Рыбы и амфибии прошлого

Позвоночные произошли от сегментированных, похожих на червей животных. Следы этой сегментации можно видеть даже у современных позвоночных, в том числе и у нас самих, в строении позвоночного столба и многократном повторении ребер. Строение первых позвоночных отчетливо указывает на развитие новых черт у исходно довольно простых форм.

На пути к эпохе рыб. Первое, что обращает на себя внимание в скелете ископаемых позвоночных, - это наличие суставчатой опоры для мускулатуры туловища (позвоночника) и костной коробки для головного мозга (черепа). В большей или меньшей степени это свойственно и самым примитивным рыбообразным бесчелюстным. У этих силурийских форм не было челюстей и рот представлял собой просто сосущий орган. Они дышали жабрами, которые были парными и сидели на костных дугах. В ходе эволюции первая пара жаберных дуг выдвинулась вперед, прикрепилась к черепу и видоизменилась в челюсти. Развились костные опоры и в плавниках-возникли настоящие рыбы.

1. Cephalaspis - представитель бесчелюстных силура. В нижней части его треугольного головного щита располагался рот, а сзади щита - парные плавники.

2. Dinichthys- панцирная рыба, достигавшая 9 м в длину. Это чудовище обитало в морях девона.

3. Drepanaspis - еще один представитель бесчелюстных девона. Уплощенное тело этого придонного обитателя покрыто сложным узором костных пластинок.

Челюстноротые рыбы делятся на 3 группы: Placodermi - щитковые рыбы девона; Chondrichthyes - хрящевые рыбы (акулы и скаты), существующие с девона до наших дней; Osteichthyes - костные рыбы, возникшие тоже в девоне и доминирующие сейчас.

4. Типичным местообитанием рыб девона были внутренние моря, располагавшиеся, как правило, среди молодых горных цепей древних северных континентов. На рисунке показано одно из захоронений рыб того времени. Bothriolepis типичная панцирная рыба, достигавшая 24 см в длину. Ее голова, тело и парные плавники были покрыты костными пластинами. Xenacanthus - примитивный представитель хрящевых рыб, во многом походивший на современных акул.

Плавал с помощью листовидных парных плавников и длинного заостренного хвоста. Достигал 75 см в длину. Moythomasia - представитель лучеперых костных рыб, a Holoptychius - лопастеперых. Двоякодышащая рыба Fleurantia тоже имела мясистые плавники и легкие, подобно предковым формам, давшим начало первым амфибиям, таким как изображенная на поверхности воды Ichthyostega.

Девон считают эпохой рыб, потому что в это время появились все три группы, занявшие ведущее положение в морях. Даже в те давние времена костные рыбы распадались на лучеперых и лопастеперых рыб. Лучеперые представляют собой группу типичных по нашим представлениям рыб: их парные плавники поддерживаются костными лучами, а плавучесть приобретена благодаря расположенному внутри тела плавательному пузырю.

У лопастеперых плавники имеют мускулистое основание и округлую лопасть, а плавательный пузырь в ряде случаев связан с пищеводом и образует легкое. После девона численность этих рыб упала, и сейчас они представлены только 4 родами. Однако им довелось сыграть чрезвычайно важную роль в истории развития жизни на нашей планете.

Девонские лопастеперые рыбы жили в пресноводных озерах северного полушария. Озера время от времени пересыхали, что приводило к гибели всех их обитателей [5].

5. Пересыхание в девоне пресных водоемов приводило к массовой гибели их обитателей, подобных Holoptychius, собиравшихся в последних лужицах воды. Наземные позвоночные развились из форм, сумевших выжить в этих условиях.

Но легочные рыбы, способные дышать воздухом и наделенные мускулистыми плавниками, позволявшими им хоть с трудом, но все-таки передвигаться по суше [6], могли, по крайней мере некоторое время, существовать вне воды.

6. Чтобы жить воды, рыбам необходимо было развить легкие и хотя бы пару конечностей, приспособленных для передвижения по суше. Эти черты встречаются уже у девонской кистеперой рыбы Eusthenopteron, достигавшей 60 см в длину.

Нередко этого было достаточно, чтобы добраться до соседнего водоема. Со временем костный скелет их плавников преобразовался в более эффективную опору - возникла конечность четвероногих.

7. Амфибии и современные рыбы развились из девонских предковых форм. Цифры на схеме соответствуют номерам рисунков.

Животные осваивают сушу. Первая наземная конечность, построенная из двух основных отделов с несколькими пальцами на конце, стала исходной системой, которую унаследовали все позвоночные - обитатели суши. Первые амфибии (Ichthyostega) [8] из верхнего девона Гренландии, где уже произрастали достаточно высокие растения, обладали наземными конечностями, но сохраняли и ряд рыбьих черт, особенно в скелете головы и хвоста.

8. Ichthyostega- самый ранний и примитивный представитель земноводных. Ее тело, при длине около 1 м, имеет характерную для амфибий форму, однако в строении черепа и хвоста сохраняются отдельные черты рыб.

9. Eogyrinus- крупная амфибия, населявшая болота карбона. Достигая длины около 5 м, она, должно быть, походила на крокодила и вела сходный образ жизни, так как тяготела к мелководьям.

К карбону амфибии стали уже весьма многочисленны, причем большинство их принадлежало к вымершей группе лабиринтодонтов, названных так за характерную только для них складчатость зубной эмали. Позвоночник у них был прочнее, чем у Ichthyostega, что, несомненно, отражает их более частое пребывание вне воды и необходимость преодолевать гравитацию. Вероятно, они вели образ жизни, подобный тому, который ведут современные амфибии: взрослые животные большую часть времени обитали на суше, но возвращались в воду для откладки яиц. Из яиц вылуплялись рыбообразные головастики с наружными жабрами, остававшиеся в воде до полового созревания.

Приспособление амфибий. Карбоновые амфибии быстро заняли разнообразные экологические ниши, представленные наземной средой обитания. Все они были хищниками: мелкие формы питались насекомыми, обильно представленными в «каменноугольных» лесах, а крупные жили подобно нынешним крокодилам, питались рыбой и себе подобными обитателями болот.

Другие верхнепалеозойские амфибии, не родственные лабиринтодонтам, приспособились иначе, дав ряд специализированных форм. Некоторые из них жили исключительно в воде, утратив конечности и приобретя змеевидное тело, например Dolichosoma [10] из карбона.

10. Dolichosoma отражает приспособительные возможности амфибий карбона. Ее длина около 1 м. Отсутствие задних конечностей делает ее похожей на угря. Вероятно, вела сходный с угрями образ жизни.

У других тело стало уплощенным, а на черепе выросли длинные плоские рога неизвестного назначения. Эти животные, подобные Diplocaulus [11], вероятно, жили в придонном иле тогдашних водоемов.

11. Diplocaulus был пермским земноводным, достигавшим в длину 60 см. Похожая на бумеранг голова позволяет предположить, что животное обитало в придонном иле озер и болот.

12. Eryops - массивная пермская амфибия, типичный представитель группы, существовавшей к моменту появления первых рептилий. Был неплохо приспособлен к жизни на суше. Достигал в длину 1,5 м.

Лабиринтодонты и разнообразные специализированные формы древних земноводных вымерли в триасе, оставив лишь своих потомков - небольшие группы амфибий, дожившие до наших дней. Но еще до своего исчезновения древние земноводные успели дать начало группе животных, которой суждено было полностью расстаться с водой и превратиться в пресмыкающихся. У этих животных - сеймуриаморф - проявился ряд весьма прогрессивных черт, особенно в строении конечностей, хотя их череп и позвонки оставались явно амфибийными. Типичным представителем этой группы является пермская Seymouria [13], которую, однако, нельзя считать прямым предком рептилий, поскольку примитивные пресмыкающиеся известны еще с карбона.

13. Seymouria - представитель пермских амфибий; многие склонны считать ее примитивной рептилией. Во всяком случае, конечности у неё были рептильного типа. Длина составляла около 60 см.