Происхождение морских млекопитающих кратко

Обновлено: 05.07.2024

Эволюция и происхождение китообразных долгое время оставалось загадкой для палеонтологов. Из-за скудости палеонтологической летописи вопрос происхождения китов был причиной ожесточенных споров креационистов с учеными, отстаивающими эволюционное учение. Ископаемые останки, проливающие свет на развитие и становление этой удивительной группы животных до самого недавнего времени были очень редки. Несомненно, современные киты являются вторичноводными млекопитающими,- в процессе эволюции их предки сначала вышли из воды, дав начало амфибиями и рептилиями, а затем снова вернулись в воду млекопитающими. Произошло это примерно 50-55 миллионов лет назад, в позднем палеоцене-эоцене.

Хоть в это и трудно поверить, глядя на современного голубого кита, но все китообразные, включая китов, дельфинов и морских свиней, являются потомками сухопутных млекопитающих отряда парнокопытных (конечно не современных, а древних копытных).

Основная схема эволюции китов

Обо всем расскажет ухо

Спустя два года в Северном Пакистане экспедицией Джинджериша была обнаружена еще одна странная находка. Это был кусок черепа странного создания размером с волка. Рядом были обнаружены остатки других млекопитающих, на этот раз наземных, живших около 50 млн. лет назад. Однако череп найденного неизвестного зверя имел черты, напоминавшие некоторые детали строения слуховой системы современных китообразных.

Пакицетус

Индохиус

Наиболее примечательным из древних китов является известный многим амбулоцет, известный из эоцена Пакистана. Внешне это млекопитающее походило на трёхметрового крокодила.

Земля в среднем эоцене — 50 млн. лет назад

Близкими родственниками амбулоцета были ремингтоноцетиды. Представители этого семейства были мельче по размеру, имели более удлинённую морду и были лучше приспособлены к подводной жизни. Предполагается, что образом жизни они напоминали современных выдр, охотясь из засады на рыб.

У представителей обеих групп ноздри располагались на конце морды, как у наземных млекопитающих.

Ближайшие родственники китов сегодня — гиппопотамы

Анализ изотопного состава атомов кислорода, присутствующих в зубах ископаемых китов, позволяет делать заключения о том, жили ли они в пресной или морской воде – во второй присутствует большая доля изотопа 18О. Получилось, что организм пакицетусов получал только пресную воду, амбулоцетусы могли жить как в пресных, так и в соленых водоемах, а протоцетиды были уже настоящими морскими животными.

Протоцетиды образуют крупную и разнообразную группу, известную по находкам в Азии, Европе, Африке и Северной Америке. Данное семейство включает в себя большое количество родов, некоторые из них довольно хорошо изучены (например, родоцетуса, известный из третичных отложений Белуджистана). Все известные протоцетиды обладали хорошо развитыми передними и задними конечностями, которые могли поддерживать тело на земле; вероятно, они вели амфибиотический образ жизни, обитая как в водной среде, так и на суше. Пока не ясно, имелся ли у протоцетид хвостовой плавник, как у современных китообразных, однако очевидно, что они были неплохо приспособлены к водному образу жизни. Например, крестец — часть позвоночника, к которой крепится таз — у родоцета состоял из пяти раздельных позвонков, в то время как позвонки в крестце наземных млекопитающих слиты. Носовые отверстия сдвинулись у протоцетид еще дальше вверх по рылу — это является первым шагом к расположенным на макушке ноздрям нынешних китообразных. Версия об амфибийной природе протоцетид подкреплена находкой беременной самки майацета сокаменевшим плодом, повёрнутым головой к выходному отверстию. Это заставляет предположить, что роды у майацета проходили на суше — в противном случае детёныш имел шансы захлебнуться.

Кутхицетус

Родоцет

Выход в океан

В связи с переходом к чисто водному образу жизни у базилозаврид наблюдается деградация задних конечностей — они, хотя и хорошо сформированы, невелики и уже не могут использоваться для передвижения. Впрочем, возможно, они играли вспомогательную роль при спаривании. Тазовые кости базилозаврид уже не связаны с позвоночником, как это было у протоцетид.

