Дж. Д. Макдугалл - Краткая история планеты Земля: горы, животные, огонь и лед
Млекопитающие отличаются от других животных наличием волосяного покрова на теле и привычкой ухаживать за своими детенышами. Они теплокровны, что позволило им приспособляться к изменяющимся условиям обитания с большей легкостью, чем животным, у которых ее нет, например, рептилиям. Тем не менее ни одна из этих особенностей не оставляет следов в окаменелых остатках, поэтому классификация млекопитающих на протяжении геологической истории основывается на особенностях строения скелета, особенно на строении челюстей и типах зубов. Как оказалось, именно по зубам можно многое узнать о среде обитания древних животных и особенно об их диете.
Почти все ныне живущие млекопитающие заботятся о своих малышах. Единственное исключение составляет редкая группа так называемых однопроходных, которые откладывают яйца. Эти странные животные, которые включают утконоса, найдены только в Австралии. К сожалению, ископаемые остатки однопроходных почти отсутствуют, и поэтому место, которое занимают их ныне живущие представители в общей схеме эволюции млекопитающих, не совсем ясно. Но несмотря на то, что это весьма специализированные животные, однопроходные сохранили много примитивных черт и представляют собой, вероятно, ответвление от древних звероподобных рептилий. Наибольшего успеха среди млекопитающих достигли плацентарные млекопитающие, которые включают нас и большинство знакомых нам животных, как домашних, так и диких: собак, кошек, лошадей, медведей, слонов, оленей и многих других. Плацентарные млекопитающие рождают детенышей только после долгого периода беременности, и новорожденные (в большинстве случаев) готовы встретить мир лицом к лицу вскоре после рождения. Сумчатые — вторая группа млекопитающих — рождают своих детенышей на гораздо более ранней стадии их индивидуального развития и поэтому вынуждены для защиты носить их во внешнем кармане, или сумке, в течение самой ранней стадии их жизни.
СУМЧАТЫЕ
Современное распространение сумчатых дает нам интересный пример взаимосвязи между биологической эволюцией и тектоникой плит. Эти животные наиболее распространены и разнообразны в Австралии и на соседних островах (наиболее известны из сумчатых этого континента кенгуру и коала), и в меньшей степени в Южной Америке. Вероятно, вследствие биологической ценности способа рождения детенышей плацентарные млекопитающие имеют, видимо, некоторое преимущество перед сумчатыми всякий раз, когда они вступают в прямое соревнование. Каменная летопись показывает нам, что эти две группы, происходя от общего предка, разошлись в стороны в меловой период и первоначально сумчатые появились в Южной Америке. В конце мелового периода — незадолго до удивительного взрыва разнообразия плацентарных млекопитающих — глобальный климат был теплым и Антарктический континент был еще соединен с обеими Америками и Австралией — уцелевший остаток прежнего южного мегаконтинента Гондваны (рис. 9.1). Из Южной Америки сумчатые мигрировали через Антарктиду в Австралию. Но к концу кайнозоя Австралия стала отодвигаться от Антарктиды и перемещаться к северу, в сторону Азии. Южная Америка стала островным континентом и оставалась таковым в течение большей части кайнозоя, отделенная от Антарктиды проливом Дрейка, а ее островной мост к Северной Америке распался, как показано на рис. 11.1.
Таким образом, особенно в Австралии сумчатые получили возможность развиваться без особого влияния со стороны плацентарных млекопитающих. Сравнительно быстро они заняли все ниши, которые были присвоены плацентарными млекопитающими в других частях света. Сумчатые, которые выглядели и вели себя, как, например, волки, кошки и мыши, процветали. Некоторые из них, подобно кенгуру, не имели никаких подобий себе на других континентах, но заняли эквивалентные экологические позиции, соответствующие позициям других групп животных, в данном случае жвачных плацентарных животных. К несчастью, многим из австралийских сумчатых сейчас угрожает опасность в результате внедрения человеком на австралийский континент ряда плацентарных животных.
Рис. 11.1. Распределение континентов в начале кайнозоя (приблизительно 60 миллионов лет назад). Как и на рисунке 9.1, современные очертания континентов показаны серым тоном, а береговая линия начала кайнозоя обозначена сплошной линией. Обратите внимание на то, что Австралия и Южная Америка только что отделились от Антарктиды, а круговое околополярное течение еще не развилось. Сплошные стрелки обозначают теплые течения, а полые — холодные течения. Приводится с изменениями по карте 9 из «Атласа мезозойских и кайнозойских береговых линий» А. Г. Смита, Д. Г. Смита и Б. М. Фаннелла. Издательство «Кембридж Юниверсити Пресс», 1994. Использовано с разрешения.
На изолированном Южно-Американском континенте сумчатые тоже в течение кайнозоя развили большое разнообразие форм и даже, несмотря на большое количество сосуществующих с ними видов плацентарных, стали там главными хищниками. Как и в Австралии, здесь появились формы, похожие на соответствующие формы плацентарных, живших на других континентах, — например, волкообразные или кошкообразные сумчатые хорошо представлены в каменной летописи. Но когда Южная Америка воссоединилась с Северной около трех миллионов лет назад через Панамский перешеек, соревнование выиграли иммигранты с севера. Хотя и можно бы привести несколько историй об успехе некоторых сумчатых, например опоссума — сумчатого, которому удалось выжить и даже распространиться на север, все же бывшая долго изолированной фауна южноамериканских млекопитающих (как сумчатых, так и плацентарных) была большей частью истреблена хищниками из плацентарпых млекопитающих, которые вторглись с севера через Панамский перешеек.
Чтобы подробно рассказать об эволюции млекопитающих в Южной Америке и Австралии, потребовалось бы несколько книг. В них можно было бы проиллюстрировать такие темы, как параллелизм в эволюции, влияние конкуренции и климата и особенно роль тектоники плит в развитии млекопитающих, которое привело к их сегодняшним формам. Этот анализ показал бы, что медленное и неодолимое движение континентов может как создавать, так и уничтожать барьеры на путях миграции животных, оказывая глубокое влияние на ход эволюции.
ТРАВЫ, КЛИМАТ И ЛОШАДИ
Среди млекопитающих лошади в человеческом воображении занимают особое, нередко с романтическим оттенком, место. Разговор о лошадях вызывает в памяти образы диких мустангов американского Запада, монгольских всадников, мчащихся через степи центральной Азии, прекрасных арабских скакунов, идущих рысью по полям в туманное английское утро. Лошади были одомашнены тысячи лет назад. Но что мы знаем об их предшествующей истории? Когда они появились и как они эволюционировали? Ответы на эти вопросы — повторяя то, что может уже показаться знакомым припевом, — включают в себя сложное переплетение биологических и физических влияний. К счастью, ископаемая летопись лошадей является одной из самых полных в палеонтологии и большая часть важных изменений, которые произошли в промежутке времени от появления самых древних лошадей и до их современных потомков, хорошо документирована. Их история является поистине учебной иллюстрацией процесса развития, которую учат все студенты-палеонтологи. Однако в этой классической последовательности форм есть также и предостережение, как было убедительно отмечено палеонтологом С. Дж. Гул-дом. Верно, что мы можем непосредственно проследить все «улучшения» в линии развития лошадей, начиная от древнейших ископаемых и до современной лошади. Но этот путь развития, который обрисован в общих чертах в этом очерке, является лишь одним из многих возможных в сложнейшем многоветвистом дереве эволюционных изменений, а не прямолинейным и предопределенным курсом. Другие ветви уже вымерли, но не было никогда способа, позволяющего предсказать этот конечный результат.
Это может показаться неожиданным, но в начале кайнозоя не существовало никаких знакомых нам прерий, или травяных степей, в том виде, как мы знаем их, — не было никаких равнин с высокими травами, мягко колышащимися под ветром. Растительноядные динозавры мезозоя объедали деревья, кусты и другие широколиственные растения. Травы появились только в начале кайнозоя как часть продолжающейся эволюции цветковых растений, но они занимали только очень ограниченные участки среды вплоть до середины эры, когда на континентах стали появляться широкие травяные степи. Было высказано много предположений о причинах и следствиях этого широкого распространения трав, начиная от влияния климата и до предположения, что только появление трав с их непрерывно растущими листьями и стеблями позволило прокормить растущую массу жвачных животных. Но независимо от причин распространение степей оказало значительное влияние на эволюцию лошадей, а также других жвачных животных.
