И. Я. Павлинов
Такие разные животные
© ООО «Издательство АСТ», 2019
* * *
Почему млекопитающие?
Звери, или млекопитающие, – отдельный класс позвоночных животных. Они произошли от звероподобных рептилий около 230 миллионов лет назад. Процесс превращения «ящеров» в «зверей» был постепенным и длился очень долго, несколько десятков миллионов лет.
Первые «настоящие» млекопитающие были мелкими – с мышь или крысу, покрыты редкими волосами, некоторые из них – яйцекладущие (их прямые потомки – современные утконос и ехидна из Австралии), с несовершенной терморегуляцией. Их было очень мало – в те времена на суше царствовали динозавры.
Эти невзрачные, ничего особенного собой не представлявшие примитивные млекопитающие влачили жалкое существование невообразимо долгое время – целых 150 миллионов лет, почти две трети всей истории класса. И они, наверное, такими и остались бы, если бы их счастью не помогло чужое несчастье. 65 миллионов лет назад на нашей планете разразился глобальный экологический кризис, о причинах которого до сих пор спорят ученые. За каких-то пару миллионов лет он полностью уничтожил всю чрезвычайно разнообразную фауну динозавров, тем самым освободив сцену «театра жизни» для новых «актеров». Ими и стали млекопитающие: именно с гибелью динозавров на смену мезозою – «эре рептилий» – пришел кайнозой – «эра млекопитающих».
Звероящер ликенопс
Звери, словно воспрянув духом, довольно быстро заполнили Землю, причем стали осваивать не только сушу, где уже не имели себе равных, но и воздушное пространство (летучие мыши), вторично вернулись в воду (китообразные). Почти «одновременно», по геологическим меркам, возникают все основные современные отряды млекопитающих – насекомоядных, приматов, хищных, копытных, грызунов и др.
Современные и ископаемые животные-гиганты: 1 – слон (длина 6,5 м); 2 – диплодок (длина 30 м); 3 – тираннозавр (длина 15 м); 4 – синий кит (длина до 33 м)
Причем звери стали не только разнообразнее, но и крупнее: вымерших холоднокровных гигантов (диплодоков, бронтозавров и др.) заменили гиганты теплокровные – слоны, носороги, киты. Таким образом, млекопитающие окончательно заняли «вершину» на эволюционном древе животного царства. А затем в результате эволюции зверей появилось крайне самобытное существо, основной функцией которого стало познание окружающего мира и самого себя. Возник человек…
Вершина эволюции
Кто же такие – млекопитающие, почему они – «вершина» эволюции? Разнообразие мира живых организмов возникло в результате длительного процесса эволюции. Она начиналась с простейших форм жизни – возникновения одноклеточных, от которых и произошли более сложные организмы – растения и животные. При этом основная задача, которая решалась природой в процессе эволюции, – продление жизни всеми доступными средствами в изменчивой, подчас враждебной среде.
Достаточно просто организованным (то есть низшим) формам жизни нелегко решать эту задачу. Возьмем низших представителей тех же позвоночных: ну что может сделать карась в пруду, когда он пересыхает летом или замерзает зимой?
Да и потомство свое низкоорганизованные существа чаще всего не способны защитить от невзгод. Поэтому-то рыбы мечут в воду многие тысячи икринок, в которых будущий малек только угадывается, и чаще всего тут же «забывают» о них. Неудивительно, что до взрослого состояния доживает лишь доля процента потомства одной самки.
Но есть животные, которые способны в определенной степени «противопоставить» себя окружающей среде. Они не следуют слепо ее «диктату», а пытаются создать собственную устойчивую «микросреду» обитания, как для самих себя, так и для своего потомства. Для этого они учатся защищаться от неблагоприятных температур, высыхания, недостатка пищи и т. д. И млекопитающие больше других животных преуспели в решении важнейшей биологической задачи – выживания – именно вторым путем.
Волчата, играющие перед логовом
Действительно, у млекопитающих по сравнению с другими животными температура тела в меньшей степени зависит от температуры воздуха. Сверху они покрыты шерстью – это также защищает зверей не только от холода, но и от жары. Детеныши у большинства зверей развиваются внутриутробно, под защитой материнского организма, причем самка не только носит плод в себе, но и питает его через особый орган – плаценту. Мало того, она продолжает кормить малышей и после рождения, обеспечивая особым питательным продуктом – молоком. Вот отсюда и получили звери свое научное название – млекопитающие.
Стадо овцебыков, обороняющееся от стаи волков
Наконец, у млекопитающих увеличено серое мозговое вещество – залог развития интеллекта, обеспечивающего выработку сложных форм поведения, социальной организации.
