Ископаемые животные общие черты терапсид

От рептилий к млекопитающим

От рептилий к млекопитающим

Полагают, что млекопитающие произошли от рептилий, принадлежащих к подклассу Synapsida.

Эта группа считается очень древней (ископаемые находки относятся к периоду верхнего карбона) и подразделяется на три отряда. Несмотря на то, что представители отряда Pelycosauria (древние хищные ящеры) были найдены в тех же. или более глубоко залегающих, слоях, в которых обнаруживаются и Cotylosauria (основной ствол рептилий), ученые пытаются вывести происхождение Synapsida от последних. Во всяком случае, Мюллер полагает (1985, с. III/2, 488, 505, 508), что происхождение всех трех отрядов может быть доказано на основании ископаемых находок. При этом следует учесть и такой факт: относящиеся к самым древним рептилиям Mesosauria вновь «вторично приспособились к жизни в воде» (Muller, 1985, c. III/2, 503).

Следует осмыслить, что именно заложено в этом высказывании. «Каменноугольные леса» периода верхнего карбона позволяют сделать вывод о наличии в то время богатого, приспособленного к различным экологическим нишам мира амфибий, из которого неизвестным образом должны были развиться рептилии. При этом считается, что решающее давление, которое оказал отбор, сказалось в формировании у рептилий «засухоустойчивости» и способности выходить на сушу для кладки яиц, ибо здесь у них не было конкурентов-амфибий. И в тот момент, когда некоторые из «исходных рептилий» как раз совершили этот огромный скачок в своем развитии и находились еще на примитивной» стадии (период верхнего карбона), уже находились формы, которые по абсолютно неизвестным причинам вновь «оставили» жизнь на суше и вернулись в воду. При этом подобные живые существа полностью приспособились к жизни в воде.

Весьма гетерогенный отряд Synapsida-Therapsida означает также т. н. «подобные млекопитающим рептилии», из которых должны были развиться млекопитающие. Прежде чем мы кратко коснемся ископаемых, показывающих это развитие, мы должны однозначно признать, что существенные различия между млекопитающими животными и рептилиями по всем правилам не могут быть распознаны по ископаемым находкам: тонкое строение мозга, образ поведения, развитие эмбриона, волосы, молочные железы, все мягкие ткани. Попытка смоделировать эволюцию млекопитающих, опирающаяся на данные раскопок, сама по себе является делом трудным, если не сказать невозможным.

Основные виды рептилий, похожие на млекопитающих: Thrinaxodon (нижний триас), Probainognathns (ранний средний триас), Diarthrognathus (верхнетриасовый период) и Cynognathus (стозубый ящер, триас, рис.9). Последний из перечисленных животных – Cynognathus – должно быть, был теплокровным и имел подвижный нос с волосяным покровом. Не представляется возможным точно доказать это, но подобные признаки в совокупности со скелетом, однозначно характерным для рептилий, говорят в пользу того, что это была мозаичная форма. У так называемых переходных форм между рептилиями и млекопитающими многократно встречаются формы с пестрой мозаикой «высокоразвитых» и «примитивных» признаков.

Важнейшим аргументом в пользу происхождения млекопитающих от рептилий является сходство ряда признаков челюсти современных и ископаемых животных. Кость нижней челюсти, несущая на себе зубы, у млекопитающих и у рептилий называется Dentate, и у млекопитающих, в отличие от рептилий, она является единственной костью в нижней челюсти. Если сравнить строение черепа современных млекопитающих и рептилий, то мы увидим значительную разницу. Так как происхождение млекопитающих от рептилий было постулировано уже довольно давно, то за это время успели выстроить целый теоретический ряд перехода различных форм черепа, выводя при этом две слуховые косточки млекопитающих из челюстных костей рептилий. Считается, что эту теорию удалось впоследствии подкрепить как данными об эмбриональном развитии, так и находками ископаемых черепов. Это расценивается как чрезвычайный успех эволюционного учения. На некоторые несоответствия и сложности, связанные с превращением челюстных костей в слуховые косточки. И в данном учебнике мы, к сожалению, не можем подробно изложить противоположные взгляды палеонтологов на оценку и классификацию сходных с млекопитающими рептилий, а также форм, которые должны были бы, по большому счету, уже относиться к ранним формам млекопитающих. Приведенных далее доказательств должно быть достаточно (см. рис.11).

Во-первых, между различными ступенями сходства можно отметить скачки, которые, согласно эволюционной теории, тоже должны считаться проявлениями непрерывности развития форм. Но об этом не может быть и речи. Абсолютно невозможно на основании ископаемых данных выстроить, к примеру, ряд плавного ступенчатого развития форм между Cynarioides и Cynognathus (рис.9). К этому следует добавить, что в сходных с млекопитающими рептилиях были обнаружены признаки анатомии современных ящериц, однако являться предками ящериц эти виды рептилий не могут. Ящерицы должны быть представителями другой ветви предполагаемого родословного дерева рептилий. Другая сходная с млекопитающими рептилия, в челюстном суставе которой наблюдаются две кости: верхне- и нижнечелюстная (говорить, как это обычно употребляют, о «двухсуставной» челюсти не совсем корректно, так как речь в данном случае может идти только об одном суставе), также не может быть прямым предком млекопитающих, так как ее останки найдены в тех же геологических слоях (верхний триас), что и останки (с оговорками, см. далее в тексте) млекопитающих.

Во-вторых, эти самые древние «млекопитающие» (Morganucodon, Kuehneotheriium и Haramiya) были взяты известным палеонтологом, специалистом по млекопитающим Е. Tениусом в кавычки. По поводу строения нижней челюсти и челюстного сустава он считает, что вряд ли имеется какое-либо коренное отличие от Probainognathus в случае Theraps >

Ископаемые животные: общие черты терапсид

На протяжении длительного периода миром пермского периода правили синапсиды, которые были идеально приспособлены к климатическим изменениям того времени. Дальше эти животные дали начало новому классу животных, которые стали известны, как терапсиды.

Терапсиды были одними из самых удивительных существ того периода. Считается, что эти существа были потомками пеликозавров, распространенных в раннем пермском периоде. Несмотря на то, что каких-либо останков переходных форм между двумя этими классами животных в настоящее время не обнаружено, многие ученые считают, что некоторые обнаруженные останки предположительно принадлежали тетрациратопсу, который и мог быть связывающим видом между терапсидами и пеликозаврами.

В пермский период были распространены сразу несколько видов терапсидов, причем некоторые из них были травоядными, а другие хищниками. Большинство терапсидов были крупными существами, достигающими более 4 м в длину и весом около 3 т.

В отличие от других хищников, в том числе настоящих рептилий, у плотоядных видов терапсидов все зубы имели специальное предназначение. Кроме того, у терапсидов имелись длинные верхние клыки, которые были крайне схожи с теми, которыми обладали саблезубые кошки и некоторые другие хищные млекопитающие. Эти клыки позволяли быстро умертвить жертву. Стоит отметить, что эти существа напоминали своим внешним видом рептилий. В то же время у этих животных были уже некоторые органы, которые роднили их с млекопитающими.

Многие исследователи отмечают наличие у хищных видов терапсидов особых пахучих желез, которые позволяли этим хищникам метить свою территорию. Такие железы не являются редкостью у современных млекопитающих хищников, которые для выживания вынуждены охранять свою территорию. У хищных видов динозавров, появившихся намного позже, таких пахучих желез не было. У терапсидов не было чешуи, характерной для всех рептилий.

У ранних форм терапсидов кожные покровы были гладкие и возможно включали большое количество потовых желез. У более поздних форм, вполне возможно, были развито небольшое меховое покрытие, которое защищало животных от палящего солнца.

Терапсиды также отличались уникальным строением коленного устава, которое сместилось немного вперед. Локтевые суставы при этом сместились вверх. Таким образом, во время передвижения конечности этих существ располагались под телом животного, а не по бокам, как это бывает у настоящих рептилий. Класс терапсидов включает сразу несколько подгрупп животных, которые процветали в разное время. К основным подгруппам класса терапсидов относятся дейноцефалы, биармозухи, аномодонты, а также териодонты.

