Очерки о филогении и охране животного мира

ПРОИСХОЖДЕНИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Млекопитающие возникли из отдельной группы пресмыкающихся — звероящеров. Их скелеты, величиной с теленка, были найдены в Африке, а в СССР — на Северной Двине. Жили они в пермском периоде, около 250 миллионов лет назад. Зубы их показывают, что они были хищниками. Интересно то, что их зубы не все одинаковы (в отличие от большинства пресмыкающихся) и на челюстях у них хорошо различаются резцы, клыки, коренные (рис. 22). Нижняя челюсть у них прочнее причленялась к черепу почти как у современных[30] млекопитающих (см. также рис. 27, 46).

Рис. 22. Происхождение млекопитающих (1–4) от звероящеров до первых яйцекладущих млекопитающих.

(Между ними должны быть гипотетические переходные формы);

а — расположение волос, растущих между чешуйками. Видно, как чешуя постепенно заменялась волосяным покровом (Рис. Н. Н. Кондакова, Москва, по эскизам автора).

Звероящеров должно быть было множество видов и различных размеров, но трудно утверждать, что звери возникли от самых крупных из них. Есть основания полагать, что предками млекопитающих были формы более мелкие. Считают, что у них сохранялись кожные железы на поверхности живота и по бокам тела, в то время как на спине (прогреваемой солнцем), желез в коже становилось меньше. Кожа была покрыта роговой чешуей и щитками (взамен исчезнувшей костной чешуи). Возможно, что уже у них (или позже) между чешуйками стали вырастать волоски в шахматном порядке, пучками по 3–5 штук (см. рис. 19, А и В).

Эволюция звероящеров пошла путем ароморфоза к образованию зверей. Самка не покидала вышедших из яйц детенышей, и они слизывали с нее выделения кожных желез, из которых вытекали, вероятно, одновременно как соленый пот, так и жировая смазка кожи. Лишь позже железы кожи стали неодинаковыми: одни стали выделять только нот, другие — только жир, а третьи, по краям живота, где детенышам было удобнее лизать свою мать, — раствор мелких капелек жира с другими питательными веществами. Эти железы становились больше, сильнее развивались.

Такое поначалу дополнительное питание детенышей со временем становилось главным и железы постепенно превращались в молочные (млечные).

Стали быстрее расти волосы, сначала на голове, где из особенно длинных и грубых образовались усы, необходимые животным для осязания в темноте. Чешуек же на коже головы становилось все меньше, дольше всего они сохранялись на задней части тела, где росли вперемежку с волосами. Ведь и до сих пор именно там растут волоски вместе с роговой чешуей на хвостах у нутрий, кротов, землероек, крыс. Особенно хорошо заметна крупная чешуя у ондатры, бобра. Видимо, чешуя, росшая раньше по всему телу, была оттеснена волосяным покровом спереди назад и в наши дни сохранилась лишь на покровах хвоста низших зверей. Впрочем, чешуя сохранилась еще на концах всех пальцев в виде когтей у зверей и ногтей — у людей (см. рис. 19, Е).

Таким образом, мы можем себе представить облик первых млекопитающих, хотя от них сохранились лишь немногочисленные кости черепа и отдельные челюсти. Наверняка можно сказать, что их самки, кормя новорожденных детенышей молоком, по-прежнему откладывали яйца с плотной скорлупой. Живорождение возникло гораздо позже.

В Австралии и ныне живут удивительные зверьки — утконос и несколько видов ехидны. Тело их покрыто волосами, мягкими у утконоса и жесткими в виде игол у ехидны. Они откладывают яйца с довольно твердой скорлупой. Детеныши же слизывают сок с млечных желез. Железы у этих животных без соска и открываются на коже живота многими трубочками. Детеныши выдавливают молоко лз кожи, нажимая на нее с боков и слизывая выступившую жидкость. Таких животных называют яйцекладущими млекопитающими и, глядя на них, легко представить как размножались самые древние из зверей.

Как же яйцекладущие стали живородящими? На этот вопрос можно найти ответ, изучив процесс размножения и развития зародышей того же утконоса, теперешних сумчатых (кенгуру, опоссума и других). Яйцо утконоса в утробе матери покрыто сильно пористой скорлупой, что позволяет зародышу питаться не столько желтком, сколько жидкими веществами (например, раствором сахара), сочащимися со стенок матки матери: указанные вещества легко проходят сквозь пористую скорлупу. Это — дополнительное питание зародыша, а желтком он будет питаться, когда яйцо будет снесено.

У сумчатых скорлупы совсем нет, а лишь кожистая оболочка, которая легко разрывается и детеныш выходит из тела матери очень маленьким и крайне неразвитым. Он еще будет вырастать в сумке матери довольно длительное время.

Встречаются живородящие животные и среди ящериц, рыб и даже рачков, насекомых.

Известны рыбки — живородки (например гупи, меченосцах и другие). В черном море водится живородящая акула — катран, в Байкале — голомянка. Немало примеров такого размножения и среди змей, однако у гадюки — гюрзы на севере ее ареала живорождения нет. Она откладывает яйца. В то же время южные виды этой змеи задерживают яйца в своем теле почти до живорождения. У остальных гадюк из отложенных яиц немедленно выходят детеныши. Общеизвестна живородящая ящерица. Из членистоногих живородящи скорпионы, рачки-дафнии и тли, но к осени те и другие откладывают на зиму яйца. Рождает живых личинок и муха Вольфартия, а из круглых червей — трихина (трихинелла) и ришта — родич аскариды.

Везде такой переход возникает, если яйцо задерживается в теле матери так долго, что зародыш успевает полностью развиться, не покидая материнского организма. Вероятно, так же обстояло дело и в прошлом. Яйцо у яйцекладущих зверей надолго задерживалось в утробе матери. Так долго, что оно лопалось еще в утробе, и детеныши стали выходить на свет уже вполне сформировавшимися организмами. При утробном развитии яйца питание зародыша от стенок матки постепенно стала основным, питание желтком утратило свое значение. Вскоре скорлупа стала лишь мешать питанию. И преимущество оказывалось у тех особей и разновидностей, у которых скорлупа становилась все тоньше, «прозрачнее», пока, наконец, совсем не исчезла.

Таким образом, возникли живородящие млекопитающие и само живорождение. Дополнительное питание зародыша от стенок матки становилось основным, а позже и единственным. А бывшее главное питание желтком стало второстепенным и постепенно отошло на второй план. Однако, даже у коровы, обезьян и человека, еще образуется крошечный желточный мешок соединенный с зародышем питательной трубочкой, по которой он — зародыш — фактически никакой пищи уже не получает. Орган этот — остаток с того времени, когда все животные размножались, откладывая яйца, а зародыши питались желтком (см. рис. 3 Ж).

В дальнейшем млекопитающие стали очень разнообразны. Они заселили все материки. У одних впоследствии уменьшилось количество пальцев и ноготь, одевающий конец остающегося пальца, образовал твердый чехол — копыто. У других сохранились два пальца, а следовательно, и два копыта. У третьих (у белок-летяг, шерстокрыла и у сумчатой летяги) образовалась кожная складка между локтем и коленом по бокам тела (рис. 23). Натягивая эту складку, такие зверьки могут совершать затяжные прыжки с дерева на дерево.

Рис. 23. Изменения древних насекохмоядных (Дрия) в трех направлениях.

Первый путь (снизу вверх обозначен латинскими буквами): А, В, С — происхождение летучих мышей. Промежуточное звено D(Прз) пока не найдено. Второй путь, обозначенный греческими буквами (α — δ), приводит к ластоногим, от α — к древним хищным. Звено β близко стоит к выдрам, а следующее «υ» найдено в ископаемом виде в Казахстане Ю. Орловым (ушастые и настоящие тюлени). Третий путь: а — лазающие насекомоядные (тупайа), б — полуобезьяны (лемуры), в — собакоголовые и мартышки, г — человекообразные. (Ориг.).

