Развитие вселенной, часть 20

Новые первопроходцы

Распространение степей на все более обширные районы суши привело к быстрому увеличению числа травоядных животных: они спешили воспользоваться новыми колоссальными пищевыми ресурсами.
На сцену жизни вышли новые млекопитающие, такие, как носороги, а за ними— первые настоящие свиньи, буйволы и олени.
Животные, питающиеся травой, сталкиваются с проблемой переваривания пищи, так как трава очень трудно усваивается организмом. Не удивительно, что природа начала экспериментировать с новыми типами пищеварительных систем, способных совладать с травяным рационом. Одной из первых появилась "конструкция", ставшая в наши дни наиболее эффективным механизмом переработки целлюлозы (вещества, образующего стенки растительных клеток), — так называемый "жвачный" желудок. В ту эпоху на Земле обитал древний верблюд пеброте-рий. Он и был одним из самых первых жвачных животных.

Балухитерий, гигантский безрогий носорог, был крупнейшим сухопутным млекопитающим из когда-либо обитавших на Земле. Его высота в плече составляла больше 5 м, длина 8 м, а весил он целых 17 т — в 8 раз больше самого тяжелого из ныне живущих носорогов. Огромный рост позволял ему дотягиваться до листьев, росших на уровне окна второго этажа вашего дома.
Одна из самых странных групп олигоценовых травоядных — бронтотерии. Некоторые из них были громадными животными, походившими на помесь слона и носорога. На кончике носа у них красовался необычный костный отросток V-образной формы, который, возможно, помогал им отражать нападения хищников или служил оружием в междоусобных схватках соперничающих самцов.



Бездонная кладовая

Около 25 млн лет назад на Земле возникла новая группа растений — травы. Цветки их были, как правило, маленькими и бледными, и они были вынуждены при опылении больше полагаться на ветер, чем на "посыльных" — насекомых. Эта группа быстро распространилась по суше в течение олигоцена и миоцена, и вскоре поросшие травой равнины раскинулись на громадных, территориях по всему земному шару.
Уникальность трав в том, что, в отличие от всех прочих растений, новые листья растут у них не на верхушке стебля, а у его основания. В результате стоит пасущимся животным съесть старые листья, как на их месте быстро вырастают новые. Таким образом, к при-
ходу следующего стада на полях уже созревает новый сытный обед. Подобный процесс постоянного обновления пищевых ресурсов означает, что поросшие травой равнины способны прокормить большие стада травоядных животных.
Распространение трав снабдило рас-тительноядных млекопитающих, появившихся на Земле позднее, в миоценовую и плиоценовую эпохи, новым обильным источником пищи. Начиная с этого времени эволюция породила великое разнообразие травоядных животных, а поскольку на открытых равнинах они оказались вполне легкой добычей, вслед за ними появилось и множество новых хищников.

Уничтожитель целлюлозы
Такие животные, как бизон (внизу), олень, корова, овца и коза, в большом количестве поедающие траву (в основном состоящую из целлюлозы), нуждаются в специальном механизме ее переваривания. Их четырехкамерный желудок рассчитан на медленное усвоение целлюлозы. Непосредственное расщепление целлюлозы происходит в самом первом отделе— его называют рубец. Расщепляют ее миллионы живущих там бактерий. Однако этот процесс не непрерывный. Животное периодически отрыгивает травяную массу (как при рвоте) и заново ее пережевывает, а затем вновь проглатывает для дальнейшей переработки в рубце. В другие отделы желудка пища поступит лишь после того, как вся целлюлоза будет полностью расщеплена.



По следу травоядных

Точно так же, как трава служила новым обильным источником пищи для новых разновидностей травоядных животных, сами эти травоядные обеспечивали питанием новые виды хищников. В итоге ближе к концу олигоцена на планете появились первые настоящие кошки и собаки.

Олигоценовые пастбища должны были во многом походить на современные травяные угодья южноамериканских пампасов, где пасутся альпаки, которых вы видите на этой фотографии. Далекие предки альпаков появились как раз в олигоцене. Со времен олигоцена трава прочно утвердилась на нашей планете, поскольку она чрезвычайно неприхотлива и способна выжить в условиях, губительных для прочих растений.