Большинство видов животных, которые относились к классу терапсидов, являлись хищниками. Лишь немногие виды могли потреблять растительную пищу. Эти создания выживали в суровых условиях пермского периода, но все же многие виды погибли на фоне глобального вымирания животных, произошедшего в это время. Самые известные хищники, относившиеся к классу терапсидов, охотились на травоядных пустыни, произошедших от синапсидов. Считается, что терапсиды могли караулить свою будущую жертву возле водоема.

Все дело в том, что водоемов с пресной водой в то время было не слишком много и они были крайне привлекательными для всех типов животных. Особенно часто другие животные становились жертвами самого большого хищника, относящегося к терапсидам, который известен, как гормонопс. Нередко жертвами 5-метровых горгонопсов становились такие травоядные представители этого же класса, как дицинодонты. О травоядных представителях класса терапсидов известно не слишком много. Считается, что эти животные достигали 3 м в длину и сбивались в большие стада, которые давали им определенную степень защищенности от хищников.

Питались дицинодонты скудной пустынной растительностью и в поисках пищи могли преодолевать огромные расстояния. Для того чтобы извлечь все питательные веществ из пустынных растений, дицинодонты глотали небольшие камешки, которые помогали перетереть попавшую в желудок пищу.

Представители класса терапсидов были отлично приспособлены к жизни в пустыне. Они длительное время могли обходиться без воды. Многие виды терапсидов дожили до начала триаса, но появление первых динозавров привело к их полному вымиранию.

Переходные формы – общепринятое мнение

Обычно, как переходные формы в школьных и вузовских учебниках рассматриваются:

1. кистеперые рыбы – для земноводных,

2. зверозубые ящеры – для млекопитающих,

3. археоптерикс – для птиц и

4. филогенетические ряды – для лошадей, слонов, бегемотов.

Так как филогенетические ряды не могут рассматриваться как настоящие переходные формы, особо на них останавливаться не будем. Просто обоснуем это утверждение. При рассмотрении вопроса эволюции лошадей или слонов не идет речь об образовании новых таксонов – классов или типов. Даже если животные проходили все этапы филогенетического ряда, они оставались растительноядными млекопитающими. Почему «даже если»? Дело в том, что гиппарион учебников не может являться предком лошади, хотя об этом программы замалчивают. Для доказательства приводится схема генеалогического древа из московского издания «Происхождения видов» за 1987 год. Место гиппариона показано крестиком. Как видите, эта форма не дала начало современной лошади, а вела в тупик. От нее просто не могли образоваться потомки, дожившие до наших дней. Те же формы, которых непосредственно можно назвать предками современных лошадей, находятся на другом уровне оганизации, нежели гиппарион.

Может быть, в школьных учебниках еще можно встретить мнение о переходном положении яйцекладущих млекопитающих ехидны и утконоса. Но «увы, теперь мы считаем их не промежуточным звеном между рептилиями и млекопитающими, а боковой ветвью эволюции» (Н.Н. Воронцов, 2004).

Кистеперые рассматриваются в качестве переходных форм, так как их толстые плавники могли служить опорой рыбе, чтобы переползать по дну или выползать на берег. Особо отмечается, что кистеперые, давшие начало земноводным, имели кроме жабр и легкие,использовавшиеся рыбами для дыхания атмосферным воздухом. Также утверждается, что они выползали из воды только при нехватке в воде кислорода. Казалось бы, логика налицо. Поэтому не требуется особых усилий для следующего шага: именно с этим явлением связать происхождение земноводных. Выползали кистеперые, выползали и рраз! – перестали быть рыбами.

Беда в том, что представленная выше цепочка доказательств никак не согласуется с истинным положением вещей. Никто не говорит об одной существенной детали: а каким образом происходит легочное дыхание у кистеперой рыбы? Этот процесс подробно был рассмотрен Шмальгаузеном в работе «Происхождение наземных позвоночных», о чем, однако, не упоминается ни в школьных, ни в вузовских учебниках.

