Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих - Эльза Панчироли

участки светового спектра. Приматы, подобные нам, входят в то малое число млекопитающих, которые вновь обрели хорошее цветовосприятие – спасибо мутациям в наших генах [78]. Эта особенность приматов, безусловно, исключение, а не правило, и приобретена она, вероятнее всего, благодаря преимуществу, которое цветовосприятие давало нашим общим предкам в поисках спелых плодов и молодой свежей листвы.

Повсеместное обилие палочек и недостаток колбочек в глазах нынешних млекопитающих служит свидетельством непреходящего наследия ночного образа жизни. По меньшей мере 220 миллионов лет назад предки всех сегодняшних млекопитающих активничали под покровом ночи. Это явление назвали «ночным бутылочным горлышком» – звучит не очень, хотя описывает нечто совершенно экстраординарное. Некоторые ученые предполагают, что такая ночная активность млекопитающих сохранялась весь мезозой, но мы не можем узнать наверняка, насколько разнообразны были их модели поведения на самом деле, некоторые виды, возможно, вернулись к дневному образу жизни.

В современном мире большинство млекопитающих по-прежнему наиболее активны ночью. Камеры ночного видения дали нам возможность по-новому взглянуть на деятельность животных, в том числе тех видов, которые, как мы предполагали, были дневными существами. Гепарды, например, охотятся лунными ночами, а носороги, собирающиеся у водопоев, демонстрируют изысканное социальное поведение, которого не увидишь днем. Мелкие млекопитающие по-прежнему предпочитают сумерки и темноту из-за возможности избежать хищников – в конце концов, они в буквальном смысле «на один укус».

Хотя ночная активность, несомненно, сформировала первых млекопитающих, она не была изобретением триаса. В исследовании, проведенном в 2014 году10, палеонтолог Кеннет Ангельчик и его коллега Ларс Шмитц искали у синапсид каменноугольного периода признаки ночного образа жизни. Они исследовали размеры глазной орбиты, а у более ранних синапсид – склеротикальное кольцо внутри глаза, оба связаны с размером глазного яблока и зрительными способностями животных. Результаты показали, что более 300 миллионов лет назад некоторые первые синапсиды могли быть активны ночью. Стало быть, активность в ночное время появлялась в истории млекопитающих несколько раз, начиная с каменноугольного периода.

Хотя синапсиды не единожды переходили на темную сторону, ночной образ жизни млекопитающих триаса имел массовый и преобразующий характер. Даже их ближайшие родственники, например немаммальные тритилодонты, предпочитали жить при низком освещении. Эта преданность темноте во многом повлияла на органы чувств млекопитающих.

Палочки помогали использовать немногий доступный свет, однако млекопитающим приходилось полагаться и на другие способы поиска пищи и партнеров. К этому времени у них уже были мех и усы, вероятно, эволюционировавшие у их предшественников для передвижения по норам (подробнее о развитии меха поговорим позже). В неосвещенном подземном мире эти приспособления усиляли тактильную обратную связь, облегчая поиск пути в темноте. Такая сверхчувствительность к прикосновениям оказалась столь же жизненно важной в их ночном мире среди мезозойской листвы.

Обоняние и слух, два наиболее важных органа чувств, используемые млекопитающими для общения и охоты, обострились в позднем триасе. Хотя большинство животных обладают этими чувствами, млекопитающие чуют и слышат как никто другой. Если изучить их анатомию по немногочисленным сохранившимся черепам, можно заметить явное увеличение частей мозга, которые обрабатывают органы чувств, в первую очередь обонятельных луковиц. Доказательство тому – гадрокодий, самый маленький из ископаемых млекопитающих весом меньше кубика сахара. Его нашли в формации Луфэн, слое горных пород ранней юры в провинции Юньнань на юге Китая. Его описание 2001 года сопровождалось культовой художественной реконструкцией: крошечное животное рядом со скрепкой почти такого же размера. Его череп был меньше виноградины, но по сравнению с массой тела у него был большой мозг («гадрокодий» (Hadrocodium) означает «большая голова»).

Гадрокодий был необычайно мал, что еще больше укрепило стереотип о мезозойских млекопитающих, но поведал он очень многое. Череп более или менее сохранился, так что исследователи смогли реконструировать форму самого мозга. Помимо того что он сам по себе был большим, у него были большие обонятельные луковицы. Эти луковицы воспринимают сигналы, поступающие от носа, и они больше у животных, которые полагаются на обоняние. Таким образом, мы знаем, что ко времени появления гадрокодия млекопитающие носом прокладывали свой путь к успеху.

Слух млекопитающих – еще одно сверхчувство. Некоторые виды улавливают звук на очень высоких и низких частотах, от тихих разговоров грызунов и легких взмахов крыльев мотылька до урчания в животе слонов саванны и разносящихся по океану песен одиноких китов. Все это было бы невозможно без усовершенствования уха млекопитающих, процесса, который, как мы теперь знаем, мог произойти только благодаря миниатюризации наших триасовых предков.

Уникальная анатомия уха млекопитающих включает кости, отсутствующие у других четвероногих: молоточек и наковальню в среднем ухе. Они взаимодействуют со стремечком для усиления звука, расширяя диапазон обнаруживаемых частот. Из летописи окаменелостей мы знаем, что первоначально эти кости были частью челюсти. Одна из них, сочленовая кость, когда-то формировала часть челюстного сустава у предков цинодонта и до сих пор составляет его часть у других позвоночных. В ходе эволюции млекопитающих эта кость уменьшилась и в конечном итоге переместилась в среднее ухо. Чего мы до недавнего времени не знали, так это того, как эти кости переехали в свой новый дом внутри черепа.

Недавние исследования, проведенные палеонтологами из Великобритании и Соединенных Штатов, показывают, что именно малый размер позволил челюстям млекопитающих трансформироваться. Проанализировав челюсти немаммальных цинодонтов и первых млекопитающих, команда под руководством Стефана Лаутеншлагера обнаружила, что благодаря маленькой челюсти (из-за меньшего размера животного в целом) млекопитающие могли кусать сильнее, уменьшая при этом нагрузку на свои челюстные суставы. Изменился сам прикус, что отразилось на положении челюстных мышц, высвободив кости в задней части челюсти. Затем эти кости перестроились для улучшения слуха.

Неожиданным последствием физического уменьшения стало то, что млекопитающие превратились в маленьких кусак. Триасовые млекопитающие были вооружены по последней моде. Если вы посмотрите на зубы крокодила, то увидите, что они находятся на разных стадиях прорезывания от линии десен: одни полностью вылезли, другие только наполовину. Все потому, что они заменяются на протяжении всей жизни животного. Когда один выпадает или ломается, на его место встает другой зуб. У крокодилов зубы одинаковой формы по всей морде, и неравномерность их прорезывания не имеет значения, потому что все, для чего они предназначены, – это хорошенько ухватиться за пищу и проглотить.

У современных млекопитающих, например ежа, зубы заменяются только единожды: при потере молочных зубов и прорезывании постоянных (коренных). Мы называем это дифиодонтией. Дифиодонтия – отличительный признак всех млекопитающих с зубами, встречающийся с незначительными вариациями в характере и сроках появления. У ежа также есть резцы, клыки, премоляры и моляры – разделение, которое началось у терапсидов и продолжилось у цинодонтов. Оно позволило животным питаться по-другому: