Расцвет пресмыкающихся-динозавров, появление первых млекопитающих и птиц, появление покрытосеменных растений
Общая характеристика мезозойской эры
Мезозойская эра («эра средней жизни») продолжалась примерно от 252 до 66 млн лет назад и делится на три периода: триас, юру и мел. Мезозой начался вскоре после крупнейшего пермского массового вымирания, расчистившего множество экологических ниш, и в целом характеризовался тёплым климатом без резкой климатической зональности, что способствовало широчайшему расселению пресмыкающихся по всей суше, морям и воздуху. В геологическом отношении важным событием мезозоя стал постепенный распад единого суперконтинента Пангеи на отдельные материки, повлиявший на дальнейшую географическую изоляцию и самостоятельную эволюцию фаун разных континентов.
| Период | Длительность (млн лет назад) | Ключевые события |
|---|---|---|
Триас | 252 – 201 | Восстановление биоты после вымирания, появление первых динозавров и млекопитающих |
Юра | 201 – 145 | Расцвет динозавров, появление первых птиц, распад Пангеи |
Мел | 145 – 66 | Появление и распространение покрытосеменных растений, расцвет и вымирание динозавров |
Расцвет пресмыкающихся
Мезозой по праву называют «эрой пресмыкающихся»: освободившись благодаря амниотическому яйцу и сухой коже от зависимости от воды, рептилии в условиях тёплого мезозойского климата и почти полного отсутствия конкуренции со стороны других крупных наземных позвоночных достигли поразительного разнообразия и заняли практически все доступные экологические ниши — на суше, в воде и в воздухе.
Наиболее известная и разнообразная группа мезозойских рептилий — динозавры, появившиеся в триасе и господствовавшие на суше вплоть до конца мелового периода. Среди динозавров были как гигантские растительноядные формы (например, зауроподы длиной в десятки метров), так и хищные (тероподы), как двуногие, так и четвероногие формы; отдельные линии динозавров (пернатые тероподы), как будет показано ниже, дали начало птицам. Помимо динозавров, в морях мезозоя обитали крупные морские рептилии — ихтиозавры (внешне похожие на дельфинов), плезиозавры (с длинной шеей и ластами) и мозазавры, а в воздухе появились первые летающие позвоночные — птерозавры, освоившие активный машущий полёт за счёт перепонки, натянутой на сильно удлинённый четвёртый палец передней конечности.
Многообразие мезозойских рептилий
| Группа | Среда обитания | Особенности |
|---|---|---|
Динозавры (зауроподы, тероподы, орнитисхии) | Суша | Наибольшее разнообразие форм; от них произошли птицы |
Ихтиозавры | Море | Обтекаемое, рыбообразное тело, живорождение |
Плезиозавры | Море | Длинная шея (у длинношеих форм) и ластовидные конечности |
Птерозавры | Воздух | Крыло из кожной перепонки на удлинённом пальце; первый активный полёт позвоночных |
Происхождение и особенности птиц
В юрском периоде (около 150 млн лет назад) от мелких хищных пернатых динозавров-теропод произошли первые птицы — классический переходный пример представлен известной находкой археоптерикса, сочетавшего явно рептильные признаки (зубы в челюстях, длинный костный хвост, когти на передних конечностях) с типично птичьими (перьевой покров, строение крыла). Ключевые ароморфозы, отличающие птиц от их рептильных предков и обеспечившие им освоение воздушной среды и активный полёт: перьевой покров (видоизменённые роговые чешуи рептилий, обеспечивающие теплоизоляцию и несущую поверхность крыла), полая, облегчённая пневматизированная (заполненная воздухом) костная система, киль на грудине для крепления мощных летательных мышц, а также важнейшее физиологическое приобретение — теплокровность (гомойотермия), то есть способность поддерживать постоянную высокую температуру тела независимо от температуры среды, обеспечивающая стабильно высокий уровень обмена веществ, необходимый для энергозатратного полёта.
Появление первых млекопитающих
Одновременно с первыми динозаврами, ещё в триасе (около 220–225 млн лет назад), от группы зверообразных пресмыкающихся (синапсид, к которым относились в том числе так называемые «звероподобные ящеры» — цинодонты) произошли первые примитивные млекопитающие. На протяжении почти всей мезозойской эры млекопитающие оставались мелкими (размером с современную мышь или крысу), преимущественно ночными насекомоядными животными, не составлявшими конкуренции господствовавшим динозаврам и занимавшими скромные, незаметные экологические ниши.
Ключевые ароморфозы млекопитающих, заложенные ещё в мезозое: теплокровность (независимо от птиц выработанная в этой эволюционной линии), волосяной покров, обеспечивающий теплоизоляцию, дифференцированные зубы (резцы, клыки, коренные, приспособленные к разным способам обработки пищи, в отличие от однородных зубов большинства рептилий), более развитый по сравнению с рептилиями головной мозг и, что особенно важно, живорождение и вскармливание детёнышей молоком, вырабатываемым молочными железами, — это резко повысило выживаемость потомства по сравнению с откладкой яиц, поскольку детёныши развиваются под защитой материнского организма и получают полноценное питание и заботу после рождения.
Сравнение ароморфозов птиц и млекопитающих
| Признак | Птицы | Млекопитающие |
|---|---|---|
Происхождение | От пернатых динозавров-теропод (юра) | От зверообразных пресмыкающихся-синапсид (триас) |
Терморегуляция | Теплокровность | Теплокровность (возникла независимо) |
Покров тела | Перья | Шерсть (волосяной покров) |
Размножение | Откладка яиц с известковой скорлупой, насиживание | У большинства — живорождение, вскармливание молоком |
Роль в мезозое | Второстепенная, наряду с птерозаврами | Второстепенная, мелкие ночные формы |
Появление покрытосеменных растений
В растительном мире господствующей группой в первой половине мезозоя (триас — юра) оставались голосеменные растения (хвойные, гинкговые, саговниковые) и папоротники, пришедшие на смену вымершим палеозойским древовидным плауновидным. Однако важнейшее эволюционное событие мезозоя в мире растений — появление в раннем мелу (около 130–140 млн лет назад) покрытосеменных (цветковых) растений — наиболее прогрессивной и на сегодняшний день господствующей группы растений на Земле.
Ключевые ароморфозы покрытосеменных: возникновение цветка — специализированного органа полового размножения, часто приспособленного (яркой окраской, ароматом, нектаром) для привлечения животных-опылителей (насекомых), что сделало опыление значительно более эффективным и надёжным по сравнению со случайным ветроопылением голосеменных; появление завязи, защищающей семязачаток и превращающейся после оплодотворения в плод, что защищает развивающиеся семена и способствует их эффективному распространению (в том числе животными); возникновение двойного оплодотворения, свойственного только покрытосеменным — одного из спермиев пыльцевой трубки с яйцеклеткой (даёт зародыш) и второго спермия с диплоидной центральной клеткой зародышевого мешка (даёт триплоидный эндосперм — запасающую питательную ткань семени, формирующуюся только при успешном оплодотворении, что экономит ресурсы растения по сравнению с заранее заготавливаемым эндоспермом голосеменных). Появление покрытосеменных в конце мезозоя запустило коэволюцию цветковых растений и насекомых-опылителей и подготовило почву для их совместного расцвета в следующей, кайнозойской эре.
Мел-палеогеновое вымирание
Мезозойская эра завершилась около 66 млн лет назад мел-палеогеновым (мел-третичным) массовым вымиранием, в ходе которого вымерли все нептичьи динозавры, птерозавры, морские рептилии (ихтиозавры к тому моменту уже вымерли ранее, плезиозавры и мозазавры исчезли на этой границе), а также множество других групп организмов (в общей сложности до 75% видов). Наиболее общепринятая причина — падение крупного астероида на территории современного полуострова Юкатан (кратер Чиксулуб), вызвавшее катастрофические изменения климата (резкое похолодание из-за пылевого облака, блокировавшего солнечный свет, гибель растительности и разрыв пищевых цепей); дополнительным фактором могла быть интенсивная вулканическая активность на территории современного Индостана (Деканские траппы).
Освобождение огромного числа экологических ниш после гибели динозавров и других крупных мезозойских рептилий открыло путь к бурному эволюционному расцвету пережившей вымирание группы мелких млекопитающих — с этого момента начинается следующая, кайнозойская эра, часто называемая «эрой млекопитающих».
Типичные ошибки
Частая ошибка — считать, что все динозавры вымерли на границе мезозоя и кайнозоя: на самом деле одна линия пернатых теропод пережила это вымирание и продолжает существовать сегодня в виде современных птиц, поэтому строго говоря вымерли лишь нептичьи динозавры. Вторая ошибка — путать теплокровность птиц и млекопитающих, считая её общим унаследованным от рептилий признаком: она возникла независимо в этих двух эволюционных линиях (пример конвергентной эволюции важного физиологического признака). Третья ошибка — считать, что млекопитающие «пришли на смену» динозаврам только после их вымирания: на самом деле млекопитающие появились практически одновременно с динозаврами, ещё в триасе, но на протяжении всего мезозоя оставались мелкими и незаметными из-за господства рептилий, и лишь освобождение экологических ниш после мел-палеогенового вымирания позволило им перейти к бурной адаптивной радиации.
Краткий словарь терминов
Динозавры — группа наземных пресмыкающихся мезозоя, включающая как гигантские, так и мелкие формы; одна из линий дала начало птицам.
Археоптерикс — переходная ископаемая форма юрского периода, сочетающая признаки рептилий и птиц.
Теплокровность (гомойотермия) — способность поддерживать постоянную температуру тела независимо от температуры среды; возникла независимо у птиц и млекопитающих.
Покрытосеменные (цветковые) растения — наиболее прогрессивная группа растений с цветком, завязью, плодом и двойным оплодотворением.
Двойное оплодотворение — характерный только для покрытосеменных процесс слияния двух спермиев с яйцеклеткой и центральной клеткой, дающий зародыш и эндосперм.
Мел-палеогеновое вымирание — массовое вымирание около 66 млн лет назад, погубившее нептичьих динозавров и многие другие группы организмов.
Заключение
Мезозойская эра — время безраздельного господства пресмыкающихся на суше, в воде и в воздухе, на фоне которого незаметно закладывались две ключевые для будущего линии — птицы и млекопитающие, а в растительном мире появились покрытосеменные растения, которым предстояло стать самой успешной группой флоры планеты. Катастрофическое мел-палеогеновое вымирание расчистило путь для расцвета млекопитающих и цветковых растений, ставшего главным содержанием следующей, кайнозойской эры.
