Следующий за пермским - триасовский период открывает новую эру жизни Земли - мезозой, (подробнее: ). Эта эра характеризуется, как эра древних пресмыкающихся гигантов . Эра древних пресмыкающихся гигантов. Древний мастодоизавр (грудоящер).
Растительный и животный мир триасовского периода
Так же как и в пермском периоде, суша в триасе преобладает над морем. Климат продолжает оставаться континентальным, сухим, но достаточно теплым. Значительное распространение получают пустыни. В растительном покрове преобладают голосемянные, особенно саговниковые, хвойные и гинго, а также семенные папоротники, которые распространены были уже в пермском периоде, (подробнее: ).Обитатели водоемов
В водоемах триаса широкое развитие получили аммониты, поражающие обилием и многообразием форм, а также белемниты. В триасовое же время появляются и первые костистые рыбы. Сейчас в эту группу входит, по определению ученых-специалистов, девять десятых всех видов рыб.Обитатели суши
На суше все еще широко были распространены земноводные. Некоторые из них достигали огромных размеров. У трехметрового, например, представителя группы стегоцефалов, у мастодоизавра , на один только массивный череп приходилось больше метра. Грузное неуклюжее тело ящера, заканчивающееся коротким толстым хвостом, опиралось на конечности, очевидно не приспособленное для передвижения по земле. Глаза, судя по положению глазниц смотрели вверх, как у крокодила. Отсюда можно сделать только тот вывод, что это огромное чудовище обитало в водной среде, а на сушу выбиралось, опираясь в основном на свою широкую грудь, что и отмечается в названии животного: по-гречески «мастос» - грудь, «заурос» - ящерица, ящер, а в целом - «грудоящер».Обитатели морей
В большом количестве появляются в триасе новые группы пресмыкающихся - крокодилы, черепахи и ящерицы. Часть их переселилась в море , где они и зарекомендовали себя страшными хищниками. Судя по особенностям строения, исключительной приспособленностью к водному образу жизни отличался ихтиозавр (в переводе с древнегреческого языка - «рыбоящер»), достигавший 13 метров длины.
Морской хищник - рыбоящер - ихтиозавр (отпечаток в породе).
Этот страшный морской хищник соединял в себе некоторые признаки рыбы (хвост и позвоночник), кита (плавники), дельфина (морда) и крокодила (зубы). Среди ихтиозавров встречались, очевидно, и живородящие формы, что и подтверждается находками костяков детенышей внутри материнских скелетов.
Несколько позже появился другой, не менее страшный хищник-плезиозавр
, до 15 метров длины. В переводе с древнегреческого - «напоминающий ящера»: от слова «плезиос» - близкий, родственный.
Древний плезиозавр.
По внешнему виду он представлял как бы сочетание черепахи со змеей: черепахообразное тело плезиозавра с мощными ластами заканчивалось с одной стороны длинным хвостом, а с другой - змеиной шеей с маленькой зубастой головкой. Действительно, словно змея продернута через огромную морскую черепаху у некоторых плезиозавров было до 40 крупных шейных позвонков. Наибольшего расцвета ихтиозавры и плезиозавры достигли в следующий юрский период.
Сухопутные представители пресмыкающихся были тоже громадных размеров.
Развитие млекопитающих
С конца триаса известны находки предполагаемых предков млекопитающих . Это еще очень примитивные животные, близкие к зверозубым пресмыкающимся и к сумчатым млекопитающим, сохранившимся сейчас только в Австралии и Южной Америке. Эти зверьки были еще мелки, величиной с крысу, и весьма малочисленны. Путь развития пермских звероподобных ящеров в конце палеозоя, привел в триасе к образованию нового класса позвоночных животных - млекопитающих. Пройдя через весь мезозой, этот класс пышно развивается только в следующую, кайнозойскую эру. Подобно тому как мезозой называют царством пресмыкающихся, точно так же кайнозой становится царством млекопитающих. Остатки первых млекопитающих, правда, крайне скудны: в большинстве случаев это отдельные зубы или челюсти, однако и по этим, казалось бы, ничтожным остаткам можно сделать интересные выводы. Действительно, у пресмыкающихся, как например у крокодилов, зубы имеют свою характерную форму, у млекопитающих (корова, собака, человек) - другую. По зубам можно определить, какой пищей питалось животное - растительной или мясной, т. е. было ли оно растительноядным или плотоядным животным. По устройству зубов и челюстей древнейшего предполагаемого предка млекопитающих можно установить, что этот невзрачный остроморденький зверек был хищником и при этом насекомоядным. Таким образом, его ровесники - пресмыкающиеся были ему, как говорится, не только не под силу, но и не по зубам.Природа Юрского периода
В следующий за триасом юрский период сильная расчлененность материков внутренними морями и равнинный рельеф обеспечили необходимые условия для установления влажного, ровного и теплого климата, определившего развитие пышной растительности не только в морях, но даже на , .Растительный мир юрского периода
Растительный мир юры в общем незначительно отличается от триаса. В ландшафте юрского леса встречаются хорошо знакомые представители: под сенью высоких хвойных деревьев идут сплошные непроходимые заросли саговниковых и папоротников. Среди хвойных следует отметить исполинскую секвойю и характерную араукарию с крупными чешуевидными листьями. Секвойя, иначе мамонтово дерево, или веллингтония, сохранилась только на западных склонах Сьерры Невады (США) на высоте до 2000 метров. Отдельные деревья достигают 120 метров высоты при поперечнике в 15 метров. Полагают, что возраст этих великанов растительного мира 6-7 тысяч лет.
Мамонтовое дерево (секвойя) в Калифорнии.
