Эволюция млекопитающих: описание, ступени, классы
Эволюция — это естественное развитие любых процессов окружающей среды, в число которых входят генетические мутации популяций животных, адаптация, образование новых и вымирание старых видов, изменение отдельных экосистем и, следовательно, всей биосферы в целом.
Маммализация териодонтов
Впервые об этой концепции заговорил Татаринов в 1976 году. Именно он - тот человек, который заметил нарастающие признаки млекопитающих в отдельных группах терапсид, синапсид и териодонтов. Немного позже он присвоил этой концепции общее название маммализация териодонтов.
Происхождение и эволюция млекопитающих древнего мира до современных, согласно предположениям исследователей, началась 225 млн лет назад. Это связывают с тем, что некоторые представители животного мира приобрели возможность поднять свой уровень метаболизма, увеличить общую температуру тела и способность самостоятельно ее регулировать. Новые умения сопровождали изменения физического плана:
- Формирование слуховых косточек.
- Развитие мускулатуры челюстного аппарата.
- Изменения зубов.
- Сформировалось вторичное костное небо, благодаря которому большинство животных смогло дышать во время приема пищи.
- Сердце разделилось на четыре камеры, благодаря чему не стала смешиваться артериальная и венозная кровь.
Появление млекопитающих
Поздний меловой период известен тем, что именно в это время появились первые млекопитающие. Древние представители, по сути, это насекомоядные разных видов. Их внешний облик был очень похож: плацентарное теплокровное существо, имеющее серый шерстяной покров и пятипалые конечности. Вытянутый нос имел форму хоботка и помогал животному искать насекомых и личинок.
Большинство ископаемых нашли в меловых отложениях Монголии и Средней Азии. Их предками называют рептилий, входящих в группу синапсидных животных. Именно это группа сформировала подкласс звероподобных существ. Среди них возникли зверозубые представители, которые оказались наиболее близкими к млекопитающим.
Синапсиды
Мезозойская эра создала все условия для благоденствия рептилий со всеми привычными свойствами настоящих ящериц. История запомнила их под названием «динозавры». Зверозубые представители пытались выжить среди них, поэтому вынуждены были сократить размеры тела, уменьшить численность своей популяции и уйти в тень, заняв второстепенную природную нишу, отдав главенство другим животным. Их расцвет начнется позже в результате климатических изменений и последовавшим за этим вымиранием ящеров.
Дииктодон
Возраст найденных останков — от 252 млн лет. Это одно из самых древних животных, у которого были бивни на нижней челюсти. Длина его тела не превышала 80 сантиметров. Дииктодон жил на территории современной Европы еще до появления первых динозавров. Значительно позже именно от него произошли предки млекопитающих.
Двиния
Это зверообразная рептилия, относящаяся к классу цинодонтов. Их время - конец пермского периода. Первые останки нашли на территории Архангельска. Возраст костей — около 250 млн лет. Исследователи считают, что и от них произошли первые млекопитающие.
Это животное было около 50 сантиметров в длину. Оно имело шерстяной покров и зубы, схожие по строению с челюстным аппаратом млекопитающих. Отличительные черты:
- На морде находилась чувствительная шерсть, вибрисс, помогающая во время охоты.
- Развитая теплокровность, благодаря которой животное не зависело от температуры окружающей среды.
Скорее всего, двиния была всеядной. Несмотря на много сходных черт, ее мозг был более примитивным, чем у простейших млекопитающих.
Плацериас
Возраст найденных останков — от 215 млн лет назад. Их относят к группе терапсид, от которой впоследствии также произошли млекопитающие.
Плацериас был зверообразным ящером. Его длина не превышала 4 метра, а вес - 1 тонну. На верхней челюсти было два больших клыка и нос, имеющий форму крюка. Благодаря ему он выкапывал клубни, корни растений и мхи.
Дидельфодон
Возраст останков — от 65 млн лет назад. Возможная территория проживания — США, Монтана, Австралия, Южная Америка. Это одно из древних сумчатых животных, от которых впоследствии произошли опоссумы.
Длина дидельфодона не превышала 1 метра, а вес был около 20 килограмм. Он имел острое зрение, поэтому есть предположение, что зверь был ночным обитателем. Питался мелкими животными, насекомыми, яйцами динозавров и любой найденной падалью.
Кондилартр
Время существования популяции - 54 млн лет назад. Именно от него идет линия копытных животных. Впоследствии от него произошел протитан, фото которого представлено ниже. Его образ воссоздан по найденным останкам.
Протитан
Раннее лошадеобразное животное, так называемый бронтотерий, чей расцвет пришелся на период с конца эоцена до середины олигоцена. Его внешний вид напоминал большого носорога или бегемота, у которого были крупные ноги с трехпалыми ступнями. Масса - 1 тонна. На верхней и нижней челюсти развились острые резцы, позволяющие щипать траву возле водоемов.
