Происхождение млекопитающих

В юрский и меловой периоды мезозоя на жизненной арене появились млекопитающие. Они были тогда маленькими зверьками величиной с мышь или крысу. Их было мало, и они не были так широко распространены, как динозавры. Но, несмотря на это, их потомкам принадлежало будущее.

Млекопитающие, как птицы, в некотором роде схожи с пресмыкающимися, ко имеют перед ними свои преимущества в борьбе за жизнь. Подобно птицам, они сохраняют постоянную температуру тела, что позволяет им жить и быть активными при значительных колебаниях температуры внешней среды. Этому способствует и наличие у них теплого одеяния в виде волосяного покрова.

Млекопитающие - обычно живородящие животные. Они кормят детенышей молоком (отсюда и название: молоком питающие), заботятся о своем потомстве. Таковы важные биологические преимущества и особенности млекопитающих как высших животных. У млекопитающих имеются и другие важные отличия в анатомии и физиологии.

Млекопитающие, как и птицы, - активные животные. Их биологическая активность связана с прогрессивным развитием органов дыхания, кровообращения и мускулатуры. Сердце млекопитающих, как и у птиц, разделено на четыре части, и поэтому артериальная кровь, насыщенная кислородом, не смешивается с венозной кровью, насыщенной углекислым газом. Теплая кровь с постоянной температурой быстро доставляет во все части тела пищу и кислород, которые потребляются этими активными животными. Дыхательная система, в первую очередь легкие, имеет сложное строение и хорошо приспособлена для усвоения кислорода воздуха.

Хищные зверозубые пресмыкающиеся циногнаты из отложений триасового периода Южной Африки, близкие к предкам млекопитающих

У всех млекопитающих прогрессивно развился головной мозг и особенно кора большого мозга, которая достигла максимальной относительной величины и необычайной сложности строения. Поэтому их поведение сильно зависит от приобретенных в течение индивидуальной жизни условных рефлексов, по терминологии И. П. Павлова. Высоко развиты у млекопитающих и многие органы чувств, например слух, обоняние. Кроме того, мы видим у млекопитающих наибольшую рационализацию питания, что дало возможность усваивать самую различную пищу и хорошо ее перерабатывать.

У млекопитающих гораздо больше, чем у других позвоночных, развита жевательная способность. Поэтому у них иначе устроены зубы, челюсти и по-другому совершается процесс жевания. Нижняя челюсть млекопитающих сочленяется с черепом так, что суставной отросток ее прямо входит в суставную ямку на височной кости. У пресмыкающихся и птиц нижняя челюсть причленяется к особой квадратной кости, которая прикрепляется к черепу. Зубы млекопитающих, как говорят, дифференцированы, то есть в челюстях находятся зубы разного вида, предназначенные для выполнения определенной функции. Впереди сидят резцы, за ними клыки, потом следуют малые коренные (или ложнокоренные) и, наконец, коренные. Такого разнообразия зубов больше ни у кого из животных нет. По отдельным костям черепа, и особенно по зубам, ученые хорошо различают разные группы млекопитающих. У млекопитающих хорошо развито так называемое вторичное нёбо - костная перегородка, которая отделяет носоглотку от ротовой полости.

В какое же время истории жизни, от кого и почему возникли первые млекопитающие? Что они собой представляли? Ответ на эти вопросы дают остатки древних млекопитающих и зверообразных пресмыкающихся, а также изучение современных примитивных млекопитающих - яйцекладущих и сумчатых.

Древние растительноядные млекопитающие диноцераты и насекомоядные псевдиктопсы, жившие на территории Центральной Азии 50 миллионов лет назад. (Реконструкция проф. К. К. Флерова)

Несмотря на то, что у млекопитающих есть признаки, общие с земноводными и отсутствующие у пресмыкающихся, в частности обилие кожных желез, происхождение их от пермских и триасовых зверозубых пресмыкающихся - териодонтов - не вызывает сомнения. Териодонты были разнообразными по величине и строению животными. Самые мелкие были величиной с крысу и самые крупные - с большого тигра. У териодонтов постепенно появляются признаки, свойственные исключительно млекопитающим. Особенно близки к последним некоторые южноафриканские триасовые териодонты. Скелет их мало чем отличается от скелета древнейших млекопитающих, и по ряду физиологических особенностей и по биологии они, вероятно, также были им близки. Хорошо развитое вторичное костное нёбо и сложные зубы, разделенные на резцы, клыки и коренные, давали териодонтам возможность непрерывного дыхания и хорошего пережевывания пищи. Они так же как и млекопитающие, уже высоко держались на ногах и были весьма активными животными.

Древние териодонты найдены и на территории СССР в пермских отложениях. Один из них, детально изученный по более полным остаткам черепа и частям скелета, - пермоцинодон (пермский собакозуб), - который назван так открывшим и изучавшим его академиком П. П. Сушкиным за некоторое сходство его черепа с черепом собаки, был небольшим звероящером величиной с маленькую собаку.

Предками млекопитающих были мелкие виды зверозубых пресмыкающихся, подобные пермоцинодону или южноафриканскому циногнату.

В течение мезозойской эры млекопитающие существовали в виде мелких форм, от которых нам известны лишь остатки черепов, челюстей, зубов. Они были немногочисленны и сохраняли ряд особенностей, свойственных пресмыкающимся. Эволюция их шла медленно, но постепенно у них вырабатывались особенности, которые обеспечили им бурный расцвет в кайнозое, что и позволяет нам считать их высшими животными.

Все древнейшие мезозойские млекопитающие были маленькими, величиной с крысу или мышь, зверьками, жили в теплых, влажных, лесистых местах и вели как бы "скрытый образ жизни". Они были уже представлены формами, различающимися между собой зубами и другими особенностями. Самые примитивные имели трехконусные зубы, из которых развивались трехбугорчатые и многобугорчатые. Многобугорчатые известны с юрского периода до начала кайнозойской эры. Коронку из коренных зубов составляли от 2 до 5 рядов бугорков. Строение зубов и некоторые иные признаки дают основание считать многобугорчатых млекопитающих если не прямыми предками однопроходных млекопитающих, то очень близкими к ним. Однопроходные млекопитающие в современную эпоху представлены ехидной и утконосом, живущими в Австралии и на некоторых прилегающих островах.

Однопроходные млекопитающие сохранили признаки пресмыкающихся, например откладывание яиц, клоаку и др. Челюсти у них покрыты роговым чехлом.

Среди ныне живущих млекопитающих недалеко ушел от предков сумчатых и высших планцентарных млекопитающих опоссум, или американская сумчатая крыса.

Предками для подклассов сумчатых и высших (плацентарных) млекопитающих были так называемые трехконусозубые млекопитающие, обнаруженные в юрских отложениях. Это были маленькие зверьки с характерными трех-бугорчатыми коренными зубами. Из древней группы пантотериев в меловом периоде развились все поздние млекопитающие, впоследствии заселившие весь земной шар. Сумчатые рождают недоношенных детенышей, дальнейшее развитие которых проходит в особом мешке-"сумке" на брдохе у матери.

Сумчатые млекопитающие в настоящее время представляют хорошо обособленную ветвь млекопитающих, которая имеет, так же как и плацентарные, много специализированных групп. Среди них есть наземные, древесные, роющие, плавающие животные. Они различаются также и по характеру питания: насекомоядные, всеядные, хищные, травоядные. Сумчатые сохранились теперь только в Австралии, на соседних с ней островах и в Америке, преимущественно Южной. Среди австралийских сумчатых есть много животных, сходных по образу жизни с различными представителями высших плацентарных млекопитающих: копытных (кенгуру), грызунов (вомбат, сумчатые белки), хищных (сумчатый волк) и др.

Наиболее многочисленный и распространенный подкласс плацентарных млекопитающих хорошо известен с мелового периода. К плацентарным относятся насекомоядные, приматы, хищные, грызуны, копытные и многие другие отряды. Для них характерно наличие плаценты, то есть тесное соединение оболочек зародыша со стенками матки, обеспечивающее хорошее снабжение зародыша пищей и кислородом из тела матери. Все особенности, свойственные млекопитающим, у них наиболее развиты.

Нам остается ответить на один очень трудный вопрос: почему зверозубые пресмыкающиеся превратились в млекопитающих? В конце палеозойской эры в ряде мест земной поверхности увеличивалась, начиная с пермского периода, сухость климата. Особенно сухим климатом отличались обширные пространства Южной Африки и ряда других местностей, где процветали многие пресмыкающиеся, в том числе зверозубые. Другая, более могущественная причина, которая дала толчок развитию млекопитающих - сильное похолодание, происшедшее в конце палеозоя. По-видимому, резкий холод охватил и южное полушарие, в частности Африку. Совместное действие сухости и холода тяжело сказалось на пресмыкающихся. Поэтому началось развитие зверозубых пресмыкающихся, которые гораздо лучше были приспособлены к новым условиям. Многие современные ученые считают, что млекопитающие возникли в триасовый период и что некоторые высокоразвитые зверозубые пресмыкающиеся были теплокровными животными.

Что мешало развитию и широкому распространению млекопитающих в мезозойскую эру? Вполне вероятно, что революция на земной поверхности,, которая произошла в конце палеозоя, была достаточной причиной для того, чтобы возникли млекопитающие. Но она не "затормозила" развитие различных хищных пресмыкающихся - смертельных врагов первых млекопитающих.

Поэтому до самого конца мезозоя, до вымирания ящеров, млекопитающих было немного. Их расцвет начался в кайнозойскую эру, которую палеонтологи справедливо назвали "эрой млекопитающих".