Араукария встречается в Южной Америке и Австралии. Древесина араукарии отличается высокими техническими качествами; семена большинства видов съедобны, причем плодовая шишка бывает иногда величиной с голову человека.
В парковой культуре черноморских субтропиков (Сочи - ботанический сад Дендрарий) произрастают секвойи и араукарии.
Морские водоемы юрского периода
В морских водоемах юрского периода продолжается бурный расцвет белемнитов, аммонитов и кораллов; костистые рыбы пока все еще не получают заметного распространения ни в пресноводных, ни в морских водоемах.
Гигантские растительноядные и хищные динозавры
Пресмыкающиеся продолжают свое развитие. Они широко распространяются на земле, в воде и в воздухе. Среди наземных пресмыкающихся прежде всего обращают на себя внимание гигантские растительноядные и хищные динозавры (в переводе с древнегреческого - «ужасные ящеры»), превосходившие своими размерами самых крупных из известных нам наземных животных. Среди растительноядных динозавров заметное место занимал бронтозавр , иначе - «громоящер» (от греческого слова «бонте» - гром), 20 метров длины; весил не меньше 30 тонн.
Растительноядный «громоящер» бронтозавр.
Диплодок
в переводе с древнегреческого - «двудум». Это определение объясняется тем, что у диплодока было два скопления мозгового вещества: одно помещалось в небольшой голове гиганта, другое - в крестцовом расширении спинномозгового канала. Его длина достигала 26 метров.
Скелет древнего диплодока "двудума".
По своей величине «задний» мозг значительно превосходил передний, так как поперечник спинномозгового канала был в несколько раз больше поперечника черепной коробки. Получается что диплодок, как говорят, задним умом был крепче. Череп диплодока в общем, и по виду и по размерам, походил на конский, а у бронтозавра был даже значительно меньше.
Динозавры получают столь широкое распространение в эту исключительно теплую, обильную пищей мезозойскую эру, что ее вполне можно назвать эрой динозавров.
Еще один «тяжеловес» - брахиозавр
. В переводе с древнегреческого «брахис» - короткий, а в целом - «короткий ящер». На самом же деле он совсем не был коротким (20-24 метра), а вот хвост у него действительно казался «коротким» по сравнению с другими гигантами, хотя все же достигал нескольких метров. Шея и передние ноги у него были значительно длиннее, чем у других динозавров. Судя по строению скелета, брахиозавр вел водный образ жизни, придерживаясь больше глубоких мест водоема.
Древний брахиозавр.
Этим гигантским пресмыкающимся, вероятно, нелегко было носить по земле свою грузную тушу. В воде вес тела естественно уменьшался, и передвигаться животному становилось легче. Весил брахиозавр, как полагают, не меньше 50 тонн, т. е. приблизительно столько же, сколько весят десять - двенадцать африканских слонов.
Гигантские ящеры вели преимущественно водный образ жизни. Судя по устройству скелета и своеобразной посадке длинной шеи, брахиозавр питался не только плавающей водной растительностью, но также и придонным илом. Опасаясь хищных динозавров, брахиозавры не злоупотребляли наземными прогулками.
Еще своеобразнее был сухопутный стегозавр
(в переводе с древнегреческого - «гребенчатый ящер»; от слова «стеге»-крыша, гребень), 9 метров длины. Это неповоротливое животное, превосходившее размерами слона, обладало несоразмерно малой головой. Средствами самозащиты служили стегозавру, помимо двух рядов наспинных гребней из огромных треугольных костяных пластин, длинные и тоже парные, острые шипы на хвосте.
Гребенчатый ящер - стегозавр.
Встречались стегозавры и с одним рядом наспинных пластин. Мощное развитие задних конечностей было связано с наличием мозгового вещества в крестце. Диаметр полости крестца, где помещался этот «задний» мозг, превосходил во много раз диаметр мозговой коробки черепа.
Эти огромные малоподвижные и беспомощные на суше растительноядные животные совершенно исчезли в начале следующего, мелового периода.
Пресмыкающиеся занимали господствующее положение в животном мире юры. Они завоевали не только сушу и воду, но также и воздух.
В этой новой для позвоночных животных среде значительное распространение получили птерозавры
, или крылатые ящеры (от греческого слова «птерон» - перо крыла). Они обладали, как и птицы, полыми костями, облегчающими общий вес скелета. Один крайний палец передней конечности (мизинец) был сильно удлинен и утолщен. На этом пальце, судя по хорошо сохранившимся и четким отпечаткам, укреплялась кожная и, очевидно, голая, как у летучих мышей, перепонка. Она тянулась вдоль тела к бедру задней конечности.
Крылатый ящер - птерозавр.
Летательный аппарат птерозавров был далеко не совершенным по сравнению с крылом птицы, так как малейшее повреждение кожной перепонки препятствовало полету. Полет птерозавров осуществлялся главным образом планирующими движениями. Судя по устройству зубов, птерозавры были рыбоядными животными. Несовершенство летательного аппарата явилось причиной окончательного их исчезновения в меловом периоде.
Среди птерозавров встречались хвостатые и бесхвостые формы. К первым относились рамфоринхи, иначе «клювоносы» (в переводе с древнегреческого «рамфос» - клюв и «рис» -нос), величиной с курицу, только с длинным зубастым «носом». Прямой хвост рамфоринха с горизонтальной летательной перепонкой на конце, очевидно, играл в полете роль «руля высоты» и, кроме того, помогал при взлете (ударами о воздух). Крылья рамфоринхов напоминали в общем крылья стрижей.
Возможно, и полет их был такой же стремительный. К бесхвостым птерозаврам принадлежали птеродактили, иначе «пальцекрылы» (тоже от древнегреческого слова «дактилос» - палец), величиной с воробья, у него небольшие зубки находились только в передней части «носа».
