Первые млекопитающие были современниками первых динозавров. Происхождение млекопитающих Когда появились млекопитающие

§ 47. Особенности нервной системы млекопитающих Центральная нервная система у млекопитающих развита больше, чем у какой-либо другой группы животных. Диаметр спинного мозга обычно несколько больше, чем у других тетрапод (см. рис. III-18, а). Он имеет два утолщения в грудном и

§ 48. Органы чувств млекопитающих Органы чувств млекопитающих имеют ряд особенностей, которых нет у позвоночных других групп. У млекопитающих хорошо развит орган обоняния. В отличие от птиц он состоит из основного органа обоняния и вомероназальной системы. Основной

§ 49. Возникновение мозга млекопитающих Небольшие рептилийные предки млекопитающих вышли из древесных завалов карбона с развитым обонянием, вестибулярным аппаратом, неважным зрением и ассоциативными центрами в среднем мозге. Эти существа начали загадочный

3. Век Млекопитающих Век Млекопитающих начался примерно семьдесят два миллиона лет назад - в ту пору, когда исчезали динозавры. Динозавры - гигантские создания - были пресмыкающимися, а пресмыкающиеся - животные холоднокровные. Динозавры - близкие родичи крокодилов и

7.1. Характеристика и систематика млекопитающих Млекопитающие – это гомотермные животные с исключительно высоким уровнем интенсивности обмена веществ, для которых характерно вскармливание новорожденных детенышей молоком. Их кожа покрыта волосами и имеет

Наиболее вероятные предки - подотряд Цинодонты (Cynodontia) отряда Зверозубых. Так, цинодонты имели вторичное костное небо, которое несло заклыковые зубы (гомологичные коренным зубам млекопитающих), а также многочисленные щечные железы, гомологичные слюнным железам млекопитающих. В плечевом поясе наблюдалась редукция коракоида, а в тазовом - разрастание подвзодшных костей; наличие же поясничного отдела позвоночника, видимо, означало появление диафрагмы. На костях челюстей некоторых представителей обнаружены следы прикрепления губных мышц. Вероятно, тогда же появились и молочные железы - видоизмененные потовые; вероятно, первоначальной их функцией было не столько "выкармливание", сколько "выпаивание" детенышей и снабжение их солями. Тогда же, вероятно, сложилось разделение сердца на четыре камеры, ставшее предпосылкой теплокровности. Первые млекопитающие появляются в отложениях верхнего триаса, это триконодонты, характеризующиеся наличием трех продольных бугров на зубах (также полностью вымершие в меловом периоде). В начале юры появляются многобугорчатые (инфракласс Аллотерии, отряд Multituberculata) , получившие своё название в связи с наличием на коренных зубах многочисленных бугорков. Это была специализированная группа животных с очень сильно развитыми резцами и без клыков. Многобугорчатые представляли специфических растительноядных зверей, и их нельзя считать предками последующих групп млекопитающих. Имеются, правда, гипотезы, что их ранние формы дали начало однопроходным. Вымерли многобугорчатые в начале третичного периода В юрском периоде появились пантотерии (инфракласс Трёхбугорчатые Trituberculata) (также вымерли в конце мела), от которых произошли настоящие звери, то есть живородящие млекопитающие. Уже в меловом периоде произошло разделение на сумчатых и плацентарных. Уже в конце мелового периода сформировался отряд насекомоядных. Древние представители этого отряда дали начало всем основным линиям эволюции плацентарных. В начале третичного периода начинается бурная эволюционная радиация млекопитающих. Появляются примитивные хищные - креодонты. Креодонты были господствующими хищным видами в раннем третичном периоде, 55—35 млн лет назад. Несмотря на внешнее сходство с современными хищниками, в настоящее время предполагается, что креодонты не были предками хищников, а имели с ними общего предка, представляя собой тупиковую ветвь эволюции. Основное отличие от современных хищников состояло в ином строении челюсти, из-за чего она была малоподвижной. Вскоре от креодонтов отделились предки копытных - кондиляртры. Размеры — от лисицы до крупной лошади. Головной мозг очень маленький. Бугорчатые коренные зубы свидетельствуют о плохом приспособлении к перетиранию растительной пищи, на что указывают и сильно развитые клыки. Ноги короткие, пятипалые, оканчивающиеся копытами. Некоторые кондиляртры были травоядными, но имелись так же всеядные и хищные формы.