Странные обитатели Южной Америки

Млекопитающие Южной Америки, отрезанной от остального мира, бурно эволюционировали, породив огромное разнообразие форм и размеров. Многие из них внешне сильно напоминали млекопитающих, обитавших в других частях света, таких, как грызуны, лошади или слоны. Скажем, пиротерий походил на раннего слона со своего рода полухоботом и зуби-лообразными бивнями. Тилакосмил был крупным сумчатым животным, похожим на саблезубую кошку. Он обладал длинными кривыми клыками и мощными когтями.
Водилось там и множество "беззубых" млекопитающих, или так называемых неполнозубых, среди которых были предки муравьедов, броненосцев и ленивцев. Позже появились и еще более странные млекопитающие. Наконец, в плиоцене между Южной и Северной Америкой вновь образовался сухопутный перешеек. После этого ситуация в очередной раз резко изменилась.

Второе сообщение о лошадях
К этому времени лошади заметно подросли. Крупнейший их представитель, мезогиппус, был высотой 60 см в плече, с более прямой спиной, более длинными ногами и более крупными малыми коренными зубами, чем у его эоцено-вого предка. Конечности у него также изменились. Передние ноги утратили по одному пальцу и приобрели трехпалое строение, более подходящее для быстрого бега. Позднее, ближе к концу олигоцена, мезогиппус эволюционировал в миогиппуса. Эта лошадь была крупнее своего предшественника и на передних ногах имела по большому среднему пальцу. Таким образом, тело миогиппуса приподнялось еще выше над землей. На своих трехпалых ногах ему было бегать гораздо удобнее, чем мезогиппусу.



Биологическая конвергенция или новое вино в старых мехах?

Южная Америка стала как бы испытательным полигоном биологической конвергенции (сходства), которая происходила свыше 30 млн лет назад и привела к тому, что многие обитавшие там сумчатые постепенно стали походить на плацентарных млекопитающих, населявших другие части света.
Однако следует заметить, что Южная Америка в этом плане вовсе не уникальна. За историю эволюции было множество случаев, когда животные, обитающие на одном материке, становились внешне похожими на обитателей другого материка.
Биологическая конвергенция случается, когда неродственные животные из различных частей света долго ведут сходный образ жизни. Зачастую они вырабатывают одинаковый режим питания и занимают сходные экологические ниши.

Ограничения в проектировании

На первый взгляд эволюция проявляет неисчерпаемую изобретательность в поисках оптимальных решений проблем, связанных с выживанием тех или иных видов. И все же ученые полагают, что количество вариантов, полностью соответствующих данным конкретным условиям или потребностям, на самом деле ограничено.
Создается впечатление, будто естественный отбор раз за разом воспроизводит одни и те же принципиальные конструкции для решения подобных задач. Возьмем, к примеру, случай с проблемой "создания механизма замедления скорости свободного падения животного".
Эволюция решала эту задачу неоднократно, шла к цели самыми разнообразными путями, и в конечном итоге все они свелись к единому решению: той или иной разновидности кожистого "парашюта".

Парашюты разных времен

Почти 230 млн лет назад некая ящерица, которую называют ветельтизавр, планировала с дерева на дерево при помощи своего рода кожистого парашюта, натянутого между ее невероятно длинными ребрами.
Летучий дракон — ящерица из юго-восточной Азии — использует точно такой же планирующий механизм и в наши дни. Белки-летяги слетают с деревьев (планируют) с помощью перепопок по обеим сторонам тела, натянутым между их передними и задними конечностями.
Летучий маки от шеи до хвоста укутан в мягкую кожистую перепонку, покрытую густой шерстью, которая во время полета раскрывается в "парашют", самый большой из известных в животном мире.
Многие растения также остановили свой выбор на парашютной конструкции для распространения своих плодов и семян. Иногда она реализуется в форме перепонкообразного "крыла", как у платана. У других растений, например одуванчика, развились видоизмененные "парашюты", состоящие из пучков волокон.

Второе сообщение о слонах
Тем временем по Северной Африке бродили слоны уже нового типа. Ранний мастодонт ("соскозубый") фиомия размерами превышал своего предка из позднего эоцена, который был величиной со свинью. Кроме более внушительных размеров (его рост в плече достигал 2,5 м), по форме тело этого животного также стало больше походить на современных слонов. Правда, хобот все еще был очень коротким. Фиомия имела чрезвычайно длинную нижнюю челюсть и четыре коротких бивня для выкапывания из земли низкорослых растений.
В природе существует множество примеров конвергенции. Скажем, рептилии ихтиозавры и млекопитающие дельфины выработали схожую обтекаемую форму тела, которая позволяет им на большой скорости разрезать толщу воды. У летающих животных, таких, как птерозавры (рептилии) и летучие мыши (млекопитающие), конвергенция проявляется в строении крыльев: и у тех и у других они состоят из жесткой кожистой перепонки, туго натянутой на тонкие опорные костные структуры.

К оглавлению

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *