§ 54. Эволюция позвоночных животных

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ХОРДОВЫХ И ВЫХОД РЫБ НА СУШУ

Тип Хордовые возник около 600 млн лет назад (в конце протерозоя — начале кембрия) от общих вторичноротых предков. Его появление ознаменовало формирование животных с принципиально новым планом строения: внутренним осевым скелетом (хордой), трубчатой нервной системой на спинной стороне и глоткой с жаберными щелями.

Более 500 млн лет назад в палеозойских морях появились первые рыбообразные хордовые — бесчелюстные предки современных круглоротых, уже обладавшие органами чувств и примитивным головным мозгом. В дальнейшем возникновение челюстей позволило древним рыбам перейти к активному хищничеству и захватить господство в водной стихии.

Кистепёрые рыбы и их адаптации:

Около 400 млн лет назад в девонский период в мелких, заиленных и пересыхающих пресных водоемах появились кистепёрые рыбы:

• Их парные грудные и брюшные плавники имели мощный внутренний костный скелет и сильные мышцы, образуя мясистую расчлененную лопасть (прообраз пятипалой рычажной конечности наземных четвероногих);
• В условиях регулярного дефицита растворенного в теплой воде кислорода плавательный пузырь кистеперых превратился в дополнительный орган дыхания атмосферным воздухом — легкое;
• Единственным дожившим до наших дней потомком древних кистеперых является морская латимерия — «живое ископаемое» длиной до 1,5 м, обитающее в глубинах Индийского океана у берегов Южной Африки и Коморских островов.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗЕМНОВОДНЫХ И ПРЕСМЫКАЮЩИХСЯ

Древние пресноводные кистеперые рыбы дали начало первым четвероногим позвоночным суши — древнейшим амфибиям (стегоцефалам).

Ихтиостега — мост между рыбами и амфибиями:

Более 350 млн лет назад (поздний девон) жили ихтиостеги — существа длиной около 1,5 м, которых палеонтологи образно называют «четвероногими рыбами». Их скелет сочетал черты двух классов:

• Черты рыб: хвостовой плавник с костными лучами, остатки жаберных крышек, мелкая чешуя на коже и каналы боковой линии на черепе;
• Черты земноводных: две пары пятипалых конечностей наземного типа, пояса конечностей, соединенные с позвоночником, утрата связи черепа с плечевым поясом и развитое легочное дыхание.

Сеймурия и возникновение рептилий:

Около 300 млн лет назад (каменноугольный период) от примитивных земноводных отделилась переходная группа — сеймурии. Строением зубов и развитием они напоминали амфибий, но их череп уже подвижно сочленялся с позвоночником, а крестец состоял из двух позвонков, обеспечивая прочную опору для задних лап при постоянной жизни на суше.

От подобных переходных форм произошли котилозавры — родоначальники всех пресмыкающихся. Рептилии совершили решающий ароморфоз: они развили сухую ороговевшую кожу, ячеистые легкие с реберным типом дыхания, внутреннее оплодотворение и крупные яйца с амниотическими оболочками и скорлупой, разорвав зависимость размножения от водной среды.

Эра расцвета пресмыкающихся (мезозой):

Около 255 млн лет назад начался грандиозный расцвет рептилий, заселивших все экологические ниши:

• На суше властвовали динозавры (хищные двуногие тираннозавры, гигантские растительноядные зауроподы);
• В морях господствовали рыбообразные ихтиозавры и длинношеие плезиозавры;
• Воздушную стихию покорили летающие ящеры — птерозавры (птеродактили) с кожистыми перепонками на крыльях.

Около 100–65 млн лет назад глобальное похолодание климата и перестройка растительности привели к вымиранию гигантских ящеров.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПТИЦ И МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Вымирание динозавров освободило жизненные ниши для теплокровных классов позвоночных, возникших в недрах мезозоя:

1. Происхождение птиц (Археоптерикс):

Птицы ведут родословную от мелких двуногих хищных динозавров. Сенсационной палеонтологической находкой стал археоптерикс (первоптица), живший 150 млн лет назад (юрский период) в зарослях тропических островов будущей Баварии:

• Черты рептилий: челюсти с острыми зубами, длинный хвост из 20 позвонков, брюшные ребра, отсутствие киля на грудине и три свободных пальца с когтями на крыльях;
• Черты птиц: оперение тела, маховые перья на крыльях и рулевые на хвосте, сросшиеся ключицы (вилочка) и частичная цевка на стопе;
• Хотя археоптерикс не умел летать активно (лишь планировал с дерева на дерево) и представлял собой боковую ветвь эволюции, он доказал пресмыкающееся происхождение птиц.

2. Происхождение млекопитающих:

Млекопитающие возникли не от динозавров, а от древнейшей примитивной ветви рептилий — зверозубых ящеров (цинодонтов) около 200–250 млн лет назад (в триасовом периоде):

• У зверозубых ящеров зубы уже дифференцировались на резцы, крупные клыки и коренные, развилось вторичное костное нёбо, а конечности начали смещаться под туловище;
• Одним из первых ископаемых млекопитающих считается меланодон, живший около 160 млн лет назад (юра). Это был мелкий ночной зверек величиной с крысу, имевший густой волосяной покров и постоянную температуру тела;
• Небольшие размеры, ночной образ жизни, высокий уровень метаболизма, забота о потомстве и выкармливание детенышей молоком позволили первым млекопитающим успешно пережить климатический кризис конца мезозоя и дать начало первозверям, сумчатым и плацентарным животным.