§ 53. Происхождение и разнообразие млекопитающих

Определения и обозначения

Однопроходные — древняя группа млекопитающих, откладывающих яйца. К ней относятся утконос и ехидна: они имеют шерсть и молочные железы, но сохраняют яйцекладность. Это показывает, что признаки млекопитающих могли сочетаться с более древним способом размножения.

Сумчатые — млекопитающие, у которых детёныш рождается недоразвитым и завершает развитие в сумке. Так развиваются кенгуру и коала: после рождения детёныш прикрепляется к соску и получает молоко. Понятие помогает отличить сумчатых от животных, у которых детёныш дольше развивается в матке.

Плацентарные — млекопитающие, у которых зародыш развивается внутри матки и получает питание через плаценту. Плацента связывает организм матери и зародыш, обеспечивая обмен необходимыми веществами. К этой группе относятся волк, человек, дельфин и большинство современных млекопитающих.

Звери — общее название млекопитающих, подчёркивающее их отличие от яйцекладущих форм. В школьной систематике этим словом часто называют сумчатых и плацентарных, противопоставляя их однопроходным. Такое обозначение связано прежде всего со способом размножения, а не с размером или свирепостью животного.

Как это устроено

Древние звероподобные пресмыкающиеся, прежде всего терапсиды и цинодонты, не были современными пресмыкающимися и не превращались в млекопитающих за одно поколение. Это были близкие к млекопитающим древние формы, у которых постепенно накапливались новые признаки. От одной из таких эволюционных линий в конце триасового периода произошли первые млекопитающие.

У первых млекопитающих сформировались шерсть и молочные железы, потому что они помогали сохранять тепло и выкармливать потомство. Постоянная температура тела позволяла быть активными независимо от нагревания солнцем, а усложнение мозга улучшало поведение и поиск пищи. Изменения костей челюсти и развитие органов слуха сделали восприятие звуков более точным.

Долгое время первые млекопитающие оставались небольшими и чаще вели ночной образ жизни. Днём крупные динозавры занимали многие наземные местообитания, поэтому маленькие размеры помогали прятаться и находить пищу в укрытиях. Ночная активность уменьшала встречи с опасными соперниками и позволяла использовать насекомых, семена и мелких животных.

В конце мезозоя вымерло много крупных пресмыкающихся, и прежняя система сообществ резко изменилась. Освободились экологические ниши — места и способы существования организмов с определёнными ресурсами и условиями. Млекопитающие получили возможность увеличивать размеры, менять рацион, осваивать открытые пространства, воду и новые способы передвижения.

Различия среды и образа жизни закреплялись естественным отбором, поэтому возникли разные группы и отряды млекопитающих. Однопроходные сохранили яйцекладность, сумчатые приспособились к раннему рождению детёнышей, а плацентарные — к длительному развитию зародыша в матке. Внутри каждой группы появились наземные, древесные, роющие, водные и другие жизненные формы.

Сравнение основных групп млекопитающих

Таблицу удобно читать по строкам: сначала найдите признак, а затем сравните его у трёх групп. Особенно полезны строки о размножении и развитии детёныша, потому что именно они лучше всего показывают различия между группами. Представителей и области распространения можно использовать как примеры связи строения и образа жизни.

Разбор задач

Задача 1. Распределение животных по группам

Распределите утконоса, ехидну, кенгуру, коалу, волка и дельфина по трём основным группам млекопитающих и объясните выбор. Главным признаком будет не место обитания и не внешний вид, а способ размножения и развития детёныша. Поэтому сначала нужно вспомнить особенности каждой группы.

1. Утконос и ехидна откладывают яйца, но выкармливают потомство молоком, значит, это однопроходные.
2. Кенгуру и коала рождают недоразвитых детёнышей, которые продолжают развитие в сумке, значит, это сумчатые.
3. Волк и дельфин развивают зародыш в матке, где он получает питание через плаценту, значит, это плацентарные.

Ответ: однопроходные — утконос и ехидна; сумчатые — кенгуру и коала; плацентарные — волк и дельфин. Такой способ классификации надёжнее внешнего сходства: дельфин похож на рыбу формой тела, но по размножению остаётся плацентарным млекопитающим.

Задача 2. Значение вымирания динозавров

Объясните, почему вымирание динозавров способствовало появлению большого числа новых видов млекопитающих. Нужно связать изменение условий среды с освобождением экологических ниш. Само вымирание не создало виды мгновенно, а изменило направление последующей эволюции.

1. После исчезновения многих крупных пресмыкающихся освободились места в сообществах и источники пищи.
2. Млекопитающие стали осваивать ниши крупных наземных животных, хищников, травоядных, обитателей деревьев и водоёмов.
3. В разных условиях естественный отбор сохранял разные признаки, поэтому группы постепенно расходились и образовывали новые виды.

Ответ: вымирание динозавров сняло сильную конкуренцию и освободило экологические ниши. Это создало условия для быстрого расселения млекопитающих и их диверсификации, то есть появления разнообразных форм.

Задача 3. Сравнение кенгуру и волка

Сравните кенгуру и волка и определите, какие особенности их размножения связаны с принадлежностью к сумчатым или плацентарным. Оба животных относятся к млекопитающим, поэтому имеют шерсть и выкармливают детёнышей молоком. Различия нужно искать в длительности внутриутробного развития и месте его завершения.

1. Кенгуру — сумчатое: его детёныш рождается очень маленьким и недоразвитым, затем развивается в сумке у матери.
2. Волк — плацентарное: его детёныши дольше развиваются в матке, где зародыш получает питание через плаценту.
3. Следовательно, у кенгуру большая часть раннего развития проходит после рождения, а у волка — до рождения.

Ответ: кенгуру относится к сумчатым, а волк — к плацентарным. Их различия отражают исторический путь развития двух групп и не означают, что одна из них является прямым предком другой.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать современных пресмыкающихся прямыми предками млекопитающих. Так думают из-за сходства некоторых признаков, но млекопитающие и современные пресмыкающиеся имеют более древних общих предков; проверить себя можно, различая «общего предка» и «прямого предка».

Ошибка 2. Утверждать, что все млекопитающие рождают живых детёнышей. Утконос и ехидна откладывают яйца, поэтому при проверке нужно сначала вспомнить группу однопроходных.

Ошибка 3. Путать сумчатых с плацентарными по месту развития детёныша. У сумчатых оно в основном завершается вне матки, часто в сумке, а у плацентарных — внутри матки; сравните не только наличие молока, но и этапы развития.

Ошибка 4. Объяснять разнообразие млекопитающих только увеличением размеров тела. В действительности они освоили разные экологические ниши и среды, поэтому для проверки назовите хотя бы наземную, водную, древесную и роющую формы.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны признаки классов позвоночных, а также понятия эволюции, вида, отряда и приспособленности организмов. Она связана с систематикой животных, естественным отбором и доказательствами эволюции. Эти знания пригодятся при изучении происхождения человека, охраны редких видов и приспособлений животных к наземной, водной и воздушной среде.

Что запомнить

• Млекопитающие произошли от древних звероподобных пресмыкающихся.
• Первые млекопитающие появились в конце триасового периода.
• Важные признаки млекопитающих — волосяной покров, молочные железы и постоянная температура тела.
• После вымирания динозавров млекопитающие быстро расселились и заняли разнообразные экологические ниши.
• К основным группам млекопитающих относят однопроходных, сумчатых и плацентарных.
• Однопроходные откладывают яйца, сумчатые рождают недоразвитых детёнышей, а плацентарные развиваются в матке.
• Современное разнообразие млекопитающих связано с длительной эволюцией и приспособлением к разным условиям жизни.