Дело вот в чем. Кистеперая рыба могла пользоваться своими легкими, только находясь в воде. Высунув кончик морды над поверхностью, она заглатывала воздух, точно так, как современные лабиринтовые рыбы. Для этого не нужно иметь особых дыхательных мышц, нагнетающих воздух в легкие. По этой причине, на суше легкие кистеперой рыбы не действовали из-за отсутствия механизма, могущего сопротивляться давлению воздушной среды. Для чего же тогда рыбы выползали на берег? Современный бычок «пускается в странствия» с целью найти новый водоем. Если местообитание бычка не пересыхает, ничто не заставит его путешествовать. Несмотря на это, абсолютно правильно утверждение, что кистеперые выползали на берег именно подышать. Но никак не легкими, а влажной кожей. Бычки, во время своих «перелазов» дышат этим способом (жабры на суше для дыхания непригодны). Если рыба не найдет новый водоем до того, как пересохнут ее покровы, она погибнет. Видимо бычок догадывается об этом, так как на поиски отправляется после захода солнца и у него хорошо развит инстинкт, показывающий ему направление воды. Как вы видите, учебники довольствуются некой полуправдой, не раскрывают полностью “всех фишек”, создавая иллюзию полной логики предоставленных доказательств.

Для зверозубых ящеров самым главным признаком «переходности» обычно называется развитие зубного аппарата, схожего с таковым у млекопитающих.

Цитата №1 «Ископаемой переходной формой может считаться группа зверозубых рептилий, найденных на берегах Северной Двины. Таков зверозубый ящер иностранцевия».

Цитата №2 «Млекопитающие происходят от звероподобных ящеров. На рисунке показан скелет циногнатуса , у которого можно констатировать ряд признаков сходства с млекопитающими и выработку черт, которые характеризуют зачатки прогрессивных особенностей этого класса. Обособление грудной клетки указывает на дальнейшее усиление дыхательной функции и новый подъем интенсивности обменных процессов. Имеются основания утверждать, что у циногнатуса появилась уже теплокровность. На это указывает расположение хоан не в передней части неба (как у рептилий), а в задней части (как у млекопитающих). Такое их расположение, при наличии зубной системы типа хищных млекопитающих, позволяло сохранять ритмичное дыхание при актах захвата пищи и раздроблении ее зубами. Это есть физиологическая потребность, связанная с интенсивными процессами окисления и выработкой тепла. Древнейшие млекопитающие были очень мелкими животными, величиной с крысу». Их появление относится к триасовому периоду мезозойской эры.

Цитата №3 «Уже в период господства динозавров существовала предковая группа млекопитающих – небольших по размеру с шерстным покровом животных, возникших от одной из линий хищных терапсид. Млекопитающие выходят на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным адаптациям, как плацента, вскармливание потомства молоком, более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность».

Все хорошо? Не-а. Бросающиеся в глаза отличия млекопитающих от всех других групп констатируется как данность – без обсуждений. Выходят на передний план эволюции – и все тут, в чем, собственно, проблема? Но, после обзора доступных пособий (кстати, какой по счету учащийся побежит сравнивать материалы РАЗНЫХ учебников?) – вопросы остаются: Был ли циногнатус покрыт шерстью? Иностранцевия – величиной с крысу? И как все-таки выглядели хищные терапсиды? Да, учебники об этом не говорят, потому как если обо всем говорить – места не хватит – печатать. Но, кроме шуток, – есть реконструкции терапсид Перми (и даже описания). Интересно посмотреть (и прочитать). А вот делать сразу выводы – не стоит. “То ли еще будет впереди”, то есть, в одной из следующих глав.

Для птиц самой известной и единственной переходной формой считается археоптерикс.Отмечают следующие признаки переходности:

Черты рептилий
1. Челюсти, усаженные рядами зубов;

2. Большое количество хвостовых позвонков;

3. Отсутствие киля;

4. Строение трубчатых костей (неполое);

5. Развитые пальцы передней конечности с когтями.

Черты птиц
1 Роговой клюв;

2. Хорошо развитые перья;

Предполагается, что археоптерикс мог планировать с одного дерева на другое, но не мог совершать длительные перелеты.

«Сейчас известны 4 находки археоптериксов из юрских отложений Европы (последняя из них – в 1957 г.). По наличию зубов, особенностям строения черепа и других частей скелета археоптериксы были настоящими ящерами группы целурозавров, хотя по развитию перьевого покрова (отпечатки перьев удивительно хорошо сохранились в мелкозернистом литографском сланце, где были найдены эти ископаемые) несомненно, относятся к птицам. Можно сказать, что археоптерикс – типичная переходная форма. Это не означает, конечно, что археоптериксы были непосредственными предками ныне живущих птиц; по-видимому, это была лишь специализированная боковая ветвь». (Из московского издания «Происхождение видов», 1987.)

ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ

ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ, рептилии (Reptilia), класс позвоночных животных, занимающий по уровню организации промежуточное положение между земноводными (амфибиями), с одной стороны, и птицами и млекопитающими – с другой. Последние два класса произошли независимо от древних рептилий, а характерные для них покровы тела – от чешуи последних. Во многих отношениях пресмыкающиеся более сходны с птицами, чем с земноводными или млекопитающими. К современным рептилиям относятся ящерицы, крокодилы, черепахи, змеи и гаттерия, а из ископаемых форм наиболее известны гигантские динозавры, жившие в мезозойскую эру.

Рептилии, подобно земноводным и более низко организованным животным, холоднокровные, т.е. температура их тела зависит от окружающих условий. Однако они способны отчасти контролировать ее, укрываясь от перегрева или переохлаждения. Например, зимняя спячка позволяет избегать холодов, а ночная активность – дневной жары.

У всех рептилий жесткая, сухая кожа, покрытая чешуей. Главная ее функция – предохранение тела от высыхания. Черепахи покрыты костным панцирем, верхняя часть которого называется карапакс, а нижняя – пластрон. Голова и спина крокодилов также защищены твердыми костными пластинами.

В отличие от амфибий, личинки которых дышат жабрами и обычно живут в воде (у некоторых жабры сохраняются всю жизнь), рептилии дышат только легкими. У большинства их видов оба легких развиты одинаково, но у змей и некоторых ящериц правое легкое увеличено за счет левого и простирается на всю длину полости тела. У черепах из-за наличия панциря ребра неподвижны, поэтому у них развился иной, чем у остальных рептилий, способ вентиляции. Они загоняют воздух в легкие путем его заглатывания или накачивающих движений передних ног.

Рептилии снабжены сильно развитым костным скелетом. Характерно наличие ребер, но их число и форма зависят от вида. У большинства черепах костные пластины панциря сращены с ребрами и позвоночником. У змей ребра активно способствуют ползанию. У некоторых ящериц удлиненные ребра поддерживают веерообразные перепонки, позволяющие им планировать в воздухе.

У многих рептилий короткие, неспособные высовываться, иногда причудливо окрашенные языки. У змей и некоторых ящериц они длинные, раздвоенные, далеко выдвигающиеся изо рта. Это важные органы обоняния и других чувств.

Мелких рептилий защищает главным образом покровительственная окраска. Медленно ползающих черепах предохраняет их толстый панцирь. Многие змеи ядовиты.

Органы размножения рептилий такие же, как у птиц, но у самцов змей и ящериц имеются парные копулятивные органы в виде выпячивающихся из клоаки мешков, а у крокодилов есть непарный пенис. Рептилии, как правило, яйцекладущие, но у многих видов яйца до вылупления остаются в расширенном участке яйцевода. К ним относятся многие гадюки, жабовидные и некоторые другие ящерицы; их называют яйцеживородящими.

Распространение.

Рептилии встречаются по всему свету, но особенно многочисленны в теплых областях и практически отсутствуют в холодных за пределами распространения древесной растительности. Одни виды живут на земле, другие на деревьях, в пресной и даже в соленой воде. Так, в теплых океанах встречаются морские змеи и черепахи.

Классификация.

Выделяют четыре отряда современных рептилий. Это 300 видов черепах (Chelonia), 25 видов крокодилов (Crocodilia), ок. 5500 чешуйчатых, т.е. ящериц и змей (Squamata), и, наконец, гаттерия, или туатара, – единственный представитель отряда клювоголовых (Rhynchocephalia).

Ископаемые рептилии.

Рептилии известны с каменноугольного периода. В течение пермского и триасового периодов они достигли крупных размеров и размножились в огромных количествах, приспособившись к различным местообитаниям. В мезозое они господствовали среди животных в воздухе, на суше и на море, так что вся эта эра получила название века рептилий. Плезиозавры и ихтиозавры отлично плавали, птерозавры летали, а самые крупные, динозавры, были сухопутными формами.