Пристосування до кайнозойських природних умов

Загальний огляд. Такою була стан речей в кінці мезозою. На сцені почали з’являтися ссавці. Зі зміною ландшафтів і похолоданням клімату динозаври поступово зникали, одна група за одною, залишаючи життєвий простір вільним. Ссавці, яким більше не загрожували рептилії, осміліли. Волосяний покрив і тепла кров, а також більший обсяг мозку давали їм можливість вижити в умовах похолодання і пристосуватися до нових, більш різноманітним природним умовам, на що динозаври виявилися нездатні. У міру того як рептилії здавали свої позиції, ссавці займали території, що звільнилися, де їм не загрожувала суттєва конкуренція. Нарешті рептилії зникли. Єдиною небезпекою для цих перших ссавців були інші ссавці. Звичайно, серед «інших ссавців» незабаром з’явилися м’ясоїдні хижаки, які завоювали своє місце в харчовому ланцюзі.
У цій історії можна знайти схожість з мезозойської історією рептилій. Нова форма поширюється на нові території і там, зустрічаючись з різними умовами середовища, яку можна заселити, розділяється на кілька різновидів. Тварини одного виду полюють на інших. В результаті конкуренції встановлюється свого роду динамічну рівновагу видів. Воно «динамічно» тому, що при цьому одні види вимирають, інші розвиваються. Ця рівновага являє собою нескінченний ряд «битв», в яких перевага отримує те одна, то інша сторона.
Якщо кайнозойскую історію ссавців розглядати в перспективі, вона складається ніби з двох фаз: рання фаза експериментування природи на ссавців і пізня фаза відпрацювання їх деталей, під час якої напрямки еволюції стають більш чітко вираженими. Рання фаза тривала включно по олигоцен, пізня – решту кайнозоя. Звичайно, вона триває і зараз, але з тих пір, як в кінці пліоцену панівне становище зайняла людина, шлях розвитку ссавців різко змінив свій напрямок.
Палеонтологічний літопис ранньої фази створює уявлення, що еволюція досить часто експериментувала, часом невдало, розробляла і випробувала різні моделі, вибираючи ті, які могли б витримати конкуренцію і досягти успіху в тій чи іншій природному середовищу. У багатьох ранніх моделях були виявлені недоліки, і вони були одна за одною відкинуті. Уцілілі види проіснували всю ранню фазу і в ході пізньої фази оформилися і розвивалися по цілком визначеними напрямами. Багато з них існують дотепер, займаючи панівне становище серед ссавців новітнього часу.

Ранні неспеціалізовані групи. Примітивний характер раннекайнозойскіх ссавців (фото 48, рис. 55) пояснюється двома головними причинами. По-перше, ці ссавці відбувалися безпосередньо від позднемеловой видів, які самі по собі були примітивними. По-друге, широко поширені в цей час лісові ландшафти привели до збереження архаїчних форм тварин. Ймовірно, велика частина раннекайнозойскіх ссавців належала до групи плацентарних. Як правило, вони були невеликих або середніх розмірів (хоча один з них досягав величини сучасного носорога). Ступня цих ссавців була плоскою або майже плоскою (рис. 55, А), а у деяких масивної, як у слона, і майже всі вони мали п’ять пальців. Серед них були як травоїдні (здебільшого харчуються пагонами дерев), так і хижаки. Останні виділялися головним чином формою зубів і примітивними кігтями, не маючи різких відмітних особливостей загального вигляду. Деякі з раннекайнозойскіх ссавців, як, наприклад, Uintatherium, показаний на фото 48, володіли дивними кістковими виростами на черепі, а самці цього виду мали також довгі верхні ікла.

Навколишнє середовище і їжа. Один за іншим примітивні види ссавців вимирали або в ході еволюції ставали більш розвиненими формами при визначальний вплив двох головних чинників – навколишнього середовища і їжі. У ранньому кайнозої були широко поширені лісу, рідколісся і савани. В таких умовах листя дерев і чагарників становили основну їжу рослиноїдних тварин, які повільно пересуваються від дерева до дерева. Від ворогів ці тварини рятувалися головним чином за рахунок «маскування», оскільки більшість з них не могло бігати на великі відстані. Тут зустрічалися і хижаки, і вони також вдавалися до маскування, вистежуючи здобич. Тривалого переслідування травоїдних тварин хижаками зазвичай не відбувалося.
Навпаки, в степах, які почали з’являтися в еоценових періоді і все ширше поширювалися в іншу частину кайнозоя, травоїдні могли харчуватися тільки травою і злаками. Такі ссавці мали нахилятися за їжею до самої поверхні землі. Їм доводилося постійно рухатися в пошуках свіжої трави і води і, таким чином, переміщатися на далекі відстані. Їм також доводилося рятуватися втечею від неминучих хижаків, так як сховатися тут було ніде. Їхні шанси на виживання могли збільшитися лише за рахунок посиленого розмноження або об’єднання в великі групи або стада. Перед хижаками вставала необхідність «розвитку» великій швидкості, щоб переслідувати здобич, так як вони також не могли маскуватися, вистежуючи здобич.
Ми знаємо, що деякі ссавці всеїдні. Наприклад, сучасні ведмеді їдять плоди, ягоди, мурах і рибу. Вони можуть існувати в різних умовах, зазвичай там, де є річки і принаймні якісь дерева, оскільки у них мало ворогів і швидкість пересування не має для них великого значення.
Ми вправі очікувати, що такі відмінності в умовах життя ссавців і харчовому раціоні суттєво вплинули на їх форму тіла і будова. Це стає ясно, коли ми вивчаємо ряд копалин скелетів, отриманих з досить повного геологічного розрізу.
Еволюція кінцівок і зубів. Викопні скелети, зібрані в різних відкладах мезозою, виявляють прогресуючі зміни в будові, очевидно пов’язані з місцем існування і з тим способом харчування, який був обумовлений цим середовищем. Ссавці, які паслися в лісах і рідколісся, зберігали примітивну, досить плоску стопу, яка, як ми припускаємо, була типова для мезозойських ссавців. У них зберігалися також неспеціалізоване корінні зуби, що служили для пережовування листяної їжі. Поступово ноги їх подовжувалися, що частково дозволяло їм краще рятуватися від хижаків, які поступово ставали більш небезпечними.
У м’ясоїдних тварин, які полювали і вистежували травоїдних, також спочатку зберігалася плоска стопа. Але потроху їх кінцівки пристосувалися до швидкого бігу на короткі відстані. П’ятка (п) у них відокремилася від землі (рис. 56, Б), кінцівки стали довшими і легше, і м’язи стегна утворили пучок, необхідний, щоб забезпечити швидкий ривок на початку переслідування. Добре розвинені кігті дозволяли схоплювати і валити видобуток. Загострені передні зуби давали можливість кусати, а сильні м’язи щелеп гризти видобуток.

