Происхождение и эволюция млекопитающих

Последний этап развития позвоночных животных связан с формированием и расцветом млекопитающих. За сравнительно короткое геологическое время, примерно за 60 млн. лет, млекопитающие достигли высокой ступени развития.

Предками млекопитающих были примитивные палеозойские рептилии, еще не успевшие приобрести узкую специализацию, столь характерную для большинства последующих групп пресмыкающихся. Таковы пермские зверозубые из подкласса звероподобных. Зубы у них были в альвеолах. Многие виды имели вторичное костное небо. Квадратная кость и сочленовная кость нижней челюсти были сильно редуцированы: зубная кость, наоборот, была развита очень сильно. (Напомним, что у млекопитающих нижняя челюсть состоит только из зубной кости). Затылочный мыщелок был у некоторых видов двойной.

Прогрессивная эволюция млекопитающих была связана с приобретением ими таких решающих приспособлений, как постоянная высокая температура тела, способность к терморегуляции, живородности и главным образом высоко развитая нервная система, обеспечившая сложное поведение зверей и разнообразные приспособительные реакции их на воздействия окружающей жизненной обстановки. Морфологически это выражалось в разделении сердца на четыре камеры и в сохранении при этом одной (левой) дуги аорты, что обеспечивает несмешиваемость артериальной и венозной крови, в появлении вторичного костного неба, обеспечивающего дыхание во время еды, в преобразовании рогового покрова тела в волосяной, защищающий организм от потери тепла, в живорождении и вскармливании детенышей молоком, в появлении вторичного мозгового свода и т. п.

Млекопитающие появились, по-видимому, в триасе (таблица 1). В отложениях верхнего триаса (190-150 млн. лет назад) найдены своеобразные многобугорчатые, получившие свое 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 специализированных растительноядных зверей, и их нельзя считать предками последующих групп млекопитающих. Можно лишь предположить, что ранние их формы дали начало однопроходным. Зубы их весьма похожи на зубы зародыша утконоса.

Для становления нового класса – млекопитающие – потребовалось много времени. На протяжении двух третей своей геологической истории млекопитающие оставались мелкими, внешне они напоминали крысу, наиболее крупные достигали размеров сурка. Они не играли заметной роли в природе. Их быстрый прогресс в кайнозое (60-1 млн. лет), очевидно, был связан с последовательным накоплением многих приспособлений, приведших к теплокровности, живорождению и выкармливанию детенышей молоком, развитию органов чувств, центральной нервной и гормональной систем.

Таблица 1

История планеты Земля

Более близкие к предполагаемым предкам современных млекопитающих формы появились на Земле в середине юрского периода (150-130 млн. лет). Это так называемые трехбугорчатые. Зубы их менее специализированы, чем у многобугорчатых; зубной ряд сплошной. Трехбугорчатые были маленькими зверьками, питавшимися, очевидно, преимущественно насекомыми, может быть, и другими мелкими животными и яйцами рептилий. Биологически они были в известной мере близки к наземным и древесным насекомоядным. Головной мозг их был мал, но все же значительно больше, чем у зверозубых рептилий. Основная группа трехбугорчатых - пантотерии - была исходной для сумчатых и плацентарных.

Сумчатые появляются в меловой период (130-60 млн. лет). Наиболее ранние их находки приурочены к отложениям нижнего мела Северной Америки и нижнетретичным отложениям Северной Америки и Евразии. Таким образом, родиной сумчатых следует считать Северное полушарие, где они были широко распространены в начале третичного периода (60-50 млн. лет). Еще до конца этого времени здесь они были вытеснены более высокоорганизованными плацентарными и к современности сохранились только в Австралии, Новой Гвинее, Тасмании, Южной Америке, отчасти в Северной Америке (1 вид) и на острове Сулавеси (Целебес) (1 вид).

Наиболее древняя группа сумчатых - это многорезцовые, распространение которых в настоящее время совпадает с распространением всего инфракласса.