Джорджияцет

Как у современных китов, плечо у дорудонов и базилозавров оставалось подвижным, а локоть и запястье образовывали передний плавник. Однако вопрос о том, когда именно киты окончательно потеряли задние конечности, остается открытым. Например, у настоящего усатого кита, чьи остатки были совсем недавно обнаружены в слоях возрастом 27 млн. лет, еще имелись неплохо сформированные ноги.

В хвостовом отделе дорудона имелся позвонок округлой формы, подобный тому, который имеется у современных китов в основании хвостового плавника. Так что, возможно, дорудоны и базилозавры уже имели вполне китовый хвостовой плавник.

Дорудон

Базилозавр

Выход на сушу и выход в океан

К сожалению, находки остатков первых представителей двух современных отрядов крайне редки. Понижение уровня моря в олигоцене осушило прибрежные районы, которые могли содержать эти остатки, и они подверглись разрушению. Но раскопки в более поздних слоях показывают, что немного времени спустя, 30 млн. лет назад, настоящие усатые и зубатые киты были представлены несколькими семействами.

На верхних челюстях усатых китов располагаются несколько сотен роговых пластин, которые работают как фильтр, отсеивающий планктон из поступающей в ротовую полость животного воды. Киты набирают в рот очень большое количество воды, широко раскрывая пасть за счет того, что у них нет жесткого соединения между двумя половинами нижней челюсти. Кроме того, практически все китообразные обладают очень широким черепом, что дополнительно увеличивает возможный максимальный объем попадающей в рот воды. Благодаря своему способу питания киты смогли эволюционировать до столь внушительных размеров.

Janjucetus hunderi — один из первых усатых китов

Учёный имеет в виду следующее: кит распахивает нижнюю челюсть под очень большим углом; эластичная ткань, прикреплённая к челюсти, растягивается, и это позволяет животному набирать в рот огромный объём воды. Пластины из китового уса, растущие из верхней челюсти, выполняют роль своеобразного сита, отфильтровывающего криль — основной источник питания.

Среди современных крупных китов кашалот даёт, как ни странно, возможность ответить на вопрос как киты перешли к фильтрующему типу питания. Обычно в популярной литературе кашалота изображают закусывающим гигантским кальмаром. Но это, хотя и известная, но далеко не столь часто встречающаяся добыча. Естественно, на китобойных станциях при разделке кашалотов из их желудков извлекали таких моллюсков. Но также известно, что часто в желудках кашалотов находили большое количество сравнительно мелких кальмаров и рыб. Даже если рыба достигала порой метровой длины, она всё равно мала по сравнению с многотонным кашалотом. Современные зубатые киты часто питаются мелкими рыбами и кальмарами, просто засасывая их ртом. У клюворылых китов значительно редуцированы зубы – иногда всего лишь до двух крупных зубов, явно не приспособленных для схватывания такой добычи, как рыба и кальмары.

Голубой кит не имеет зубов

Llanocetus

Эхолокация

Настоящие зубатые киты (Odontocetes) осуществляют эхолокацию, создавая серию щелчков на различных частотах. Звуковые импульсы излучаются посредством лобной дыни, отражаются от объекта и регистрируются с помощью нижней челюсти.

Зубатые киты, дельфины и морские свиньи издают высокочастотные звуки сквозь закрытую область в носовых каналах, за дыхалом – тогда как у всех остальных млекопитающих (в том числе людей) звуки рождаются в гортани. У зубатых китов механизм очень сложен – это множество мускулов, воздушных полостей и жировых прослоек, втиснутых в небольшой участок лица.Палеонтологи считают, что такая сложная система развивалась постепенно, шаг за шагом.

Cotylocara macei — один из первых китов с развитой эхолокацией

Сквалодон

В данном посте я не буду подробно рассматривать вопрос появления и развития эхолокации у зубатых китов, иначе придется писать тут целый научный труд и рассмотреть множество точек зрения по этому вопросу. В целом, можносказать о том, что последние ископаемые останки китообразных еще раз блестяще подтвердили верность дарвинизма — эволюционного учения. Будущие открытия докажут верность этого тезиса со всей очевидностью, как на примере эволюции китов, так и других групп живых организмов.

Постепенное смещение у китов носовых пазух к затылку

Интересно то, что в ноябре 2006 года, близ берегов Японии был пойман живым дельфин афалина с недоразвитыми, но хорошо заметными снаружи задними конечностями. Его фото обошло, наверное, все ленты новостей. Этот атавизм лучше всего свидетельствует о том, что предки китов жили на суше.

Современная реконструкция левиафана, гигантского зубатого кита, у него эхолокация уже также была развита:

Морские млекопитающие — сборная группа водных и полуводных млекопитающих, чья жизнь полностью или существенную часть времени проходит в морской среде. В эту категорию входят представители различных систематических групп млекопитающих: сирены, китообразные, ластоногие — ушастые тюлени, настоящие тюлени, моржовые. Помимо этих животных к морским млекопитающим также относят единичных представителей семейств куньих (калан и морская выдра) и медвежьих (белый медведь) [1] [2] . Всего к морским млекопитающим относится около 130 ныне живущих видов [3] [4] , составляющих примерно 2 % от общего числа современных млекопитающих [4] .

Сегодня существует довольно много видов морских млекопитающих , несмотря на то, что их предкам пришлось претерпеть существенные изменения. Ведь за тысячи лет условия для развития и размножения не всегда были благоприятными. Какие-то виды животных вымирали, а какие-то, наоборот нашли возможность развиваться, размножаться и адаптироваться к окружающей их среде. Так постепенно сформировались современные морские млекопитающие , многие из которых вам хорошо знакомы.

Морские млекопитающие – это большая группа млекопитающих, чья жизнь полностью или наполовину связана с водной морской средой, т.е. это животные, которые всю свою жизнь, или половину жизни проводят в морской воде. Надо сказать, что все морские млекопитающие делятся на систематические группы, о которых мы поговорим далее.

В настоящее время насчитывается около 128 видов морских млекопитающих , что составляет примерно 2,7% от общего числа всех существующих млекопитающих на Земле. Эти животные весьма разнообразны, среди них можно встретить совсем небольших по размерам и весу – всего от нескольких килограммов, до гигантских, чей вес может достигать десятки тонн!

Систематика видов морских млекопитающих

Все существующие виды морских млекопитающих делятся на отряды, подотряды, группы и семейства.

Первый отряд – сирены (Sirenia). Он включает в себя два семейства. Первое семейство – это ламантины (Trichechidae). Всего известно три вида ламантинов (американский ламантин, африканский ламантин и амазонский ламантин). Второе семейство — дюгони (Dugongidae). В настоящее время существует единственный представитель этого семейства – дюгонь.

Второй отряд — китообразные (Cetacea). Этот отряд включает в себя два подотряда. Первый – усатые киты (Mysticeti), к которому относится около пятнадцати видов китов, второй – зубатые киты (Odontoceti). Подотряд зубатых китов насчитывает около 73 видов этих крупных морских млекопитающих.

Третий, самый многочисленный отряд – хищные (Carnivora). Он делится следующим образом: в него входит большая группа ластоногих (Pinnipedia), которая, в свою очередь подразделяется на три семейства:

— 1) настоящие тюлени (Phocidae) – примерно 20 видов;

— 2) ушастые тюлени (Otariidae) – приблизительно 16 видов;

— 3) моржи (Odobenidae) – всего один вид.

Стоит отметить, что ещё совсем недавно ластоногих считали самостоятельным отрядом. Далее рассматриваемый отряд делится на семейство куньих (Mustelidae), к которому относится морская выдра (Lontra felina) и калан (Enhydra lutris), и ещё одно семейство – медвежьих (Ursidae). К семейству медвежьих данного отряда относиться единственный представитель – белый медведь (Ursus maritimus).

