202. Крах систематики позвоночных. Лекция №15 по астроломии

Оглавление

• Введение и терминология
• Панголины: псевдорептилии млекопитающие
• Причудливые защитные механизмы
• Конвергентная эволюция при питании насекомыми
• Систематика позвоночных и школьная концепция
• Кардиологический взгляд на эволюцию
• Эволюция сердечно-сосудистой системы
• Главное отличие рептилий от земноводных
• Размножение и половое оплодотворение
• Внутреннее оплодотворение и пенис
• Живорождение у акул
• Анамнии и амниоты
• Появление парарептилий
• Эволюционная радиация и дивергенция видов
• Фенестры черепа и прогрессивные группы
• Синапсиды и диапсиды
• Древние синапсиды и котилоринх

---

Введение и терминология

Друзья, здесь у нас запись. Поехали! Други мои, дорогие ютубозои и ютубозойки, сегодня мы переходим к очень вкусной и распиаренной теме – к ящерам. Вот так. От земноводных, о которых мы говорили в прошлой лекции, произошли пресмыкающиеся, или рептилии. И обычно, когда говорят о времени древней жизни и о доисторических животных, всегда имеют в виду гигантских древних рептилий – ящеров.

Коварность слова "ящер"

Слово "ящер" довольно коварное. Сейчас вы поймёте почему. Дело в том, что научная систематика постоянно сталкивается с народной этимологией. Мы уже приводили примеры с клубникой и земляникой, или с жабами и лягушками. И от этого получается путаница. Вот какая штука здесь происходит. В систематике ныне живущих видов ящеры – это млекопитающие. Вот как они выглядят. Их ещё называют панголинами. Зверь, действительно, внешне похожий на динозавра, чудной. Но к ящерицам не имеет никакого отношения. То есть ящер – это вовсе не муж ящерицы. Он вообще не рептилия. Это прикол покруче путаницы между вороной и вороном.

Пример с воронами

Там, всё-таки, путаница на уровне одного и того же рода вороновых. Как известно, ворона – это птичка среднего размера, где-то на полкило. А ворон весит в три раза больше. И повадки у него другие. Это не помойщик, а серьёзный взрослый падальщик. Но есть виды воронов, которые меньше ворон. Вот такая путаница. Вернёмся к панголинам.

---

Панголины: псевдорептилии млекопитающные

Питание и адаптации панголинов

Как нетрудно догадаться по их внешнему виду, они питаются муравьями и термитами. То есть по верному замечанию Владимира Набокова, это шизофреники. Они отрастили себе на бис самую настоящую чешую. Которая не имеет никакого отношения к чешуе пресмыкающихся или рыб. У них, кроме того, нет зубов. А корни языка доходят до задницы.

Если вы хоть немного разбираетесь в зоологии, то должны понять, что наличие подвижной оттопыривающейся чешуи для холоднокровного животного с тонкой кожей – это смертный приговор. А чешуя панголинам очень нужна. Они не умеют бегать. Но при опасности умеют сворачиваться в шар. И с ними ничего не может поделать даже тигр.

Чешуя как панцирь и парадокс паразитов

Из чешуи панголинов в Индии раньше делали панцири для воинов. Если помучаться, тигр, конечно, сможет его расковырять. Но для таких случаев у панголина есть вариант Б – струя вонючей жидкости. Так что кормовая база гигантская. Врагов особо нет. Жить можно.

Но панголины – это настоящий подарок природы для паразитов. Им там под чешуей и стол, и дом. Заползай и радуйся. Что же делает панголин? Шизофреник, питающийся социальными насекомыми, дело знает. Он оттопыривает чешую перед муравейником. Туда набиваются муравьи. И начинают его кусать. Ну, панголин – мазохист. Ему это всё только в удовольствие. А потом он сворачивается в шар и давит муравьев под пластинами. Муравей – насекомое хрупкое и сразу дохнет. А панголин пропитывается муравьиной кислотой. От него несёт, как от муравейника. И все паразиты его обходят за 10 метров. Вот так.

---

Причудливые защитные механизмы

Жубовидная ящерица и молох

Причём панголины при внешнем сходстве не имеют ничего общего с муравьедами. Просто те и другие питаются социальными насекомыми. А все шизофреники похожи друг на друга. В прошлый раз мы говорили про жубовидную ящерицу. Помните, как она выглядит?

А совершенно другая ящерица с жизнеутверждающим названием молох пришла к этой же идее. Ну, и как она выглядит? А вот так. Интересно, как выглядела бы зверушка, питающаяся социальными млекопитающими. На Земле мы до такой стадии не продвинулись. Люди, как вид, живут недолго. А голых землекопов до обидного мало. Но представьте, с одной стороны 7 миллиардов крупных животных. Пищевая база колоссальная. А с другой стороны у социальных млекопитающих есть атомное оружие. Ключик подобрать сложно. Но дело того стоит. Согласитесь.

---

Конвергентная эволюция при питании насекомыми

Вот вам ещё фото молоха. Шишечка у него на голове. Просится что-то туда вставить. Это хорошее место для гипносканера. На камушек зверушка забирается и делает им голографию. Голая Мэрилин Монро. Всё во имя человека. Всё на благо человека. Ну, хорошо.

---

Систематика позвоночных и школьная концепция

Определения ящеров

Мы выяснили, что современные ящеры – это не ящерицы, а млекопитающие. А древние ящеры – это гигантские ящерицы. То есть рептилии. Так не совсем. Дело в том, что древние ящеры – это мы с вами. Причём именно наши предки по сравнению с другими ящерами были особенно тупыми. Они выглядели вот так. Дайте воды молодому человеку. Вот размеры наиболее распространённого вида наших предков. Они доходили до 6 метров по размерам. Не самые крупные звери, но достаточно заметные.

Происхождение интеллекта

Эта биология – против неё не попрёшь. С чего вы решили, что разумное существо обязано происходить от самых умных предков? Интеллект – это дар напрасный, дар случайный. Вероятность, что мозги будут разбухать всегда по одной эволюционной ветке, невелика. Зверя, которого я показал, зовут котилоринх. У него вообще головы нет. Так что непонятно, как он у неё ел. А потом эволюция кубик бросала 300 миллионов лет. И в результате несколько раз визанула. А напоследок на повороте потомки зверушки вырвались вперёд и ушли в отрыв.

Гении из дураков

Талантливый ребёнок рождается, как правило, у талантливых родителей. А гений всегда рождается у дураков. Это редчайшая флуктуация. И по закону вероятности она случается среди максимально большой выборки. То есть у посредственностей.

---

Кардиологический взгляд на эволюцию

Школьная концепция позвоночных

Как получилось, что хомо сапиенсов отнесли к рептилиям? Какова логика систематиков? Начнём издалека. Согласно общепринятой школьной концепции, рыбы вышли на сушу и превратились в земноводных. Или превратились в земноводных и вышли на сушу. Земноводные по сравнению с рыбами более продвинутые и сложно организованные животные. Затем, по мере дальнейшего усложнения, они превратились в пресмыкающихся. А пресмыкающиеся поднапряглись и стали уж совсем сложными млекопитающими. Каждый новый класс позвоночных при этом обладал более совершенным мозгом.

Концепция кардиологического развития

Эту схему можно назвать кардиологической. Скачкообразное развитие сердечно-сосудистой системы является наиболее характерным признаком перехода от одного класса позвоночных к другому.

---

Эволюция сердечно-сосудистой системы

История сердца у позвоночных

Сердечно-сосудистая система среди позвоночных впервые была представлена у рыб. У более примитивных ланцетников замкнутый контур кровеносных сосудов есть, а вот сердца ещё отсутствует. У первичноротых кровеносная система в основном не замкнутая, хотя у высших моллюсков и кольчатых червей она замкнута.

Кольчатые черви, так же как и позвоночные, используют для переноски кислорода гемоглобин. Их кровь красного цвета. То есть кольчатые черви очень похожи на вторичноротых. Это частность и боковое ответвление эволюции в случае первичноротых.

Круги кровообращения у рыб и земноводных

У рыб кровеносная система состоит из одного круга кровообращения, а сердце двухкамерное. То есть у них нет чёткого разделения крови на венозную и артериальную. У земноводных из-за перехода на лёгочное дыхание возникает два круга кровообращения, а сердце становится трёхкамерным. Получается, что у них две кровеносные системы. По одной, малой, кровь циркулирует между сердцем и лёгкими и обогащается кислородом. А по второй, главной, обогащённая кровь доставляется ко всем органам и тканям и питает их кислородом. А затем возвращается назад к сердцу.

Парадокс номенклатуры крови

Если вы немного проанализируете эту информацию, то поймёте, что кровь, называемая венозной, коричнево-красного цвета с лёгким синюшным оттенком, течёт не по венам, а по артериям малого круга. А кровь, называемая артериальной, из-за изменения гемоглобина ярко-красная, течёт по венам. Так что именование крови артериальной и венозной не совсем корректно. Просто так исторически сложилось.

Энергетика земноводных

Хотя кровеносных систем в системе земноводных две, само сердце одно. У него два предсердия и один желудочек. В желудочке венозная и артериальная кровь смешиваются. Из-за этого процент кислорода в артериальной крови падает, и энергетика организма мало отличается от рыб. По способу дыхания это не рыбы, а по составу крови – рыбы. Поэтому земноводные – это хладнокровные, а в значительной степени черпающие энергию из окружающей среды. И от этой среды сильно зависящие. Высокая температура среды – зверь один. Температура упала – зверь другой. Может вообще зависнуть.

Четырёхкамерное сердце птиц и млекопитающих

Теперь рептилии. У них сердце тоже трёхкамерное, но внутри желудочек частично разделён перегородкой. В результате венозная и артериальная кровь смешиваются не так сильно, и энергетика организма повышается. По сравнению с земноводными рептилии более подвижны и менее зависимы от температуры окружающей среды.

И, наконец, птицы и млекопитающие. У них сердце четырёхкамерное. То есть у них не только два круга кровообращения, но и два сердца. Их так и называют венозное сердце и артериальное сердце. Или правое сердце и левое сердце. Это единый орган, только внешне. В результате кровь резко делится на два сорта. И в ткани с артериальной кровью поступает гораздо больше кислорода. В общем, это всё верно. Хотя есть некоторые нюансы.

Нюансы и исключения

Об одном из таких нюансов мы сказали в прошлой лекции. У крокодилов четырёхкамерное сердце. А у земноводных, между прочим, есть складки в желудочке, которые тоже разделяют венозную и артериальную кровь. Более того, трёхкамерное сердце земноводных никак не связано с трёхкамерным сердцем пресмыкающихся. Эти модификации возникли независимо друг от друга. Как следствие, у пресмыкающихся и земноводных разная структура кровеносных сосудов. И нельзя сказать, что у пресмыкающихся она лучше. В чём-то хуже.

Происхождение рептилий от темносканд

Вы спросите, а от кого же тогда произошли рептилии? Рептилии произошли от темносканд, у которых было ещё двухкамерное сердце. То есть не от современных земноводных, а от земноводных древних. У некоторых саламандр оно и сейчас двухкамерное.

Кожное дыхание земноводных

Дело в том, что земноводные, в отличие от пресмыкающихся, имеют развитое кожное дыхание. Когда лягушка плавает под водой, она усваивает кислород через кожу. Его мало, он не обеспечивает все потребности организма, но вносит существенный вклад в энергообеспечение. И есть виды лягушек, которые вообще перешли на подобное дыхание. Чтобы увеличить поверхность кожи, они сделали её складчатой. Вот такие лягушки живут в огромном высокогорном озере в Южной Америке, в озере Титикака. А у вида безлегочных саламандр легкие не то чтобы отмерли, а их и не было.

---

Главное отличие рептилий от земноводных

Критика кардиологического подхода

Однако не будем погрязать в деталях. Я хочу сказать о другом. Та версия эволюции позвоночных, которую я вам только что изложил, это взгляд с точки зрения кардиолога. А это неверно. То есть резон здесь, конечно, есть. Сердце – это мотор, и его мощность определяет в организме очень многое. Не случайно медицинская смерть – это остановка сердца. Сердце работает, жизнь есть. Сердце останавливается, жизнь прекращается. И животное с мощным мотором имеет такое же преимущество, как автомобиль с мощным двигателем.

Сердце как единственный механизм

Сердце – это единственный внутренний орган, который по своей функции является стопроцентным механизмом. Как ни крути, это просто насос. Поэтому это первый внутренний орган, который стали с относительным успехом протезировать. До протезов лёгких, печени или почек ещё очень далеко. Их механические аналоги, если они вообще есть, это агрегаты размером со стиральную машину. А сердце простое, как правда.

Внезапная сердечная смерть

Есть такое понятие – внезапная остановка сердца. Без особых причин. Накладывается несколько слабых факторов. Ещё это называют внезапной мужской смертью. Ибо в основном так умирают мужчины, как более подверженные стрессу. Выпил человек с друзьями, прилёг отдохнуть. Вдруг вспомнил, что срочно надо отправить деловое письмо. Включил комп, чтобы взбодриться, выпил чашечку крепкого кофе. Письмо написал, а заснуть не может. Наконец, под утро заснул, а утром собака громко гавкнула над ухом. Человек вздрогнул и умер. Родные спрашивают у врача, а отчего? А не отчего. Остановка сердца. Остановилось и всё. Ну, так и получилось. А человечку 37 лет. Не выпил бы кофе, прожил бы ещё лет 30. Несчастный случай.

Смертность человека

Ну, я изложил приличный вариант внезапной мужской смерти. Вы понимаете. Как сказал Воланд Берлиозу, то, что человек смертен, это ещё полбеды. Проблема в том, что он внезапно смертен. Бывает так. Сидит на лавочке, мирно разговаривает. А потом переходит улицу и ему трамваем голову отрезают. Но Булгаков был врачом. И он обрисовал картину в щадящем режиме. Человек не только внезапно смертен, а он беспричинно смертен. Чихнул и умер. Причина просто в устройстве его организма. Сердце – не парный орган. Ну, так и получилось.

Проблемы учёных

Извините. Представьте, сидят астрофизики и решают проблемы по метагалактике. С этим они согласны, с этим нет. А тут надо ещё разобраться. А у всех работают моторчики. Часики текут. А потом у одного геймовер, у второго, у третьего. Поскольку люди, как правило, пожилые, крупные учёные, бывает часто. А дискуссия идёт перманентно. Одних на носилках выносят, других приносят. Кому-то там немножко ещё часики подкручивают, операции какие-то делают. Заводик поправляют. Но, в принципе, это проблемы не решают. Мы люди смертные. Поэтому существа жалкие и бедные.

Надежность сердца и его диаграмма

Вообще сердце – мотор довольно надёжный. Знаете, сколько за один день перекачивает ваше сердце? 8 тысяч литров крови. Прикиньте объём. И заметьте, что это не вода. Кровь – это вязкая жидкость. В общем, сердце – это сердце. Что ещё здесь говорить? И, конечно, это простой орган только с точки зрения механики. Поэтому все протезы сердца после пересадки работают недели-две. Настоящее искусственное сердце – это технология многокомпонентной, полимерной, неоднородной, активной среды. Попросили вы у инопланетянина шариковую ручку. Он спросил вас, а что это такое? Вы объяснили. Он нам через минуту её дал. Вы ей пописали, положили на стол. Она к нему уползла. Вот это и есть сердце. Такое простое, очень примитивное. Вот так.

Отличие рептилий не в сердце

Но всё-таки сводить эволюцию позвоночных к эволюции системы кровообращения – это ошибка. И большая ошибка. Развитие сердечной мышцы – это побочка. Это хорошо видно на примере происхождения рептилий. Рептилии отличаются от земноводных вовсе не наличием сомнительной складки в желудочке сердца. В данном случае это различие второстепенное.

---

Размножение и половое оплодотворение

Рептилии как сухопутные земноводные

Давайте посмотрим, откуда появился этот класс позвоночных. В чём главное отличие рептилий от земноводных? Вовсе не в особенностях кровеносной системы. Рептилии – это сухопутные земноводные. Или, если посмотреть с точки зрения рептилий, земноводные – это водные рептилии. Или, точнее, это сверхпримитивные водные рептилии.

Из-за этого зона обитания земноводных сравнительно узкая. А в распоряжении рептилий огромные территории. Да и водная среда. Потому что вполне себе рептилии в рыб не деволюционируют, как земноводные, а превращаются в морских рептилий. Именно это обеспечило рептилиям достаточно быстрое преобладание.

Конкуренция в специализированных экосистемах

Земноводные могли им составить конкуренцию только там, где жили. То есть на влажном побережье и в болотах. И первое время они, конечно, там доминировали. У них был бонус к этой среде обитания. Их там рептилии не стали подъедать. Наоборот, их там самих подъедали и долго. В заболоченной местности и по разнообразию видов, и по степени специализации земноводные рептилиям уступали мало. Скорее даже их превосходили.

И те, и другие появились практически одновременно в каменноугольном периоде. Потому что вылезти из болота на сухую землю неимоверно проще, чем из воды на заболоченную местность. Легкие уже есть, а дальше всё элементарно. Но следует учитывать, что тогдашние земноводные были примитивными темносканды. А им противостояли не менее примитивные проторептилии. И отличались друг от друга они не так уж сильно.

Главное различие в размножении

Разница между земноводными и рептилиями наиболее хорошо видна на способе размножения. Все земноводные появляются в воде. Для откладывания икры им, как и рыбам, нужна вода. А для рептилий нужна суша. Поэтому даже их водные виды выползают на сушу и откладывают яйца в песок, как морские черепахи.

---

Внутреннее оплодотворение и пенис

Определение рептилии

Соответственно, у них разный тип оплодотворения. Рептилия – это ничто иное, как лягушка с пенисом. Пенис – это и есть их главное отличие. Интересно, что у лягушки пениса нет, но она, в отличие от других земноводных, спаривается. Это прогрессивный отряд, воспроизводящий поведение более высокого класса – класса пресмыкающихся. Во время спаривания самка выделяет икру, а самец тут же эту икру осеменяет, через клаку выделяя сперму. Но пениса у него нет.

Разнообразие пенисов

Пенисы животных имеют самую причудливую форму. Показывать здесь ничего не буду, но скажу, можете поверить мне на слово, что, например, у уток он может достигать 42 см и имеет форму штопора. Утята, ребята, непростые. У некоторых животных есть два пениса, и, соответственно, есть самки с двумя влагалищами.

Из-за такого разнообразия биологи длительное время полагали, что пенисы позвоночных возникали в процессе эволюции несколько раз из разных органов. Но оказалось, что это произошло однажды. А далее каждый зверь выносил свои частные изменения и дополнения. Поскольку штука деликатная, на нервах, то и получались самые причудливые варианты.

Главный вторичный половой признак человека

Как я уже говорил, главный вторичный половой признак человека – это первичный половой признак. Потому что размер его члена совершенно не обусловлен задачами оплодотворения. Он слишком большой. Это верно и для многих животных. Ну, а половой подбор – это вещь бессмысленная и беспощадна. Что бабам нравится, сказать трудно. Кому что придёт в голову. Оленикам, например, нравятся рога. И каждый год олени плачут, а рога отращивают.

Необходимость пениса

Почему нужен пенис? Пенис нужен для точечного оплодотворения. Что для рыб и большинства земноводных не актуально. Водная среда позволяет осуществлять процесс оплодотворения вне тела. Сперматозоиды просто плывут в воде и находят икринки. Внутреннее оплодотворение актуально для вынашивающих плод внутри тела. А это и есть фундаментальное отличие пресмыкающихся и прочих высших позвоночных. У них есть зародышевые оболочки. Не нужно путать с зародышевыми листками, которые есть у всех многоклеточных. Мы о них уже рассказывали.

Зародышевые оболочки

Зародышевые оболочки – это многослойный кокон, в котором созревает детёныш. А если есть зародышевые оболочки, есть внутреннее оплодотворение. И если есть внутреннее оплодотворение, есть пенис. Вот так и получается. Есть член – высшие позвоночные. Члена нет – низшие.

---

Живорождение у акул

Лучше ли это было бы без члена?

Хотя, если разобраться, не такое уж это и большое отличие. Для этого давайте поговорим об акулах. Мы на этих милых животных уже останавливались. Остановимся ещё. Это очень важный момент для понимания эволюции. Эволюция – это решение конкретных задач. И ей совершенно плевать на повышение или понижение уровня организации организма. Народ всегда делает всё, что выгодно. А не то, что соответствует повышению организации.

Водная среда как место размножения

Для размножения естественная среда – среда водная. На водную среду рассчитан сперматозоид. И первые 9 месяцев человек живёт в банке с водой. А поскольку водная среда родная, это снимает для постоянно живущих там многоклеточных массу проблем. О потомстве заботиться не надо. Малышей в заполненных водой скафандрах держать незачем. Самцы и самки сплываются на нерест, то есть на танцплощадку. И в процессе рекреации выпускают воду, икру и сперму. А дальше благоприятная среда сама всё сделает за родителей.

Выживаемость и естественный отбор

Разумеется, процент выжившего потомства тут небольшой, но это не имеет значения. Выделенные из организма сперматозоиды и икра ведут себя как микробы, попавшие в благоприятную среду. И понятно, что их число всегда достаточно для надёжного воспроизводства вида.

Но такое размножение не даёт возможности передавать навыки путём обучения молоди. И здесь слабо развита детская конкуренция. Селекция идёт на выживаемость икринок и сперматозоидов, а не на выживаемость потомства. Выживаемость в случае поколения из миллионов особей носит случайный характер. Абитуриент, сдавший вступительный экзамен, проходит отбор. Человек, угадавший цифры в спортлото, ничего этим не заказывает. Ему просто повезло.

Преимущество живорождения

Иными словами, вынашивание и выращивание детей ускоряет темп естественного отбора. Поэтому такие виды получают конкурентные преимущества. Как следствие, некоторые виды рыб, причём очень примитивные, сделали эволюционный рывок выше головы и освоили живорождение. И понятно, почему это сделали именно примитивные рыбы. В противном случае их бы с нами просто не было. А сейчас акулы – это процветающие животные. Хотя костистые рыбы и бьют их по всем параметрам.

Матка и пенис у акул

У акул имеется матка и аналог пениса, сформировавшийся, в отличие от млекопитающих, из совершенно других органов. Причём у большинства акул наблюдается полное живорождение. Это не промежуточная фаза, вроде откладывания яиц черепахами. Откладывание больших яиц, а не икринок – это тоже живорождение. Просто детёныш рождается в пищевой капсуле и затем высиживается родителями. Но акулы рождают живых акулят. И они выращиваются в материнской утробе через пуповину. Чего нет даже у полностью живородящих рептилий, не говоря уже о других рептилиях яйцекладущих.

Акулы как квазимлекопитающие

То есть в известном смысле акулы – это даже не пара рептилий, а пара млекопитающих. О чём это говорит? Это говорит о том, что разница между рыбами и земноводными весьма условна. Она в какой-то мере условна даже между рыбами и рептилиями. Некоторые рыбы больше похожи на рептилий, чем на земноводных, чуть не сказать на млекопитающих.

---

Анамнии и амниоты

Различие между водными и наземными позвоночными

А чем рептилии отличаются от земноводных? Отличия не такие значительные. Пенис и зародышевые оболочки. Но между ними, с точки зрения биологов, проходит водораздел. Все позвоночные делятся на низших, их называют анамнии – это проторыбы, рыбы и земноводные. И на высших их называют амниоты. Я думаю, систематики, выделяя анамнии и амниоты, не столько проводят водораздел между земноводными и рептилиями, сколько подчёркивают фундаментальное сходство между всеми амниотами – рептилиями, птицами и млекопитающими. Потому что между ними вообще никакого различия нет.

Актуальное состояние систематики

Сейчас в биологической систематике ситуация довольно сложная. Идут споры, рушатся научные репутации. И наоборот, та или иная проблемная, но красивая концепция становится модной. Это связано с развитием молекулярного анализа генов, с общим накоплением данных. Палеонтология – модная наука. Палеонтологов много, и каждый год делаются новые открытия. Да и живущие виды изучаются очень интенсивно. А их ещё не открыто больше, чем открыто. Причём даже огромные животные изучены плохо.