Хищник может выработать сложные формы охотничьего поведения (загон, облава), чтобы перехитрить свою жертву. А копытному в стаде легче обороняться от хищника, нежели в одиночку. Особенно если это не просто «стадо», а сложно организованное сообщество зверей, в котором есть вожак, умудренный опытом и способный научить уму-разуму своих подопечных, направить их на путь истинный.
Конечно, все эти особенности зверей не появились в одночасье, они постепенно вырабатывались в ходе длительной эволюции. Поэтому в классе млекопитающих тоже есть свои «низшие» и «высшие» формы: их можно различать по тем же признакам, которыми звери в целом отличаются от других позвоночных. Так, среди млекопитающих до сих пор сохранились виды, у которых, как и у их предков – рептилий, потомство появляется на свет из яйца. Да и среди живородящих зверей одни пестуют детенышей едва ли пару месяцев, а другие – несколько лет. Если сравнить устройство мозга у насекомоядных и обезьян, можно безошибочно заключить, кто из них «глупее», а кто – «умнее».
Как растут «эволюционные деревья»?
Эволюция не сводится только к поступательному движению вверх по «лестнице» прогресса. Ведь условия среды обитания чрезвычайно разнообразны, поэтому не обязательно все время стремиться к повышению уровня организации. Можно просто уходить от конкуренции с другими организмами, осваивая еще незанятые «ячейки» в сообществах живых организмов – экологические ниши. Этот процесс называют «дивергенцией»: близкие виды в ходе эволюции как бы «расходятся» в разные стороны, вырабатывая специальные приспособления к определенным условиям среды.
Хомяк обыкновенный
Если пытаться изобразить процесс расхождения видов по разным жизненным зонам и экологическим нишам, то ничего лучше «эволюционного древа» не придумаешь. Направленный вверх «ствол» – это и есть основное направление эволюционного прогресса млекопитающих, означающее повышение уровня их организации. А расходящиеся вбок ветви и веточки и есть не что иное, как дивергенция видов.
Полевка плоскочерепная
Сначала на стволе появляется крошечный побег: это возник новый вид, пытающий свое счастье в эволюции. Если ему повезет, он не вымрет из-за каких-либо пертурбаций: зачаточный побег не «засохнет», а превратится в небольшую веточку. В новых благоприятных условиях, еще никем не занятых, появляется все больше и больше потомков того предкового вида: ветка все больше ветвится, становится толще. И в конце концов оказывается, что удачливый вид-основатель «нашел» новое, весьма перспективное направление эволюции: побег превращается в то, что садоводы назвали бы «скелетной ветвью» звериного древа жизни. Так, например, около 10 миллионов лет назад какие-то из зерноядных хомяков перешли на питание травой: это оказалось настолько удачным, что их потомки – полёвки – по разнообразию и обилию многократно превзошли своих предков.
Полевка рыжая
Приспосабливаясь к новой среде обитания, потомки все больше теряют сходство со своими предками: они как бы «забывают» своих пращуров, живших в иных условиях. Утрачивается сходство и с «кузенами», причем чем дальше виды «разошлись» в ходе эволюции по разным природным зонам, тем меньше между ними сходства. Ну кто бы мог сказать, глядя на порхающих в воздухе маленьких летучих мышей и плавающих в морских водах гигантов-китов, что все они – отдаленные потомки одних и тех же наземных зверьков, более всего похожих на ныне живущих землероек?
Полевка общественная
«Эволюционное древо» прекрасно иллюстрирует не только ход исторического развития живых существ, но и устройство «Системы природы». Оно чем-то напоминает устройство воинских час-тей: подобно полкам, ротам, взводам, в «Системе природы» есть разные уровни или ранги – классы, отряды, семейства и так далее. На «эволюционном древе» они соответствуют разным по «толщине» ветвям и отражают разную степень обособленности тех или иных групп животных. Говоря о животных, имеющих в системе определенный ранг, – о китообразных или тюленях, ежах или землеройках, мы можем охарактеризовать то, насколько давно отделилась и насколько далеко отошла данная ветвь от основного эволюционного ствола.
Представители рода кошек: 1 – лесной кот; 2 – степной кот
Так, если все звериное «древо» – это класс млекопитающих, то «скелетные ветви» – это отдельные отряды: например отряд хищные, отряд парнокопытные. Они обособились, как правило, не менее 70–90 миллионов лет назад, каждый завоевал свою собственную адаптивную зону. Растущие на них более мелкие ветки – это семейства: например в отряде хищных есть семейства медвежьих и кошачьих; в отряде парнокопытных – семейства полорогих и оленьих. Их эволюционный возраст – обычно 30–40 миллионов лет, каждое из семейств особым образом осваивает общую для отряда адаптивную зону. Например, в рацион медведей входят не только животные, но и растительные корма, а кошки питаются почти исключительно мясом.
