Эмбрионы в глубинах времени - [53]

Наличие взаимосвязи, или отсутствие независимости в ходе эволюционного возникновения млекопитающих также характеризует особенности истории жизни. Документация этих эволюционных изменений ограничена скелетом, поскольку мягкие ткани, включая органы вроде сердца или желудка сохраняются редко, если сохраняются вообще. Не удивительно, что большинство свидетельств получено при изучении зубов и гистологии костей.

Сложная картина зубной окклюзии у млекопитающих, когда верхние и нижние коренные зубы, обладающие несколькими буграми, смыкаются друг с другом особым образом, несомненно, коррелирует с высокой скоростью обмена веществ, который, в свою очередь, связан с особенностями истории жизни. Когда большинство рептилий, рацион которых включает других животных, просто ловит свою добычу, и, самое большее, режет её зубами перед тем, как проглотить, млекопитающие имеют тенденцию жевать то, что едят. Выделения слюнных желёз смешиваются с пищей, таким образом частично обрабатывая её во рту перед тем, как она будет переварена в желудке и кишечнике.

Развитие молочного вскармливания у млекопитающих связано с особенностями зубов, такими, как позднее прорезание первых функциональных зубов. У млекопитающих образуется только две смены зубов — это состояние, называемое «дифиодонтия» и включающее наборы зубов молодой и взрослой особи. Кормление молоком, вероятнее всего, возникло, когда характер смены зубов стал дифиодонтным.[90] С этим, в свою очередь, был связан детерминированный рост — это означает, что быстрое развитие ювенильной особи завершается по достижении взрослого размера. У рептилий, напротив, рост главным образом недетерминированный, и это означает, что крокодил, например, никогда не останавливается в росте и у него никогда не прекращается замена зубов, хотя скорость роста может замедлиться с возрастом.

Каждый из существующих в наше время видов млекопитающих имеет определённую зубную формулу, означающую определённое число резцов, клыков, предкоренных и коренных зубов. Эта дифференциация зубной системы специфична для млекопитающих, как и тот факт, что самая задняя группа зубов, коренные зубы, не сменяется. Ископаемые остатки документируют момент, когда установились эта дифференциация зубов и характер их смены.

Серия образцов, демонстрирующих процесс роста триасового «стволового» млекопитающего Thrinaxodon^{14}, показывает, что у этого животного было восемь заклыковых зубов на одной из ювенильных стадий, и ещё четыре добавлялось сзади по мере продолжения роста. Sinoconodon, который жил в позднем триасе и считается, как и Morganucodon, одним из «первых млекопитающих», явно обладал недетерминированным ростом и многократно сменявшимися резцами. У мелового млекопитающего Gobiconodon «коренные зубы» сменялись.

Благодаря комбинированию данных о характере прорезывания зубов и палеогистологических данных о росте становится возможным проследить происхождение особенностей истории жизни, характерных для млекопитающих. В палеогистологических исследованиях важным моментом является выявление наличия фиброламеллярной кости, поскольку она указывает на быстрый остеогенез и вместе с тем быстрый общий рост, связанный также с эндотермией (см. главу 4). Этот вид кости обнаружен у многих, хотя и не у самых ранних члены родословной ветви млекопитающих. Самые ранние предки млекопитающих по физиологии и по особенностям индивидуального развития были больше похожи на современных рептилий, чем на млекопитающих. Пример такого рода — Dimetrodon, который обладал недетерминированым ростом, характерным для ранних амниот, и особенности его гистологии показывают отсутствие фиброламеллярной кости.

Помимо прямого указания со стороны гистологии костей, существует косвенный способ, позволяющий выявить детерминированный рост — путём популяционных исследований ископаемых форм при возможности хорошего стратиграфического контроля. Он требует большого количества окаменелостей одного и того же вида из одного и того же слоя отложений. Если в выборке все взрослые особи обладают одинаковым размером, это дало бы основание предполагать наличие детерминированного роста. Как раз это отмечалось по итогам популяционного исследования Morganucodon из позднего триаса — ранней юры, которого многие палеонтологи рассматривают как одно из «первых млекопитающих» из-за набора анатомических особенностей, присутствующих у этого животного. У млекопитающих размер — это в целом хорошее внешнее проявление возраста неполовозрелых особей, поскольку факторы окружающей среды вроде температуры оказывают не настолько сильное воздействие на их размер, как это бывает у рептилий. В отличие от Morganucodon, у Dimetrodon, а также у его близкого родственника Ophiacodon, взрослые животные одного и того же вида имеют различные размеры.[91] У этих самых ранних членов нашей родословной линии, как у рептилий, размер является ненадёжным признаком стадии развития. Поскольку информация об анатомии подтверждает принадлежность особей различных размеров к одному и тому же виду, это наблюдение подразумевает то, что эти самые ранние представители родословной линии млекопитающих не обладали характерным для млекопитающих способом роста и потому для них размер не является хорошим внешним признаком возраста.