Другая группа теплокровных животных - млекопитающие - тоже боролась за господство с пресмыкающимися. Млекопитающие возникли очень давно. В юрскую и меловую пору мы уже находим их в виде маленьких ничтожных существ, ростом с теперешних мышей и кротов и еще меньше. Но их потомкам принадлежало великое будущее. Млекопитающие, как и птицы, имеют свои преимущества перед пресмыкающимися в борьбе за жизнь. Подобно птицам, они могут сохранять теплоту в своем теле. У них есть свое теплое одеяние, греющее не хуже птичьих перьев. Это - шерсть.
Есть у млекопитающих и такие преимущества, которых лишены птицы. Чтобы понять это, вспомним, в каком возрасте всего больше грозит гибель животным: конечно, в детстве. Рыбы мечут тысячи икринок. Большую часть икринок пожирают разные животные еще до появления молоди; вылупившиеся мальки тоже большей частью достаются разным хищникам, так что из многих тысяч рыбешек выживает одна-две. То же самое видим у лягушек и пресмыкающихся, яйца которых массами истребляются. Птицы очень заботятся о своих детях: вьют для них гнезда, кормят, обучают летать, петь, находить пищу. Но и птичьи яйца и птенцы истребляются в большом числе. Совсем другое - млекопитающие. У них яйца не откладываются, а вынашиваются в теле матери до тех пор, пока зародыш не созреет совсем, и лишь тогда он рождается на свет. Но этого мало: пока мать носит зародыш в своем теле, часть ее пищи, химически измененная, питает зародыш, а когда он родится на свет, то для него заготовлена уже другая пища - молоко матери, которое тоже создается из ее пищи. Таковы важные преимущества млекопитающих.
У млекопитающих имеются и некоторые другие важные отличия. Внимательный читатель это сразу поймет. По каким признакам можно узнать млекопитающее животное, от которого ничего, кроме костяка, не осталось? Ведь по костям не видно, была ли на животном шерсть или нет, рождало ли оно живых детенышей или откладывало яйца, откармливало ли их молоком или нет… Зато в самом скелете млекопитающих имеются резкие отличия от птиц и пресмыкающихся.
Так как у млекопитающих гораздо больше развита жевательная способность, чем у других позвоночных, то в связи с этим у них иначе устроены челюсти и иначе они прикрепляются к черепу. Нижняя челюсть млекопитающих сочленяется прямо с черепом таким образом, что суставный отросток челюсти входит в суставную ямку на черепе (на височной кости). У пресмыкающихся и птиц такого сочленения нет. У них нижняя челюсть причленяется к особой квадратной кости, а уже эта кость прикрепляется к черепу. Кроме того, в челюстях млекопитающих обычно находятся зубы разного вида: впереди сидят резцы, а за ними, по обе стороны, следуют клыки, потом малые коренные и, наконец, большие коренные. Такого разнообразия зубов у пресмыкающихся, вообще говоря, нет. Только немногие, давно вымершие пресмыкающиеся имели зубы, подобные зубам млекопитающих. Таким образом, по зубам, по черепу, да и по другим костям ученым нетрудно отличить остатки млекопитающего животного от пресмыкающегося.

В какое же время истории Земли возникли первые млекопитающие животные? Остатки их найдены в меловых и юрских слоях. Следует предположить, что появились они раньше, т. е. в триасовом периоде, либо еще раньше - в пермском. Это стоит в связи с причинами, которые вызвали превращение первобытных пресмыкающихся в млекопитающих. Главных причин было две: первая - сухость климата, которая все увеличивалась начиная с пермского и вплоть до юрского периода. За эти огромные промежутки времени особенно сухим климатом отличались обширные пространства Южной Африки, в которых процветали многие пресмыкающиеся. Степи, полупустыни и пустыни тянулись на тысячи километров вдоль и поперек Африки; это вынудило животное население приспособиться к новым условиям. Кому случалось бывать в пустынной местности, тот не мог не заметить, что все животные там отличаются быстротой движений. Будь то ящерицы или птицы или копытные (например газели) - все они умеют скрыться с глаз в несколько минут. Только скорость движений и спасает их от врагов, только она и дает им возможность отыскать скудную пищу и еще более редкую в пустыне воду.
Посмотрите теперь, чем отличаются млекопитающие от пресмыкающихся. Да все такими особенностями, которые связаны с быстротой движений: у млекопитающих мягкая гибкая кожа, одетая не неподатливой чешуей, а тонкими волосами; у них прочная подвижная нижняя челюсть, которая обеспечивает быстроту пережевывания пищи; у них теплая кровь, доставляющая во все части тела достаточно пищи и кислорода, которые так сильно потребляются при быстрых движениях; у них сердце разделено (как и у птиц) на четыре части, и поэтому кровь, насыщенная кислородом, не смешивается с кровью, отдавшей свой кислород и уносящей из организма углекислый газ. И птицы, как мы видели, отчасти обязаны своим происхождением быстроте движений. Это не менее справедливо для млекопитающих: быстрота их движений достигалась усиленной работой всех четырех конечностей.
Но была еще и другая, могущественная причина, которая помогала их развитию. Мы уже говорили, что в конце палеозоя, именно в пермском периоде, произошло очень сильное похолодание. Особенно резкий холод охватил южное полушарие Земли и, в частности, Африку. Здесь сухость соединилась с холодом. Их совместное действие поставило пресмыкающихся в тяжелое положение, тогда как теплокровные млекопитающие были приспособлены к новым условиям гораздо лучше и поэтому оказались победителями в жизненной борьбе. В связи с этим происхождение млекопитающих надо отнести к очень раннему времени, гораздо более раннему, чем происхождение птиц. Многие современные ученые считают, что млекопитающие возникли в промежуточное время - между серединой пермского и серединой триасового периода.
Во второй половине триаса уже жили на Земле мелкие животные, от которых сохранились челюсти и зубы и которые были очень похожи на млекопитающих. Самые крупные из них не превосходили размерами крысу. Удивительнее всего то, что на всем протяжении мезозойской эры, в течение всех ее огромных периодов - триасового, юрского и мелового - первичные млекопитающие, судя по их остаткам, почти не изменяются. Они попрежнему остаются мелкими, мало приметными существами, добывающими себе жалкое пропитание, роясь в земле и поедая червей, насекомых, личинок, подобно теперешним кротам. На такую пищу указывает устройство их зубов. Что мешало им развиваться? Вероятно, над ними вечно висела угроза гибели в лице огромных ящеров, которые мимоходом, даже, быть может, не замечая этого, пожирали попадавшееся им млекопитающее. Революция на земной поверхности, которая произошла в конце палеозоя, была достаточна, чтобы вызвать к жизни новую группу животных - млекопитающих, но она была еще недостаточна для того, чтобы уничтожить их врагов и доставить им возможность развиваться. До самого конца мезозоя млекопитающие остаются в тени. Время их расцвета наступило лишь с концом мезозоя.

