Рептилии.
Тело рептилий также хорошо приспособлено к жизни на суше. Оно покрыто плотно прилегающими друг к другу водоотталкивающими чешуями. Одновременно с этой преградой потерям воды у них появились хорошо развитые легкие, ставшие теперь единственными поверхностями на которых происходит газообмен. Скелет у рептилий прочный, способный поддерживать вес животного без помощи воды. Ноги расположены у них под телом, а не по бокам, как у амфибий, и пальцы вооружены когтями; эти особенности дают возможность многим рептилиям быстро передвигаться.
Рептилии претерпели широкую адаптивную радиацию. В течение примерно 130 млн. лет на Земле господствовали рептилии, отличавшиеся большим разнообразием - от всем известных динозавров до похожих на китов водных животных и летающих форм величиной с небольшой самолет. Большая часть видов рептилий вымерла примерно 65 млн. лет назад по причинам, которые все еще остаются неясными, несмотря на обилие всевозможных увлекательных теорий.
Рептилии на самом деле не «холоднокровные» животные; у большинства из них температура тела в течение дня довольно высокая. Регуляция температуры тела рептилий происходит главным образом за счет поведения-пребывания на солнце. По этой причине рептилий гораздо больше в областях с теплым климатом. Древние рептилии, которые были способны поддерживать высокую температуру тела, возможно, дали начало птицам и млекопитающим.
Птицы. Большинство биологов убеждено, что птицы произошли от динозавровой ветви древних рептилий (см. рис. 2.1). Взрослые птицы покрыты перьями, которые, по-видимому, возникли из чешуй рептилий. На задних конечностях птиц сохранились чешуя и когти, как у рептилий, а передние конечности утратили когти и превратились в крылья (или иногда, как у пингвинов, в ласты). Две пары конечностей, специализировавшихся по-разному, дают возможность большинству птиц передвигаться по крайней мере двумя разными способами (например, ходьба и полет, или плавание и ходьба), однако неле-
Рис. 3.26. Рептилии. Вверху слева. Змея, вылупляющаяся ич яйца. (Biophoto Associates, N.H.P.A.) Вверху справа. Морская черепаха; ее конечности превращены в ласты, а тело имеет обтекаемую форму В середине. Миссисипский аллигатор, греющийся на солнце. Внизу. Ящерица. (William Camp.)
Рис. 3.27. Очень часто у птиц наблюдается со- на выращивание потомства подобно этим трудничество между отдельными особями, кот- камышевкам-барсучкам, кормящим своих птенца и самка, и самец затрачивают много энергии цов. (Biophoto Associates)
тающие наземные птицы способны только к ходьбе.
Общее строение всех птиц очень сходно, поскольку полет требует, чтобы тело было легким и обтекаемым. Скелет сведен до необходимого минимума: массивные зубы рептилий заменил легкий роговой клюв; наполненные воздухом (пневматические) полые кости уменьшают вес тела; кости, которыми ноги и крылья причленяются к остальному скелету, и отделы позвоночника, расположенные между ногами и крыльями не двигаются независимо друг от друга, а сращены в одну упругую систему, способную воспринимать нагрузки при взлете и посадке. Перьевой покров придает телу обтекаемость, а хвост служит рулем. Система воздушных мешков создает дополнительную подъемную силу и увеличивает эффективность газообмена при прохождении воздуха через легкие.
Скорлупа птичьих яиц тверже, чем скорлупа яиц рептилий; родители обычно насиживают яйца, а затем согревают птенцов своим теплом до тех пор, пока у них не разовьются изолирующая жировая прослойка и перья, необходимые для сохранения тепла в организме. Для «семейной жизни» многих птиц характерны чрезвычайно сложные брачные ритуалы, гнездостроение и забота о яйцах и птенцах (рис.
Млекопитающие. Другая группа наземных позвоночных, произошедших от рептилий,-это млекопитающие. Подобно птицам, млекопитающие-теплокровные животные, но они сберегают тепло с помощью шерстного покрова, а не перьев. Одна ветвь ранних млекопитающих откладывала яйца, подобно рептилиям, но до наших дней сохранились лишь два яйцекладущих млекопитающих-ехидна и утконос. Другие современные млекопитающие вынашивают детенышей в материнской утробе, где они защищены от холода и от хищников и куда кровеносная система матери доставляет воду, пищу и кислород, а также удаляет продукты распада. После рождения (или вылупления) детеныши сосут молоко, выделяемое молочными железами матери. Самка может также обучать своих потомков некоторым навыкам, например добыванию пищи и рытью нор; иногда в этом ей помогает самец.
Эти особенности заботы о потомстве-одна из причин успеха млекопитающих. Другая причина-теплокровность, благодаря которой животное может быстро передвигаться при любой погоде, так что у него больше шансов добыть пищу или избежать хищников. Третья причина-развитие у первых млекопитающих скелета, обеспечивающего быстроту и силу-качеств, благодаря которым они стали эффективными хищниками. Конечности у них расположены под туловищем и состоят из прочных костей, соединенных при помощи суставов. Мышцы, движущие задние конечности прикрепляются не к хвосту, как у рептилий, а к тазовому поясу, так что хвост стал более легким и менее громоздким. Мощные челюсти образованы меньшим числом костей, чем у рептилий, а поэтому число сочленений, которые могут быть повреждены при расправе с жертвой, также меньше. У млекопитающих произошла дифферен- цировка и специализация зубов: спереди резцы для отделения кусочков пищи; за ними заостренные клыки-для схватывания и разрывания добычи и далее коренные зубы, которыми животное перемалывает пищу, прежде чем ее проглотить.
Первые млекопитающие были хищниками (они охотились главным образом на насекомых), однако план их строения оказался весьма гибким, и среди них появилось немало растительноядных форм (рис. 3.28). Млекопитающие заселили самые разнообразные местообитания-от пустынь до океанов, от пышащих жаром джунглей до ледяных торосов.
Таблица 3.4. Основные группы млекопитающих
|
Однопроходные |
Яйцекладущие млекопитающие-утконос и ехидна |
|
Сумчатые |
Млекопитающие, вынашивающие детенышей в специальных сумках. Примеры: опоссум, кенгуру, коала |
|
Насекомоядные |
Мелкие млекопитающие, питающиеся насекомыми. Примеры: кроты, землеройки |
|
Рукокрылые |
Летучие мыши |
|
Приматы |
Лемуры, обезьяны, человек |
|
Неполнозубые |
Ленивцы, муравьеды, броненосцы |
|
Зайцеобразные |
Кролики, зайцы, пищухи |
|
Г рызуны |
Мыши, крысы, полевки, бобры, дикобразы, морские свинки, хомяки, тушканчики |
|
Китообразные |
Киты, дельфины, морские свиньи |
|
Хищные |
Собаки, кошки, гиены, медведи, барсуки, куницы, манды, енот, скунс, мангусты и др. |
|
Ластоногие |
Тюлени, морские львы, моржи |
|
Хоботные |
Слоны |
|
Непарнокопытные |
Лошади, зебры, ослы, тапиры, носороги |
|
Парнокопы гные |
Свиньи, бегемоты, верблюды, олени, жирафы, буйволы, быки, газели, козы, ламы, антилопы, бараны |
Рис. 3.28. Млекопитающие. Вверху слева. Овца с ягненком; эта фотография демонстрирует типичные черты млекопитающих- шерстный покров и выкармливание детеныша молоком. Вверху справа. Енота относят к хищным млекопитающим, хотя пища его весьма разнообразна. Внизу слева. Бурундук-представитель процветающей группы грызунов. Внизу справа. Афалина-млекопитающее, обитающее в воде. (Paul Feeny.)
Часть первая. Эволюция и экология