§ 40. Адаптивная радиация архаичных рептилий

§ 40. Адаптивная радиация архаичных рептилий

Небольшие хищные и всеядные рептилии, эволюционировавшие в агрессивной среде растительных завалов, не были самыми крупными животными того времени. В конце карбона размер их тела обычно не превышал нескольких десятков сантиметров. В то время жили и намного более крупные хищники. Достаточно упомянуть о существующих доныне акулах или позднекарбонских антракозаврах (Pteroplax), которые достигали несколько метров. Распространение архаичных рептилий не было связано с какими-либо преимуществами в линейных размерах. Расселяясь по суше или возвращаясь в воду, они могли рассчитывать на новые качественные приобретения органов и систем.

В отличие от рыб и амфибий мозг древних рептилий был способен быстро решать многоплановые рефлекторно-инстинктивные задачи и понемногу накапливать индивидуальный опыт. Для этих целей использовался ассоциативный центр среднего мозга, который мог обрабатывать и сравнивать информацию, поступающую от различных органов чувств. Дополнительное преимущество давала совершенная система контроля полового поведения, которая могла сочетаться с внутренним оплодотворением и развитием. Зачаточный ассоциативно-половой центр переднего мозга позволял полностью перенаправлять активность животного на репродуктивное поведение, что давало неоспоримые преимущества в новых средах обитания. С таким багажом древние рептилии быстро стали доминирующей группой позвоночных на планете. Достигнутые неврологические преимущества рептилий оказались столь значительными, что поставили эту группу позвоночных практически вне конкуренции. Беспозвоночные, рыбы и амфибии стали пищевой базой для агрессивных и совершенных хищных рептилий того периода.

Преимущество минимальной памяти и инстинктивно-ассоциативного принципа работы мозга оказалось безграничным. Это привело к тому, что в середине мезозоя рептилии стали доминировать на всей планете и во всех средах обитания. По-видимому, ограничения расселения рептилий были связаны только с низкими температурами. В остальных случаях практически неограниченные ресурсы растительной и животной пищи стали причиной многообразия и процветания рептилий. На суше не было развитой пищевой базы для возникновения крупных хищников. Амфибии и беспозвоночные не могли стать причиной появления крупных хищных динозавров. Первые крупные наземные рептилии, вероятнее всего, были растительноядными. Крупные наземные хищники стали массово появляться только к концу юрского периода, когда растительноядные рептилии сформировали собой обширную пищевую базу. В водной среде условия для появления крупных хищных рептилий были намного благоприятнее. В водоёмах обитало множество первичноводных позвоночных и беспозвоночных животных, поэтому крупные ихтиозавры появились уже в триасе (Cymdospondylus), a к юре это были одни из совершеннейших обитателей водной среды (Ophthalmosaurus).

Тем не менее биологический успех того периода состоял в быстром освоении пищевых ресурсов и в увеличении скорости размножения. Рептилиям, вышедшим из карбоновых завалов, при отсутствии реальных конкурентов не было никакой необходимости поддерживать энергозатратное внутриутробное развитие потомков. Появление яйцекладущих форм стало закономерностью. Таким способом решалась проблема массовой репродукции каждого из видов и обеспечивалось их быстрое расселение. Вторым простым и быстрым способом добиться биологического преимущества стало увеличение размеров. В конце концов большая часть архаичных рептилий пошла именно по этому пути. Спустя несколько миллионов лет на суше и в воде стали доминировать хищные и травоядные гиганты, которые были обречены на вымирание.

Самой любопытной с нейроморфологической точки зрения группой были летающие ящеры. По-видимому, они эволюционировали в условиях невысокой конкуренции. Вполне возможно, что птерозавры появились в верхнем ярусе карбоновых лесных завалов как планирующие животные (см. рис. III-10). В соответствии с изменениями в биологии птерозавры пользовались преимущественно зрением, а не обонянием. Следствием такой специализации стало относительное увеличение размеров зрительных центров среднего мозга и снижение роли обоняния. Полёт птерозавров был явно эффективен только при небольшом размере животных. Однако в исключительных случаях они достигали довольно крупных размеров. Известны находки, говорящие о существовании 10-килограммовых летающих ящерах с 8-метровым размахом крыльев (Pteranodon). Самое крупное летающее позвоночное также принадлежит к птерозаврам. Кальцекоатль (Ouetzalcoatlus) имел массу тела более 80 кг и размах крыльев 12 м. Активный полёт животного таких размеров требовал высокого совершенства в управлении крыльями и телом. Остаётся только догадываться, каких относительных размеров достигали сенсомоторные центры мозга этих гигантских птерозавров. Такая крайняя специализация не позволила птерозаврам пережить закат эпохи рептилий.

Аналогичные события произошли и с рептилиями, вернувшимися в воду. Их мозг был специалирирован по зрительному типу, как и у птерозавров. Из небольших хищников они за короткое время превратились в гигантских морских рептилий (см. рис. III-10). Став гигантами, они достигли высокой специализации, которая оказалась столь же губительной для дальнейшей эволюции, как и размеры наземных архозавров. Наземным рептилиям повезло несколько больше. Среди них оказались не только гиганты, но и мелкие формы. Архаичные рептилии небольших размеров оказались пигмеями среди гигантов мезозоя. Однако у них сохранилось одно преимущество их предков — отсутствие выраженной специализации. Эта группа стала источником эволюционных экспериментов, приведших к появлению птиц и млекопитающих.

Возникновение мозга птиц

Птицы представляют собой обособленный класс теплокровных, двуногих и обычно летающих амниот. Они покрыты специализированными роговыми придатками — перьями. Современные птицы лишены зубов, но обладают удлинёнными челюстями, которые образуют клюв. Наземное передвижение обеспечивают парные задние конечности. Передние конечности видоизменены в крылья, приспособленные для полёта. Большинство птиц способны летать. Они могут находиться в воздухе очень долго и перелетать на большие расстояния. Сезонные миграции могут составлять несколько тысяч километров. В стабильном климате многие птицы не мигрируют или перемещаются на небольшие расстояния.

Летают не все птицы. Пингвины, киви и страусы не обладали этой способностью или утратили её вторично. Птицы — яйцекладущие животные. Все птицы откладывают яйца, но не все их насиживают и заботятся о птенцах. Для нормального развития зародышей необходима контролируемая температура окружающей среды. Это достигается насиживанием яиц, устройством защищённых гнёзд или созданием специальных конструкций, где температура поддерживается за счёт химических реакций распада. Поведение птиц крайне сложно и разнообразно, как и их внешний вид (рис. III-11). У птиц в разных пропорциях встречается инстинктивное и ассоциативное поведение и сохраняется способность к обучению на протяжении всей жизни. Многие птицы обладают хорошей памятью и могут осуществлять несложную инструментальную деятельность. Они легко обучаются решать простые задачи и подражать человеческому голосу. «Слова», произносимые птицами, являются эмоциональным символом ситуационного настроения, в котором они их запомнили, а не результатом рассудочной деятельности.

В отличие от всех рассмотренных выше групп животных, птицы любят играть друг с другом или с различными предметами. Они первые среди животных смогли заниматься деятельностью, не приносящей непосредственной биологической выгоды. Мозг птиц обеспечивает возможность предвидения событий. Они рассчитывают своё поведение на несколько шагов вперёд, что уже характерно для высших млекопитающих и человека. Это сходство сложного поведения с поведением млекопитающих свойственно относительно небольшой группе попугаев, врановых, хищных и некоторых других видов. Поведение большинства птиц контролируется преимущественно врождёнными инстинктами, хотя они могут адаптировать инстинктивные формы поведения к изменяющейся ситуации окружающей среды.