Технопарк юрского периода. Загадки эволюции
Шрифт:
Итак, будем знакомы! Сфенакодон, наш предок из пеликозавров. Немецкий палеонтолог О. Кюнн в его скелете насчитывает на каждые девять типичных признаков пресмыкающихся один, характерный уже для млекопитающих.
Все пути ведут к нам?
Но не только потомки сфенакодонов (и наши предки)- многие другие звероящеры, даже те, которые скоро зашли в тупик и вымерли, не оставив потомков, развивались в одну и ту же сторону! У всех у них - разных и, может быть, от разных пеликозавров произошедших - появляются со временем все новые признаки млекопитающих.
Например, звероящеры аномодонты (а среди них те самые двухклыковые южноафриканские дицинодонты) вымерли в
Другие ветви звероящеров - те, что дотянули до конца триаса и, может быть, дали начало разным побегам уже млекопитающих животных - развивались в том же направлении. И все они независимо и параллельно приобретали все новые и новые признаки млекопитающих. Дошло до того, что в самом конце триаса на Земле жили звероящеры диартрогнаты и тритилодонты (между собой не слишком близкие родственники, их общий предок жил еще в пермокарбоне, может быть, среди пеликозавров), и у этих небольших «зверьков» палеонтологи на каждый признак пресмыкающегося насчитывают
Взлет и падение звероящеров. Зародившиеся еще в ранней перми, они почти вымерли в пермотриасовой пустыне (например, горгонопсы).
Но ветвь цинодонтов не только дожила до эпохи динозавров, появившихся во второй половины триаса, но и дала начало побегу млекопитающих, скрытых, теневых обитателей «парка юрского периода» три признака млекопитающих! И все-таки большинство ученых считают их еще рептилиями. А вот в первых ископаемых бесспорных млекопитающих пантотериях всего на пять процентов больше признаков зверей - на каждый признак рептилии четыре признака млекопитающих. Но они числятся млекопитающими.
Трудно стать зверем
Прежде чем стать человеком, предок должен был стать зверем. Млекопитающим! И это заняло гораздо больше времени эволюции и потребовало гораздо больших изменений во всем - строении тела и повадках, чем переход от обезьян к человеку.
Уже у котилозавров начались многозначительные перемены - изменяется место соединения позвоночника с черепом, намечается подвижная шея.
У звероящеров число позвонков в шее становится постоянным. Это постоянное число, 7 позвонков, - одно из важнейших отличий млекопитающих. И у крота, и у жирафы 7 шейных позвонков!
Порой может показаться, что на пути к зверю звероящеры испытали множество неудобств. Легко ли было совмещать в себе признаки двух столь разных классов животных?
Кажется, эта встреча у ручья маленького дицинодонта с могучим горгонопсом, «саблезубом пермского периода», кончится плохо для этого дицинодонта. Но пермотриасовую жару и сухость горгонопсы (у которых не было вторичного нёба, позволяющего нам жевать и дышать одновременно) так и не пережили, а дицинодонты продвигались по лестнице эволюции еще десятки миллионов лет
Есть в скелете млекопитающих один признак, который долго считался очевидным доказательством происхождения млекопитающих прямо от земноводных, «через голову» пресмыкающихся. Тот сустав на затылке, к которому подвижно крепится позвоночник - мыщелок,- у млекопитающих и лягушек имеет два бугорка. У ящериц
Выгоды парности и непарности мыщелка не совсем ясны, Но в природе редко что делается «просто так». Чем-то древний парный мыщелок был для зверей более выгодным, чем «модный» непарный. Иногда в генной записи, в наследственности организмов, в эмбриональном развитии сохраняется память о древних утраченных признаках. Это помогает срочно вернуть этот признак с помощью всего лишь одной мутации соответствующего регуляторного гена, ответственного за этот участок индивидуального развития, если он понадобится снова. Но парный мыщелок земноводных наших предков, микрозавров, рептильными нашими предками (например, пеликозаврами) был «забыт» основательно. Соответствующего регуляторного гена не сохранилось. Поэтому звероящерам пришлось медленно и трудоемко приобретать его вторично, переделывать из непарного!
У самых разных, развивающихся «в сторону млекопитающих», звероящеров постепенно появляется еще два бугорка в добавление к первому. Какое-то время горгонопсы, цинодонты и баурии, по-разному развитые звероящеры, вынуждены были пользоваться тройным мыщелком, что было, на наш современный взгляд, неудобно, неудобней, чем только парным или только непарным. Постепенно средний из трех, рептильный, бугорок у звероящеров становится все меньше, пока у наиболее развитых звероящеров иктидозавров (ласкоящеров, в переводе) и тритилодонтов (трехрядозубов) не стал совсем маленьким, почти никаким... Первые же млекопитающие могли похвастаться самыми настоящими парными мыщелками, с большими трудностями заново (и несколько иначе) изобретенными.
Еще в позапрошлом веке немецкий анатом Райхерт заинтересовался различиями в строении черепов пресмыкающихся и млекопитающих. Для всех косточек черепа при внимательном изучении можно было найти соответствие (гомологию), а если соответствия не было, нетрудно было объяснить, почему его нет. А вот несколько деталей черепа различались столь сильно, что ставили в тупик самых внимательных биологов.
У млекопитающих есть довольно сложный скелет среднего уха. Одна слуховая косточка, стремечко - появилась еще у земноводных стегоцефалов, три же других - молоточек, наковаленка и барабанная кость (на нее у зверей натягивается, как на барабан, барабанная перепонка)- взялись вроде бы ниоткуда. Но эволюция избегает изобретать что-то совершенно новое, если есть что-то старое, что можно переделать и усовершенствовать. И правильно делает. Если бы все изобреталось заново, эволюция - кто-то подсчитал - длилась бы не 4, а 15 миллиардов лет! То есть сейчас только бы появлялись первые многоклеточные организмы... Райхерт тоже понимал это. Он внимательно изучал зародышей млекопитающих, в том числе и человека, и понял!
У зверей и рептилий по-разному устроена нижняя челюсть. Сустав, позволяющий всем четвероногим кусать, унаследован, видимо, еще от третьей жаберной дуги древних предрыб-агнат. У всех четвероногих (кроме млекопитающих) и еще у птиц в суставе сходятся сверху так называемая квадратная кость, а снизу - сочленовая нижнечелюстная кость. Есть у них в нижней челюсти еще и угловая кость (и еще 5 костей). У млекопитающих же (у нас, значит, тоже) трех названных костей во взрослом состоянии как будто нет. А в зародышевом, эмбриональном, есть! У зародыша они образуют челюстной сустав, как у древних рептильных и земноводных предков!
Дальше оставалось только проследить, как квадратная, сочленовая и угловая кости становятся с развитием зародыша все тоньше, незаметней. Они сдвигаются назад, в ухо, где превращаются в наковаленку, молоточек и барабанную косточку среднего уха. Новый же челюстной сустав образуется зубной костью (только она одна и остается из всех многочисленных нижнечелюстных костей древней кистеперой рыбы), а сверху - чешуйчатой костью, занятой у земноводных и рептильных «гадов» совсем другими обязанностями.