До и после динозавров
Шрифт:
Млечный путь
Родословная млекопитающих прослеживается с триасового периода (около 230 млн лет). Возможно, что теплокровность возникла у них как приспособление к ночному образу жизни, помогавшему избегать нападений ящеров, боевитых только при свете дня. Уже у некоторых цинодонтов возникло дополнительное челюстное сочленение между зубной и чешуйчатой костями, как у млекопитающих. У последних передняя кость нижней челюсти усилилась, а задние — сочленовная и квадратная — уменьшились. Барабанная перепонка по-прежнему находилась под углом нижней челюсти. (Иногда, как воспоминание, она там возникает даже у людей.) В челюсти осталась только зубная кость. «Лишние» кости нижней челюсти стали частями среднего уха (наковальней и молоточком). Вместе с древней костью пресмыкающихся — стапесом (стремечком) — они образовали совершенный орган слуха млекопитающих, что случилось уже в раннеюрскую эпоху. Ночным зверькам хороший слух очень пригодился.
Становление млекопитающих происходило на просторах Восточной Пангеи. Во второй половине позднеюрской эпохи они уже преобладали среди мелких животных. (Среди крупных — они вырвались вперед лишь в середине палеогенового периода.) В триасовом и юрском периодах обособились трехбугорчатые, докодонты, многобугорчатые и пантотерии ( греч.«все звери»; название подразумевает, что они дали начало сумчатым и плацентарным). Все это были всеядные млекопитающие размером с крысу.
У похожих на землероек трехбугорчатых на верхних щечных зубах заметно выступали три конуса, а нижние имели угловатые очертания. Короткая сторона такого зуба попадала в углубление его верхнечелюстного напарника. Такими зубами было хорошо разгрызать насекомых, но для пережевывания растительной ткани они не годились. Щечные зубы многобугорчатых украшали многочисленные мелкие конусы. Впереди у них торчали мощные, как у грызунов резцы. Эти прыгающие древолазы, наверное, были растительноядными и живородящими. Расположение передних конечностей сбоку, а не под телом не позволило этим мезозойским млекопитающим составить достойную конкуренцию прочим родственным группам и выжить в кайнозое.
Исследование млекопитающих сродни работе зубного врача. От хороших и разных зубов настолько зависело все остальное в жизни этих животных, что часто по зубам (и даже по одному из них) можно восстановить облик всего древнего зверя.
У животных, предпочитавших крупную добычу, на коренных и предкоренных зубах часто развивались удлиненные режущие поверхности. Эти видоизмененные зубы называются хищническими. Заднекоренные зубы могли пропасть за ненадобностью, но если сохранялись, несли острые выступы. Резцы оставались на месте. Клыки сильно увеличивались. Бессмертный и предсмертный вопрос Красной Шапочки: «Бабушка, а бабушка, почему у тебя такие большие зубы?» — относился именно к клыкам. А знала бы доверчивая девочка особенности зубной системы млекопитающих, побежала бы скорее за охотниками. Огромные саблевидные клыки неоднократно возникали у разных кошачьих и даже у некоторых сумчатых как орудие разделки особо крупной добычи. С исчезновением крупнейших травоядных в середине четвертичного периода не стало и саблезубов.
Коренные зубы всеядных и растительноядных выглядели сбоку, как срез луковицы, со стороны жевательной поверхности — как квадрат. Часто развивался дополнительный бугорок. Зубы усложнялись гребнями, которые служили для измельчения зеленой массы. За счет гребней также увеличивалась высота коронки. Иначе она слишком быстро изнашивалась бы. У грызунов и других млекопитающих, привычных к твердой пище, зубы росли непрерывно. Об этом можно судить по отсутствию замкнутых корней. У многих растительноядных клыки уменьшались в размерах или утрачивались совсем. Исчезали и боковые резцы с передними предкоренными зубами так, что возникал длинный межзубный промежуток. В остальном скелете общие для разных млекопитающих признаки проявлялись чаще.
К началу раннемеловой эпохи обособилась Южная Америка и Австралия, сохранив до наших дней однопроходных и сумчатых. В остальном свете развивались «бугорчатозубые» и плацентарные млекопитающие. Плацентарные — высшие формы млекопитающих — появились в конце юрского периода и стали заурядными наземными позвоночными уже к концу мелового периода.
По особенностям скелета, мягких тканей и обмена веществ сумчатые и плацентарные отчасти похожи. Среди тех и других возникли виды, приспособившиеся к почти одинаковым условиям. Основные различия проявляются при размножении. Детеныши сумчатых выходят на свет очень рано. (Новорожденный двухметрового большого красного кенгуру весит меньше одного грамма и развит не более двенадцатидневного плацентарного зародыша.) Хотя беременность у плацентарных чревата осложнениями из-за крупных размеров плода, все издержки окупаются менее длительным периодом выкармливания. Половое созревание у них занимает меньше времени, и размножаются плацентарные гораздо быстрее. А главное — за долгий период пребывания в материнском чреве лучше развиваются высшие нервные центры. Сумчатые значительно отстают в развитии мозга.
Длительное вынашивание плода и живорождение обеспечили рост мозга у плацентарных млекопитающих. Относительный его размер заметно увеличился с середины палеогенового периода, а с начала неогенового вырос в среднем в два раза по отношению к размеру тела.
В позднемеловую эпоху разделились основные линии плацентарных млекопитающих. В Азии происходило становление дельтатериев (предков креодонтов и собакоподобных хишных), череп которых похож на греческую букву «дельту». Там находилась прародина зайцеобразных и летучих отрядов млекопитающих. В Африке, Европе и Северной Америке возникли кондиляртры, кошачьи, насекомоядные, амблиподы ( греч.«тупоноги»), грызуны, приматы и неполнозубые. В Африке рано обособились виверры, лемуры и некоторые другие. На границе мелового и палеогенового периодов с млекопитающими не случилось ничего знаменательного. Раннепалеогеновые плацентарные были мелкими зверьками, напоминавшими насекомоядных и всеядных сумчатых Южной Америки. Их было не менее 30 семейств, плохо различавшихся по зубной системе.
Зубы ранних плацентарных годились лишь для прокусывания и разрезания небольшой добычи. В основном они питались насекомыми. Для превращения мелочи в крупных хищников требовалось время. На множество наземных растительноядных в раннем кайнозое приходилось только два отряда хищников: креодонты, вымершие в начале неогенового периода, и предки современных собакоподобных. Одни креодонты (оксиенидоны) походили на кошек с длинным телом и короткими лапами. Более крупные гиенодонтиды (гиенозубы) напоминали собак, гиен и медведей. Все ранние формы настоящих хищных не превышали размером куницу или домашнюю кошку. К концу палеогенового периода появились псовые, виверры, енотовые, куньи и кошачьи, освоившие разные способы ловли добычи. От примитивных хищников они отличались большим мозгом и совершенным скелетом конечностей. С такими конечностями стало легче бегать и прыгать. Тогда же от псовых произошли ластоногие хищники. Первые из них напоминали медведей с выраженными хищническими зубами, но конечности уже преобразились в ласты.
След бегущего кита
Почти все средние и крупные растительноядные плацентарные принадлежат к копытным, общими предками которых были позднемеловые-палеогеновые кондиляртры, вымершие в начале неогенового периода. Всего за два-три миллиона лет они дали начало почти половине отрядов кайнозойских плацентарных. Кондиляртры были особенно многочисленны в начале и середине палеогенового периода. Самые древние из них — размером от мыши до овцы, всеядные и хищные — стали предками мезонихид ( греч.«полуночники»), потомками которых являются парнопалые и киты. Другие древние семеноядные кондиляртры — ростом с крысу — имели массивный череп и челюсти, унаследованные своеобразными южноамериканскими копытными. Прочие кондиляртры дали начало непарнокопытным, сиренам, хоботным и даманам.
Причудливо выглядели не дожившие до конца палеогенового периода мезонихиды с торчащими из пасти резцами и клыками. С такими зубами они превратились в крупнейших (размером с волка или медведя) хищников и падалеядов первой половины палеогенового периода. У мезонихид Монголии длина черепа равнялась 83 см, при ширине — 56 см.
Древнейшие киты известны из среднепалеогеновых отложений Пакистана и Северной Африки. Им около 50 млн лет. Размером они были с волка или лисицу, а на ногах носили копытца, как у бегемота. (В общем, небольшой такой бегемотик с лисьей мордой.) С ним киты, кстати, состоят в близком родстве. Не прошло и пяти миллионов лет, а настоящие хищные потеснили своих парнокопытных соперников к берегам. Сначала киты перешли на полуводный образ жизни. Обликом они несколько напоминали нынешних морских львов, но с длинной зубастой пастью. Чуть погодя (в геологическом масштабе времени) они распрощались с землей. Эти киты-археоцеты ( греч.«древние морские чудовища») достигли 25-метровой длины, сохранили остатки задних конечностей и, возможно, еще выползали на пляж. Палеогеновый период не успел завершиться, а киты — зубатые и усатые — окончательно оторвались от суши. Зубы у китов настоящие, а китовый ус развился из покровной ткани, перегородившей ротовую полость ороговевшими пластинами. Тело укрылось под толстым слоем подкожного жира (ворвани), поддерживающим температуру. Хвостовой плавник приобрел горизонтальную форму, как у всех водных млекопитающих, потому что возможности бокового изгиба позвоночника у них ограничены.
Мозг китов по абсолютным размерам превышает человеческий. Они обмениваются разными звуками, а у зубатых китов (дельфинов и кашалотов) появился эхолот. Высокочастотные щелчки создаются движением воздуха по замкнутой системе сложных ответвлений, мешков и клапанов в носовых проходах, усиливаются жировым линзовидным вздутием на морде и посылаются в пространство. Отраженные от препятствия сигналы поступают в область уха через тонкий костяной участок в ее задней части.
Мгновенные снимки сообщества млекопитающих начала палеогенового периода, когда по суше бегали киты, сохранились в Германии. Если обычно от позвоночных остаются разрозненные кости, изредка почти целые скелеты, то в отложениях озера Месселя, существовавшего около 50 млн лет назад, они захоронились целиком — с мохнатой шкурой и содержимым желудка. Исследуя то, что стало последней трапезой мессельских млекопитающих, узнали, что пятипалые древние лошади (размером с мелкую собаку) в отличие от современных щипали не траву, а листья и любили полакомиться фруктами. Там же в поисках скоплений насекомых бродили муравьеды и панголины. Сейчас этих животных можно увидеть только в Южной Америке (муравьеды) и Юго-Восточной Азии (панголины). Приматы уже цеплялись за ветки деревьев кистью с противопоставленным большим пальцем. А древние летучие мыши, как и современные, охотились с помощью эхолота-улитки — небольшого спирального органа в задней части черепа. Летучие мыши испускали ультразвуковой сигнал, который, отражаясь от насекомых, воспринимался чувствительными волосками слуховой улитки и создавал звуковой портрет объекта. Мелкие, летавшие у самой земли мыши ловили исключительно ночных мотыльков и взрослых ручейников. Узкокрылые мыши покрупнее носились над пологом леса в поисках жуков и других насекомых. Вместе с этими почти похожими на современных млекопитающими в лесу скрывались лептиктидии ( греч.«тощие хорьки») — насекомоядные, внешне напоминавшие крупных тушканчиков (30 см высотой). Но вместо того чтобы скакать и прыгать, они бегали на задних лапках подобно человеку…