Происхождение и эволюция млекопитающих. Пермские тероморфные рептилии - предки млекопитающих. Формирование жевательных зубов
В данной статье пойдет речь о эволюции млекопитающих, а также будет рассмотрено формирование жевательных зубов.
Основными предками млекопитающих являются тероморфные рептилии, остатки которых датируют верхним карбоном, котилозавры. Они обитали во влажных биотопах, так как сохраняли множество черт организации рептилий. Это объясняет большое количество желез в коже млекопитающих, а также множество других особенностей.
Предки млекопитающих обладали следующими признаками:
- Амфицельные позвонки;
- Подвижные шейные и поясничные ребра;
- Малые размеры головного мозга.
Но наряду с этими признаками, их зубы, которые находились в альвеолах, начали свою дифференцировку в такие типы зубов как резцы, клыки и коренные.
В то время звероподобные рептилии наблюдались также следующие особенности;
- Вторичное костное небо;
- Двух-трехраздельный затылочный мыщелок;
- Двойное сочленение челюсти с черепом благодаря сочленовную и квадратную, а также зубную и челюстную кости;
Благодаря сочленению наблюдалось увеличение зубной кости, одновременно с уменьшением сочленовной и костной. Но при этом, сочленовная кость не прирастала к нижней челюсти. С ходом эволюции, такие кости, как сочленовная и квадратная видоизменились, благодаря чему стали частью костного аппарата среднего уха.
В пермском и основной части триасового периода данный вид рептилий видоизменился и образовал три группы:
- Растительноядные;
- Хищные;
- Всеядные.
Все три вида процветали в биоценозах суши. Их вымирание датируется юрским периодом. Основной причиной вымирания является невозможность конкурирования с архозаврами, которые были более прогрессивными в тот период. Тероморфы относительно небольших размеров, скорее всего, были вытеснены в такие биотопы, как болота, заросли и подобные, которые являлись менее благоприятными для жизни. В таких условиях существовала необходимость в развитии различных органов чувств, усложнения поведения, а также усиления общения особей одного вида.
Из-за вытеснения у териодонтных, или же зверозубых, рептилий началась новая линия развития, которая была необходима для выживания. Не смотря на разделение групп данного вида рептилий, у них развивались структуры и признаки, которые со временем стали характерны для млекопитающих. Этими признаками стали:
- Образовались трехбугорчатые зубы;
- Образовалась верхняя обонятельная раковина в носовой полости, которая увлажняла и обогревала вдыхаемый воздух;
- Образовались мягкие губы, что позволяли сосать молоко детенышам;
- Образовалось дополнительное сочленение нижней челюсти с черепом, идущее параллельно с редукцией сочленовной и квадратной костей;
- Происходило увеличение больших полушарий переднего мозга и др.
Оба подкласса млекопитающих, которые существуют на данный момент, могли произойти от единой группы звероподобных рептилий, у которых были примитивные трехбугорчатые зубы – цинодонтов, которые являлись хищниками. Данное событие отмечается периодом триаса.
На тот момент у них уже появились ряд особенностей, которые характерны для млекопитающих:
- Вторичное небо, которое укрепило челюстной аппарат;
- Дифференцированная зубная система;
- Подобное к млекопитающим телосложение.
Скорее всего, уже на тот момент они обладали диафрагмой, что разделяет полости тела.
Известный на данный момент, хадрокодиум – древнейшее млекопитающее, но размером был меньше крысы. Предположительно, он жил 195 миллионов лет назад, вместе с динозаврами. Вес этого млекопитающего составлял два грамма. Длина черепа была 12 мм, что и стало причиной названия млекопитающего хадрокодиум или «Огромный череп». Скорее всего, по уровню развития он сильно опережал всех существ, которые существовали на тот момент. Исходя из строения черепа, можно выдвинуть предположение относительно развитого мозга, обладание крайне тонким слухом и обонянием. Но несмотря на это, его основной рацион состоял из червей и насекомых.
Будущее этого млекопитающего неизвестно. Хадрокодиум мог быть как тупиковой ветвью эволюции, так и быть нашим предком.
Но время и пути эволюционного развития двух подклассов млекопитающих неизвестны до сих пор.
Относительно подклассов млекопитающих можно сказать, что они образовались в верхнем триасе. В обеих линиях возникли такие особенности, как двойное сочленение челюстей, а также становление смыкания нижней и верхней челюстей, или же окклюзии, что способствовало механической переработке пищи.
Подкласс первозвери или Prototheria, а именно останки мелких зверьков с трехвершинными коренными зубами Triconodontia, были обнаружены в залежах триасового периода. Они стали предками таких видов, как Multitubeculata или многобугорчатые, и Monotremata, которые известные как однопроходные. Первые вымерли в конце мелового периода, а вторые имеют таких представителей, как ехидна и утконос.
Подкласс звери или Theria, дала начало подавляющему большинству млекопитающим, которые известны на данный момент.
Для закрепления такого класса как млекопитающие, ушло много времени. Так же медленно шло и развитие головного мозга. Предки млекопитающих являются рептилии, и наиболее развитым отделом головного мозга был мозжечок. Потому их можно назвать метэцефалическими животными. Но с эволюционным развитием шло развитие и увеличение головного мозга, и потому млекопитающих можно назвать телэнцефалическими животными. Это было серьезным отличием млекопитающих от цинодонтов, звероподобных ящериц.
Как было выяснено, млекопитающие были небольшого размера и внешне напоминали крыс в течении двух третей своей геологической истории, и не могли выполнять важную роль в природе. Наиболее серьезный прогресс был в кайнозое. Но он был связан с последовательным развитием, которое привело их к теплокровности, повышению энергетического уровня, живорождению и вскармливанию собственных детей молоком. Но важнейшее развитие было связано с развитием органов чувств, гормональной системы и центральной нервной системы. В конечном итоге, это привело к совершенствованию организма, как целостной системы, а также обеспечило усложнения поведения. Конечным результатом всех новых приспособлений являлось развитие связей между индивидами, наряду с образованием динамических группировок. Образование социализации отношений у млекопитающих позволило найти новые способы борьбы за положение в биоценозах, а вместе с тем и были созданы новые способы выживания.
В конце мезозоя-начало кайнозоя, альпийский цикл горообразования сильно изменили Землю: появились высокие хребты, климат стал континентальным, довольно сильно возросла сезонная контрастность. Выражение сезонов привело к сильному похолоданию по всей планете. Это привело к закреплению покрытосеменных растений, в частности двудольных, а саговники и голосеменные растения беднели. Подобное изменение флоры создало большие проблемы для всех крупных рептилий, что существовали на тот момент, но теплокровные млекопитающие и птицы, которые имели меньшие размеры, намного легче приспосабливались к новым изменениям. Для успешной конкуренции с рептилиями, млекопитающие и птицы перешли на питание мелкими животными, высококалорийными плодами, а также вегетативными частями покрытосеменных растений, позволило начать интенсивное размножение. Каждый из этих факторов привело к вымиранию рептилий, что и стало завершением эры мезозоя. Развитие, широкая адаптация и распространение млекопитающих вместе с птицами открыло кайнозойскую эру.
Татаринов Л.П. Происхождение млекопитающих, «Природа», 1975, № 8