Доминирование мезозойской эры – динозавры, птерозавры и гигантские морские рептилии
Мир мезозоя
Продолжительностью около 186 миллионов лет (от ~252 до 66 млн лет назад) эра мезозоя состоит из триасового, юрского и мелового периодов. В это время рептилии (особенно динозавры) были самыми заметными крупными позвоночными, занявшими наземные, морские и воздушные среды:
- Динозавры процветали в различных наземных экосистемах.
- Птерозавры (летающие архозавры) завоевали воздушное пространство.
- Морские рептилии, такие как ихтиозавры, плезиозавры и мозазавры, господствовали в океанах.
Эра шла после массового вымирания пермо-триасового периода, самого страшного вымирания в истории Земли, и закончилась другим крупным потрясением – крейдово-палеогеновым (K–Pg) вымиранием (~66 млн лет назад), в ходе которого погибли не только нептичьи динозавры, но и множество морских рептилий, что освободило эволюционные ниши для млекопитающих и птиц. «Эра рептилий» демонстрирует конечные формы эволюции архозавров, показывая, как они развивались, распространялись и в конечном итоге вымерли.
2. Начало триаса: после крупнейшего вымирания
2.1 Восстановление после пермского периода и появление ранних архозавров
Вымирание пермо-триасового (P–Tr) периода (~252 млн лет назад) уничтожило около 70 % наземных и около 90 % морских видов, кардинально изменив биосферу Земли. В раннем триасовом периоде выжившие виды, особенно ранние архозавры, быстро диверсифицировались, заняв свободные экологические ниши:
- Архозавроморфы: широкая группа, включающая предков крокодилов, птерозавров и динозавров.
- Синапсиды (доминировавшие в позднем палеозое) сильно вымерли, поэтому архозавры начали господствовать на местах хищников или крупных травоядных во многих экосистемах.
2.2 Появление первых динозавров
В позднем триасе (~230–220 млн лет назад) появились первые настоящие динозавры. Ископаемые находки в Аргентине (например, Eoraptor, Herrerasaurus) и Бразилии, а чуть позже в Северной Америке (Coelophysis) показывают, что они были небольшими, двуногими, лёгкого телосложения. Ключевые признаки динозавров – вертикальная поза (конечности под телом) и специализированные суставы таза, голеностопа и плеч, обеспечившие им ловкость и более эффективное движение по сравнению с «распластанными» рептилиями. За несколько десятков миллионов лет эти ранние динозавры разделились на две крупные группы:
- Саурисхии («ящеротазовые»): включают тероподов (двуногих хищников) и завроподоморфов (травоядных, приведших к гигантским завроподам).
- Орнитисхии («птичьи тазобедренные»): разнообразные травоядные (орнитоподы, тиреофоры, такие как стегозавры, анкилозавроиды, а позже цератопсы) [1], [2].
2.3 Морские рептилии триаса
В морях новые линии морских рептилий заменили палеозойские формы:
- Ихтиозавры: формы, напоминающие дельфинов, приспособленные к нишам открытоморских хищников.
- Нотозавры, от которых произошли пахиплеурозавры и позже плезиозавры: рептилии с ластовидными конечностями от побережья до открытого моря.
Эти группы демонстрируют быстрое, повторяющееся адаптивное расширение после пермско-триасового вымирания, занимая морские ниши от мелководных прибрежных зон до глубоководных областей.
3. Юра: расцвет динозавров, расширение птерозавров
3.1 Доминирование динозавров на суше
В юрский период (201–145 млн лет назад) динозавры развились во множество знаковых форм, например:
- Завроподы (например, Apatosaurus, Brachiosaurus): гигантские длинношеие травоядные, достигавшие длины 20–30+ м, считаются одними из крупнейших животных, когда-либо живших на суше.
- Тероподы (например, Allosaurus, Megalosaurus): крупные двуногие хищники, но также включающие представителей меньших, более изящных линий.
