Первые млекопитающие появились в триасе, около 200 млн. лет назад, и были похожи на современных землероек. История эволюции млекопитающих – это приобретение независимости от прямого воздействия и ограничений внешней среды. У млекопитающих развилась способность автоматически регулировать температуру тела и поддерживать ее на постоянном уровне (обычно выше окружающей температуры) и в жару, и в холод.
Детеныши млекопитающих растут в тепле и при полном обеспечении пищей в первый, наиболее ранимый период развития. А головной мозг достиг такого уровня совершенства, что млекопитающие способны активно противостоять окружающим условиям, а не подчиняться им пассивно.
Температурный гомеостаз
Терморегуляция осуществляется у млекопитающих главным образом кожными железами и кровеносными сосудами, располагающимися под кожей. Особый отдел мозга (гипоталамус) контролирует изменения температуры крови. Если она слишком высока, гипоталамус вызывает расширение кровеносных сосудов кожи, что облегчает отдачу тепла и, кроме того, сопровождается выделением секрета потовых желез, снижающего температуру кожи за счет испарения. Если температура слишком низкая, кровеносные сосуды кожи, наоборот, сужаются, потовые железы перестают отделять секрет, кроме того, срабатывают некоторые другие рефлексы, например взъерошивается шерсть (у человека – лишь рудименты волосяного покрова), что создает хороший теплоизоляционный слой. Если же температура крови падает ниже допустимого уровня, возникает рефлекс дрожания: сокращения мышц генерируют тепло. У многих млекопитающих, особенно у морских видов, под кожей есть толстый изолирующий слой жира.
Обогреваемый материнским организмом эмбрион млекопитающих растет в таких условиях с первых дней своего развития и почти до года, причем питание он получает у большинства видов через плаценту. Забота о детеныше продолжается и после его рождения: он питается материнским молоком.
У всех млекопитающих много общего, но, пожалуй, самая замечательная их черта – исключительная вариабельность организации, особенно формы тела.
Разнообразие млекопитающих
Среди млекопитающих есть копытные травоядные, когтистые плотоядные и всеядные виды, есть формы, роющие и строящие гнезда, сооружающие плотины; есть животные с зубами и без зубов, с хвостами и без хвостов, с пальцами и без них. Обладая высокой приспособительностью, млекопитающие стали настоящими хозяевами на земле, в море и воздухе. Кенгуру благодаря чрезвычайно развитым задним конечностям легко преодолевают огромные пространства на австралийском материке. Самые стремительные бегуны встречаются среди копытных и их главных преследователей – крупных кошек. Белки и приматы легко и грациозно передвигаются по ветвям деревьев, а ленивец так приспособился к древесному образу жизни, что уже почти не может передвигаться по земле.
Выдры, нутрии, бобры и многие другие хищники и грызуны хорошо плавают и ведут полу водный образ жизни, а некоторые млекопитающие целиком перешли к жизни в воде, сменив передние конечности на плавники и утратив задние. Тюлени, морские львы и особенно киты и дельфины отказались от сухопутного образа жизни и вернулись к своей колыбели – океану, из которого много миллионов лет назад с таким трудом выбрались их предки.
Летучие мыши – единственные способные летать млекопитающие. Летучие белки, илрлетяги, могут лишь продлить свой прыжок, планируя на расправленных складках кожи. У летучих же мышей – настоящий машущий полет. Кроме того, у них есть своеобразная радарная система (сонар), позволяющая обнаруживать препятствия и добычу, которую они не видят, при помощи излучения ультразвуковых импульсов.
Разнообразие – результат эволюции генетического аппарата
Замечательное разнообразие форм млекопитающих было достигнуто в сравнительно короткий срок, если исходить из масштабов эволюции. Амфибии и рептилии за значительно больший период времени изменились не столь впечатляюще.
На ранних стадиях развития эмбрионы позвоночных, например зародыши рыбы и человека, выглядят почти одинаково. Однако по мере дальнейшего развития у эмбрионов млекопитающих начинают проступать характерные лишь для них черты и, сохраняя сходство между собой, они становятся заметно отличными от всех «низших» позвоночных.
Возможно, это происходит потому, что гены, регулирующие ранние этапы развития рыб, мало менялись за период, предшествующий появлению млекопитающих. Те же гены, что контролировали более поздние этапы, изменялись явно очень быстро. Существует мнение, что разнообразие млекопитающих – результат взрывной акселерации темпа изменения генов, которые регулируют критические этапы развития. Механизм действия генов еще не ясен до конца, но это они ответственны за развитие характерных черт у животных – хобота у слона, длинной шеи у жирафа, горба у верблюда. Это они определяют развитие полушарий головного мозга – органа, который ведает осуществлением сложных форм поведения.