Современных млекопитающих распознать легко: они покрыты шерстью, теплокровные, рожают живых детенышей и вскармливают их молоком. Эти характерные черты, однако, возникли не одновременно. Они появились в результате очень долгой эволюции, хотя когда конкретно возник тот или иной признак, трудно определить точно, потому что все они связаны с мягкими тканями, не сохраняющимися в виде окаменелостей.

Первые черты млекопитающих появились в позднем карбоне у небольших, похожих на ящерицу рептилий. У них обнаружены зачатки дифференциации зубов (то есть для разных целей служили различные зубы), а строение черепа изменилось в сторону, близкую к млекопитающим.

В середине триаса у родственников млекопитающих под названием цинодонты («собачьи зубы») рот был полон зубов с многочисленными режущими кромками. Кроме того, во рту у них появилось костное небо, которое позволяло им дышать во время пережевывания пищи. Такие изменения вели к увеличению объема мозга, а также способствовали развитию ушей, которые могли улавливать и различать звуки гораздо эффективнее, чем уши рептилий. Мелкие цинодонты умели рыть норы, и жизнь в темноте привела к развитию на морде длинных волосков - вибрисс. Они служили для того, чтобы находить дорогу в лабиринте нор.

ПЕРВЫЕ НАСТОЯЩИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ

Хотя древние цинодонты, такие, как аделобазилевс из Северной Америки или синоконодон из Китая, и не были прямыми предками современных млекопитающих, все же они рассказали нам очень многое об истории появления первых представителей этого класса. К сожалению, ископаемые, найденные в Америке и в Китае, сохранились не полностью, поэтому для установления образа жизни этих существ ученым приходится опираться на знания о более поздних млекопитающих. Например, мегазостродон, найденный в Южной Африке, размером и формой тела напоминал землеройку и был так мал, что мог бы уместиться в спичечном коробке. Его тело было продолговатым, с гибким позвоночником и длинными конечностями, расположенными по бокам. Это означает, что при движении животного брюшко почти касалось земли, как и у некоторых современных нам мелких млекопитающих.

К числу первых млекопитающих относится также морганукодон. Он достигал 15 см в длину; его остатки находят в раннеюрских пластах от Англии до Китая. Морганукодон сохранил все характерные для млекопитающих черты, какими обладал аделобазилевс, но уши его имели более сложное строение.

Зубы морганукодона были уже типичными зубами млекопитающего. Детские молочные зубы сменялись набором постоянных зубов, в отличие от рептилий, чьи зубы на протяжении жизни меняются несколько раз. Челюсти двигались не просто вверх и вниз, вперед и назад, как у цинодонов, а по более сложной треугольной траектории. Строение зубов показывает, что морганукодон был плотоядным и питался, возможно, насекомыми и червями, добывая их по ночам, когда хищные ящеры менее активны.

