие произошли от цинодонтов — животных, появившихся в позднем пермском периоде, около 260 миллионов лет назад. Это такие теплокровные пушистые зверьки, умевшие откладывать яйца.
Они первыми в истории планеты научились жевать и дышать одновременно, кстати. Так что именно благодаря их генам вы можете пообедать, не задерживая дыхание.
Цинодонт рода Trirachodon раннего триасового периода из Южной Африки. Изображение: Nobu Tamura / Wikimedia Commons
И то, что от него осталось. Изображение: Karen Neoh / Wikimedia Commons
Цинодонты же в своё время выделились из синапсид — очень разнообразной группы животных, которые в учебниках по биологии называются звероящерами. Главы об этих созданиях сопровождаются картинками с разнообразными зубастыми грузными существами, которые напоминают помесь варана с бегемотом и носят интригующие названия мосхопсы, листрозавры и тетрацератопсы.
Прочитав такие слова, большинство людей сочтёт этих животных какими-то динозаврами, а стало быть, пресмыкающимися. Но это неверно.
Латинское слово «завр» (sauria), «ящер», не обязательно указывает на то, что перед вами рептилия. В начале XIX века им вообще обзывали почти каждый откопанный скелет, потому что с тем уровнем развития науки тяжело было разобраться, динозавр это или кто-то ещё. Самый известный пример — базилозавр , который при ближайшем рассмотрении оказался доисторическим китом.
Синапсиды и правда считались рептилиями — в начале XX века, на заре научного знания. Но с тех пор учёные разобрались, кто есть кто, и теперь Synapsida помещён на заслуженное место самостоятельного класса, который не входит в класс рептилий, как раньше.
Синапсиды и завропсиды, к которым относятся современные рептилии и птицы, — это сестринские группы животных, а не родительские. Наши с ними эволюционные пути разошлись около 320 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде. В общем, взгляните на схему и поймёте.
Примерно вот так эволюция и работает. Изображение: Wikimedia Commons
Мы, синапсиды (впредь можете именовать так всех млекопитающих, в том числе свою собаку), с завропсидами (рептилии и птицы) произошли от группы древних животных, называющихся базальными амниотами.
Диадектоморф, наиболее вероятный предок амниот, родом из Азии, каменноугольный период. Изображение: Дмитрий Богданов / Wikimedia Commons
И то, что от него осталось. Изображение: Ghedoghedo / American Museum of Natural History / Wikimedia Commons
Они были похожи на современных пресмыкающиеся внешне, но имели очень много внутренних отличий, и рептилиями их звать неправильно. Амниотам же начало дали амфибии, которые, в свою очередь, вывелись из древних кистепёрых рыб. Вот.
В общем, если вас спросят, от кого произошли млекопитающие, не говорите «от рептилий» и уж тем более «от динозавров», или поставите себя в неловкое положение. Ответьте: «Мы, синапсиды, произошли от базальных амниот», и все удивятся вашей эрудированности. Ну, или скажут «Не умничай!», если вы заикнётесь об этом в присутствии школьных учителей.
Источник