§ 53. Происхождение и разнообразие млекопитающих

Определения и обозначения

Млекопитающие — позвоночные животные, для которых характерны волосяной покров, вскармливание детёнышей молоком и ряд других особенностей строения. Волосы помогают сохранять тепло, а молоко обеспечивает детёнышей питанием. Эти признаки помогают отличить млекопитающих от других позвоночных.

Первозвери — наиболее древняя группа современных млекопитающих, представители которой откладывают яйца. При этом самки выкармливают детёнышей молоком, поэтому первозвери относятся именно к млекопитающим. Этот пример показывает, что у животных одной группы могут сохраняться разные способы размножения.

Сумчатые — млекопитающие, у которых детёныши рождаются недоразвитыми и обычно завершают развитие в сумке матери. После рождения детёныш продолжает расти и питаться молоком. Такое определение помогает понять, чем развитие сумчатых отличается от развития животных, у которых зародыш дольше остаётся в матке.

Плацентарные — млекопитающие, у которых зародыш развивается в матке и получает питание через плаценту. Плацента — орган, обеспечивающий обмен веществ между организмом матери и зародышем. Благодаря этому понятию можно объяснить, почему детёныши плацентарных обычно рождаются более развитыми, чем детёныши сумчатых.

Как это устроено

Предками млекопитающих были зверообразные пресмыкающиеся — древние вымершие животные, отличавшиеся от современных пресмыкающихся. У некоторых их групп появились особенности зубов, челюстей и конечностей, похожие на признаки млекопитающих. Особенно важную роль сыграли переходные формы, включая древних зверозубых и цинодонтов: по их ископаемым остаткам видно, что изменения происходили постепенно. Поэтому млекопитающие не возникли сразу, а сформировались в ходе длительной эволюции.

Волосяной покров помогал предкам млекопитающих уменьшать потерю тепла, а молочные железы давали возможность кормить детёнышей питательной пищей. Вместе с более совершенной терморегуляцией эти особенности позволяли поддерживать температуру тела при изменении условий окружающей среды. Это было полезно не только в тёплую погоду: животные могли быть активными в прохладное время и осваивать разные места обитания. Забота о детёнышах и кормление молоком повышали их шансы выжить.

Первые млекопитающие появились задолго до вымирания динозавров и жили с ними в одно время. Многие древние млекопитающие были небольшими, поэтому могли питаться мелкими животными или растительной пищей и укрываться в местах, недоступных крупным пресмыкающимся. Когда вымерло много динозавров и других крупных животных, освободились источники пищи и места обитания. Млекопитающие стали занимать эти экологические ниши — подходящие условия и ресурсы, необходимые для жизни, — и постепенно распространились шире.

У первозверей зародыш развивается в яйце, у сумчатых детёныш рождается на ранней стадии, а у плацентарных основная часть развития происходит в матке. Различия влияют на то, как долго детёныш зависит от матери после рождения и какие условия нужны для его выживания. Например, у сумчатых важное значение имеет сумка, а у плацентарных — связь зародыша с организмом матери через плаценту. С этими группами связано и распространение: сумчатые особенно широко представлены в Австралии, тогда как плацентарные населяют почти все части света.

Основные группы современных млекопитающих

Чтобы определить группу животного, сначала сравните способ размножения и развития детёнышей, а затем проверьте ответ по примерам. Распространение и образ жизни дополняют сравнение, но не заменяют главный признак — особенности развития. Таблица показывает общие закономерности, а не все исключения внутри каждой группы.

Разбор задач

Условие: распределите утконоса, кенгуру и волка по группам современных млекопитающих. Нужно опираться не на размер, внешний вид или место обитания, а на способ размножения и развития детёнышей. Сравним сведения о каждом животном с признаками трёх групп.

1. Утконос откладывает яйца, но выкармливает детёнышей молоком. Это характерные признаки первозверей.
2. Кенгуру — сумчатое: его детёныш рождается недоразвитым и продолжает развитие в сумке.
3. Волк относится к плацентарным, поскольку его зародыш развивается в матке с участием плаценты.