Морганукодоны были юркими зверьками, но не умели бегать подолгу. Для ночного образа жизни было необходимо, чтобы тело могло накапливать тепло внутри себя. Возможность основательно пережевывать калорийную белковую пищу позволяла оперативно использовать содержащуюся в ней энергию. Чтобы сохранить тепло тела по ночам, животным нужен был волосяной покров, однако найденные до сих пор ископаемые не сохранили следа столь мягких тканей. Эти мелкие млекопитающие просуществовали в виде отдельной группы около 40 млн. лет.

В целом же на протяжении мезозойской эры, когда на суше господствовали динозавры, в тени гигантских рептилий вели скрытое существование более 20 семейств млекопитающих.

ПЛАЦЕНТАРНЫЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ ИЗ МОНГОЛИИ

Одним из древнейших плацентарных млекопитающих (способных вынашивать и рожать хорошо развитое потомство) был заламбдалестес (рисунок вверху). Этот зверек, похожий на землеройку, обитал в Монголии в меловом периоде.

СЛОНОВЫЙ ПРЫГУНЧИК

Ископаемые остатки слонового прыгунчика (справа) и других длинноухих прыгунчиков находят в пластах раннего палеогена. Их считали примитивными насекомоядными, но они скорее родственники слонов.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРВЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Суша - неблагоприятная среда для сохранения остатков животных. Мелкие позвоночные с тонкими костями, такие, как древние млекопитающие, скорее всего, целиком съедались пожирателями падали. Однако в окаменевшем кале (копролитах) древних пожирателей падали иногда содержатся непереваренные остатки съеденных животных, особенно зубы. Поэтому ископаемые находки мелких млекопитающих состоят в основном из зубов и обломков челюстных костей. К счастью, рисунок выступов, гребней и бороздок на боковых зубах млекопитающих быстро менялся со временем и неповторим для каждого вида животных. Следовательно, даже при почти полном отсутствии скелетных остатков этих первых млекопитающих ученые могут на основании зубов отличить один вид от другого.

Первые млекопитающие

• Читать:Возникновение млекопитающих: прародители - звероящеры

Наиболее типичными для фауны плейстоцена были млекопитающие, среди которых выделялись своим положением слоны. В начале плейстоцена в лесах Азии и Южной Европы мирно паслись Archidiskodon planifrons и характерный для юга Европы «южный слон» Archidiskodon meridionalis. Самым крупным слоном Европы в межледниковые эпохи был Palaeoloxodon antiquus, этот житель лесов с прямыми бивнями имел высоту в плечах свыше 4 м.

Первые млекопитающие

Вместе с динозаврами жило несколько типов мелких млекопитающих: они изображены на этих двух страницах

На этом этапе крупным млекопитающим еще предстоял долгий путь эволюции.

Странное изображенное создание - это тритилодонт, живший в триасе. Он был чуть больше 1 метра в длину и имел, как вы можете увидеть, весьма необычные зубы. Его название означает «трехбугорковый зуб». Позади более крупных передних зубов на нижней челюсти располагались зубы с двумя бугорками, а на верхней - с тремя.

Ученые могут лишь догадываться о его внешности по окаменелому черепу и зубам, поскольку было обнаружено очень немного останков.

Триконодонт жил в поздний юрский период и был размером с сегодняшнюю среднюю домашнюю кошку. Тем не менее он, очевидно, был хищником и охотился на самых разнообразных небольших животных. Некоторые палеонтологи высказывают предположение, что он даже мог лазать по деревьям, высматривая добычу или спасаясь от врага, а также что он мог питаться яйцами динозавров.

ВРЕМЯ ОБИТАНИЯ: некоторые появились еще в триасовом периоде

некоторые из первых млекопитающих размером были не больше крысы

ВЕС: небольшой

ОТКРЫТЫ: в Северной Америке, а затем по всему миру

ДРУГИЕ ДАННЫЕ: млекопитающие не откладывали яиц, а были живородящими; более крупные млекопитающие возникли позднее; среди первых млекопитающих были сумчатые

Останки этих животных, обладавших длинными челюстями, были обнаружены на территории современной Европы, где они жили в постоянном страхе быть растоптанными гораздо более крупными животными.

Во многом походивший на опоссума, альфадон, справа, жил на территории сегодняшней Северной Америки. Это было сумчатое животное, т. е. оно имело специальную суму, в которой вынашивало потомство.

Мегазостродон, внизу, жил в триасе, как и тритилодонт, наверху справа. Это было маленькое животное, похожее на землеройку, выраставшее лишь до 13 см. Однако оно питалось главным образом насекомыми и выходило лишь по ночам, когда уменьшался риск быть съеденным хищниками. Впервые его окаменелые останки были обнаружены в Южной Африке. Но как ученые могут определить, что животное было теплокровным, по таким скудным останкам? Как правило, по скелету видно, что нос был отделен от ротовой полости. Это позволяло питаться и дышать одновременно, чего никак не может делать большинство современных пресмыкающихся.