Происхождение земноводных

К началу девонского периода, который наступил 416 миллионов лет назад, а закончился 359 миллионов лет назад, на планете происходит множество важных изменений. В результате активности тектонических плит начинают оформляться континенты. Европа, Северная Америка и Гренландия в результате столкновения формируют северный суперконтинент Лавразию. Со дна океана поднялись вверх массивы осадочных пород, создавая огромные горные системы в восточной части Северной Америки и западной части Европы. Суперконтинент Гондвана продолжает свое движение на юг. Море частично отступает, в долинах рек образуются болотистые влажные низины, столь привлекательные для развития жизни.

Становится очень тепло. На побережье еще к тому же и влажно, часто идут дожди. А внутри материков климат сухой. Здесь происходит чередование, когда период дождей сменяется жестокой засухой. Средняя температура держится в пределах 25 - 30 градусов. При этом на полюсах лишь немного прохладнее, чем на экваторе, а ледники лежат только на пиках самых высоких гор. В начале девона суша представляла собой россыпь голых каменных массивов. Но именно теперь она начинает привлекать все более пристальное внимание со стороны разных форм жизни.

Первыми решились водоросли и стали наползать на материки со стороны прилегающих водоемов. Вначале им требовалась поддержка в виде периодически омывавших их волн, но потом растения трансформировались и стали осваивать участки, отстоящие подальше. Появляются сосудистые растения, самые распространенные среди которых рипии и предки плаунов. Их становилось все больше, они образовывали густые заросли, становясь крупнее и вытягиваясь вверх. Постепенно превращаясь в некие протодеревья, продолжая на ходу создавать нужные части вроде коры и корней.

С корнями поначалу дело шло не слишком хорошо и растения, которые вытянулись вверх и нарастили массу, с трудом удерживались на краю водоемов, часто и густо падая в воду. В мелких теплых водоемах кислород растворяется плохо и упавшие стволы медленно разлагались, вытягивая и без того дефицитный кислород. Водным обитателям приходилось тяжело в закисленных озерцах. А выход - вот он, только высунуть голову из воды и вдоволь дыши атмосферным воздухом, наполненным кислородом. Появилась насущная необходимость учиться передвигаться по дну и по суше - переползать через упавшие стволы и перебираться в соседние водоемы в случае высыхания своего.

В начале девона основными многочисленными обитателями водоемов становятся рыбы. Это было настоящее рыбье царство. Рыбы с панцирем, и с чешуей, с челюстями и без оных, с хрящевым хребтом и с костным. Эти последние оказались самыми перспективными. Так как гниющие растительные остатки в воде уменьшали и без того невысокое содержание кислорода, они стали поглощать его из атмосферы, заглатывая воздух у поверхности. Голова получила дополнительную степень свободы, что очень пригодилось потом амфибиям. Кроме того, на морде появились ноздри, дышать через которые было удобнее, чем через рот, через который при дыхании заливалась вода. А еще появились легкие, в которые поступал воздух. Правда, у некоторых они потом стали плавательным пузырем, но это уже другая история.

Итак в девоне жизнь в водоемах становится достаточно проблемной - мелко, душно, еды на всех не хватает, да еще и периодически водоем вообще высыхает, так, что приходится искать другой или погибать. А на суше, на удивление, начинает все налаживаться. Губительные солнечные лучи теперь прикрыты кислородной атмосферой, появились растения, создающие какую-никакую тень, на берегу и в этой зеленой массе закопошились первые насекомые. А это еда! На которую практически нет конкурентов! Стоит только выбраться на берег...

Собственно, некоторые рыбы к этому времени уже с успехом приспособились бродить по дну на своих плавниках, перебираясь через затонувшие древовидные растения. К примеру, кистеперые, которые передвигаются до сих пор по дну при помощи плавников, подобно четвероногим животным. Считается, что эволюционировавших в этом направлении видов рыб было несколько. Они стали выбираться на берег, проводя там все больше времени. Дел у них было полно: обилие вкусной еды и отсутствие хищников позволяло этим рыбам все дальше уходить от воды. Впрочем, есть мнение, что приливы в девоне были куда более масштабными из-за близости Луны к Земле в том периоде и учиться ходить на плавниках рыбам пришлось еще и потому, что нужно было возвращаться в воду после того, как она отступила. И сегодня некоторые виды рыб разгуливают по дну на плавниках, выбираются на берег и даже могут взбираться на камни, стволы и ветки, торчащие из воды. Скажем, илистый прыгун (Periophthalmus), который успешнее охотится на берегу, чем в воде или рыба-ползун (Anabas), которая может сидеть на суше сутки.

И эволюция двинулась в этом направлении. Появились те, кто лучше ходит, чьи плавники скорее напоминают лапы. Они получают бонус в виде безопасной среды с обилием пищи. И все более охотно и целенаправленно пользуются им.

Не так давно научный мир облетела новость: в 2004 году на севере Канады палеонтологи нашли остатки тиктаалика (Tiktaalik roseae) - ископаемой лопастеперой рыбы из позднего девона. Он - прекрасная иллюстрация переходной стадии между рыбами и наземными животными. У него жабры и чешуя, как у рыб. Но есть и легкие, подвижная шея и ребра, как у наземных животных. И куча переходных признаков в строении костей и суставов конечностей - вроде бы и плавники, но с работающим лучезапястным суставом, а еще особое строение уха.

Вот с таких переходных форм пошла настройка признаков, необходимых амфибиям. К концу девонского периода появляются уже и первые амфибии - стегоцефалы или панцирноголовые.

Их головы были закованы в сплошной костный панцирь, закрывавший череп, а иногда и брюшко. Он достался им от предков - кистеперых рыб, как и другие примитивные признаки анатомии. Но у них уже были вполне нормальные лапки с пальчиками. В воде первые амфибии питались рыбой, а когда выбирались на сушу, лакомились насекомыми. Икру откладывали в воде, выбирая водоемы поменьше, хорошо прогреваемые солнцем, где меньше опасности, что ее съедят. Врагов у больших особей почти не было. В дальнейшем развитии они разделились на семейства и роды. Сам термин "стегоцефал" считается сейчас устаревшим, чаще используют название лабиринтодон, которое появилось благодаря складчатым зубам древних амфибий, на срезе напоминающих извилинами лабиринт. Современные земноводные происходят от разных ветвей этого семейства.