Юрий Дмитриев - Соседи по планете Земноводные и пресмыкающиеся
Сейчас мы уже знаем, как это происходило, и знаем, какое место в истории развития животного мира занимают амфибии.
Ученые разбили историю нашей планеты на периоды длиной в десятки, а то и в сотни миллионов лет. Каждый период получил название либо по месту, где он впервые стал изучаться, либо по какому-нибудь знаменательному открытию, сделанному в той или иной местности, либо по каким-то чрезвычайно характерным для данного периода явлениям. Так, каменноугольный период в истории нашей планеты назван потому, что именно в это время образовывались основные массы каменного угля; пермский период получил свое название потому, что недалеко от города Пермь, в Уральских горах были обнаружены и изучены характерные для определенного возраста Земли отложения. Был в истории Земли период — начался он 400 и окончился примерно 350 миллионов лет назад, — когда на Земле образовались сланцы. Эти древние сланцы впервые тщательно изучили в английском графстве Девоншир, и период получил название в истории Земли «девон».
Горы, которые к этому времени уже были на Земле, продолжали образовываться и в девонский период. Но сильные ливневые дожди, характерные для девона, размывали горные породы, образуя песчаники и глину.
Вторая характерная для девона черта — распространение и приспособление к новому образу жизни, к новым условиям существования наземных растений. И третья — огромное разнообразие рыб. Их в тот период было так много, что девон нередко даже называют «эпохой рыб».
Среди рыб девона имелись и так называемые кистеперые, с характерными для них парными плавниками, а главное, уже немного приспособившиеся дышать атмосферным воздухом. Кистеперых, в отличие от других рыб, почему-то не очень устраивала водная стихия, и они всё чаще и чаще поглядывали на сушу. И не только поглядывали, но и начали понемногу осваивать ее.
Трудно сейчас сказать, почему это происходило. Возможно, потому, что водоемы, где жили эти рыбы, несмотря на ливневые дожди, все-таки часто пересыхали, и рыбы вынуждены были по суше отправляться на поиски других водоемов. Во всяком случае, такой точки зрения придерживается известный американский палеонтолог Альфред Ромер.
От икринки до лягушки.Возможно, появление или увеличение количества хищных рыб заставило многих обитателей водоемов искать спасения на суше, где хищников тогда не было. Может быть, выход на сушу происходил потому, что увеличивалось «население» водоемов, усиливалась конкуренция и все труднее становилось добывать пищу, а на суше в это время появлялось все больше и больше насекомых. Но так или иначе, а кистеперые рыбы в конце концов выбрались на сушу. Произошло это более 300 миллионов лет назад, на стыке девона и каменноугольного периода.
Конечно, первые поселенцы суши были мало похожи на современных амфибий. Примерно сто пятьдесят миллионов лет изменялись, приспосабливались к новым условиям существования, совершенствовались животные. Потом изменения стали все менее заметны и все менее существенны, а затем и вовсе прекратились. Так что некоторые земноводные, жившие 80–00 миллионов лет назад, уже почти совсем не отличались от современных.
Появление амфибий — первых сухопутных позвоночных — стало поворотным пунктом в истории животного мира нашей планеты. Можно сказать, что земноводные в буквальном смысле открыли Землю и тем самым открыли огромные возможности для эволюционных изменений животных. И действительно, в относительно короткий для истории Земли отрезок — всего в 50 миллионов лет — появились рептилии, еще миллионов через 100–150 — млекопитающие и птицы. Животный мир планеты развивался, совершенствовался, а первопроходцы суши — во всяком случае, многие из них — по-прежнему оставались полуводными-полусухопутными животными. Такими они дожили и до наших дней, имея много общего с рыбами, с одной стороны, и с наземными позвоночными животными — с другой.
Правда, немало ученых придерживается мнения, будто, «перестав быть рыбами», амфибии потеряли очень важное преимущество. «Среди ученых бытует представление о том, что в интеллектуальном отношении амфибии — существа примитивные, гораздо более „глупые“, чем их предшественники рыбы. По всей вероятности, подобное суждение ошибочно, — пишет доктор биологических наук Б. Сергеев. — Во всяком случае, развитие головного мозга амфибий свидетельствует о значительном прогрессивном шаге вперед по сравнению с рыбами». Очевидно, это так и есть. Но этого мало: амфибии «усовершенствовали» оставшиеся от рыб признаки, смогли их как-то приспособить к новой среде обитания, сделать максимально полезными для себя.
Один из основных признаков рыб — отсутствие постоянной температуры тела, полная зависимость от окружающей среды. В водоемах, как правило, перепады температуры не превышают 25–30 градусов, да и то до 30 градусов вода нагревается довольно редко (ниже нуля, как известно, ее температура не опускается — тогда вода уже перестает быть водой). На суше же морозы в 45–50 и жара в 40–45 градусов не так уж редки, и температурные колебания в 100 и более градусов — вполне реальное явление. Это сезонные колебания. Но ведь и суточные перепады температуры бывают весьма значительны — до 60 градусов, причем, в отличие от перепадов температуры в воде, на суше они не плавные, а часто очень резкие и скачкообразные. От перепадов температуры в той или иной степени страдают все животные. В том числе и теплокровные. Но им все-таки гораздо легче. Земноводные же, расставшись с водой и став сухопутными животными, не приобрели необходимого теплообмена, сохранили «рыбью кровь», то есть остались полностью зависимыми от окружающей среды, от ее температуры. И тем не менее амфибии не погибают на суше — они сумели приспособиться к таким, казалось бы, совершенно неприемлемым для них условиям, «нашли способы» не замерзать, не погибать от жары и потери влаги. Об этом мы еще поговорим, а сейчас вспомним такую «мелочь», как слюноотделение — не очень эстетичную, но очень важную черту.
С выходом на сушу пища земноводных мало изменилась: и в воде они, в основном, были хищниками — питались мелкими животными, и на суше продолжали питаться мелкими беспозвоночными и насекомыми, проглатывать их, как и рыбы, целиком. Поэтому зубы земноводных (у тех, которые их имеют) похожи на рыбьи и служат, как и рыбам, не для разжевывания или разгрызания, а лишь для удерживания добычи. Однако рыбы могут глотать все, что им подходит, не смачивая добычу слюной (в воде-то она зачем?). Наземным же животным смачивать пищу необходимо, иначе они ее просто не смогут проглотить. Поэтому у всех сухопутных животных имеются слюнные железы. У земноводных, во всяком случае у тех, кто прочно связан с сушей, тоже появились такие железы. Это — важное приобретение. Однако природа как будто ни на минуту не забывала о том, что амфибии — не настоящие сухопутные существа. А раз так, то и слюнные железы у них не «настоящие», не такие, как у остальных: они лишь смачивают пищу, но не способствуют пищеварению, как у других животных.
Рыбам не нужны подвижные веки и слезные железы, защищающие глаза от засорения и высыхания (опять-таки — они живут в воде!). Наземным позвоночным необходимы. Значит, появились они и у земноводных. Но и тут природа «наложила ограничение»: снабдила подвижными веками и слезными железами только взрослых земноводных, да и то лишь тех, кто большую часть жизни проводит на суше.
В чем природа оказалась щедра, так это в наделении земноводных средствами передвижения по земле — конечностями. Правда, среди земноводных есть и безногие, но таких не много. Большинство земноводных получили возможность передвигаться в новых условиях существования с относительным комфортом.
В водной среде двигаться легко — нет шероховатостей и неровностей почвы, нет препятствий. И главное, не требуется никаких усилий, а если и требуются, то минимальные. Достаточно сказать, что удельный вес рыб, имеющих плавательный пузырь, равен единице. Удельный же вес любого существа, живущего на суше, во много раз больше удельного веса воздуха. Поэтому, чтобы передвигаться по земле, нужны не просто конечности, но конечности сильные.
У кистеперых рыб были когда-то парные плавники, внутри которых изначально находился костный стержень, имевший зачаточные элементы костей конечностей. Постепенно скелет этих костных стержней усложнялся, совершенствовался, кости все больше расчленялись на отдельные части, а части эти соединялись между собой суставами. Так как кистеперые рыбы жили в пресных водоемах, то, пользуясь этими плавниками, могли выползать на сушу. (Благодаря высокой влажности воздуха они пользовались кожным дыханием.)
Так в конце концов у земноводных, в которых постепенно превращались кистеперые рыбы, появились ноги, вполне пригодные для передвижения по суше.
