Зверозубые ящеры
Зверозубые ящеры, (другое название — териодонты, терапсиды) появились на нашей планете в конце палеозойской эры, в пермском периоде. Названы эти животные так потому, что зубы у териодонтов не одинаковые, как у прочих представителей класса, а различающиеся по форме и функциям — как у зверей: клыки, резцы и коренные.
Еще один отличительный признак зверозубых, — лапы располагались под телом, приподнимая его над землёй. Самые древние останки этих животных обнаружены в отложениях, которые образовались 270 млн. лет назад.
Проведенные исследования останков зверозубых ящеров показали: зверозубые — уникальные существа. Часть признаков, которыми обладали эти ящеры, роднит их с самым примитивным наземным позвоночным — земноводным, а часть — с самым высокоорганизованным — млекопитающим.
Некоторые ученые сделали вывод: и звери, и человек происходят от земноводных. А зверозубые ящеры — это переходная форма между земноводными и зверями.
В науке существует традиционный взгляд на эволюционное развитие рептилий. Предполагается, что от антракозавров, — вымерших каменноугольных амфибий произошли предполагаемые «общие предки пресмыкающихся». Опять же, предположительно, эти предки уже обладали набором признаков рептилии: водонепроницаемая кожа, состоявшая из чешуи, вместо икры, — яйцо. От этих прародителей и берут свое начало 4 ветви этого класса, а именно: анапсиды, синапсиды, диапсиды и эвриапсиды. Животных выделили в группы на основании произошедших в каждой из групп изменений исходного крышевидного черепа амфибий — стегоцефалов.
Теперь, о 4 эволюционных ветвях по порядку. У анапсид, к коим относятся черепахи и некоторые вымершие группы, тип черепа исходный — тяжелый и лишенный отверстий, которые бы облегчали его. У синапсид, зверозубых ящеров, среди них пеликозавры и терапсиды, которых считают предками млекопитающих, в строении черепа появляется одно височное окно, к которому крепятся мышцы челюсти и единственная дуга скулы.
У диапсид, к которым относятся современные ящерицы, змеи, крокодилы и вымершие птерозавры, в строении черепа наблюдается уже два височных окна, а также верхняя и нижняя скуловые дуги. Ветвь эвриапсид, которую представляют морские группы животных: ихтиозавры, плезиозавры, плакодонты, имело одно височное окно, но образованное не таким образом, как у синапсид. Строение черепепа млекопитающих относят к синапсидному типу, а строение черепа птиц, — к диапсидному типу строения черепа.
Однако, описанный выше — это традиционный научный взгляд. В середине XIX века английский зоолог Томас Генри Гексли провел сравнение анатомического строения 4 классов тетрапод на предмет выявления, какой класс чьим предком может являться.
Томас Гексли обратил внимание на довольно существенное сходство млекопитающих (маммалий) с амфибиями. Это сходство заключалось в строении мягкой и содержащей железы кожи, почек, которые выделяли мочевину, наличии двух мыщелков на затылке, с помощью которых черпеп соединяется с затылком.
Однако, Гексли отметил существенные различия в кровеносных системах. У птиц и рептилий имеется только правая дуга аорты, у амфибий , — две дуги (правая и левая), у млекопитающих имеется только левая дуга аорты. Следовательно, невозможно развитие «маммальной» кровеносной системы из кровеносной системы рептилий (где левая дуга аорты уже отсутствует). Отсюда ученый сделал заключение, что рептилии не могут быть прародителями млекопитающих.
На основании современных представлений, можно сказать, что как минимум в двух эволюционных линиях амфибий развился полный набор признаков рептилий. В итоге эти амфибии достигли уровня организации рептилий. Получается, что рептилии не являются эволюционной ветвью, а только определенным уровнем организации, которую тетраподы могут достигнуть, если потеряют сою связь с водой.
В настоящее время общепризнанным является факт существования двух независимых ветвей эволюции наземных позвоночных. Это тероморфная ветвь, от которой произошли млекопитающие, и завроморфная, породившая птиц и динозавров. Эти ветви развития позвоночных разошлись на уровне амфибий и процветание в процессе эволюции сопутствовало то тем, то другим.
Главная отличительная черта тероморфов от завроморфов, — это строение кожи. От амфибий обеим группам досталась мягкая, покрытая железами, постоянно влажная кожа, но группы по разному развили это наследство. Кожа пресмыкающихся покрыта ороговевшими чешуйками, сухая. Такое строение помогает свести к минимуму потерю организмом воды. Млекопитающие (или зверозубые) унаследовали влажную кожу, покрытую большим количеством желез.