Другие зверьки на таком приспособлении не остановились. У них подобные кожные складки перешли на кисть, растянулись между пальцами, ставшими непомерной длины. Так возникли летучие мыши (см. рис. 23, А~С). Другие звери научились плавать и стали охотиться за рыбой. Между их пальцами образовались перепонки, конечности стали короче… Так от древних хищных произошли тюлени и другие ластоногие. Кстати, ластоногие возникали дважды, двумя близкими путями, и от разных хищных (одни, видимо, от предков медведей, другие от куньих — древних выдр). Двойственность их путей развития подтверждается не только несовместимым строением их органов, но и их паразитами.

Несколько раньше (всего на каких-то 10–15 миллионов лет назад!) от того же «корня» насекомоядных предков ответвились предки китов. Начав приспособление к жизни в воде гораздо раньше ластоногих, киты успели до наших дней измениться значительно сильнее. У них исчезли задние конечности. Шейные позвонки у многих китообразных срослись меж собой, исчезло наружное ухо, ноздри срослись в общее «дыхало», а носовой проход отодвинулся почти на лоб, раздвинув при этом кости черепа. Для таких изменений нужно немало времени.

Наконец, иные виды первозверей влезли на деревья, стали лазающими, сохранив все пять пальцев и противопоставляя один из них (большой) всем остальным при обхвате сука, стволов…

Все эти «ветви развития» пошли в разные стороны от общих предков — древних насекомоядных зверьков.

На деревьях жилось безопаснее. Но часто надо было оглядываться, искать пищу, заглядывая во все дупла, становясь на задние лапы во весь рост, осматривать местность с вершины дерева, чтобы найти дорогу к водопою, к своему гнезду. Глаза, до того посаженные по бокам головы, при этом постепенно сблизились так, что зрачки стали смотреть не в стороны, а вперед. Запоминание дороги, узнавание местности, непрерывные поиски пищи, требовавшие исследования каждого дупла, глазомер необходимый при прыгании — все это заставляло развиваться головной мозг. Так, из насекомоядных лазающих зверьков получились полуобезьяны с черепом и зубами еще похожими на ежовые, и крота, но с пальцами на конечностях, способными обхватывать ветви.

Дальнейшее развитие мозга и руки превратили часть полуобезьян в настоящих обезьян. Другие же их виды так и остались полуобезьянами (два из них живут в Африке, два — в Индии, а большинство — на острове Мадагаскар). Все строение тела указанных животных свидетельствует о том, что они-то и есть связующее звено между обезьянами и остальным животным миром (см. рис. 23, в).

Обезьяны же, их потомки, возникли около 60 миллионов лет назад. Они стали поселяться как в лесах, так и между скалами, вновь переходили к жизни на деревьях, каждый раз изменяясь и совершенствуясь. Одна их ветвь стала все более отличаться от остальных: лицо лишилось волос, хвостовые позвонки укоротились и хвост затем исчез, ухо потеряло острый конец (очеловечилось). Это были человекообразные обезьяны. Они гораздо ближе стоят к человеку, чем все остальные обезьяны. Часть из них попала в местности, где было мало лесов. Пришлось приспосабливаться к жизни стадами на земле. От названных высших обезьяньих форм (дриопитеков, а позже австралопитеков) и открылся путь развития человека, прошедшего через ступень древнейших людей, живших 3 миллиона лет назад, к неандертальскому человеку (350 тысяч лет назад) и далее — к Человеку Разумному.[31] И, как пишет Вера Инбер:

Подробно происхождение человека и его развитие в данной книге не рассматриваются. Наша задача — выяснить основные ступени развития животного мира, показать каким путем простые вначале организмы усложнялись, приобретая новые органы и новые способности. Чтобы проследить этот путь, мы изучили немало животных. Однако еще большее их число осталось вне нашего внимания.

