Эра млекопитающих: Из тени динозавров к мировому господству

Однако окклюзия создает одну проблему. Верхние и нижние зубы должны точно соответствовать друг другу, чтобы выступы одних входили в ямки других. Иначе они не будут смыкаться, и тогда жевание станет в лучшем случае неэффективным, в худшем — невозможным. Так произойдет с животными, меняющими зубы на протяжении всей своей жизни, — такими, как предки млекопитающих, — если они попытаются жевать. Даже если верхние и нижние зубы идеально подходили друг другу, при выпадении верхнего зуба нижнему будет больше не с чем смыкаться. Конечно, верхний отрастет, но не сразу, и пока зуб не встанет на свое место, смыкания с нижним не будет. Понятно, что для жующего животного это неудачный сценарий и млекопитающие снова пришли к оригинальному решению. Они прекратили менять зубы всю жизнь, обменяв неисчерпаемые поколения зубов, которыми обладали их предки, на всего лишь два набора: молочные зубы в период роста и затем постоянный набор взрослых зубов. Это называется дифиодонтизмом. Теперь, когда у вас сломается (или выпадет) зуб и вам понадобятся дорогостоящие услуги стоматолога, можете винить ваших триасовых предков.

Откуда нам известно, что все это происходило с первыми млекопитающими? Ну, во-первых, смыкание верхней и нижней челюстей — окклюзию предкоренных и коренных зубов — можно наглядно увидеть на ископаемых черепах морганукодона и других ранних млекопитающих. Во-вторых, на трехбугорчатых коренных зубах морганукодона и прочих триасовых млекопитающих есть следы износа: уплощенные поверхности, покрытые бороздами от истирания, которые образовались в результате постоянного контакта с противоположными зубами. В части износа зубов эти млекопитающие соблюдали хрупкое равновесие. Слишком интенсивный износ приводил бы к стачиванию зубов до пеньков — катастрофа для животного, неспособного больше отращивать новые зубы сколько угодно. Но при оптимальном уровне износа формировались плоские поверхности с острыми краями, работавшие как ножницы при смыкании челюстей, что добавляло к жеванию разрезание.

Ископаемые остатки этих первых млекопитающих — с прочными челюстями, зубной окклюзией и умением жевать — примечательны еще в одном отношении. Их череп обладает вместительной полостью, содержавшей мозг намного более крупный, чем у их пеликозавровых, терапсидных и цинодонтовых предков. Заметнее всего вырос передний отдел, и трубковидный предковый мозг обратился в более шарообразный, присущий современным млекопитающим, с округлыми полушариями.

На основании компьютерной томограммы черепов морганукодона была создана цифровая реконструкция его мозга, которая, помимо увеличенных размеров и округлившейся формы, показала еще две ключевые особенности, характерные для млекопитающих. Обонятельные луковицы — отвечающие за восприятие запахов — у него массивны. А у переднего мозга появилась новая надстройка — шестислойная масса нервной ткани, которая называется новой корой. Это одно из высших достижений млекопитающих. Неврологи считают новую кору ключом к интеграции чувств, научению, памяти и интеллекту. Таким образом, первые млекопитающие триаса одновременно учились лучше жевать и умнели. То ли усиленное питание способствовало росту и усложнению мозга, то ли увеличение мозга вызвало изменения в положении челюстных мышц, сделав укус более мощным, а движения челюстями более сложными. Так или иначе, у первых триасовых млекопитающих эти существенные изменения питания и интеллекта происходили взаимосвязанно.

Морганукодон — самый знаменитый представитель этой первой волны млекопитающих и яркий образец базальной группы млекопитающих, пережившей расцвет в триасе и продолжавшей существовать в юрский период. В 1949 г. Кюне, чудесным образом ставший после своего освобождения преподавателем Лондонского университета, описал животное по единственному миллиметровому обломку зуба, который удалось отыскать в девятикилограммовом мешке гравия, собранного в одной из пещер Уэльса. В 1952 г. Кюне вернулся в Германию и стал профессором в Берлине, а исследования в Южном Уэльсе продолжила супружеская пара Кеннет и Дорис Кермак. Они нашли сотни новых костей и зубов.

Рост мозга синапсид во времени, итогом которого стал крупный мозг млекопитающих со складчатой структурой и увеличенной новой корой переднего мозга. Масштаб 3 см.

Рисунок Сары Шелли