Древнейшие предки птиц
От летающих ящеров как будто совсем недалеко до птиц. Действительно, ценные выводы о связи древнейших птиц с пресмыкающимися дала замечательная находка прекрасно сохранившихся остатков древнейших предков птицы, обнаруженная в баварских литографских сланцах. Эта плотная разновидность известняка применяется в литографском деле, откуда и берет, название камень. Как же птицы могли попасть в камень? Очевидно, в то древнейшее время высыхал один из водоемов. На дне его скопилась масса тончайшего известкового осадка, в котором завязли древнейшие птицы. Постепенно твердел осадок и под толщей покрывавших его пород превращался в камень. При разработке литографских сланцев были обнаружены отпечатки древнейших птиц. Один получил название археоптерикс, что значит в переводе с древнегреческого «древнекрыл» (от слов: «архайос» - древний и «птерикс» - крыло), другой - археорнис, или - «древнептица» (от слова «орнис» - птица). В строении скелета они обладали рядом особенностей, сближающих их с пресмыкающимися: зубастый череп, длинный, как у ящерицы, хвост из 20 позвонков и передние трехпалые конечности с когтями. Величиной эти древнейшие птицы были с ворону, тело было покрыто перьями, причем на хвосте они располагались парами по обе стороны от позвонков. По этим признакам и устанавливается непосредственная связь древнейших птиц с пресмыкающимися. Однако происхождение птиц надо вести все же не от пальцекрылых (птеродактилей), летавших наподобие летучих мышей, а от более древних ящеров, которые научились ходить на задних ногах и у которых чешуйки, покрывавшие тело, превратились в перья. Связь между чешуей и пером можно проследить по стадиям развития пера у цыпленка. Перья, заменяя чешую, покрывали все тело ящера и, постепенно удлиняясь на передних конечностях в виде крыльев, не только облегчали его планирующие спуски на землю и перелеты с дерева на дерево, но также и взлеты. Улучшению летных способностей предков древних птиц служило также облегчение веса самого скелета за счет полых и воздухоносных костей. Постепенно обособляясь от наземных пресмыкающихся, мелкие формы некоторых птицетазовых ящеров переходили к воздушному образу жизни.Природа мелового периода
В меловой период особенно заметные изменения произошли в развитии растительного мира.Растительность мелового периода
Теплый и влажный климат мелового периода становился более прохладным, что не могло, конечно, не сказаться на характере растительности . В начале периода она имеет еще много общего с юрской, однако в связи с появлением покрытосемянных постепенно выявляются и существенные различия. Во вторую половину периода покрытосемянные начинают уже оттеснять голосемянных и, наконец, повсеместно занимают господствующее положение: хвойные, саговниковые, гинкговые и другие уступают место настоящим цветковым. Растительность принимает черты, сближающие ее с современной. Появляются пальмы, лилии и различные травянистые однодольные растения. Среди двудольных широкое распространение получают магнолия, лавр, фикус, платан, появляются близкие к современным , тополь, и другие растения. К концу периода леса и луга с ковром цветов напоминают уже картины современного ландшафта. Некоторые растения, наоборот, появившись на сравнительно короткое время, исчезают совсем, не оставив после себя потомства.Животный мир мелового периода
Развитие животного мира мелового периода носило свои, специфические черты. В морских водоемах широкое распространение получили мельчайшие простейшие организмы. Известковые раковины этих организмов огромными массами осаждались на Дне моря и послужили затем исходным материалом для образования в дальнейшем толщ писчего мела. Если рассматривать под микроскопом специально отшлифованную тончайшую пластинку мела, иначе - шлиф, то при увеличении в 150 раз отчетливо видны крупные гроздья, словно связанные из отдельных шариков, колесики со спицами и другие формы корненожек. В современных морских осадках, взятых со дна океана, под микроскопом видны остатки корненожек в виде шариков - глобигерин (по-латыни «глобус» - шар). При высыхании осадок становится мелоподобным. Это говорит о том, что:- многие простейшие благополучно существуют и поныне, без особых изменений за сотни миллионов лет;
- образование мела в древнейших морях происходило так же, как и в современных морских осадках. По химическому составу мел вполне отвечает известнякам, (подробнее: ) и, так же как они, вскипает, если капнуть разведенной соляной кислотой или уксусом.
Скелет гигантского манджурозавра.
О том, что манджурозавр обладал способностью плавать, можно судить не только по мощному хвосту, но также и по остаткам плавательной перепонки на передних и, очевидно, на задних конечностях. Вытянутая передняя часть лопатовидной морды несколько напоминает по форме утиный клюв.
Передняя часть челюсти была покрыта, как у птиц, роговой пластинкой, позади которой в несколько рядов сидели зубы, как щетина на щетке. Зубной аппарат манджурозавра достигал огромной цифры-около двух тысяч зубов. Погружая свой утинообразный нос в прибрежный ил, он действовал им, вероятно так же, как утка, а «зуботерка» хорошо помогала измельчать раковины моллюсков.
Во многих местах земного шара геологами были открыты целые кладбища динозавров. Здесь находили не только кости, но также отпечатки конечностей этих животных на некогда мягком грунте. Иногда отпечатки достигали до 1,3 метра длины при 80 сантиметрах в поперечнике.
В одном из каменноугольных рудников штата Колорадо (в США) были обнаружены в подстилающей уголь породе следы шага динозавра.
Расстояние между правой и левой конечностями животного составляло около 4,5 метра. Отсюда можно сделать только тот вывод, что шагавший такими гигантскими шагами динозавр был не ниже 10 метров, так как тиранозавр, ростом около 6 метров, шагал более мелкими шагами - в 2,7 метра.
