Звероящеры

Еще с позапрошлого века в приуральских медистых песчаниках, а затем в пермских и триасовых отложениях Южной Африки и других стран стали находить своеобразных ящеров. Ученые обратили внимание на их значительное сходство с млекопитающими, за что уже упомянутый нами знаменитый американский палеонтолог Е. Коп дал им название «тероморфы», или в переводе с латинского на русский «зверообразные». Дело в том, что зверями правильно называть не животных вообще, а именно млекопитающих. Среди очень многообразных тероморф наиболее схожими с млекопитающими и наиболее вероятными предками этого самого высокоорганизованного класса являются териодонты — зверозубые. Особенно у поздних, триасовых териодонтов можно ясно проследить эволюционный переход к млекопитающим.

Все зубы в пасти рыб, земноводных и пресмыкающихся обычно более или менее одинаковы и просты по форме. Поэтому они не способны пережевывать пищу, глотают ее целиком или кусками, отчего, как известно любому ребенку из наставлений родителей, она недостаточно полно усваивается. Зубное хозяйство млекопитающих куда более обстоятельное. Они нередко имеют крупные клыки, которыми убивают добычу, резцы, которыми отрывают от нее куски, а главное — коренные зубы со сложной бугорчатой коронкой, которыми эти куски пережевывают. При столь «благоразумном» питании организм их получает гораздо больше энергии, чем у рыб и различных гадов. Появление способности к пережевыванию пищи, несомненно, было одним из кардинальных условий, позволивших млекопитающим достигнуть более высокого физиологического уровня — стать «теплокровными», независимыми от температуры окружающей среды. Ученые проследили у териодонтов постепенное превращение простых зубов рептилий в зубы млекопитающих.

Но оказывается, для того, чтобы жевать, одних специально устроенных зубов мало. Мы уже отмечали, что все наземные позвоночные с закрытым ртом дышат при помощи внутренних ноздрей или хоан. У земноводных и пресмыкающихся, кроме крокодилов,1 ноздри открываются прямо в ротовую полость. У млекопитающих же, а значит и у нас с вами, они отделены от ротовой полости «вторичным твердым небом» и открываются далеко позади в области носоглотки. Когда мы сидим за столом с набитым пищей ртом и исправно пережевываем ее, то в это время, благодаря вторичному небу, мы спокойно дышим носом. А что бы было, если бы носовые проходы открывались у нас прямо в рот, как у пресмыкающихся? Не успев разжевать, мы бы поспешили проглотить кусок, чтобы не погибнуть от удушья. И так, для свободного пережевывания пищи необходимо еще вторичное небо, отделяющее дыхательные пути от ротовой полости. Им обладают млекопитающие. Ученым удалось проследить, как оно постепенно развивалось у териодонтов.

Не менее сложные превращения происходили с ногами териодонтов. Первоначально они, как у всех гадов (земноводных и пресмыкающихся), расходились в стороны, а тело волочилось по поверхности земли, в полном смысле пресмыкалось. Затем, в процессе эволюции, ноги постепенно подвернулись под туловище, которое оказалось высоко приподнятым над землей, как это обычно для млекопитающих. Такой процесс мы с вами уже обсуждали, когда говорили о вероятной теплокровности динозавров.

В скелете териодонтов происходило много других эволюционных преобразований. Но в одно из них даже трудно поверить — две косточки, которые ранее образовывали сустав нижней челюсти, у их потомков млекопитающих превратились в слуховые косточки, расположенные в полости среднего уха. А нижняя челюсть приобрела новый сустав, причленяющий ее к скуловой дуге. Сначала это открыли специалисты по сравнительной анатомии путем сопоставления скелетов современных пресмыкающихся и млекопитающих. Изучение же теридонтов позволило проследить эти превращения в процессе исторического развития.

Так представляют себе ныне ученые внешний вид двинии, найденной В.П. Амалицким на Северной Двине (по М.Ф. Ивахненко и В.А. Карабельникову)

Так представляют себе ныне ученые внешний вид двинии, найденной В.П. Амалицким на Северной Двине (по М.Ф. Ивахненко и В.А. Карабельникову)

Изучив скелет териодонтов, ученые этим не удовлетворились. Они попытались представить себе внешний вид этих животных. Есть среди палеонтологов необычайно одаренные люди. Они сочетают в себе эрудицию анатома с талантом художника. На основе существующей взаимосвязи между формой мускулов и костей, к которым они прикреплены, им удается восстанавливать внешний облик ископаемых животных. Одним из таких редчайших специалистов в нашей стране был ныне покойный профессор Санкт-Петербургского университета А.П. Быстров. Он дал нам возможность увидеть картины жизни в конце перми — в «эпоху Великих Озер» на севере Европейской части нашей страны. На его рисунках фигурируют и существовавшие тогда близкие родичи триасовых териодонтов — огромные горгонопсии, самой известной среди которых была у нас иностранцевия. Он представил их в виде крупных хищных ящериц. Мало еще что предвещало в облике этих животных их потомков — млекопитающих.