Двурезцовые сумчатые - более поздняя группа, возникшая в Австралии от древних многорезцовых и никогда не выходившая в своем распространении за пределы Австралийской области. Австралия обособилась от других участков суши, видимо, ранее того времени, когда туда могли проникнуть плацентарные, и на этом материке сумчатые образовали наибольшее разнообразие форм зверей, приспособившихся к существованию в самой разнообразной жизненной обстановке.

В Южной Америке сумчатые были относительно многочисленными до середины третичного периода (30 млн. лет), когда там не было плацентарных копытных и хищных. После миоцена (27-8 млн. лет) сумчатые в Южной Америке были почти полностью вытеснены плацентарными и сохранились в числе немногих специализированных видов.

Плацентарные млекопитающие возникли также в меловом периоде (130-60 млн. лет) и представляют самостоятельную, в известной мере параллельную сумчатым ветвь зверей. Наиболее древней группой плацентарных является отряд насекомоядных. Они были частью наземными, частью древесными видами, давшими начало большинству основных групп последующих плацентарных. Древесные насекомоядные, приспособившиеся к полету, дали начало рукокрылым. Ветвь, приспособившаяся к хищничеству, дала в начале третичного периода (60-50 млн. лет) начало древним примитивным хищникам - креодонтам. Они имели широкое распространение лишь короткое время. Уже в конце олигоцена (35-28 млн. лет), когда медлительные копытные раннетретичного периода сменились более подвижными, креодонты были вытеснены их потомками - более специализированными хищниками. От хищников отделилась ветвь водных зверей - ластоногих. В олигоцене уже существовали предковые группы ряда современных семейств хищных (виверр, куниц, собак, кошек).

От креодонтов происходят и древние копытные, или кондилартры, - мелкие звери величиной не более собаки, которые были всеядными. Конечности их были пятипалыми с несколько усиленным третьим пальцем и укороченными первым и пятым пальцами. Кондилартры просуществовали недолго, и уже в начале эоцена (52-35 млн. лет) от них возникли две самостоятельные ветви: отряды непарнокопытных и парнокопытных. В эоцене возникают хоботные. В целом группа копытных имеет сборный характер. Отдельные отряды копытных произошли самостоятельно от специализированных насекомоядных или от ближайших потомков - креодонтов.

Внешнее сходство между отдельными отрядами есть результат приспособления к сходным условиям жизни. Некоторые отряды вымерли в третичное время. Такова, например, очень своеобразная группа южноамериканских копытных, развившаяся на одноименном континенте в период его изоляции от других материков, давшая ряд параллельных с другими копытными ветвей. Здесь были звери, подобные по своим приспособлениям лошадям, носорогам, гиппопотамам.

Непосредственно от насекомоядных в самом начале третичного периода (60-50 млн. лет) возник ряд и других отрядов. Таковы, например, неполнозубые, грызуны, приматы.

Ископаемые обезьяны известны с палеогена. Древесные обезьяны проплиопитекусы дали начало гиббонам и крупным, близким к антропоидам рамапитекусам из миоцена (27-8 млн. лет) Индии. Большой интерес представляют найденные в четвертичных отложениях Южной Африки австралопитекус и особенно высшие человекообразные обезьяны – плезиантропус и парантропус. Первая из указанных обезьян жила в открытых пространствах и ходила, вероятно, на двух ногах. Рост ее был около 120 см. Емкость черепа около 440 см³. У второй емкость черепа была еще больше - до 600 см³. Обезьяны эти стоят близко к человеку, и нет сомнения, что от какого-то вида человекообразных обезьян, близких к парантропусу и плезиантропусу, произошел человек.

Разнообразные адаптации млекопитающих способствовали освоению не только суши, но также пресных и морских водоемов, грунта, воздуха. Они обеспечили необычайно широкое, по сравнению с другими позвоночными, использование пищевых ресурсов: спектр питания млекопитающих разнообразнее состава кормов других наземных и водных позвоночных. Все это обусловило доминирование млекопитающих в биосфере.