Такая кожа высыхает гораздо быстрее, но имеет множество возможностей, которых рептилии лишены. Кожные железы могут быть специализированы по-разному: в потовые, сальные и млечные. Могут такие железы со временем превращаться в волоски. Это дает млекопитающим массу возможностей: регулировать температуру тела через потовые железы и волосяным покровом согревать его, выкармливать детенышей.
Успех в процессе эволюции первым сопутствовал именно тероморфам. Например, Пеликозавры, жившие в позднем пермском периоде, в ранней перми составляли, по оценкам палеонтологов, уже 70% всех существующих рептилий. Пеликозавры обладали огромной головой, мощными клыками и это говорит о том, что они были первыми наземными животными ориентированными на питание крупной добычей. Любопытным фактом является, что многие Пеликозавры перешли к питанию растительной пищей и это первый случай фитофагии среди наземных позвоночных.
В условиях, когда растительноядных животных становилось все меньше, этот переход в питании был очень важен. Именно в раннем пермском периоде, во времена обитания на Земле Пеликозавров, впервые складывается нормальное для современности численное соотношение между хищниками и растительноядными животными.
Анатомия тероморфов направляла их к различным эволюционным экспериментам с терморегуляцией тела. Нет сомнений, что Пеликозавры были хладнокровными животными и обмен веществ у них был, подобным обмену рептилии. Однако, именно на уровне Пеликозавров начинается процесс контроля температурного режима. У Пеликозавров возникает «парус». Он состоит из высоких остистых отростков позвоночника, которые были обтянуты кожей, а у основания отростков проходила сеть кровеносных сосудов.
Этот «парус» имел огромную поверхность и служил для быстрой отдачи или поглощения тепла. исследователи рассчитали, что Пеликозавр с помощью «паруса» мог согреться с 26 до 32 градусов за 80 минут, тогда как животное без «паруса», — за 205 минут. Это обстоятельство давало Пеликозавру преимущество над медлительной по утрам добычей. К тому же, «парус» рассеивал лишнее тепло и не давал Пеликозавру перегреться на солнце.
Эта проблема была решена по-другому у более развитых тероморфов из отряда терапсид, обитающих в позднем пермском периоде. В настоящее время считают, что терапсиды очень походили на млекопитающих, — у них было развито обоняние, слюнные железы и вибриссы (усы), а также «маммальное» строение пояса конечностей. У этих тераморфов соотношение веса головного мозга к общему весу тела существенно больше, чем у завроморфов.
Считается, что обмен веществ тераморфов был на уровне обмена примитивных млекопитающих (утконос, ехидна). Специалисты предполагают, что высшие терапсиды откладывали яйца и кормили детенышей выделениями специальных желез, также как ехидна и утконос. Есть мнение, что терапсиды были покрыты шерстью и были теплокровными животными.
Возникает вопрос, неужели млекопитающие появились уже в палеозое? палеонтологи считают, что не успели. В начале триасового (следующего) периода завроморфные пресмыкающиеся взяли верх в развитии. Группа тераморфов практически вся вымерла и тем самым уступила место чешуйчатым завроморфам, самым известными представителями которых являются динозавры. Такое положение вещей является огромной загадкой для ученых. Действительно, произошел непонятный триасовый упадок зверозубых, которые почти перешли в наших предков, млекопитающих. Таким же загадочным кажется внезапный расцвет ящеров. В среде ученых такой поворот еще называют «мезозойским зигзагом».
Некоторые исследователи предлагают упрощенный ответ на выше поставленный вопрос. Они объясняют упадок зверозубых «иссушением климата», ведь завроморфы лучше приспособлены к засушливым условиям, чем тероморфы. Однако, это объяснения кажутся неубедительными. Другие специалисты считают, что эволюционный успех завроморфов связан с тем, что динозавры могли быстро передвигаться на двух конечностях и имели более совершенный способ обмена веществ, — инерциальную теплокровность.
Интересно, что тероморфы полностью не исчезли. В мезозойскую эру динозавров-гигантов, они заняли свою нишу. Тераморфы, имея маленький размер, питались насекомыми, укрываясь в дуплах, норах и забираясь высоко на деревья. Они терпеливо переждали 120 млн. лет и, наконец, победили. Принцип победителей так и звучит: «Атака рождается только из отступления».
