Ихтиозавры
Общие сведения
Ихтиозавры — обширный отряд вымерших морских пресмыкающихся, полностью адаптировавшихся к водному образу жизни. Эволюционная история данной группы представляет собой классический пример конвергентной эволюции с современными китообразными (китами и дельфинами). Предки ихтиозавров, будучи наземными животными, происходящими от примитивных диапсид, вторично перешли к обитанию в водной среде. В ходе эволюции они претерпели радикальные морфологические изменения и полностью утратили способность к передвижению по суше. Ихтиозавры существовали на протяжении большей части мезозойской эры. Их эволюционный расцвет начался уже в нижнем триасе, когда в палеонтологической летописи фиксируются вполне сформированные представители группы с удлиненной мордой, преобразованными в плавники конечностями и сильно вогнутыми позвонками. Максимального таксономического разнообразия отряд достиг в юрском периоде, однако в меловом периоде ихтиозавры были вытеснены другими морскими рептилиями (преимущественно плезиозаврами и мозазаврами) и полностью вымерли задолго до глобального мел-палеогенового вымирания динозавров.
Описание и анатомическое строение
Морфология ихтиозавров характеризуется высочайшей степенью специализации к пелагическому образу жизни. Форма тела этих рептилий была идеально обтекаемой и напоминала строение современного тунца, что позволяло им развивать значительную скорость в толще воды. Кожный покров был полностью лишен чешуи, что дополнительно снижало гидродинамическое сопротивление. Под кожей располагался выраженный жировой слой, подобный китовому, выполнявший функции терморегуляции и накопления энергии.
Голова ихтиозавров отличалась удлиненным рострумом с челюстями, оснащенными многочисленными зубами, которые неоднократно сменялись в течение жизни животного. Важнейшей анатомической особенностью являлись чрезвычайно крупные глаза. У типичных представителей они были весьма объемными, а у специализированных глубоководных форм диаметр глазного яблока мог достигать 20 сантиметров. Сенсорная система включала не только развитое зрение, но и своеобразный аналог боковой линии рыб, позволявший улавливать колебания воды и отслеживать движение добычи в пространстве.
Ко конечности эволюционировали в ласты (передние и задние плавники), которые использовались не для создания движущей силы, а для контроля направления и поддержания равновесия. Основным локомоторным органом выступал мощный хвостовой плавник, состоявший из двух лопастей. Примечательно, что нижняя лопасть хвостового плавника поддерживалась изгибом самого позвоночного столба. Окраска большинства видов была типичной для пелагических хищников — так называемый принцип противотени, включающий темную верхнюю часть туловища и светлое брюшко. Линейные размеры ихтиозавров варьировались в широких пределах: типичные представители достигали 2–4 метров в длину (несколько крупнее человека), однако существовали и гигантские формы, чья длина оценивается до 23 метров.
Образ жизни и физиология
В связи с полной утратой способности выходить на сушу для откладывания яиц, как это делают морские черепахи, ихтиозавры эволюционно перешли к строгому живорождению. Ископаемые остатки из триасовых отложений содержат неоспоримые доказательства того, что эмбрионы развивались непосредственно внутри тела матери. Палеонтологи предполагают наличие у них плаценты или аналогичного органа, обеспечивавшего питание плода материнским организмом во время полноценной беременности, что сближает их репродуктивный цикл с современными живородящими млекопитающими и некоторыми рептилиями.
Все представители отряда являлись активными хищниками. Основу рациона большинства видов составляла рыба, а также разнообразные головоногие моллюски (аммониты, белемниты, кальмары), чрезвычайно многочисленные в морях мезозоя. Некоторые специализированные формы обладали мощным челюстным аппаратом, способным дробить жесткие раковины моллюсков. Крупные виды являлись апекс-хищниками второго порядка и могли охотиться на более мелких сородичей. Благодаря развитому жировому слою, ихтиозавры представляли собой высокопитательную добычу для более крупных морских рептилий позднего мезозоя.
Систематика и эволюция отдельных таксонов
Отряд включает множество семейств и родов, демонстрирующих различные уровни эволюционного развития. Одной из характерных ранних форм является род Темнодонтозавр, обитавший в раннеюрскую эпоху (период, непосредственно следовавший за триасом). Эти животные сочетали в себе примитивные и продвинутые черты: узкие ласты с тремя или четырьмя пальцами, длинную морду и мощные зубы. В отличие от поздних форм, плавающих преимущественно за счет движений хвоста, ранние темнодонтозавры передвигались, извиваясь всем телом. Род характеризовался видовым разнообразием: помимо вида платиодон, питавшегося кальмарами, существовал массивный семиметровый бургундский вид, охотившийся на мелких ихтиозавров, короткомордый вид с крупными корнями зубов, адаптированный к добыче большого размера, и вид лонгирострис (длиной около 4 метров) с экстремально вытянутой мордой.
В средне- и позднеюрскую эпохи (около 165–150 миллионов лет назад) получили распространение такие формы, как Офтальмозавр. Этот шестиметровый хищник специализировался на питании моллюсками и отличался феноменально большими глазами, защищенными склеротическим кольцом из костяных пластин. Данная структура позволяла глазу сохранять свою форму под воздействием колоссального давления. Офтальмозавры были глубоководными ныряльщиками, способными погружаться на глубину до 600 метров и оставаться под водой около 20 минут. Подводная крейсерская скорость животного составляла около 7 км/ч. Считается, что глубоководный и ночной образ жизни помогал им избегать встреч с гигантскими хищниками юрских морей — плиозаврами (в частности, лиоплевродоном).
Последними представителями отряда, существовавшими в меловом периоде, были платиптеригии. Это были крупные животные длиной до 9 метров с массивным телосложением, низким черепом, длинной мордой и закругленной головой. Анатомия платиптеригиев претерпела ряд изменений: первые три шейных позвонка срослись, хвостовой плавник стал сравнительно невысоким, а в передних конечностях развилась многопалость — количество пальцев в ласте достигало десяти. Зубы приобрели массивные квадратные корни. Исследователи предполагают, что платиптеригий был полностью лишен слуха. Питался этот вид некрупной рыбой и мелкими головоногими моллюсками.
История изучения и палеонтологические находки
Первые научные описания ихтиозавров появились в начале XIX века. Ископаемые остатки этих рептилий обнаруживаются по всему миру, включая территории Северной и Южной Америки (например, Аргентины) и Индии, что указывает на их повсеместное пелагическое распространение.
Огромное количество находок, в том числе целые скелеты, сделано на территории Российской Федерации и сопредельных государств, где в мезозойскую эру плескались воды древних морей, в том числе океана Тетис. Обширные скопления окаменелостей мелового периода зафиксированы в Поволжье (Ульяновская и Саратовская области), где было открыто по меньшей мере четыре вида платиптеригиев, включая особей с полутораметровыми черепами. Значимые находки сделаны в Московской области. Научные открытия продолжаются и в XXI веке: в 2020 году окаменелости ихтиозавра были найдены школьниками в Дагестане, а в 2021 году полный скелет был извлечен в Кировской области. Находки также регулярно фиксируются на Дальнем Востоке (в Приморье). В 2016 году исследовательская экспедиция школьников в Казахстане (территория которого была дном моря Тетис) обнаружила прекрасно сохранившийся семиметровый скелет и череп ихтиозавра.