Сравнивая свой рассказ со схемой развития животного мира (рис. 24–27), мы убеждаемся, что историческое развитие (эволюцию) нельзя представить как идущее по одной прямой — от низших — к высшим. Наоборот, оно представляется в виде сложноразветвленного дерева. Мы выбирали лишь главные, «прогрессивные», ветви, не упоминая о боковых и мелких разветвлениях, даже если они и относятся к ароморфозам.

Рис. 24. Схема родословного дерева (филогении) млекопитающих и человека.

Цифры показывают, сколько миллионов лет тому назад возникла данная группа. Древнейшие люди (—26) появились приблизительно 2,6 млн. лет назад.

Рис. 25. Схема родословного дерева животного мира.

По горизонталям рубежи приобретения важнейших частей и органов. Квадрат в рамке (вверху) рассмотрен подробнее на предыдущей схеме при крупном масштабе.

Рис. 26. Специализация и смена функций.

1 — неспециализированный орган с несколькими функциями; 2 — одна из функций — (а) становится главной — А; в 3 — из дополнительных функций остается лишь в; в 4 — функция А остается не только главной, но и единственной.

Это путь сужения функций — специализация. От 2 — влево идущий путь — смена функции. Прежняя главная из них — А — в IV становится дополнительной, а бывшая дополнительная — (в) стала главной, а в V — единственной функцией. (Ориг.).

Рис. 27. Родословная животного мира. Порядковые помора (снизу вверх), снабженные скобкой, обозначают организмы, вымершие и найденные, а с пунктирной скобкой — организмы гипотетические, чей облик восстановлен по строению личинок и зародышей современных форм.

I — первая ступень: 1 — древние жгутиковые; 2— раковинчатые корненожки; 2а — амебы; 3 — инфузории; 4 — древние колониальные жгутиковые: 1а — одноклеточные водоросли (путь к миру растений). Таковы исторические связи на первой ступени — одноклеточных. II — вторая ступень — двуслойные, состоящие из экто- и эндодермы; 4 — губки; 6 — древние кишечнополостные; 7 — гидроидные; 8 — коралловые; 9 — медузы. III — третья ступень — это трехслойные, но без кровеносной системы, низшие черви: ю — древние ресничные; 11 — сосальщики; 12 — ленточные и 13- круглые черви. IV — четвертая ступень состоит из организмов трехслойных, с настоящей полостью тела и кровеносной системой; 14 — общие предки высших червей и моллюсков; 15 — древние кольчатые. От них боковая ветвь к 16 и 17 — это малощетинковые дождевые черви и пиявки; 13 —древние предки моллюсков; 19 — улитки (брюхоногие); 20 — двустворчатые; 21— головоногие моллюски. Вновь от древних кольчецов (14) к 22 — общие предки типа членистоногих; 23 — ракообразные; 24 — трилобиты; 25 — скорпионы; 26 — высшие паукообразные; 27 — многоножки; 28 — насекомые. Совсем другая ветвь развития начинается от древнейших форм (б) к ЯР (видимо, так был построен общий предок, судя по личинкам иглокожих — 30, и полухордовых — 32); 31 — погонофоры (сильно изменившаяся группа); 33 — асцидии с их регрессивным развитием; 34 — древние бесчерепные (предки ланцетников); 35 — бесчелюстные панцирные позвоночные; 36 — общие предки; 87 — бесчелюстные круглоротые (миноги); 38 — древние акуловые рыбы; 39 — костистые лучеперые; 40 — двоякодышащие; 41 — кистеперые рыбы; 42— древние земноводные-стегоцефалы; 42а — современные бесхвостые (лягушки); 43 — древние пресмыкающиеся; 44 — первоптицы; 45 — птицы; 46 — зверозубые ящеры (зверо-ящеры); 47 — млекопитающие, яйцекладущие; 48 — живородящие млекопитающие. (Ориг.).