Жизнь зародилась в воде. Но постепенно биологические формы эволюционировали и смогли приспособиться к обитанию на суше. Но почему тогда появились морские млекопитающие — киты, моржи, дельфины? Что заставило животных адаптироваться к длительному пребыванию под водой и были ли у них предки на суше?

Наука только недавно смогла найти ответы на эти вопросы. Прорыв в исследованиях произошел благодаря последним открытиям палеонтологов. Самые необычные из млекопитающих, обитающих в океане — это, пожалуй, сирены. Мореплаватель Витус Беринг в 1741 году во время Второй камчатской экспедиции у Командорских островов увидел в море огромное животное. Оно весило пять тонн, а его длина достигала восьми метров. На конце туловища гиганта был раздвоенный хвост, как у кита. Немецкий ученый Георг Стеллер, участвоваший в экспедиции, описал животное, поэтому млекопитающее стали называть стеллеровой коровой.

Слоны и их подводные кузены

Все сирены травоядны (в отличие от китов или тюленей), однако они обитают исключительно на мелководье и не могут, как киты, уходить в океанские глубины или, как тюлени, выбираться на сушу. С китами сирен роднит отсутствие задних конечностей. Но когда-то ведь эти конечности были.

Заплыв медведей

Тем не менее ластоногие несомненно относятся к отряду Carnivora — хищных плацентарных млекопитающих. Этот отряд делится на два подотряда — псообразных и кошкообразных. Псообразные — это медведи, куницы, еноты, разумеется, волки и собаки, а к кошкообразным относят кошек, виверр, мангустов, гиен. Не вдаваясь в тонкости классификации, можно сказать, что ластоногие — часть псообразных. Но вот каких? Сторонники полифилетического происхождения ластоногих считают, что с суши в море вели две линии. Моржи и ушастые тюлени (надсемейство Otarioidea) находятся в близком родстве с медвежьими, тогда как настоящие тюлени (Phocoidea) ведут свой род от куньих. Сходство в строении ластоногих в этом случае объясняется конвергентной эволюцией.

Копытный кошмар

Итак, ластоногие произошли от хищных плацентарных млекопитающих и являются, очевидно, близкими родственниками медведей и куниц. Третий большой таксон морских млекопитающих — Cetacea — китообразные, вероятно, тоже произошел от хищников. Но. копытных.

Да, совершенно верно, таких в наши дни не существует, однако миллионы лет назад на копытцах бегали весьма устрашающие экземпляры. Крупнейшим известным сухопутным плотоядным млекопитающим, когда-либо жившим на Земле, считается эндрюсарх. Нашли только его череп (в 1923 году), но размеры окаменелости поражают воображение — 83 см в длину и 56 см в ширину. Скорее всего, эндрюсарх напоминал гигантского волка, причем не настоящего лесного обитателя, а такого, каким волков изображают в мультфильмах. Гиганта определили в отряд мезонихий, представители которого жили 45−35 млн лет назад, а затем вымерли. Мезонихии были примитивными копытными с пяти- или четырехпалыми конечностями, и каждый палец заканчивался небольшим копытцем. Огромный вытянутый череп эндрюсарха и строение зубов навели палеонтологов на мысль о близком родстве с китами, и еще в 1960-е годы высказывалось предположение о том, что мезонихии и есть непосредственные предки китообразных, а последние, таким образом, могут считаться близкими родственниками парнокопытных.

Однако молекулярно-генетические исследования более позднего времени привели многих исследователей к выводу, что китообразные не родственники парнокопытным, а по сути ими и являются, развились из их среды. Так появился термин китопарнокопытные, обозначающий монофилетическую — восходящую к единому предку — группу, куда входят и китообразные, и парнокопытные. Внутри этой группы ближайшими родственниками китов оказались гиппопотамы. Впрочем, из этого совсем не следует, что предки китов были похожи на бегемотов (хотя и такая теория существовала).

Читайте также: