Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Во рту у них полностью сформировалось вторичное нёбо. Ваше нёбо – это кость в верхней части вашего рта, на которую опирается ваш язык, когда вы читаете эту страницу. Проведите по ней кончиком языка: чувствуете ли вы гребень посередине и то, как кость проходит слева направо между вашими зубами, переходя к мягкому отверстию вашего горла? Будь вы диметродоном, у вас не было бы этой кости и вы бы почувствовали щель, проходящую вдоль верхней части рта [70]. Левая и правая стороны верхней челюсти, на которых расположены ваши верхние зубы, не сходились бы посередине.

Отсутствие вторичного твердого нёба – наследственное состояние всех амниот. Нёбо эволюционировало у множества животных, включая терапсидов. Оно может показаться чем-то тривиальным, но без него животные не могут есть и дышать одновременно, потому что носовая полость и рот не разделены. Вам знакомо это чувство, если вы пытались есть с забитым носом. Нёбо также обеспечивало поверхность, на которой язык мог манипулировать пищей при пережевывании и глотании. Без твердого нёба часто есть не получится, тем более если вы намерены тщательно пережевывать пищу. Есть с открытым ртом считается невежливым, поэтому цинодонты с их нёбом, считайте, ввели первые правила поведения за столом.

Изменились и остальные части тела цинодонтов. Их лопатки меняли форму по мере изменения мышц, предоставляя больший диапазон движений. Цинодонты приобретали все более вертикальную позу, ноги располагались более прямо под туловищем. В бедрах также изменились кости таза и кости ног. Происходила тонкая перестройка, подготавливающая млекопитающих к выходу на сцену.

В триасе произошел и другой ключевой сдвиг в скелете цинодонтов, а именно регионализация позвоночника. Мы считаем само собой разумеющимся, что у нас – людей – в шее и спине разные кости. У большинства позвоночных животных, не относящихся к млекопитающим, позвонки довольно схожи по длине тела – по крайней мере, по сравнению с млекопитающими. Например, чертовски трудно определить, где начинается позвоночник саламандры, потому что, хотя кости хвоста обычно довольно отчетливы, от третьего позвонка до таза они кажутся почти одинаковыми.

У людей, как и у большинства млекопитающих, в позвоночнике есть четыре отдела: шейный, грудной, поясничный и крестцовый (копчик). Кости в каждом отделе разительно отличаются как по размеру, так и по структуре. Такое деление отражает различные требования, предъявляемые к костям, таков результат все более сложного строения позвоночника синапсид, терапсид и цинодонтов, как показали недавние исследования.

Взглянув на обычного жителя южноафриканского Кару триасового периода, мы начинаем понимать, откуда взялось сложное строение позвоночника у млекопитающих. Одним из наших самых ранних родственников-цинодонтов было роющее животное под названием тринаксодон. И он действительно выглядел как млекопитающее, с клыками, широкими скулами, устремленными вперед глазами и похожим на собачье телом, которое, вероятно, было немного, если не полностью, покрыто мехом. Но что самое главное – у него была поясница.

Удар в живот, и тринаксодон согнется пополам. Все потому, что, как и у нас, у него была поясничная область без ребер, пространство между грудью и бедрами. Как ни странно, но раньше у синапсидов ребра шли по всей длине. Нижние ребра редуцировались у терапсидов, что было связано с их более активным образом жизни. У тринаксодона они почти полностью исчезли.

Наличие поясницы означает, что вы можете сгибаться, а это крайне важно для млекопитающих, которым приходится преследовать или обгонять других животных. Бегающим на четырех ногах поясница предоставляет место для коленей и бедер при ходьбе, открывая новые формы передвижения, такие как спринт и лазание. Считается, что потеря поясничных ребер у млекопитающих также связана с эволюцией диафрагмы. Эта мышца охватывает основание вашей грудной полости и позволяет сделать вдох, сокращаясь, подобно биологическим мехам. У амфибий и рептилий развились другие механизмы, способствующие дыханию: так, змеи и ящерицы используют свои основные мышцы тела для раздувания грудной клетки, ящерицы-вараниды расширяют и сжимают горло, система, аналогичная диафрагме млекопитающих, встречается у крокодилов, а некоторые черепахи и вовсе выдыхают через заднее отверстие [71].

Недавнее исследование, проведенное Катриной Джонс в Гарвардском университете ¹, показало, что усложнение позвоночника млекопитающих, от пеликозавров до терапсидов, а затем и цинодонтов, происходило по так называемой ступенчатой схеме. То есть оно шло не постепенно и неуклонно, а происходило в разное время в разных группах.