Однако очень тщательные исследования тончайших деталей строения костей териодонтов изменили эти представления. Очень многое сделал в этом отношении Л.П. Татаринов. Оказалось, что даже у зверозубых позднепермской эпохи рано появились многие признаки млекопитающих, так что внешне они не были похожи на типичных рептилий с их чешуйчатой кожей. Совсем по другому представляют сейчас себе исследователи современницу иностранцевий маленькую двинию, как это изображено на рисунке. У териодонтов уже были мягкие губы и усы — вибрисы. Тело, вероятно, покрывали редкие волоски, служившие для осязания. Лишь потом они превратились в меховую шубу. Кожа, как и у млекопитающих, а так же первых четвероногих — амфибий, была снабжена железами. Кожа с железами, в отличие от сухой типичных пресмыкающихся, видимо, была свойственна всем зверообразным. Это подтвердили микроскопические исследования остатков окаменевшей кожи на черепах пермских звероящеров из Кировской области, проведенные П.К. Чудиновым.

Кожа с железами у зверообразных — примечательный факт, подтверждающий интересную гипотезу о их происхождении, а следовательно, и происхождении млекопитающих. Она заключается в том, что весь эволюционный ствол, приведший к млекопитающим, произошел непосредственно от земноводных, независимо от типичных рептилий. В пользу этой точки зрения, которую поддерживает Л.П. Татаринов, свидетельствует так же ряд других признаков как млекопитающих, так и зверообразных.

В триасовом периоде териодонты уже умели жевать и одновременно дышать, обладали свойственным млекопитающим телосложением — имели короткое плотное тело и короткий хвост. Наибольшего сходства с млекопитающими среди териодонтов достигли цинодонты или клыкозубы, дожившие до конца триаса. Самым известным среди них является циногнатус («клыкастая челюсть»), остатки которого найдены в Южной Африке и Южной Америке. Он был плотоядным животным с собаку величиной. Другие его родичи, более мелких размеров, питались насекомыми и личинками. Еще значительнее приблизились к млекопитающим появившиеся в позднем триасе потомки цинодонтов тритилодонты. Эти очень мелкие животные, перешедшие к питанию растительностью и дожившие до середины юрского периода, лишь эволюционировали в направлении млекопитающих, но не стали их предками. Такой же была судьба другой эволюционной ветви териодонтов, приведшей от тероцефалов (звероголовых) к иктидозаврам, появившимся в позднетриасовую эпоху. Они уже столь похожи на млекопитающих, что одно время их считали непосредственными предками этого класса. Наиболее любопытно то, что у этих существ было одновременно два сустава нижней челюсти: старый рептильный — через косточки, ставшие затем слуховыми, и новый — характерный для млекопитающих. Казалось, это реальный переход между двумя классами. Но новые исследования показали, что и это была «тупиковая ветвь». Видимо, во всех родословных линиях териодонтов с разным успехом шло продвижение к уровню развития млекопитающих, но «повезло» очень немногим из таких линий, произошедшим, как предположил Л.П. Татаринов, от каких-то ранних, может быть, еще пермских цинодонтов. Однако ископаемые остатки их нам почти неизвестны.

Столь большая близость териодонтов к млекопитающим породила представления, что эти поздние зверообразные были уже теплокровными, и, вероятно, живородящими. Однако оказалось, что для такого далеко идущего утверждения нет основания. Интересное открытие сделал Л.П. Татаринов. Тщательно изучив различные следы и отпечатки на костях крыши черепа, он пришел к выводу, что териодонты, как и млекопитающие, обладали хрящевыми верхними обонятельными раковинами в носовой полости, служащими для восприятия запахов. Но у них отсутствуют следы существования нижней раковины, которая предназначена лишь для увлажнения и обогрева воздуха и, таким образом, должна присутствовать только у теплокровного животного. Очевидно, как полагают и многие другие исследователи, триасовые зверообразные еще не обладали постоянной температурой тела. Об этом свидетельствуют и их еще не вполне совершенные конечности, в недостаточной мере подвернутые под туловище. Эти животные не были способны к свойственной млекопитающим походке с асимметричными аллюрами. Размножались они скорее всего путем кладки яиц, так как этот способ сохранился и у наиболее примитивных млекопитающих, и мы видим это у современных австралийских однопроходных — ехидны и утконоса.

Таким образом, зверообразные даже и в конце триаса не достигли в своей физиологии уровня развития типичных млекопитающих. Но, как теперь полагают, не были в этом отношении настоящими млекопитающими и те примитивные первые представители этого класса, которые появились в начале мезозоя. Постоянную температуру тела, способность к живорождению, достаточно прогрессивный мозг развился у них лишь постепенно почти к концу мезозойской эры. В этом могла заключаться одна из причин, в результате которой к концу триаса териодонты и их потомки млекопитающие уступили дорогу архозаврам.

Ну а теперь пора наконец рассказать о «встречах» с этими удивительными вымершими животными — зверозубыми.

Примечания

1. У крокодилов внутренние ноздри отделены от ротовой полости очень длинным костным вторичным небом, функция которого, однако, иная, чем у млекопитающих, и связана с водным образом жизни.