Концевые веточки нашего «древа» – это отдельные роды: род медведей, род оленей и так далее. А они уже заканчиваются видами: бурый и белый медведи, лесной и степной коты, благородный и пятнистый олени. Возраст родов и видов млекопитающих обычно измеряется несколькими миллионами лет.
Сколько их?
Разнообразие живых организмов огромно, и едва ли его когда-либо точно измерят. Одна из причин – многие виды вымирают бесследно, об их существовании мы никогда не узнаем: увы, вымирание видов, семейств, даже целых отрядов животных столь же свойственно процессу эволюции, как и появление новых. Другая причина в том, что мы и существующее разнообразие знаем далеко не полно: ежегодно открываются новые виды и роды, даже новые семейства.
Современные млекопитающие насчитывают около 25 отрядов, 140 семейств и 4600 видов. Это совсем небольшая доля всего видового богатства: ведь всех видов животных насчитывается более пяти миллионов, из них почти две трети приходятся на насекомых! Да и в некоторых других классах позвоночных разнообразие больше: птиц известно около 5000 видов, рыб – более 20 000. Даже если к нескольким тысячам современных видов зверей приплюсовать вымерших, которых, наверное, было в два, а то и в три раза больше, все равно получится очень мало, едва ли более 15 тысяч, и это за всю историю развития «звериного древа жизни», длившуюся более 200 миллионов лет.
Большинство зверей – обитатели тропиков, именно там сосредоточено основное разнообразие зверей. В фауне России, расположенной целиком в поясе умеренного и холодного климата, класс млекопитающих представлен всего 8–9 отрядами, немногим более чем 40 семействами и приблизительно 310 видами. Причем вряд ли кто из специалистов-систематиков – ученых, изучающих разнообразие животных и растений, – сможет назвать эти цифры точно. Чуть ли не каждый год открываются новые, не известные ранее виды, а выяснение родственных связей между ними приводит к уточнению числа групп более высокого ранга – родов, семейств и даже отрядов.
Звери, насиживающие яйца
Люди склонны больше всего верить тому, что они сами придумали. А если встречается нечто противоречащее этой вере, сразу объявляют: «Такого не может быть!»
Со времен Аристотеля было совершенно «точно» известно, что звери покрыты мехом, у них мягкие губы и они рождают живых детенышей.
И действительно, так называемая Ойкумена – мир, известный Аристотелю и его современникам, был населен именно такими и только такими зверями. Но эпоха Великих географических открытий преподнесла человечеству множество сюрпризов в этом смысле.
Одно из наиболее сенсационных открытий в зоологии конца XVIII столетия было связано с открытием млекопитающих, которые… несли и насиживали яйца! Более того, у них даже клювы были – как у птиц. Когда путешественники привезли из Австралии первые чучела этих сравнительно небольших, длиной не более полуметра, животных, величайшие ученые умы Европы поначалу решили, что над ними просто подшутили. Ведь они точно знали: либо ты несешь яйца – тогда ты птица и покрыта перьями; или, на худой конец, рептилия и одета в чешую. Или ты покрыт шерстью – тогда ты млекопитающее, но у тебя нет клюва и ты не несешь яиц. И понадобилось еще несколько десятилетий для того, чтобы специалисты-зоологи наконец поверили, что на другом конце Земли, в Австралии, действительно существуют звери, которые высиживают яйца.
Утконос
Эти странные во всех отношениях животные – самые примитивные из современных млекопитающих, поэтому их «официальное» название – первозвери. И действительно, в их анатомии и физиологии сохранилось огромное количество черт, присущих рептилиеподобным предкам зверей. Они ведь не только откладывают яйца, покрытые скорлупой. У них еще и особое, свойственное только рептилиям, но никак не млекопитающим, строение выделительной системы, которая открывается наружу в единый с половой системой канал – клоаку. За это яйцекладущих зверей называют еще «однопроходными». Есть еще множество архаичных черт в строении скелета, пищеварительного тракта, даже глаз, по которым яйцекладущие сходны с рептилиями.
Однопроходные странным образом сочетают в себе особенности как рептилий, так и млекопитающих. Это «боковая веточка» древа млекопитающих, отделившаяся очень рано от общего ствола и почему-то сохранившая многие примитивные черты. Признавая уникальные особенности однопроходных, ученые-систематики ставят их особняком среди всех современных млекопитающих, выделяя в отдельный подкласс.
И все же эти необычные создания природы – несомненно млекопитающие. Они действительно покрыты шерстью, у них четырехкамерное сердце, да и температуру тела они способны поддерживать на довольно высоком уровне, хоть и ниже, чем у других зверей (около +30°). Наконец, они выкармливают вылупившихся из яиц детенышей молоком, как и все «нормальные» звери.