Ответ: утконос — первозверь, кенгуру — сумчатое, волк — плацентарное. Решение подтверждается признаками размножения, а не тем, что животные выглядят непохожими друг на друга. Такой способ сравнения помогает классифицировать и другие виды.

Условие: сравните развитие детёнышей у сумчатых и плацентарных и укажите главное различие. В обоих случаях детёныши получают молоко, поэтому одного этого признака для сравнения недостаточно. Нужно выяснить, где проходит основная часть развития — до рождения или после него.

1. У сумчатых детёныш появляется на свет на ранней стадии развития.
2. Затем он обычно растёт и развивается в сумке матери, продолжая питаться молоком.
3. У плацентарных зародыш дольше развивается в матке и получает питание через плаценту.

Ответ: главное различие состоит в том, что у сумчатых значительная часть развития происходит после рождения, а у плацентарных — до рождения, в матке. Не следует говорить, что у сумчатых совсем нет развития до рождения: детёныш сначала развивается внутри организма матери. Отличается прежде всего место и этап, на котором проходит основная часть развития.

Условие: объясните, почему после вымирания многих крупных пресмыкающихся млекопитающие смогли занять разнообразные места обитания и образа жизни. Само вымирание не создало новые виды мгновенно, но изменило условия существования. Проследим, что именно изменилось для выживших животных.

1. С исчезновением многих крупных животных освободились места обитания и источники пищи.
2. Выжившие млекопитающие могли осваивать освободившиеся экологические ниши и приспосабливаться к разным условиям.
3. За длительное время естественный отбор сохранял полезные особенности, и возникали новые группы с разным строением и образом жизни.

Ответ: млекопитающие стали разнообразнее, потому что получили доступ к ресурсам и местам обитания, которыми прежде пользовались другие животные. Изменения происходили постепенно, а не сразу после вымирания. Различные приспособления позволили млекопитающим освоить множество условий.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все млекопитающие рождают живых детёнышей. Так думают, потому что большинство знакомых млекопитающих действительно рождают детёнышей, но первозвери откладывают яйца. Проверьте себя: вспомните утконоса и спросите, выкармливает ли он потомство молоком.

Ошибка: путать сумчатых и плацентарных. Обе группы рождают живых детёнышей, поэтому легко упустить различия в их развитии. Проверьте, где проходит основная часть развития: у сумчатых после рождения, обычно в сумке, а у плацентарных — в матке.

Ошибка: представлять зверообразных пресмыкающихся как современных ящериц. Название может создать такое впечатление, но речь идёт о древних вымерших группах, от которых произошли млекопитающие. Проверяйте себя по времени существования: предки млекопитающих — участники эволюционной истории, а не нынешние виды ящериц.

Ошибка: считать, что разнообразие млекопитающих возникло сразу с появлением первых представителей. Первые млекопитающие существовали задолго до того, как группа стала многочисленной и разнообразной. Чтобы проверить себя, разделите два события: появление млекопитающих и последующее освоение освободившихся ниш после вымирания многих крупных пресмыкающихся.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать признаки позвоночных животных и помнить, что млекопитающие относятся к этой группе. Происхождение млекопитающих связано с эволюцией животных: ископаемые остатки помогают сравнивать древние формы с современными и прослеживать изменения. Знание первозверей, сумчатых и плацентарных пригодится при изучении отрядов млекопитающих, их распространения и роли в природных сообществах.

Что запомнить

• Млекопитающие произошли от древних зверообразных пресмыкающихся.
• Первые млекопитающие появились задолго до вымирания динозавров.
• Первозвери откладывают яйца.
• Детёныши сумчатых рождаются недоразвитыми и продолжают развитие после рождения.
• У плацентарных зародыш развивается в матке и связан с организмом матери через плаценту.
• Разнообразие млекопитающих связано с освоением разных сред и образов жизни.