Как изменялось строение конечностей рептилий в перми и триасе

Один из интересных вопросов эволюции рептилий и млекопитающих – история развития конечностей и, соответственно, походки животных. Ведь первые рептилии унаследовали от своих предков – амфибий, положение конечностей, которое принято называть латеральным. При таком положении бедренная и плечевая кости направлены параллельно земле и конечность изгибается вниз в локте или колене. Тело животного оказывается как бы подвешено между лапами. Подобное положение характерно для современных ящериц и крокодилов.

Но млекопитающие, птицы и динозавры имеют (или имели – если речь о динозаврах) другую конфигурацию конечностей – она называется парасагитальной. В этом случае лапы подведены под тело, которое опирается на кости конечностей как на колонны.

При латеральном положении конечностей животное вынуждено как бы "отжиматься" от земли на растопыренных лапах – это не очень удобно, особенно для крупного и тяжелого существа. Кроме того, при парасагитальном положении конечностей можно идти или бежать значительно более широким шагом. Именно парасагитальное положение задних конечностей делает возможным двуногое передвижение, так что ни тираннозавр, ни человек без этого эволюционного "изобретения" не появились бы.

Интересно, что для теплокровных животных латеральное положение конечностей с постоянными действиями в стиле "упал-отжался" страшно невыгодно с энергетической точки зрения. А вот для холоднокровных это в принципе допустимо – они могут долго лежать на пузе, практически не тратя энергии, и только когда это необходимо подниматься и совершать бросок – за добычей или для перемещения на другое место. Тем не менее, это все-таки ограничивает их в экологическом плане – для таких животных доступны либо экологические ниши в самом малом размерном классе, либо ниши крупных, но малоподвижных засадных хищников или полуводных травоядных.

Поэтому, не удивительно, что в самых разных группах рептилий происходила "разработка" парасагитальной конструкции. Но насколько быстро рептилии смогли выработать новую конструкцию конечностей? Палеонтологи Майк Бентон (Mike Benton) из Бристольского университета в Великобритании (University of Bristol) и его коллега Тай Кубо (Tai Kubo) из Университета Токио в Японии (University of Tokyo) решили ответить на этот вопрос. По информации из пресс-релиза, опубликованного на сайте Бристольского университета, палеонтологи изучили 460 следов рептилий, живших около 250 миллионов лет назад - в конце пермского и в начале триасового периодов.

Следы были выбраны специалистами потому, что по ним можно достаточно хорошо определить походку животного, а следовательно, и положение его конечностей. Кроме того, из отложений раннего триаса известно не так много окаменевших костей животных, а вот их следов найдено значительно больше. К сожалению, в пресс-релизе не сообщается, в каких регионах были найдены следы и каким именно животным они принадлежали.

Здесь нужно заметить, что из этого пресс-релиза можно сделать вывод, будто бы парасагитальное положение конечностей впервые возникает только в триасе, а в пермском периоде все рептилии еще ползают на растопыренных лапах. На самом деле, это не совсем так. Еще в перми у горгонопсид – хищных терапсид (зверообразных рептилий) задние лапы уже находились в парасагитальном положении. Горгонопсы были активными подвижными хищниками и, судя по всему, за добычей гонялись, а не нападали из засады. Самый известный в наших краях горгонопс – иностранцевия, с огромными саблевидными клыками. Передние конечности горгонопсов еще были частично наклонены, но задние стояли вполне прямо. Возможно, что аналогичная ситуация наблюдалась и у некоторых других терапсид.

В исследовании Бентона и Кубо интересно вот что. До сих пор считалось, что преобразование обоих поясов конечностей – сначала заднего (его преобразовать проще по анатомическим причинам), а потом и переднего, заняло у рептилий довольно много времени. Но палеонтологи обнаружили, что уже через шесть миллионов лет после начала триасового периода существовали рептилии со вполне сформировавшимся парасагитальным положением конечностей. Следовательно, переход к подобному "продвинутому" строению, по крайней мере у некоторых групп рептилий занял значительно меньше времени, чем считали ранее.