Большинство останков найдено в Северной Америке. Их возраст определяют на уровне 35 млн лет назад. Согласно предположениям исследователей, их образ жизни напоминал современных бегемотов. Дневное время они лежали в воде на мелководье, а вечером шли на берег за травой.
Австралопитек
Это большая человекообразная обезьяна. Считается, что его родственники стали непосредственными предками современных людей. Время их появления приходится на период от 6 млн лет назад.
Они жили на территории Африки небольшими группами, в состав которых входили 2 или 3 самца, несколько самок и общее потомство. Основу их рациона составляли растения и семена. Именно это стало причиной уменьшения клыков и началом прямохождения, так как среди высоких зарослей, передвигаясь на четырех ногах, было трудно увидеть хищника.Эволюция мозга млекопитающих была пока еще в начальной стадии, поэтому объем серого вещества уступал содержимому черепной коробки древних людей.
Африканский австралопитек — примат, чей рост не превышает 150 сантиметров. Исследователи предполагают, что он ловко пользовался камнями, ветками и обломками костей, облегчая свой труд. Его линия берет свое начало от афарского австралопитека, который считается предком человеческого рода.
Неандерталец
Поздний представитель человеческого рода. Считается, что неандертальцы появились на территории Африки 400 тыс. лет назад. Впоследствии они расселились по Европе и Азии (в течение ледникового периода). Последние члены популяции вымерли 40 тыс. лет назад.
Очень долго все исследователи видели в неандертальце единственного предка современных людей. Сейчас популярна теория, что оба вида (неандертальцы и современные люди) берут свое начало от одного предка. Определенный промежуток времени они существовали по соседству.
Рост обычного неандертальца составлял около 163 сантиметров, телосложение было крепким и мускулистым, приспособленным к территориям с тяжелыми условиями проживания. Его череп был вытянутой формы, с крепкими и сильными челюстями, ярко выраженными надбровными дугами. Строение черепной коробки указывает на острое зрение и примитивную речь. Они умели пользоваться простыми орудиями труда и выработали своеобразный социум.
Ранние млекопитающие
У древних представителей потовые железы видоизменились, образовав млечные. Вероятно, сначала они не кормили свое потомство, а выпаивали, обеспечивая их постоянным доступом к жизненно необходимой жидкости и соли. Следующими изменились зубы, разделив первых млекопитающих на две группы — кюнеотериид и морганукодонтид.
Другая линия, под названием пантотерии, лучше приспособилась к стремительно меняющимся условиям жизни. Внешне они напоминали маленьких зверят, которые питаются насекомыми, яйцами и потомством других животных. На этот промежуток времени размер их мозга был слишком мал, но уже больше, чем у других зверозубых представителей. Конец мезозойской эры оказался решающим для этого вида, разделив его на две самостоятельные разновидности — высшие плацентарные и низшие сумчатые.
В начале мелового периода появились плацентарные животные. Как показала дальнейшая эволюция млекопитающих, этот вид оказался довольно успешным.
Развитие древних млекопитающих до современных животных
Зверозубые существовали до периода верхнего Триаса. Окаменелые останки древних млекопитающих находят в юрских отложениях.
В дальнейшем, от бугорчатозубых животных произошли плацентарные и сумчатые млекопитающие. В начале меловой эры плацентарные разделились, образовав линии китообразных и грызунов. Те из них, которые питались насекомыми, сформировали множество линий: летучий мышей, приматов, неполнозубых и так далее. Хищно копытная разновидность отделилась, образовав самостоятельный биологический вид, который со временем дал начало хищным и копытным животным. От древнейших хищных, так называемых креодонтов, произошли ластоногие, от первых копытных — парнокопытные, непарнокопытные и хоботные. В конце кайнозойской эры плацентарные млекопитающие заняли главную природную нишу. Из них сформировался 31 отряд животных, 17 из которых живут и сегодня.
Наиболее древними млекопитающими считаются те, которые питались насекомыми. Внешне они напоминали маленьких зверят, способных жить на земле и деревьях. Насекомоядные, передвигающиеся по деревьям, в процессе эволюции конечностей млекопитающих, начали планировать, а чуть позже и летать, образовав отряд рукокрылых. Наземные формы увеличивались в размерах, что позволило им перейти на охоту за более крупной дичью, что позволило им образовать класс креодонтов. Со временем они уступили место предкам современных животных из отряда Garnivora. В Неогене появились известные на весь мир саблезубые кошки.
На протяжении Палеогена хищники сформировали две параллельные линии: ластоногие и наземные хищные млекопитающие. Ластоногие заняли все водоемы, и стали морскими царями.
Отдельные представители креодонтов, полностью поменявшие свой привычный рацион на растительную пищу, стали предками кондилартров, то есть первых копытных.
С началом Эоцена от насекомоядных отделились и сформировали самостоятельные биологические виды предки грызунов, трубкозубых, приматов и неполнозубых.
Эволюция птиц и млекопитающих продолжалась на протяжении всего кайнозойского периода. Появились первые цветы, ставшие неотъемлемым элементом ежедневного рациона млекопитающих. Периодически менялась экология, вынуждая животных приспосабливаться к новым условиям жизни. Древние птицы и млекопитающие достигли в эволюции поставленных целей и постепенно исчезали, а их потомство с каждым новым поколением становилось более развитым и совершенным. Но процесс разделения континентов сформировал отдельные области, изолированные от остального мира, в которых очень долго проживали первоначальные формы животных.
В период расцвета сумчатых от других материков отделилась Австралия. Со временем Южная Америка отошла от Северной. В результате этого биологические виды, проживающие на этой территории, развивались самостоятельно.
Главная природная ниша на территории Южной Америки осталась за сумчатыми, которые ввиду отсутствия конкуренции продолжили свое развитие. Из маленьких плотоядных существ, не превышающих своими параметрами размеры опоссума, они превратились в огромных животных, известных под названием саблезубых тигров.
В процессе эволюции класса млекопитающих появлялись гигантские формы муравьедов, броненосцев и ленивцев. Стабильное сосуществование сумчатых и плацентарных млекопитающих закончилось в конце Плиоцена. В это время образовался перешеек, соединивший Северную и Южную Америку. Впервые за очень долгий промежуток времени животные южной части встретились с северными соседями. Последние были наиболее развитыми, поэтому без труда истребили сумчатых и копытных. Лишь гигантские броненосцы и ленивцы смогли пройти дальше северной области, достигнув территории Аляски.
На территории Евразии и Северной Америки проходили все ступени эволюции млекопитающих копытные животные и слоны. Благодаря палеонтологам детальнее разобрано развитие лошадей, которое в основном происходило на территории Северной Америки. Их предком считают гиракотерию или эогиппуса, чье существование приходится на период Палеоцена. Рацион гиракотерия составляла жесткая листва кустарников, а их передвижение в окружающем пространстве было очень быстрым.
Древние пастбища дали возможность лошадям не искать себе пищу, общипывая кусты и молодые побеги, а спокойно пастись на обширных равнинах. Некоторые представители вида остались бродить в широких кустарниках, сохранив размеры пони. Они сформировали гиппарионовую фауну, со временем распространившуюся по территориям Евразии и Северной Америки. Основу их рациона составляли молодые растения и листья на деревьях и кустарниках. У них была конкуренция в лице маленьких носорогов с длинными конечностями, чьи особи не выдержали натиска лошадей и вымерли.
Остальные носороги выглядели, как нынешние гиппопотамы. Были такие виды, которые выросли до впечатляющих размеров. Самым известным из них стал белуджитерий — крупнейшее млекопитающее, из когда-либо существовавших на Земле. Рост отдельных представителей вида превышал 6 метров, что позволяло им доставать до листьев и побегов самых высоких деревьев.
Развитие слонов было не менее сложным. Их окончательное становление произошло в период Неогена. В это время кайнозойские формы слоновьих предков стали иначе пережевывать пищу — вперед и назад, передвигаясь в одном направлении. Именно резкое изменение жевательного аппарата спровоцировало формирование всемирно известных особенностей слоновьей головы.
Меловой период стал переломным и для отряда приматов. Они появились 80 млн лет назад, и своим видом напоминали современных животных, например, долгопята или лемура. С началом палеогена началось их разделение на низших и человекообразных представителей. Около 12 млн лет назад появился рамапитек — первый примат, имеющий внешнее сходство с человеком. К местам его обитания относят Индию и Африку.
5 млн лет назад в Африке появились первые австралопитеки — близкие родственники расы, которые еще относятся к виду приматов, но умеют ходить на двух ногах и ежедневно применять самодельные орудия. Около 2500000 лет назад они начали переходить на человеческий труд, что доказывают уникальные останки австралопитеков, найденные палеонтологами на территории Восточной Африки. Начало Палеолита оставило свой след в истории тем, что в этот период появились первые люди.
Главные черты царей мира животных
Благодаря эволюции, млекопитающие добились высшего класса позвоночных, которые заняли главную ступеньку в животном царстве. Их общая организация достойна отдельного внимания:
- Терморегуляция тела, обеспечивающая практически постоянную температуру всего организма. Это дало возможность млекопитающим не зависеть от определенных погодных условий.
- Млекопитающие — это живородящие животные. В большинстве случаев они кормят свое потомство молоком, заботятся о малышах до определенного возраста.
- Только у класса млекопитающих эволюция усовершенствовала нервную систему. Эта особенность обеспечивает доскональное взаимодействие всех органов тела и приспосабливаемость к любым условиям окружающей среды.
Такие качества обеспечили распространение млекопитающих на земле, в воде и воздухе. Их царствование не дошло лишь до Антарктического континента. Но даже там можно встретить отголоски этой власти в лице китов и тюленей.