Примечание о китовой акуле

Читайте статью в Википедии о самой большой рыбе – китовой акуле. Там везде фразы: "Предполагается, что это", "неизвестно", "этот факт требует подтверждения". В результате буквально каждый год картина в биологии меняется. Поэтому в дебрях систематики я залезать не буду. И дам картину несколько упрощённую. Кому интересно, можете проверить и уточнить по поисковикам. Это сейчас одно удовольствие.

---

Появление парарептилий

Промежуточные формы

Посмотрим, как конкретно появились рептилии. Или точнее промежуточные формы между земноводными и рептилиями. Их так и называют – парарептилии. Как только парарептилии появились, они тут же с места в карьер дали весь спектр видов, аналогичный позднейшим рептилиям, которым они не имеют непосредственного отношения.

---

Эволюционная радиация и дивергенция видов

Взрывное разнообразие

Взрывное разнообразие видов в биологии называется эволюционной радиацией. Это когда на пустом месте вдруг сразу образуется всё. Представьте, что после термоядерной войны из всех более-менее крупных животных сохранились только собаки. Летал на орбите собачий питомник для любимых собачек-миллиардеров. Всех подмели, а он в аварийном режиме через годик спустился, и собачки вылезли. Кислород есть, растения есть. Из животных червячки какие-нибудь. Радиация, конечно, есть. Уже терпимая, и пережить можно в некоторых местах. Что будет дальше?

Таксономическое разнообразие потомков

Если собачки сразу не вымрут, им удастся перекантоваться хотя бы годик, через 5 миллионов лет весь земной шар будет заселён собаками. Причём не только собаками, но также собако-коровами, собако-свиньями, собако-медведями, летающими собаками, водоплавающими собаками, собаками-кротами и так далее. Собако-людьми это навряд ли. Но собако-обезьяны появиться могут, может быть, чуть попозже. Вверх просто труднее развиваться, чем вбок и вниз. Это и есть эволюционная радиация.

Палеонтологические следы

И когда собако-люди появятся, то палеонтологические находки им покажут, что все эти виды образовались одновременно. И действительно, по геологическим меркам, это происходит мгновенно. Парарептилии не имели конкурентов на основной части суши. То есть суши, не покрытой болотами, и удалённые от береговой линии хотя бы на 100 метров. И они там конкурировали только сами с собой. И сразу же дали всё, что мы потом наблюдаем у рептилий настоящих.

Ранние достижения парарептилий

Первым делом они вернулись в воду и появились мезозавры. Несмотря на название "средний ящер" или "ящер-мезозой", эти ящеры очень древние и мелкие. Вроде тритонов. Парарептилии впервые освоили прямохождение задолго до динозавров. У них первых появился слуховой аппарат, характерный для рептилий. А рептилии слышат гораздо лучше земноводных. Ну и в их среде впервые появились травоядные. Крупные животные, питающиеся исключительно растительной пищей.

Гонка вооружений черепов

На крыло, правда, они встать не успели. У парарептилий стали быстро расти черепа. Во-первых, чем больше череп, тем больше челюсти. А во-вторых, чем толще кость черепа, тем труднее добраться до процессора. Понятно, что хищники делали упор на челюсти с огромными зубами, а травоядные на толщину черепа и на всякого рода рога и наросты, их защищающие. И вот посередине этой гонки вооружений случайно было найдено интересное решение. Дополнительные отверстия в черепе.

---

Фенестры черепа и прогрессивные группы

Открытие дополнительных отверстий

То есть, кроме отверстий для глаз, носа и рта, появились дополнительные, вроде бы, бессмысленные отверстия. Но они оказались очень выгодными. В результате вес переутяжеленного черепа значительно снижался. А его прочность ещё и не усиливалась, потому что появлялись рёбра жёсткости. Посмотрите, сейчас шлемы часто делают с дырочками. Для солдата из-за осколков и пуль это неприемлемо, а вот для велосипедистов самое оно. Более того, лишние отверстия могли использоваться для крепления дополнительных мышц, что увеличивало силу укуса.

Появление синапсид и диапсид

В результате появились две быстрорастущие группы прогрессивных пресмыкающихся. Синапсиды и диапсиды. У синапсид было одно отверстие в области за глазницей, а у диапсид два. Понятно, что диапсиды имели двойной бонус и развивались гораздо успешнее. Синапсиды щемились по углам, но, конечно, выигрывали у анапсид, то есть у пары рептилий с черепами вообще без дополнительных отверстий.

Фенестры и терминология

Отверстия, кстати, называются фенестры, по-латински окна. Отсюда шутка про чешскую дефенестрацию. Вскоре совместными усилиями диапсиды и синапсиды подъели анапсид, в чём им помог природный катаклизм. О чём я расскажу в следующей лекции.

---

Синапсиды и диапсиды

Фундаментальное различие

Это отличие – одна пара фенестр или две – оказалась таким же фундаментальным, как в случае первичноротых и вторичноротых. Конечно, за последующие 300 миллионов лет синапсиды и диапсиды проделали колоссальный путь эволюции, и путь довольно извилистый. Естественно, были предприняты попытки увеличения числа отверстий. Это было критически важно для сверхбольших динозавров. Вот посмотрите череп типичного динозавра. Он весь в дырочках, как шлем у велосипедиста. У него отверстия даже в нижней челюсти. Одновременно подобные отверстия зарастали в случае миниатюризации животных. Иногда это было по несколько раз.

Черепахи и исключения

Сейчас по результатам извилистого пути диапсид черепаха вообще не имеет фенестр. Так что её длительное время ошибочно считали прямым потомком парарептилий. Но это тяжёлый случай. Вообще у систематиков глаз наметанный и пальцы натренированные на пальпацию черепов. Так что они в темноте отличат синапсиды от диапсид. Например, современные ящерицы имеют всего одну пару фенестр. А вторая пара оставила заметную ямку.

Систематика фенестр

Фенестры палеонтологи ищут в первую очередь и определять их легко. Никаких млекопитающих, птиц и пресмыкающихся с точки зрения систематиков нет. Это всё вторично. Есть только синапсиды и диапсиды. Ну и ещё анапсиды, которые давным-давно вымерли ещё до эпохи динозавров.

Статистика диапсид и синапсид

Диапсиды более прогрессивные. Их, включая вымершие виды, 95%. К ним относятся все современные рептилии и птицы. А к синапсидам относятся млекопитающие. Как известно, огромное количество диапсид вымерло, в том числе все динозавры. Но вымерло и огромное количество синапсид. Ранее часть вымерших синапсид ошибочно относили к динозаврам. А они к ним не имели никакого отношения. Синапсиды и диапсиды никогда не смешивались.

Параллельная эволюция

В чём же их изначальное отличие? А ни в чём. Дубль. Это очень ценно для выяснения закономерности эволюции. В своей эволюции синапсиды и диапсиды друг друга дублировали. И применяли одни и те же технологические решения. Но есть и масса отличий. Частью носящая характер случайный, частью закономерный. Как в случае первичноротых и вторичноротых.

Закономерность эволюции

Закономерность мы там нашли в том, что у вторичноротых была изначальная асимметрия. Что обусловило появление внутреннего скелета. Это не моя мысль, это мысль Дмитрия Евгеньевича. За что купил, за то и продаю. Предполагать, что синапсиды стали в результате разумными, потому что у них была одна дырочка сбоку черепа, а не две. Это, конечно, смешно.

Особенности синапсид

Но у них на более поздних стадиях эволюции были свои особенности, сыгравшие фундаментальную роль. Однако полагаю, что на других планетах, скорее всего, не будет разделений на синапсид и диапсид. Это случайная флуктуация. Скорее всего, будет что-то одно.

---

Древние синапсиды и котилоринх

Самый примитивный синапсид

Вот таким путём. Ну и вернёмся к котилоринху. Это наиболее примитивный синапсид. Мы произошли от него, а не от динозавров или крокодилов. И вот у него все дыры в черепе были огромные. А, в общем, котилоринх похож на человека. Согласитесь. Головка маленькая, интеллигентная. Как он вообще с такими маленькими челюстями, бедный, выжил? А у мудрости-то на что? Ну, вот за это давайте и выпьем.