- Орнитисхии: Стегозавры с пластинами на спине, ранние анкилозавроиды и более мелкие двуногие орнитоподы.
Тёплый морской климат, широкое затопление континентов морями и обширные хвойные леса обеспечили изобилие ресурсов. По мере распада Пангея динозавры могли распространяться по обширным объединённым территориям. Они доминировали в наземных экосистемах, вытеснив других рептилий и синапсид.
3.2 Pterozaurai: повелители небес
В то время pterozaurai усовершенствовали активный полёт:
- Rhamphorhynchoidai: примитивные, длиннохвостые формы, распространённые в ранней–средней юре, часто с более мелким телом.
- Pterodaktiloidai: более продвинутые формы с короткими хвостами и часто большими головными щитами, появившиеся в поздней юре. Позже появились гигантские, как Quetzalcoatlus (в меловом периоде), с размахом крыльев более 10 м.
Они заняли ниши полёта от поедания насекомых до охоты на рыбу и были основными летающими позвоночными до появления птиц из некоторых тероподных динозавров в конце мезозоя. [3].
3.3 Морское разнообразие: ихтиозавры, плезиозавры и другие
В юрских океанах:
- Ichthyozaurai достигли наивысшего разнообразия, но в меловом периоде начали вымирать. Они имели аэродинамическое тело, большие глаза, приспособленные к глубоководной охоте.
- Pleziozaurai специализировались больше, разделяясь на длинношеих эласмозаврид с очень длинной шеей и короткошеих плезиозавров (например, Liopleurodon), возможно, достигавших впечатляющих размеров.
Многие группы рыб, аммониты и другие морские беспозвоночные также процветали в тёплых мелководных океанах. По окончании морского периода экологическую нишу, оставленную морскими рептилиями триаса, полностью заняли эти новые верховные морские хищники.
4. Мел: новые эволюционные идеи и последний расцвет
4.1 Распад континентов и климат
В меловом периоде (145–66 млн лет назад) Pangėja продолжала распадаться на Laurasiją (на севере) и Gondvaną (на юге), появились более выраженные фаунистические области. Тёплый «парниковый» климат, высокий уровень моря и расширение эпиконтинентальных морей формировали разнообразных динозавров на разных континентах. Это был «пик расцвета» более продвинутых групп динозавров:
- Ornitischia: Цератопсы (Triceratops и др.), гадрозавроиды («уткозубые» динозавры), анкилозавроиды, пахицефалозавры.
- Teropodai: Тираннозавры на севере (T. rex), абелизавры на юге, а также более мелкие формы дромеозавров рапторного типа.
- Sauropodai: Титанозавры в Гондване, среди них особенно крупные виды (Argentinosaurus, Patagotitan) [4], [5].
4.2 Происхождение птиц и пернатые динозавры
У некоторых тероподов, особенно coelurosaurų (например, манирапторов типа рапторов), развились перья для тепла или сигнализации. В поздней Юре или раннем Мелу уже появились настоящие птицы (динозавровое происхождение), например, Archaeopteryx, который является переходной формой. Находки меловых окаменелостей в Китае (фауна Jehol) показывают, как линии пернатых динозавров расширились, заполняя морфологический разрыв между «рапторными» динозаврами и современными птицами, что проясняет, как полёт возник из мелких пернатых тероподов.
4.3 Изменение морских рептилий: господство мозазавров
Пока ихтиозавры вымерли примерно в середине мела, а плезиозавры сохранились, новая группа — мозазавры (крупные морские родственники ящериц) — стала главными морскими хищниками. Некоторые мозазавры достигали длины более 15 м, питались рыбой, аммонитами и другими морскими рептилиями. Их глобальное распространение в морях позднего мела свидетельствует о постоянной смене доминирования морских хищников.
5. Сложность экосистем: высокий уровень продуктивности и разнообразие ниш
5.1 Прорыв цветковых (ангисперменных) растений
В период мела также произошло возрастание цветковых растений (ангиспермы) вместе с новыми стратегиями опыления, плодами и семенами. Динозавры адаптировались к этим растительным сообществам; гадрозавроиды, цератопсы и другие травоядные могли играть роль в распространении семян или косвенно способствовать опылению. Вместе с интенсивным опылением насекомыми наземные экосистемы стали ещё более сложными.
5.2 Взаимодействие насекомых и рептилий
Большое разнообразие растений стимулировало эволюционный взрыв насекомых. В то же время птерозавры (некоторые специализировались на насекомоядности) и мелкие пернатые тероподы (частично насекомоядные) свидетельствуют о тесной пищевой сети. Крупные динозавры или рептилии изменяли ландшафт выпасом и топтанием, подобно современной мегафауне.
5.3 Появление млекопитающих
Хотя и были в тени, млекопитающие существовали в мезозое — в основном небольшие, ночные или сильно специализированные насекомоядные или плодоядные. Некоторые более продвинутые формы (например, мультибурекуляты, ранние терии) заняли свои ниши. Однако их время доминировать крупными телами ещё не наступило до К–Pg вымирания, когда динозавры исчезли.
6. Эволюция и вымирание птерозавров
6.1 Гиганты позднего мела
Птерозавры достигли наибольшего расцвета с раннего до среднего мела, но постепенно начали сокращаться с прогрессирующим развитием птиц. Тем не менее, некоторые птерозавры (аждархиды) достигали гигантских размахов крыльев (~10–12 м) в позднем мелу, как Quetzalcoatlus. Возможно, они питались падалью или добычей на длинных ногах, подобно аистам. К концу мела птерозавры почти исчезли, за исключением нескольких линий, которые, как и нептичьи динозавры, вымерли в ходе К–Pg вымирания [6].
6.2 Возможная конкуренция с птицами
По мере повышения эффективности полёта птиц мог возникнуть экологический конфликт с мелкими и средними птерозаврами, что способствовало сокращению численности птерозавров. Тем не менее, что именно вызвало их исчезновение — прямая конкуренция, изменение климата или окончательное вымирание — остаётся предметом дискуссий. В любом случае, птерозавры — единственная группа рептилий, развившая активный полёт, что свидетельствует об их исключительном эволюционном успехе.
7. Вымирание К–Pg: конец «эры рептилий»
7.1 Катастрофическое событие
Примерно 66 млн лет назад крупное небесное тело (~10–15 км в диаметре) ударилось в район современного полуострова Юкатан (кратер Чиксулуб). Этот удар, вместе с интенсивной вулканической активностью (Деканские трапы в Индии), стремительно изменил климат мира, химию океанов и прозрачность света. За несколько тысячелетий (а возможно, и быстрее) экосистемы разрушились:
- Не-птичьи динозавры вымерли.
- Птерозавры вымерли.
- Морские рептилии, например, мозазавры и плезиозавры, вымерли.
- Аммониты и многие другие группы морского планктона вымерли или значительно сократились.
7.2 Выжившие и последствия
Птицы (птичьи динозавры), мелкие млекопитающие, крокодилы, черепахи и часть ящериц и змей выжили. После исчезновения крупных динозавров млекопитающие быстро начали эволюционную радиацию в палеогене, став новыми крупными наземными позвоночными. Таким образом, граница К–Pg является ключевым переломом, завершающим эра Мезозоя и начинающим Кайнозой («Эра млекопитающих»).
8. Палеонтологические открытия и нерешённые вопросы
8.1 Физиология динозавров
Гистологические исследования костей, кольца роста и изотопы показывают, что многие динозавры могли иметь довольно высокий уровень метаболизма — некоторые предлагают «мезотермический» или частично теплокровный тип. Пернатые тероподы, вероятно, были ещё более похожи на птиц в терморегуляции. Вопросы о том, как гигантские зауроподы регулировали тепло своего тела, или насколько быстро бегали тираннозавроиды, всё ещё вызывают споры.
8.2 Поведение и социальная структура
Местонахождения следов указывают на поведение стада или группы у некоторых видов динозавров. Гнёзда (например, Maiasaura) свидетельствуют о родительской заботе — развитой черте, которая могла способствовать успеху динозавров. Постоянно находят доказательства возможного совместного высиживания или защитного поведения, дополняя знания о социальной сложности динозавров.
8.3 Палеобиология морских рептилий
Морские рептилии, такие как плезиозавры, продолжают вызывать вопросы: как именно питались и маневрировали длинношеие эласмозавры? Были ли они теплокровными, как некоторые морские млекопитающие? Адаптация ихтиозавров к форме рыбы указывает на конвергентную эволюцию с современными дельфинами. Открытия новых окаменелостей — например, беременных ихтиозавров или необычных форм черепов — продолжают уточнять стратегии жизни морских рептилий.
9. Почему рептилии господствовали так долго?
- Возможность по пермо: Архозавры быстро распространились, когда доминирование синапсидов снизилось, заняв основные ниши хищников и крупных травоядных.
- Эволюционные новшества: Вертикальная поза, эффективная дыхательная система, сложные социальные/родительские черты в некоторых группах.
- Стабильный мезозойский климат: Тёплые «парниковые» режимы и широкая связь континентов позволяли динозаврам широко распространяться.
- Отсутствие конкуренции: Другие крупные линии травоядных или хищников (синапсиды, амфибии) были вытеснены или остались представителями небольших ниш.
Однако эти факторы успеха не уберегли их от внезапной катастрофы в событии K–Pg, подчёркивая роль случайности в истории Земли.
10. Наследие и современный взгляд
10.1 Птицы: живые динозавры
Сохранившиеся птицеподобные динозавры (птицы) перенесли наследие мезозоя в настоящее. Каждая птица — от колибри до страуса — является единственной сохранившейся ветвью динозавров, продолжающей особенности скелета, дыхания или, возможно, поведения, сформировавшиеся в мезозое.
10.2 Культурное и научное значение
Динозавры, птерозавры и гигантские морские рептилии остаются знаковыми символами палеонтологии и популярной культуры — напоминая о древнем мире Земли и динамичности жизни. Большой общественный интерес стимулирует новые раскопки, передовые технологии анализа и научное сотрудничество. «Эра рептилий» свидетельствует о потенциале эволюции, когда открываются экологические возможности, и о хрупкости крупнейших животных перед лицом глобальных потрясений.
10.3 Будущие открытия
Продолжая поиски окаменелостей в Азии, Южной Америке, Африке и других местах, вероятно, нас ещё ждут открытия новых видов динозавров или даже целых групп. Современные компьютерные томографии, изотопный анализ и 3D-реконструкции могут раскрыть поведение, окраску, питание или темпы роста, ранее недоступные. Также пересмотр музейных коллекций с использованием новых технологий часто приносит новые открытия. Безусловно, история мезозойской «эры рептилий» продолжается и расширяется с каждым новым находкой.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas
- Бентон, М. Дж. (2019). Динозавры заново открыты: научная революция в палеонтологии. Thames & Hudson.
- Бруссатте, С. Л. (2018). Взлёт и падение динозавров: новая история потерянного мира. William Morrow.
- Пэдиан, К., & Чиаппе, Л. М. (1998). «Происхождение и ранняя эволюция птиц.» Biological Reviews, 73, 1–42.
- Апчерч, П., Барретт, П. М., & Додсон, П. (2004). «Исследования зауроподовых динозавров: исторический обзор.» В The Sauropods: Evolution and Paleobiology, University of California Press, 1–28.
- Каррано, М. Т., & Сампсон, С. Д. (2008). «Филогения Tetanurae (Dinosauria: Theropoda).» Journal of Systematic Palaeontology, 6, 183–236.
- Уиттон, М. П. (2013). Птерозавры: естественная история, эволюция, анатомия. Princeton University Press.