Мал. 56. Кістки кінцівок чотирьох різних видів ссавців.
Кінцівки і зуби травоїдних ссавців також зазнавали змін, хоча зовсім інакше. Так як пасуться тварини повинні були бігати, у них значно збільшилася довжина і стегна і стопи; м’язи стали сильнішими. П’ята підвелася так високо, що стопа стала майже вертикально (рис. 56, В), а кігті на пальцях стали довшими і товщі. Паралельно з цим відбулося подовження окремих пальців, так що інші перестали торкатися до землі, поступово зменшилися і в кінці кінців зовсім зникли (рис. 57). Така зміна зменшило вагу стопи і сприяло збільшенню швидкості бігу у травоїдних ссавців і дальності їх переміщення. Ця еволюція, яка відбувається більш-менш одночасно у різних видів ссавців, може служити свідченням визначального впливу середовища. Однак внаслідок диференціації середовища зміна стопи зайшло у окремих видів ссавців далі, ніж у інших. У свиней «діють» чотири пальці, у носорогів – три, у верблюдів, оленів і великої рогатої худоби – два, у коней – один.

Цей процес зайняв довгий час. Наприклад, коні, що вперше з’явилися в еоцені, дійшли до свого сучасного стану (тобто стали мати один палець) до раннього пліоцену, а це значить протягом майже 60 мільйонів років. Якщо покоління коней змінюються в середньому через чотири роки, то цей процес охопив 15 мільйонів поколінь – 15 мільйонів можливостей для змін, причому кожне покоління піддавалося впливу середовища, яка мала те ж саме напрямок розвитку. Якби ми взяли 15 мільйонів коней, по одній від кожного покоління, і збудували їх один за одним, починаючи з невеликою еоценову коні і кінчаючи великої сучасної, і вони проходили б повз нас зі швидкістю близько 6,5 кілометра на годину, то цей парад тривав би більше чотирьох місяців. Спостерігаючи цю процесію протягом години (в будь-який момент з цих чотирьох місяців), ми не побачили б помітних змін в образі тварин. Але до кінця процесії замість невеликих, що харчуються гілками тварин висотою близько 30-40 сантиметрів, що пересуваються, спираючись на чотири пальці, ми побачили б коней, що спираються на один палець і мають висоту в холці до півтора метрів (рис. 58).

В копалин скелети степових травоїдних помітні і інші еволюційні зміни. У них подовжуються щелепи, причому відбувається поділ зубів на різці, розташовані спереду, і зуби, розташовані ззаду і призначені для жування. Але так як степові трави містять велику кількість кремнію, а крім того рослинність степу часто покрита пилом, серйозну проблему представляло стирання корінних зубів дрібними твердими частинками кремнезему. Хід еволюції призвів до видозміни корінних зубів. У коней ці зуби придбали високу коронку і складчасті освіти емалі (рис. 59), що нагадують модель Аппалачів в мініатюрі. Ці складки включають твердий шар емалі і прилеглий до неї більш м’який матеріал. При жуванні курній трави зуби зношуються, але емаль стирається в останню чергу і утворює виступи, надаючи поверхні зуба шорсткість і полегшуючи перетирання зеленої їжі.

На відміну від описаних випадків далеко зайшла спеціалізації, деякі ссавці були дуже слабо спеціалізовані. Вони не були ні травоїдними, ні м’ясоїдними, могли їсти і дійсно їли все, що попадалося. Вони не чинили чіткого переваги ні лісі, ні степу, але жили в будь-якому районі, де була хороша їжа в достатній кількості, будь то комахи, ягоди або плоди, риба або дрібні ссавці. Вони були шукачами і вони мандрувати. Типовими сучасними прикладами таких тварин є ведмеді, єноти, деякі види мавп. Ссавцям, провідним такий спосіб життя, не було потрібно внаслідок умов життя або харчового раціону змінювати форму своїх зубів і кінцівок. Вони назавжди зберегли примітивну плоску стопу (рис. 56, Г) і низькі корінні зуби (рис. 59А).

Посилання на основну публікацію