Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству

Различия в локомоции рептилий, которые перемещаются, двигая туловищем вправо-влево (вверху), и млекопитающих, которые двигаются вверх-вниз (внизу). Стрелками показано направление движения.

Рисунок Сары Шелли

Все эти, казалось бы, тонкие анатомические нюансы способствовали одному важному качеству: легкие усваивали намного больше кислорода. Одновременно с этим цинодонты повышали потребление калорий благодаря усовершенствованной технике укуса.

Первым шагом, по-видимому, стало разделение мышц, смыкающих челюсти, на отдельные пучки, способствовавшие более мощным и сложным движениям челюстей. Эти раздельные мышцы — характерная для млекопитающих система из височной, жевательной и крыловидных мышц — тоже укрупнялись, требуя больше места и более прочного крепления. Кости верхней части черепа упростились и затвердели, пока в конце концов не стали единой структурой — вот почему у нас есть «свод черепа», а не десятки раздельных, слабо связанных между собой костей, как у рептилий и амфибий. Боковое височное отверстие, появившееся еще во времена каменноугольных болот как признак линии синапсид, слилось с глазницей, образовав единую главную камеру для крепления мышц.

Однако самой глубокой перестройке подверглась нижняя челюсть. Предки млекопитающих обладали сложными челюстями, состоявшими из множества костей с разными названиями. У них были зубная кость, на которой, как и следует из названия, крепились зубы, сочленовная кость, образующая челюстной сустав посредством соединения с верхней частью черепа, и многие другие: угловая, надугловая, предсочленовная, пластинчатая, венечная. Но у нас — и у всех млекопитающих — осталась только одна, зубная. А все из-за того, что происходило с цинодонтами в триасе. По мере того как их челюстные мышцы становились больше, они сдвигались и в конце концов стали крепиться только к зубной кости. Это было совершенно логично: так как зубная кость — единственная, несущая зубы, то подобная перестройка мышц позволяла усилить укус и оптимизировать силу сжатия зубов на разных участках зубного ряда во время кусания.

Но это потребовало полного преобразования самих костей. Зубная кость стала больше и намного глубже. В ней появился массивный венечный отросток для крепления мышц, выступавший далеко за зубной ряд. Одновременно с этим другие кости нижней челюсти, к которым больше не крепились мышцы, стали редуцироваться. Они уменьшались и сдвигались назад, пока не отделились от зубной кости. Некоторые из них даже сошлись со стремечком — слуховой косточкой — и теперь, освободившись от функции кусания, стали помогать передавать звук[8].

Оставалась, правда, еще одна большая проблема: верхняя и нижняя челюсти все еще соединялись при помощи сочленовной кости, которая уменьшалась и сходила на нет. Редуцировалась и кость верхней части черепа, к которой она крепилась, — так называемая квадратная кость. У некоторых цинодонтов развился выступ надугловой кости нижней челюсти для соединения с верхней, но, поскольку надугловая кость тоже уменьшалась, это не приносило особой пользы. Ни один инженер не сконструировал бы систему смыкания челюстей подобным образом, и работала она только потому, что цинодонты настолько уменьшились, что им уже не требовалось выдерживать такие нагрузки при укусе, как их более крупным предкам.

Цинодонтам все же было необходимо найти какое-то решение. Они нашли — и получился признак, определяющий млекопитающих.

Классификация — человеческое занятие. Природа не вешает ярлыков, их вешают люди. Мышь — млекопитающее, змея — рептилия, тираннозавр — динозавр.

Млекопитающие, рептилии, динозавры. Все это группы на древе жизни, но как они устанавливаются?

Несложно определить, что такое млекопитающее, если рассматривать только современный мир. Мыши, слоны, люди, кенгуру, летучие мыши и тысячи других видов обладают общим набором уникальных признаков: у всех нас есть волосы, теплокровность, большой мозг, дифференциация зубов на резцы, клыки, предкоренные и коренные, мы выкармливаем потомство молоком и т. д. Но, как мы видели, эти «маммальные» признаки развивались по отдельности, в ходе 100 млн лет эволюции, когда пеликозавры каменноугольных болот породили терапсид, терапсиды пережили пермско-триасовое вымирание в виде мелких цинодонтов, а цинодонты в триасе продолжали уменьшаться. Где на этой эволюционной линии провести границу между немлекопитающими и млекопитающими?