Морские драконы мезозоя

Введение

Миллионы лет назад, в девонском периоде, кистеперые рыбы совершили эволюционный рывок и вышли на сушу в виде амфибий. Их потомки заселили все континенты и даже покорили небо. Но некоторые вернулись туда, откуда все началось – в водную стихию. Такие животные называются вторичноводными. Им пришлось заново приспосабливаться к водному образу жизни. Независимо друг от друга они приобретали схожие адаптации, потому что универсальной была их новая среда обитания, море. Первыми, кто вернулся в морскую стихию, были рептилии, и на мезозойскую эпоху приходится их расцвет. В этой статье вы познакомитесь с основными группами морских пресмыкающихся, обитавшими на нашей планете во времена динозавров.

Ихтиозавры

Ихтиозавры (Ichthyosauria) – отряд морских рептилий, чьи далекие предки рано отделились от общего эволюционного ствола лепидозауроморфов (Lepidosauromorpha) и перешли к водному образу жизни.
Первые ихтиозавры появились в раннем триасе, около 250 млн лет назад, и довольно быстро распространились по планете. На триас приходится максимальное разнообразие экологических форм ихтиозавров – от охотников за рыбой до поедателей бентоса. В юрском периоде развиваются пелагические виды, способные быстро плавать и нырять на большую глубину. Усиливается конкуренция с акулами и плезиозаврами. В меловом периоде разнообразие ихтиозавров падает, остаются крупные хищники, но и они исчезают после сеномано-туронского вымирания 94 млн лет назад.

Тело ихтиозавров вытянутое, рыбоподобное, с удлиненным черепом. Конечности в виде ласт, передние длиннее задних. Хвост вытянутый, с раздвоенным плавником на конце, позвоночник заходит в нижнюю часть плавника. Спинной плавник образован жесткой соединительной тканью. Упрощенное строение позвоночника и ребер компенсируется жестким мышечным корсетом. Кожа гладкая, чешуя очень мелкая или отсутствует. Окраска ихтиозавров была либо равномерно темная с синеватым оттенком, либо классическая противотень (белый низ, темный верх). В длину ихтиозавры достигали в среднем 2-4 м. Крупные виды, такие как Shastasaurus sikanniensis, могли вырастать до 21 м и более. Ихтиозавры обладали высоким метаболизмом, позволяющим поддерживать постоянную температуру тела в районе 35-39 °C. Дополнительным средством терморегуляции была жировая прослойка под кожей.

Ихтиозавры были самыми быстрыми морскими рептилиями. Высокую скорость обеспечивали сильные быстрые движения хвоста. Возможно, они даже могли выпрыгивать из воды подобно дельфинам. Ласты использовались для маневрирования   удержания равновесия. Кости конечностей сильно изменены, и выглядят как дискообразные элементы, скрепленные соединительной тканью. Для ихтиозавров характерно увеличение количества пальцев (до 10) и фаланг (до 30). Кости несут следы декомпрессии, возникающей при систематическом всплытии с большой глубины. Предполагается, что некоторые ихтиозавры могли охотиться на значительных глубинах и погружаться на 1,5 км и более.

Главную роль в сенсорной системе ихтиозавров выполняет зрение. Глаза крупные, снабжены склеральными кольцами для защиты от давления воды. Размеры глаз некоторых офтальмозавров рекордные среди позвоночных – 20 см в диаметре. Слух слабый, но развиты обоняние и электросенсорика. Черепа ихтиозавров несут следы нервов и кровеносных сосудов, подходивших к электрорецепторам.

Ихтиозавры – типичные пелагические хищники, обитатели открытых морских просторов. Останки ихтиозавров найдены по всему миру, в России хорошие окаменелости встречаются в Поволжье. Все виды ихтиозавров живородящие, детенышей в помете много, до десятка и более. В зависимости от размеров ихтиозавры занимали разные экологические ниши. Большинство охотилось на относительно небольшую рыбу и головоногих моллюсков – зубы этих ящеров длинные, тонкие и острые. В триасе встречались виды, поедающие бентосных животных, в основном моллюсков. С юрского периода появляются ихтиозавры с широкими прямыми зубами, способные нападать на крупных рыб и других морских рептилий. Естественные враги были представлены акулами, плиозаврами и крокодиломорфами.

Плезиозавры

Плезиозавры (Plesiosauria) – отряд морских рептилий, относящийся к завроптеригиям (Sauropterygia), группе пресмыкающихся из инфракласса лепидозауроморфов (Lepidosauromorpha). Самые ранние находки плезиозавров относятся к верхнему триасу и имеют возраст 203 млн лет. Расцвет этой группы рептилий пришелся на юрский период, когда существовало множество разнообразных форм. В меловом периоде появляются гигантские формы вроде эласмозавра, но в целом начинается угасание отряда. Немногие виды, выжившие после сеномано-туронского вымирания 94 млн лет столкнулись с сильной конкуренцией в виде мозазавров. Окончательное вымирание плезиозавров приходится на конец мелового периода.

Для плезиозавров характерно широкое, бочкообразное тело с ластами и коротким хвостом. Тазовые кости и пояс передних конечностей образуют широкие костные пластины на нижней стороне тела, служащие для крепления мышц конечностей. На конце хвоста располагался небольшой ромбообразный плавник. Кожа гладкая, без видимых чешуй, со складками и морщинами. Яркая особенность – длинная шея и относительно маленькая голова. Увеличение длины шеи обеспечивалось количеством позвонков, а не их размерами (как, например, у жирафа). Рекордсменом среди позвоночных являются эласмозавры, имевшие 76 шейных позвонков. Конструкция шеи была достаточно жесткой и не позволяла изгибать ее «по лебединому», как это можно видеть на старых реконструкциях. Размеры плезиозавров – от 1,5 м до 12 и более. К крупнейшим относятся эласмозавры (Elasmosaurus), выраставшие до 15-20 м. Обмен веществ плезиозавров был высоким, об этом говорит анализ скорости роста костей этих рептилий.

Крупные длинные ласты плезиозавров иногда сопоставимы размерами с телом животного. Плоские кости конечностей и увеличенное число фаланг образуют большую подъемную плоскость ласт. Согласно современным моделям, движение ласт плезиозавров напоминало взмахи крыльев птиц. Ящеры буквально «летали» под водой, загребая передними ластами и используя задние и хвост в качестве руля.

Глаза плезиозавров крупные, защищенные склеральными кольцами. Строение носовых костей предполагает развитое обоняние.

Плезиозавры – обитатели как прибрежных вод, так и открытого океана. Были распространены повсеместно, в том числе в полярных водах. В прошлом высказывались версии о том, что они откладывали яйца на суше, но современные находки говорят в пользу живорождения. Детеныши крупные, один или два в помете. Возможно, на первых порах плезиозавры проявляли заботу о потомстве. Основу питания составляли рыбы и головоногие моллюски. Длинная шея могла маскировать приближающегося к стае рыб хищника – рыба не воспринимала небольшую голову как потенциальную опасность. Возможно, некоторые виды питались бентосом, зависая на одном месте и «пропалывая» дно вокруг себя, как это делали зауроподы на суше. Для плезиозавров характерно наличие гастролитов – камней, служивших в качестве балласта или дробилки для панцирей моллюсков.

Плиозавры

Плиозавры (Pliosauroidea) – группа плезиозавров, отличающаяся короткой шеей и крупной вытянутой головой. Плиозавры не являются единым биологическим таксоном, это сборная группа из представителей разных семейств с характерным морфотипом.

Как и все плезиозавры, плиозавры обладали плотным, крепко сложенным телом, конечностями в виде ласт и коротким хвостом. Отличия заключаются в укороченной шее и крупном размере головы. У кронозавра, к примеру, длина черепа была 2,8 м, что составляло четверть от общей длины животного (12 м). Уровень метаболизма плиозавров был повышенным, что характерно для плезиозавров в целом.

Техника подводного полета, характерная для плезиозавров, использовалась и плиозаврами. Но за счет короткой шеи тело плиозавров было компактнее, что увеличивало их скорость. В случае атаки мощное синхронное движение всех четырех ласт обеспечивало стремительный рывок к цели. Анализ костных структур говорит о том, что плиозавры могли погружаться на значительные глубины в погоне за добычей.

Сенсорная система аналогична таковой у прочих плиозавров. Во время охоты ориентировались на зрение, хорошее обоняние помогало при поиске добычи.

Плиозавры были распространены также широко, как и плезиозавры. В отличие от своих длинношеих собратьев, это были сверх-хищники, стоявшие на вершине пищевой пирамиды. Крупные конические зубы и крепкие челюсти были предназначены для того, чтобы рвать мышцы и дробить кости. В числе их жертв были крупные костистые рыбы, акулы, морские черепахи, плезиозавры и ихтиозавры.

Мозазавры

Мозазавры (Mosasauridae) – семейство морских рептилий, относящееся к подотряду ящериц (Lacertilia). Вместе с варанами и ядозубами входят в инфраотряд варанообразные. Мозазавры появляются после сеномано-туронского вымирания, произошедшего 94 млн лет назад. Вымирание ихтиозавров и большей части плезиозавров освободило экологические ниши. К концу мела мозазавры в жесткой конкуренции с акулами становятся доминирующими морскими хищниками. Глобальные катастрофические изменения биосферы в конце мелового периода приводят к разрушению устоявшихся трофических цепей в морских экосистемах. Это приводит к вымиранию мозазавров и прочих крупных хищников.

Мозазавры обладали длинным обтекаемым телом, напоминающим формой тело варана, но с относительно более крупной головой. Конечности-ласты были короткими, длинный хвост у поздних видов мозазавров нес раздвоенный плавник. Следы мягких тканей, обнаруженные у образца Platecarpus tympaniticus, говорят о том, что расположении почек и бронхов напоминало строение китообразных. Кожа была покрыта мелкой чешуей, похожей на змеиную. Ранние мозазавры были небольшими животными длиной до 1,5 метров. Классические виды, такие как Mosasaurus hoffmannii, могли достигать 17 м в длину. Теплокровность мозазавров подтверждается изотопным анализом зубов. По расчетам, они могли поддерживать температуру тела на уровне 33-36 °C. Уровень метаболизма был сравним с кожистыми черепахами, но ниже, чем у ихтиозавров.

Ранние мозазавры использовали традиционный для рептилий способ плавания, при котором тело изгибается из стороны в сторону. По мере развития выработался свойственный быстрым морским обитателям способ передвижения за счет сильных ударов хвоста. Хвост изменился, став уплощенным, с плавником на конце. Предположительно, мозазавры могли развивать большую скорость, чем плиозавры, но уступали в этом отношении ихтиозаврам. Как и другие крупные рептилии, были способны глубоко нырять, но предпочитали держаться мелководных участков моря.

Как и у прочих морских рептилий основной источник информации – это зрение. Глаза мозазавров крупные, но расположены по бокам головы и не дают бинокулярной картинки. Обоняние, как и слух, слабое.

Мозазавры занимали нишу крупных и средних морских хищников, предпочитая мелководные прибрежные моря по всему миру. Как и прочие морские рептилии, были живородящими. Специализация даже небольших мозазавров – это крупная и сильная добыча. Подвижные челюстные суставы позволяли совершать пилящие движения зубами и отхватывать крупные куски от сопротивляющейся жертвы. В пищу шли акулы, крупная рыба, морские черепахи и прочие рептилии, реже – аммониты и белемниты. Среди мозазавров был высок уровень внутривидовой агрессии. Молодые особи нередко несут следы зубов крупных собратьев.

Морские крокодилы

Морские крокодилы (Thalattosuchia) – подотряд крокодиломорфов (Crocodylomorpha), относящийся вместе с современными крокодилами к кладе неозухий, т.е. «новых крокодилов». Включает два семейства: телеозавры (Teleosauridae) и произошедшие от них метриоринхи (Metriorhynchidае). Талаттозухии единственные (за исключением морских птиц) архозавры, полностью перешедшие к водному образу жизни. Как и ихтиозавры, исчезают в начале мелового периода.

Телеозавры были менее приспособлены к водному образу жизни и сохраняли крокодилий облик. Характерная особенность – панцирь из костных пластин, покрывавший спинную и брюшную стороны тела. Конечности сохраняли вид лап, с перепонками между пальцами. Хвост был длинный и сильный. Размеры телеозавров крупные, в среднем 3-4 и до 7 метров. Метриоринхи перешли полностью к обитанию в воде. Это сопровождалось потерей панциря, превращением лап в ласты и развитием хвостового плавника. Большинство метриоринхов были 1,5 – 2,5 м, за исключением шестиметрового плезиозуха (Plesiosuchus). Теплокровность телеозавров под вопросом. Метриоринхи, по всей вероятности, имели высокий обмен веществ.

Телеозавры плавали также, как и крокодилы, прижимая лапы и изгибаясь телом. Роль главного движителя выполнял сильный хвост. Возможно, они были способны выбираться на сушу на непродолжительное время. Метриоринхи полностью порвали с сухопутным образом жизни. Как и у мозазавров, главную роль в движении играл хвост с плавником, ласты использовались в качестве рулей.

Сенсорная система талаттозухий могла напоминать таковую у крокодилов. Если так, то помимо зрения они единственные из морских рептилий имели хороший слух.

Родина морских крокодилов – мелководные моря Западной Европы, где обитала большая часть их видов. Тем не менее, находки талаттозухий известны и за пределами Европы – в Аргентине и на Мадагаскаре. Длинные узкие челюсти и острые зубы говорят о питании мелкой рыбой. Телеозавры еще не до конца утратили связь с сушей и могли выбираться на берег, чтобы отложить яйца. Для метриоринхов характерно живорождение.

Морские черепахи

Морские черепахи – группа семейств черепах, не связанных прямым родством, но перешедших к водному образу жизни. Большинство современных морских черепах принадлежат к семейству хелонииды (Cheloniidea). Семейство кожистые черепахи (Dermochelyidae) сегодня представлено одним видом. Близкое к кожистым черепахам семейство протостегиды (Protostegidae) и некоторые другие являются вымершими. Первые морские черепахи появляются в конце юрского периода, и уже в меловом достигают большого разнообразия. Мел-палеогеновое вымирание 66 млн лет назад не оказало заметного воздействия на морских черепах. Возможно, именно особенности питания и длинные циклы размножения позволили им пережить тяжелый период.

Морские черепахи сохраняют важный элемент анатомии своих сухопутных родственников – панцирь. У хелониид панцирь имеет обтекаемую форму, напоминающую сердце или овал. У протостегид и кожистых черепах панцирь значительно редуцирован и состоит из костных пластинок, образующих гребни вдоль тела. Снаружи, вместо роговых щитков, панцирь покрывает толстая кожа. Ласты, как и крупная голова, под панцирь не убираются. Большая часть морских черепах была около 1 м в длину. Из современных крупнейшая – кожистая, достигает в длину 2,5 м. Еще крупнее был вымерший архелон длиной 4,6 м и весом около 2 тонн. Обмен веществ хелониид низкий, типичный для холоднокровных животных. Кожистые черепахи (и, возможно, протостегиды) имеют повышенный метаболизм. Благодаря постоянному движению создается мышечное тепло, поддерживающее температуру тела черепахи на 8-10 °C выше окружающей воды.


Морские черепахи используют передние длинные ласты для совершения загребающих взмахов. Задние ласты в большей степени выполняют роль руля. Техника плавания напоминает птичий полет, при этом невысокая скорость компенсируется хорошей маневренностью. Морские черепахи могут проводить под водой длительное время, хоть и не погружаются на большие глубины. В активном состоянии продолжительность ныряния доходит до часа, во время сна может продолжаться 4-7 часов.

У черепах развито цветовое зрение, и именно на него они ориентируются в поисках пропитания. Слух слабый, хотя и лучше, чем у наземных черепах. Зато имеется чувствительность к магнитному полю Земли, позволяющая ориентироваться в океане.

Современные морские черепахи обитают в шельфовых водах, предпочитая держаться среди скоплений водорослей. Тем не менее, их можно встретить и вдали от побережий. В период размножения они мигрируют к пляжу, где вылупились 20-30 лет назад, чтобы отложить пару сотен яиц. Большая часть черепах всеядны, питаются водорослями, моллюсками, ракообразными, иглокожими и кишечнополостными, могут поедать даже губок. Рацион кожистая черепахи в значительной степени составляют медузы, но может поедать и других животных. Питание вымерших видов, включая архелона, было аналогичным. Для самих черепах опасность представляют акулы, а в прошлом – морские рептилии типа мозазавра или плиозавра. Много черепах гибнет во время вылупления из яиц. Тем не менее, именно они смогли пережить прочих морских рептилий. Из всех пресмыкающихся, освоивших море в мезозойской эре именно черепахи оказались самыми эффективными в плане выживания.

Заключение

Наш рассказ о древних морских рептилиях закончен, но многое осталось за кадром. Разнообразные группы пермских и триасовых пресмыкающихся, осваивавших водную стихию, требуют отдельного повествования. Не прекратились попытки рептилий уйти в море и на протяжении кайнозоя. Сегодня успешными покорителями тропических вод являются морские змеи. Полуводный образ жизни ведут галапагосские игуаны. Гребнистый крокодил легко заплывает в океан на сотни километров от берега и даже вступает в схватки с акулами. Кто знает, может быть спустя десятки миллионов лет новые морские драконы станут полноправными хозяевами океана.