Нескучная биология

Где-то в конце кембрия, более полумиллиарда лет назад, какие-то пра-пра-пра-правнуки какого-то существа, очень похожего на ланцетника, дали начало четырем разным классам позвоночных – бесчелюстным, панцирным рыбам, хрящевым рыбам и появившиеся немного позже рыбам костным. Вся эта публика вела довольно активную жизнь. Активные животные нуждаются в большом количестве кислорода и каждая из групп начала с того, что обзавелась настоящими жабрами. Хотя каждая группа проделала это сама по себе, но жабры все отрастили на одном месте – на перегородках между жаберными щелями. И все остальные новшества – костную ткань, внутренний скелет, челюсти, парные конечности – представители этих групп тоже изобретали самостоятельно. То, что результаты оказались похожими, неудивительно. Ведь «базовая» конструкция у них была одинаковой, кроме того, все они обитали в воде и проблемы перед ними стояли сходные.

Панцирная рыба

Панцирные рыбы вымерли, не оставив потомков, от обширного класса бесчелюстных до наших времен дожило несколько десятков видов – миноги и миксины. В водоемах планеты ныне царствуют хрящевые (акулы и скаты) и костные рыбы. И именно костные рыбы дали начало сухопутным позвоночным. Класс костных рыб делится на два подкласса – лучеперые и лопастеперые.

Минога

Лучеперые ударились в бурную эволюцию, завоевали все водоемы планеты и сейчас именно они представляют класс костных рыб. Лопастеперые отделились от главного ствола костных рыб очень давно, вероятно, еще в силуре, более четырехсот миллионов лет назад. Их родина – пресные воды. Жизнь в мелких, прогреваемых водоемах, в которых постоянно ощущается недостаток кислорода, вынудила лопастеперых использовать для дыхания атмосферный кислород. Но жабры для этого плохо приспособлены, у рыбы, высунувшейся из воды, кровеносные сосуды рта и глотки поглощают кислород эффективней, чем слипающиеся на воздухе жаберные лепестки. И у части лопастеперых возникли легкие – глубокие карманы глотки, стенки которых густо покрылись кровеносными соудами.

В результате не успешные и продвинутые лучеперые, а именно несуразные и неперспективные лопастеперые стали предками позвоночных, завоевавших сушу. Сами же они вымерли. До наших дней дожили всего шесть видов отряда двоякодышащих и два вида отряда кистеперых.

Двоякодышащая рыба рогозуб

Между двух стульев

Амфибии, они же земноводные, – первые наземные позвоночные. При этом лягушки, жабы, саламандры и червяги процветают и поныне. Появились амфибии в начале девонского периода, около четырехсот миллионов лет назад. К этому времени на суше уже появилась растительность, и хотя огромные пространства материков еще оставались пустынными, но обширные заболоченные низменности по берегам рек и озер покрывали густые заросли псилофитов и гигантских плаунов. Среди мхов, опавших листьев и бурелома можно было найти коллембол, многоножек и примитивных насекомых, похожих на бескрылых тараканов. На этих вегетарианцев охотились древние скорпионы и пауки. Но по сравнению с кишащими всякой жизнью водоемами суша выглядела бледно. Что гнало предков амфибий из воды на эти скудные благами жизни берега? Враги? Но в мелководных пресных водоемах, из которых началось заселение суши, у рипидистий врагов не было. Они сами были хищниками, причем довольно крупными. Недостаток кислорода в воде? Но ведь за воздухом совершенно не обязательно выходить на берег, достаточно подняться к поверхности воды. Многие рыбытак и делают, но о выходе на сушу не помышляют.

Развитие амфибии

Зоологи склоняются к мнению, что рипидистии из воды и не выходили. Амфибии первоначально были чисто водными животными и вовсе не собирались осваивать сушу. У самых древних примитивных «рыбоамфибий» был совершенно рыбий хвостовой плавник, сохранялись во взрослом состоянии органы боковой линии и, вероятно, жабры. У современных амфибий все это хозяйство имеется только у личинок. Единственное, что отличает этих ископаемых созданийй от рыб – строение скелета. У них были ноги. И возникает вопрос, зачем рыбе понадобились ноги?

Ихтиостеги – самые древние и примитивные из известных нам четвероногих созданий. Это были тяжеловесные, неуклюжие, коренастые животные длиной чуть более метра, с большой головой и короткими мощными ногами. Шея у них почти отсутствовала, зубы были острые и крупные. Под стать зубам была и огромная пасть. Голова составляла четверть общей длины животного, включая хвост. Понятно, что владелец такой пасти и таких зубов охотился на крупную дичь. По своему строению ихтиостеги – типично водные существа. Если бы не ноги, никто не заподозрил бы в них обитателей суши. И опять мы сталкиваемся с вопросом – зачем водному животному ноги?