Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции - Лев Кривицкий
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Доминирование земноводных не помешало пресмыкающимся эволюционировать, и некоторые из их видов стали наращивать массу и размеры тела, становясь первыми крупными животными на земной суше. Эта тенденция к образованию крупных тел и мощного естественного вооружения закономерно подводила к преобразованию древнейших рептилий в тех разнообразных драконоподобных существ, которых мы знаем под названием динозавров.
Название «динозавры» в переводе с греческого означает не только «ужасный», но и «странный» ящер. Действительно, это были очень странные ящерицы, эволюция которых в наиболее благоприятные для пресмыкающихся периоды мезозойской эры выработала у них уникальные особенности строения тела, движения, образа жизни, приспособительных механизмов. Можно с полной уверенностью утверждать, что если бы не те усовершенствования, которые эволюция жизни приобрела на стадии динозавров, никогда не возникли бы млекопитающие и человек как высшая форма земной жизни. И многие из этих усовершенствований проистекают из тех отличий как от древнейших, так и от современных рептилий, которые приобрели динозавры в процессе своего специфического прогрессивного развития в юрский и меловой периоды мезозойской эры.
Крупнейший американский специалист по палеонтологии позвоночных Р. Кэрролл предлагает безукоризненное обобщение современных научных достижений в сфере изучения биоэнергетических и двигательных особенностей динозавров (См.: Кэрролл Р. Палеонтология и эволюция позвоночных, т.2 – М.: Мир, 1993. – 283 с.).
Кэрролл отмечает, что уже в XIX веке после открытия динозавров было твёрдо установлено их отнесение к классу рептилий. Но отнесение динозавров к рептилиям привело к отождествлению их жизнедеятельности с жизнедеятельностью современных рептилий, и прежде всего ящериц и крокодилов с их низкой интенсивностью обмена веществ, боковым положением конечностей и ограничениями мышечной активности, накладываемыми анаэробным способом получения энергии для мышечных сокращений. В результате динозавров считали малоподвижными животными, учитывая к тому же большую массу их тел, которая, по мнению, многих учёных, должна была буквально придавливать их к земле.
Однако исследования последней трети XX века привели к получению многочисленных и разнообразных фактов, свидетельствующих о фундаментальных отличиях динозавров от обычных рептилий, их свойствах, в чём-то сближающих их с млекопитающими и птицами (хотя эту близость также не следует преувеличивать).
Конечности обычных рептилий достались в наследство от водоплавающих животных – рыб и земноводных, от которых они произошли. Поэтому они широко расставлены в стороны. У динозавров были, как правило, столбовидные конечности, обеспечивающие приподнятое положение тела над землёй. Такое приподнятое положение обычные рептилии получают при быстром движении, но большую часть времени они проводят, лёжа животами на земле. Особый способ передвижения и привёл к тому, что рептилии получили библейское название пресмыкающихся, поскольку они, подобно людям, пресмыкающимся перед власть имущими, передвигаются, ползая животом по земле.
Пресмыкание обычных рептилий обусловлено не только боковым положением конечностей, но и особенностями мускулатуры, которая приводит в движение эти конечности. У обычных рептилий энергоснабжение мышечных сокращений осуществляется посредством гликолиза, путём анаэробного расщепления глюкозы, что приводит к быстрому образованию молочной кислоты. Такой способ энергообеспечения очень выгоден и эффективен, поскольку для реакции гликолиза не нужен постоянный приток кислорода, а скорость реакции не зависит от температуры. Эта независимость необходима хладнокровным животным, поскольку без неё они не могли бы двигаться, не согревшись предварительно под лучами солнца.
Однако эти преимущества оборачиваются у обычных рептилий недостатками, поскольку, будучи способными на резкие броски и невероятные скоростно-силовые качества в течение недолгого времени, такие животные совершенно не обладают выносливостью мышц, и при накоплении молочной кислоты их мышцы совершенно отказывают и перестают повиноваться, вследствие чего после проявлений немыслимой мышечной активности рептилии вынуждены достаточно долгое время отлеживаться в ожидании возврата способности к движению. Поэтому ни одна из обычных рептилий не может долго бежать и их движение состоит из чередования фаз максимальной активности и торможения.
Положение тел у динозавров на выпрямленных ногах, о котором свидетельствует строение их конечностей и узкие следовые дорожки, оставшиеся от их передвижений отпечатанными на окаменевших породах, показывает и их способность к более устойчивой активности. Выпрямление конечностей у динозавров было связано прежде всего с тем, что только в таком положении эти конечности и их костные структуры могли выдерживать громадный вес их тел. Но и у многих мелких представителей отряда динозавров, передвигавшихся на задних конечностях, эти конечности были выпрямленными, а не раскоряченными, как у современных ящериц и крокодилов. Более того, положение на задних конечностях, требующее поддержания равновесия, требовало достаточно устойчивой мышечной активности. Всё это говорит об определенной активизации обмена веществ, создающей возможность активного передвижения в течение достаточно длительного времени.
Однако способность динозавров к длительной мышечной работе нельзя и преувеличивать. Исследования показывают большое количество хрящевой ткани в суставах динозавров, которое делало невозможным быстрое ускорение. Форма же суставных поверхностей показывает, что динозавры могли ходить с короткой длиной шага, что они уступали в беге не только млекопитающим, но и современным рептилиям (Там же, с. 126–127).
Анализ, проведённый Р. Кэрроллом, позволяет воспроизвести очень многие подробности жизни динозавров. При обычных передвижениях динозавры не бегали, а ходили с короткой длиной шага, и их шаги под нажимом огромных тел издавали гулкие удары о грунт. При нападении хищных динозавров на растительноядных обе стороны развивали высокую скорость, но быстро уставали, поэтому схватки продолжались в несколько этапов с довольно длительными перерывами для отдыха.
Весьма своеобразной была и терморегуляция динозавров. Долгое время считалось, что все вообще рептилии достаточно быстро принимают температуру окружающей среды, и температура их тел полностью зависит от изменений этой среды. Однако исследования последней трети XX века показали способность большинства рептилий поддерживать температуру своего тела выше температуры окружающей среды за счёт движения и длительного сохранения тепла, полученного от разогрева под поглощаемым солнечным излучением. Явление длительного сохранения тепла, полученного в тёплую погоду под лучами солнца, в течение ночи или даже в продолжение нескольких суток, получило название инерциальной гомойотермии. Но в отличие от теплокровных животных, млекопитающих и птиц, источник этого тепла находится не внутри организма, не заключается в выработке тепловой энергии при окислении углеводородных соединений, а связан с потреблением тепловой энергии извне и сохранением по инерции, благодаря хорошей изоляции покровами тела, но без всякого участия внутреннего обмена веществ.
Животные с более высокой массой тела приобретают более высокую способность сохранения приобретённой извне тепловой энергии. Так, большинство современных земноводных, а также таких относительно мелких рептилий, как ящерицы и змеи, легко теряют тепло и легко его приобретают. И наоборот, коммодские вараны, крупные крокодилы и гигантские черепахи быстрее приобретают тепло, чем его теряют, и сохраняют высокую температуру тела даже в холодные ночи.
Логично предположить, что тенденция к наращиванию размеров и массы тела была обусловлена у динозавров не только потребностями в превосходстве над естественными врагами, но и необходимостью сохранения тепловой энергии, повышения способностей организма к инерции тепловых процессов. Иными словами, ощущение холода способствовало выработке гормона роста, и стрессы от нападений хищников в течение многих поколений стимулировали усиленное потребление пищи, а наращивание размеров тела подкреплялось половым отбором, при котором преимущество получали наиболее крупные и мощные особи. Естественный отбор в целом способствовал сохранению именно таких особей, поскольку менее крупные и мощные становились жертвами хищников из других видов пресмыкающихся, либо, будучи хищниками, не могли добыть себе пищу, так как потенциальные жертвы превосходили их весом и естественной вооружённостью.
Естественный отбор во многих случаях отбраковывал некрупных особей ещё и потому, что незначительная величина тела и толщина его покровов не позволяли создать инерциальное сохранение температуры тела выше температуры окружающей среды при похолоданиях и ниже при опасности перегревания. Отсутствие такой инерции обрекало пресмыкающихся на малоподвижный образ жизни, заставляло после короткого проявления мобилизационной активности часами отлеживаться на солнце, согревая тело и поглощая накопившуюся в мышцах молочную кислоту.