Не менее интересная находка была обнаружена в Монголии. В песках здесь было найдено свыше 50 черепов сравнительно небольшого динозавра протоцератопса
и гнезда яиц. Они лежали в таком положении, словно их только что положили самки.
Удлиненно-овальные яйца величиной в 12-20 сантиметров напоминали по строению скорлупы птичьи. Самки протоцератопсов, очевидно, вырывали в песке довольно вместительную яму, откладывали в нее яйца и уходили, оставляя развитие своего потомства на попечение солнца.
По-гречески «протос» - первый, или первичный.
Динозавр протоцератопс.
Таким образом, протоцератопс - первичный, а следовательно, и более просто устроенный, примитивный по сравнению с более поздними по своему происхождению цератозаврами. (Цератозавр в переводе с древнегреческого - «рогатый ящер»: от слова «керас» - рог.) Однако этот первичный цератозавр совсем не имел рогов, их, очевидно, заменяла при нападении клювовидная форма морды, а костный воротник на шее служил надежной защитой от врага.
Среди потомков протоцератопса особенно заметно выделялся трицератопс, иначе - трехрогий (в переводе с древнегреческого «трейс» - три). Это весьма неуклюжее животное было несколько похоже на носорога, только значительно крупнее его (8 метров длины, из которых на череп приходилось свыше 2 метров).
Трицератопс
имел два внушительных надглазных рога, по метру каждый, и один носовой - над клювовидной мордой. Затылок и шею защищал огромный костный щит - воротник. Солидное вооружение служило трицератопсу скорее для самообороны, чем для нападения.
Меловой период ознаменовался появлением змей. Из ныне живущих пресмыкающихся они, таким образом, самые молодые по сравнению, например, с крокодилами и черепахами.
В воздухе по-прежнему носились летающие ящеры. Среди них появляются гигантские формы - птеранодоны
. В переводе с древнегреческого- «крылатые беззубые» (от слов: «птерон» - крыло, «ан» - отрицание, в данном случае предлог «без», и «одус» - зуб).
Этот летающий ящер, с причудливо вытянутым назад черепом и беззубым клювом, превосходил по размеру своих огромных крыльев (до 8 метров в размахе) крупнейших летающих животных всех времен.
Под крылом птеранодона вполне могла укрыться крупнейшая современная птица - орел кондор, а под сенью двух крыльев - даже целый троллейбус или автобус. Птеранодон, как полагают геологи, был морским ящером и, когда не парил в воздухе, подобно альбатросу, плавал на воде. Рот его раскрывался, как у рыбоядной птицы, пеликана, и, возможно, он имел такой же глоточный мешок. Так характеризуется эра древних пресмыкающихся гигантов.
Современные пеликаны водятся по побережьям Каспийского, Аральского, Черного и Азовского морей; океанические альбатросы - неутомимые парители - гнездятся главным образом в южном полушарии.
Птицы продолжают дальнейшее развитие и хотя совершенствуют летательный аппарат, но все еще представлены только зубастыми формами.
Млекопитающие тоже не обнаруживают заметного развития: среди них - небольшие животные, которые в следующую, кайнозойскую эру сформируются в существующие ныне отряды.
Значение пресмыкающихся. Большинство ящериц и змей, поедая насекомых, грызунов и наземных моллюсков, вредящих сельскому хозяйству, приносят человеку пользу. В некоторых странах Южной Америки, Южной Азии и Африки неядовитых змей держат вместо кошек. В природе пресмыкающиеся существуют в общей системе пищевых связей: одни поедают растения, другие - животных (насекомых, амфибий, рептилий, небольших зверьков), а их, в свою очередь, едят другие хищники - хищные птицы и звери.
Иногда сухопутные черепахи приносят ущерб бахчам, водяные ужи - рыбным хозяйствам. Пресмыкающиеся могут разносить возбудителей болезней человека и домашних животных.
Опасны укусы ядовитых змей. Однако изучение действия змеиных ядов позволило создать на их основе ценные лечебные препараты, которые используют при лечении заболеваний дыхательных органов, сердца, суставов.
Крупных змей и крокодилов добывают для получения красивой и прочной кожи. Морских черепах промышляют из-за вкусного мяса. Из-за перепромысла резко сократилась численность многих видов, некоторые находятся на грани вымирания. Для них созданы заповедники. В Красную книгу ВСОП занесены слоновая черепаха, зеленая черепаха, комодский варан, кубинский крокодил, гаттперия.
Среди рептилий есть растительноядные и насекомоядные виды. Большинство - хищники. Поедая растения, насекомых, земноводных, мелких зверьков, рептилии регулируют их численность.
Современные пресмыкающиеся произошли от древних амфибий - стегоцефалов, живших около 350-400 млн лет назад. Наиболее древними из пресмыкающихся считают котилозавров, существовавших 230-250 млн лет назад. Некоторые черты их организации сохранились у черепах.
Веком расцвета пресмыкающихся был период от 250 до 65 млн лет назад. В те времена многочисленные рептилии жили на суше и в воде, перемещались в воздухе (рис. 153).
Рис. 153. Древние пресмыкающиеся: 1 - диплодок; 2 - птеранодон; 3 - цератозавр; 4 - ихтиозавр
Летающие ящеры - птеродактили, рамфоринхи, птеранодоны - внешне были похожи на гигантских летучих мышей. Размах их крыльев достигал 10-12 м. В воде жили ящеры, напоминающие дельфинов и тюленей, - ихтиозавры, плезиозавры. Эти группы древних пресмыкающихся вымерли, не оставив после себя потомков.
Среди древних ящеров были еще две группы, сыгравшие важную роль в появлении птиц и млекопитающих: динозавры и звероподобные рептилии (рис. 154).
Рис. 154. Звероподобная зверозубая рептилия
Динозавры были очень разнообразной группой: мирные (растительноядные) и свирепые хищники. Одни передвигались на четырех ногах, другие - только на двух задних, в вертикальном положении. Известны и очень крупные динозавры - длиной более 30 м, и мелкие - величиной с небольшую ящерицу. Самыми крупными считают также диплодока (длиной 27 м и массой около 10 т), апатозавра, брахиозавра, сейсмозавра. Они обитали вблизи водоемов и подолгу стояли в воде, поедая водную и околоводную растительность. У некоторых динозавров на спине были гребни, с помощью которых они улавливали солнечную энергию. Ученые предполагают, что от одной из групп динозавров произошли птицы.
Звероподобные пресмыкающиеся получили свое название за сходство со зверями. Так, в отличие от других ящеров у них ноги не были широко расставлены: они располагались под телом, а не по бокам. Зубы подразделялись (были дифференцированы) на резцы, клыки и коренные. Были у них мясистые губы, а кожные покровы, вероятно, содержали железы.
На протяжении 200 млн лет судьба динозавров и звероподобных рептилий была разной. Динозаврам благоприятствовал теплый, мягкий климат той эпохи, и они господствовали повсюду. Звероподобные были малочисленны и незаметны. Примерно 120-130 млн лет назад соотношение количества видов стало меняться в пользу звероподобных.
Вымирание динозавров происходило при изменении климата планеты. Около 130 млн лет назад на смену длительному теплому периоду пришло похолодание. Стала меняться растительность: постепенно распространились покрытосеменные растения.
Существует много научно обоснованных гипотез о причинах вымирания динозавров, например активное горообразование и связанная с этим смена климата. Возможно, вблизи Земли прошел крупный астероид, оказавший влияние на климат и окружающую динозавров природную среду.
Бесследно ли исчезли с лица планеты древние ящеры, оставив лишь памятники в виде скелетов и отпечатков? В современной фауне пресмыкающихся есть гаттерия, которую называют живым ископаемым. В облике этого животного много древних черт: остатки панциря на теле, примитивное строение позвоночника, дополнительный теменной глаз. Живет эта рептилия на мелких островах у Новой Зеландии и строго охраняется как «живой памятник природы». Близки к своим мезозойским предкам черепахи. По некоторым чертам организации близки к динозаврам крокодилы.
У ящериц и змей также имеются отдельные черты сходства с динозаврами. Но если ящерицы - довольно древняя группа, то змеи появились лишь в конце теплого периода на Земле перед похолоданием, когда их родственные группы утратили свое былое величие.
Пресмыкающиеся произошли от древних амфибий - стегоцефалов. Наиболее древние рептилии - котилозавры. Разнообразные древние рептилии заселяли сушу, водную среду, обитали в воздухе и процветали 200 млн лет. От древних рептилий произошли современные пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Упражнения по пройденному материалу
- Какое значение имеют пресмыкающиеся в природе и в жизни человека?
- От каких животных произошли рептилии? Когда жили предки современных рептилий?
- Назовите животных, относящихся к древним ящерам. Какие из них дали начало древним птицам и млекопитающим?
- Какие среды жизни освоили древние пресмыкающиеся? Почему они вымерли?
- Почему гаттерию называют живым ископаемым?
Около 300 млн. лет назад на Земле появились первые земноводные. Однако уже в конце этого периода и далее климат стал опять сухим, и потомки первых земноводных стали развиваться по двум направлениям. Одни так и остались около воды и превратились в современных земноводных. Другие, наоборот, стали приспособляться к сухому климату и превратились в пресмыкающихся.
Какие же у них произошли изменения? Прежде всего, на яйцах появилась плотная оболочка, так что их можно было откладывать на суше. Кроме того, пресмыкающиеся стали откладывать крупные яйца, с большим количеством желтка. Развитие зародыша удлинилось, но зато вылупляться стала не беспомощная личинка, а вполне сформированное животное, отличающееся от взрослого только меньшей величиной, уже вполне приспособленное к условиям жизни на суше.
Взрослые пресмыкающиеся также приобрели необходимые для жизни на суше изменения. У них образовалась плотная ороговевшая кожа, препятствующая испарению. Через такую кожу не проходит кислород. Поэтому изменились легкие: они приобрели ячеистое строение, то есть сильно увеличилась их рабочая поверхность. Кроме того, появились ребра, образовалась грудная клетка, а процесс дыхания стал активным путем расширения и сжатия грудной клетки. В желудочке сердца появилась перегородка, хотя и не совсем полная, так что частично кровь в нем смешивается. Разделение венозной и артериальной крови у пресмыкающихся гораздо более совершенное, чем у земноводных. Однако они остаются холоднокровными животными, температура их тела зависит от температуры окружающей среды.
В скелете наряду с появлением ребер сильно удлинился шейный отдел и голова стала более подвижной. При схватывании добычи пресмыкающиеся не поворачиваются всем телом, как это делают рыбы и земноводные, а поворачивают только голову. Усовершенствовались и органы чувств. Особо надо отметить усовершенствование головного мозга. В связи с более разнообразными движениями увеличился мозжечок, отвечающий за согласованность движений. Более сложное строение имеют головной мозг и органы чувств, а также поведение пресмыкающихся по сравнению с земноводными.
Расцвет и вымирание древних пресмыкающихся
Итак, пресмыкающиеся стали гораздо более активными и, не боясь отойти от воды, широко расселились по Земле. Постепенно среди них образовалось множество видов. Особенно характерно для этого времени появление гигантских пресмыкающихся. Так, некоторые динозавры ("ужасные ящеры") были длиной до 30 метров и массой до 50 тонн - самые крупные из наземных позвоночных, когда-либо существовавших на Земле. Такие гиганты вынуждены были даже опять вернуться к полуводному образу жизни - в воде их масса уменьшается. Они бродили по мелководьям и питались прибрежными и водными растениями, доставая их с помощью длинной шеи. Были тогда и хищники, тоже очень крупные, длиной до 10 метров. Некоторые жившие тогда пресмыкающиеся даже полностью вернулись к водному образу жизни, хотя и не утратили легочного дыхания. Таков, например, был ихтиозавр, или рыбоящер, по форме очень похожий на современного дельфина. Наконец, были и летающие ящеры - птеродактили.
Таким образом, пресмыкающиеся освоили все среды обитания - наземную, водную и воздушную. Они образовали множество видов и стали господствующими животными на Земле.
Но 70-90 млн. лет назад климат на большей части Земли резко изменился, стал холодным. В то же время стало больше разнообразных видов теплокровных млекопитающих - конкурентов пресмыкающихся. Это и привело к тому, что большинство пресмыкающихся, в первую очередь все гигантские формы, вымерли, поскольку гиганты не могут прятаться в укрытия на зимовку. До наших дней сохранились немногие пресмыкающиеся - черепахи, крокодилы, ящерицы и змеи. Кстати, и среди них самые крупные встречаются лишь в теплых странах и ведут водный или полуводный образ жизни.
Пресмыкающиеся (рептилии) - это как бы следующая за земноводными «ступенька» в развитии животного мира. Они первыми из позвоночных приспособились к жизни вдали от воды. Всего на Земле обитает около 6 тыс. видов пресмыкающихся. Кажется, что это много. Но на самом деле современные рептилии - это лишь маленький осколок огромного царства древних ящеров, населявших Землю в далекие геологические времена.
Первые древние пресмыкающиеся (из группы котилозавров), похожие на наших черепах, появились 250 млн лет назад, в конце каменноугольного и в пермском периоде палеозойской эры. В то время климат на Земле из влажного стал более сухим и влаголюбивые земноводные не могли заселить огромные пространства земной суши. Древние пресмыкающиеся, кожа которых была покрыта плотными роговыми щитками, не боялись жарких лучей солнца и широко расселились по Земле. Расцвет их относится к мезозойской эре. Всё это время среди позвоночных животных безраздельно господствовали древние ящеры. Они населяли сушу (растительноядные динозавры - игуанодоны, стегозавры и хищные - тираннозавры и др.), древние моря (ихтиозавры, плезиозавры и др.). Они даже приспособились к полету (птеродактили). Древние ящеры - самые крупные наземные животные из всех известных на нашей планете. Например, бронтозавр достигал в длину 20 м, а зауропод - 30 м.
В конце мезозойской эры, очевидно, в связи с изменениями климата и других условий древние пресмыкающиеся стали вымирать. Они уступили место более приспособленным теплокровным животным - млекопитающим и птицам .
Современные пресмыкающиеся относятся к 4 отрядам: черепах , клювоголовых, чешуйчатых и крокодилов. Черепахи происходят от самых древних ящеров - пермских котилозавров. Они населяют в основном тропики. Из 210 видов современных черепах в России встречаются 6 видов. К отряду клювоголовых относится только один вид - новозеландская гаттерия, или туатара. Это самая древняя группа современных пресмыкающихся, появившаяся 165 млн лет назад. Отряд чешуйчатых самый большой. Он включает хамелеонов, ящериц, амфисбен, или двуходок, и змей. Отряд крокодилов насчитывает 21 вид.
Какие же особенности строения и образа жизни отличают пресмыкающихся? Кожа у них не голая, как у земноводных, а обычно покрыта роговыми чешуями или щитками, предохраняющими её от высыхания. Поэтому рептилии могут жить даже в пустынях. Сердце пресмыкающихся еще трёхкамерное, как у земноводных (два предсердия и один желудочек), но желудочек уже имеет частичную (а у крокодилов - полную) перегородку. Температура тела непостоянная: она зависит, как и у земноводных, от температуры окружающей среды. Поэтому рептилии водятся в основном в жарких странах, и лишь немногие приспособились к жизни в умеренных широтах. Дышат пресмыкающиеся только легкими (земноводные дышат и кожей). Это тоже помогает им существовать в засушливых местностях.
Все пресмыкающиеся, даже живущие в воде (крокодилы, морские змеи и черепахи), размножаются на суше. Свои яйца они зарывают в землю или песок, по возможности так, чтобы их прогревало солнце. Некоторые ящерицы (гекконы, часть агам и игуаны) кладут яйца в трещины скал или под кору деревьев. Крокодилы откладывают их в почву или в гнезда из сухих листьев или травы. У яиц пресмыкающихся плотные оболочки: мягкие, эластичные - у змей и ящериц или твердые, известковые - у черепах и крокодилов.
Скорость развития зародышей в яйцах может резко изменяться в зависимости от окружающей температуры: тепло - и они развиваются скорее в 2–3 раза; холодно - их развитие на столько же задерживается. У змей в году бывает только одна кладка, у ящериц и черепах - по 3–4. В тропиках, где много животных, поедающих яйца, родители охраняют кладку (крокодилы, кобры, некоторые удавы). У пресмыкающихся, приспособившихся к жизни в умеренных широтах, где тепла меньше, возникло так называемое яйцеживорождение: яйца задерживаются внутри тела матери, пока из них не вылупятся детеныши. Такова, например, наша живородящая ящерица и обыкновенная гадюка.
Питаются пресмыкающиеся по-разному. Среди них есть растительноядные, насекомоядные, рыбоядные и хищные виды. Большинство ящериц и некоторые змеи (например, степная гадюка) питаются насекомыми. Обычные ящерицы наших широт - живородящая, прыткая - поедают также паукообразных и моллюсков. Самые большие ящерицы - вараны - кроме насекомых ловят птиц и грызунов.
Большая часть змей питается в основном позвоночными животными. Обыкновенный уж ловит земноводных; водяной уж и морские черепахи - рыб; полозы, гадюки, эфа - мышевидных грызунов; стрела-змея - ящериц. Крупные удавы нападают и на таких животных, как обезьяны и мелкие копытные. Неядовитые змеи глотают добычу живьем (например, ужи - лягушек) или же сначала душат её, обвиваясь кольцами вокруг тела. Ядовитые змеи сперва убивают жертву, бросаясь на нее и вонзая в нее ядовитые зубы, а потом глотают целиком.
Большинство пресмыкающихся - активные и ловкие охотники. Они сами разыскивают добычу, пользуясь слухом и зрением (вараны, собственно ящерицы, ящурки, гекконы, сцинки) или главным образом осязанием (полозы, стрела-змея, кобра, эфа, щитомордник). Ящерицы агамы и круглоголовки, а из змей гюрза и удавчики подстерегают добычу.
Меньше всего растительноядных пресмыкающихся. К ним относятся почти все сухопутные черепахи. Некоторые ящерицы, например тропические агамы и игуаны, поедают и растения. Из наших ящериц агамы иногда питаются плодами и цветками растений, а длинноногий сцинк охотно ест плоды шелковицы.
Ороговевшая кожа и другие особенности строения позволили пресмыкающимся жить и в пустынях, и в морской воде, поэтому они распространены очень широко - во всех природных зонах Земли, кроме тундры и полярных пустынь. Расселяться к северу они не могут, так как температура тела у них зависит от температуры среды и для развития детенышей в яйцах необходимо тепло. Все пресмыкающиеся чувствуют себя хорошо только при определенной температуре, особой у каждого вида, обычно 20–40 °C тепла.
Если температура выше 40 °C, как это нередко бывает в пустынях, пресмыкающиеся могут погибнуть от перегрева. Поэтому днем они прячутся в норы или в тень, залезают на ветви кустов, подальше от раскаленной почвы.
Среди наших рептилий почти все виды ведут дневной образ жизни: днем, на солнце, теплее. Только небольшие ящерицы гекконы - ночные животные. Охотясь ночью, сцинковый геккон, чтобы согреться, время от времени закапывается в еще не остывший, теплый песок.
При охлаждении тела до 6–8 °C тепла пресмыкающиеся перестают двигаться и впадают в оцепенение. Поэтому в наших широтах большую часть года они проводят в зимней спячке, обычно поодиночке или собравшись по 2–3 особи. Наши гадюки зимуют клубками, состоящими порой из нескольких десятков змей, а ужи - из нескольких сотен и даже тысяч особей. Обычно пресмыкающиеся зимуют в трещинах почвы, норах грызунов, пещерах, а болотные черепахи - на дне водоемов.
У пресмыкающихся много интересных защитных приспособлений. Многие из них имеют покровительственную окраску, причем настолько совершенную, что разглядеть неподвижное животное бывает почти невозможно. Хамелеоны могут быстро менять цвет в зависимости от окраски фона: среди серых скал они серые, среди зеленых листьев - зеленые и т. д. Ящерицы способны отбрасывать часть хвоста, которая продолжает извиваться в зубах хищника, а сама ящерица успевает спастись.
Большинство ящериц и змей приносят большую пользу, уничтожая множество вредных насекомых , моллюсков и грызунов . Среднеазиатские черепахи могут повреждать бахчи, портить оросительные каналы, водяной уж может вредить на рыборазводных станциях, поедая мальков ценных рыб. Однако этот вред бывает значительным, только если черепах много, что случается очень редко. Ядовитых змей много в Средней Азии, и там же часто кусают людей. Однако смертельные случаи от укусов змей очень редки. Применение лечебных сывороток резко снизило эту опасность. И надо помнить: змея никогда не нападает на человека первой.
Сейчас змеиный яд все шире используется для приготовления многих лекарств и лечебных сывороток. Ядовитых змей в природе осталось очень мало, многие из них (среднеазиатская кобра, гадюки кавказская, носатая и малоазиатская) внесены в Красные книги . Поэтому те виды змей, яд которых нужен медицине, содержат в специальных питомниках.
Список движений самых низших позвоночных - рыб - почти полностью состоит из плавательных локомоций. Характерные для рыбы движения - волнистые, плавные, монотонные синергии, охватывающие все тело рыбы (от головы до хвостового пропеллера).
Эти движения не прекращаются ни на минуту даже во время спокойной стоянки рыбы на одном месте, даже во время ее сна. Эти, еще крайне жалкие, двигательные возможности, очевидно, вполне достаточны для рыбы, потому что рыбий обиход удовлетворяется ими и по сию пору. Положение вещей стало круто изменяться в ту эпоху, когда океаны Земли становились все меньше, а жителей в них делалось все больше, и до неминуемости назрело завоевание суши и воздуха.
Мы не будем задерживаться здесь на второй ступени позвоночных - на земноводных. Они явились, в сущности, лишь переходною формой и ни в какую эпоху не преобладали ни по своему количеству, ни по разнообразию видов. Такая господствующая роль на Земле на очень долгий срок досталась рептилиям, или пресмыкающимся, следующей по порядку ступени развития позвоночных. Рептилии пробыли хозяевами Земли значительно большее время, чем с тех пор успело достаться на долю победивших их млекопитающих (это видно из цифр, приводившихся нами выше, в сводной таблице эволюции позвоночных). Млекопитающие истребили рептилий быстро и наверняка (ниже мы увидим, почему именно). Когда-то пресмыкающиеся существовали на земном шаре в огромном количестве отрядов и видов, владея и поверхностью моря, и сушей, и воздухом. В наше время от всего этого обилия гадов уцелели только остатки, всего четыре отряда: ящерицы, черепахи, змеи и крокодилы, как будто и поныне мстящие своим победителям - млекопитающим - ледяною свирепостью и убийственным ядом - последним, что у них осталось.
Рептилии начали бурно развиваться в так называемую Триасовую эпоху; это было их «древнее царство», когда большая их часть была еще водными обитателями (гигантские рыбоящеры - ихтиозавры, ящеры с лебедиными шеями - плезиозавры и др.). В следующую, Юрскую эпоху они владеют уже всеми стихиями. По воздуху носятся, наверно издавая при это резкие, дисгармоничные крики, зубастые летучие пальцекрылы - птеродактили. На суше ящеры размножены в изобилии и огромном разнообразии. Надо сказать, что рептилии первые из живых тварей начали освоение суши и воздуха, конкурентов-предшественников у них не было, и завоевание не было трудным, не потребовало ни борьбы, ни разработки усовершенствованных органов для нее. В еще теплом, парниковом климате медленно остывавшей Земли, на жирном перегное богатой каменноугольной растительности, покрывавшей сушу в предшествующие эпохи, без сколько-нибудь опасных врагов, они разрастались, как гигантские поганки разрастаются на навозе, достигая чудовищных размеров, более уже не возрождавшихся на земной поверхности.
В эту Юрскую эпоху - так сказать, «среднее царство» пресмыкающихся - они достигли своего наибольшего расцвета. Палеонтология - наука об ископаемых останках - предъявляет нам в эту эпоху полный альбом типов сухопутных рептилий. Лишь немногие из них действительно «пресмыкались», т. е. ползали на брюхе. Тут были травоядные и хищные, малые и большие; были и грызуны, и насекомоядные, и кошкообразные, и слонообразные. Именно в эти долгие миллионы лет Землю населяли великаны - бронтозавры и атлантозавры, исчислявшие свою длину десятками метров, которые могли бы использовать наши трех - и четырехэтажные дома в качестве внутриквартирной мебели.
По сравнению со своими старейшими собратьями - земноводными - рептилии этой эпохи обладали рядом ощутительных преимуществ. Они имели прочные чешуйчатые покровы тела вместо тонкой кожицы лягушек и тритонов 25 . Их головной мозг был обогащен еще одним этажом - парным нервным ядромстриатумом (уровень CI в нашем обозначении), которое возглавляло собою ядра уровня В земноводных и рыб и резко увеличивало их двигательные возможности. Наконец, их дальнодействующие органы чувств, телерецепторы, начали уже формировать для себя первые, самые старинные участки мозгового образования совсем особого устройства. Это были зачатки мозговой коры - будущей коры больших полушарий, которых у рептилий в ту пору еще и следа не было, как нет и посейчас. Мы уже вскользь упоминали о том огромном перевороте, который совершился в значении и положении головного мозга с появлением коры полушарий, об этом доведется говорить и дальше. С мозговой корой дело шло иначе, чем было в далеком прошлом с поперечнополосатой мышцей. Та, как мы видели, определилась сразу, и, вместо того чтобы прилаживать и пришлифовывать ее к своим потребностям, обладатели мышцы начали покорно приспосабливать себя самих к ее нелегкому нраву - вроде сестер Золушки, подрезавших себе то палец, то пятку, чтобы им пришелся впору царский башмачок. В отношении коры полушарий мы, наоборот, оказываемся свидетелями огромной подготовительной работы, предварительных промежуточных форм, исканий и т. д. Все это известно нам потому, что живая история коры сохранилась целиком в мозгах современных нам животных и в нашем собственном мозгу. В нашем (человеческом) головном мозгу имеются и древнейшие двигательные ядра уровней А и В и верховные ядра пресмыкающихся - стриатумы (уровень CI), только возглавленные гораздо более новыми и совершенными мозговыми надстройками; есть в нем и странные, «старомодные» участки мозговой коры, очень мало похожие по своему строению на то, как устроена наибольшая ее часть. Рассматривая под микроскопом кору больших полушарий человеческого мозга, участок за участком, как будто бродишь по различным улицам большого, давно основанного города. И вдруг в этой прогулке мы попадаем в квартал, застроенный совсем необычными зданиями, ни в чем не похожий на новые части города и дышащий глубокой исторической стариной. Такое приблизительно впечатление производят при микроскопическом обзоре мозга древнейшие отделы его коры - обонятельные доли и отчасти зрительная область. Эти участки, прямо связанные с главными телерецепторами обоняния и зрения, в действительности возникли в эпоху ящеров, первыми из всей коры, и были тем исконным ядром, вокруг которого за неисчислимые годы вырос гигантский «город» коры человеческого мозга.
Двигательные ресурсы пресмыкающегося несравненно богаче предшествующей ступени, представляемой рыбами: разные виды ящеров эпохи их расцвета могли и бегать, и летать, и плавать, и прыгать. Помимо разнообразия способов локомоций, эти животные, как и их нынешние потомки, были способны к затормаживанию и регулированию своих движений в противоположность с вечно шевелящейся рыбой. Они умели застывать на месте неподвижно, как статуи, делая стойку. Они умели двигаться медленно, тягуче, как в вязком тесте, и умели, когда нужно, мчаться стрелою или делать порывистые и точные целевые броски. Наконец, рептилии блестяще владеют равновесием, а многим из них (мелким змейкам, а особенно ящерицам) нельзя временами отказать в настоящей ловкости.
