Почему у змей нет ног?

Около 125 миллионов лет назад произошла настоящая змеиная революция: по планете распространились рептилии, которых опасаются многие люди. Они могут плавать, лазить по деревьям, заглатывать целую добычу, во много раз превышающую их самих... Но при этом не могут ходить и пережевывать пищу. Порталlivescience.com рассказал о причудливой истории эволюции змей.

Предполагается, что загадочные первобытные змеи лежат в основе семейного древа, но проблема в том, что их окаменелые останки до сих пор не найдены. Самые старые ископаемые змеи были обнаружены в самых разных средах, поэтому трудно точно понять, из какой среды обитания они выползли.

Одна из популярных гипотез гласит, что змеи появились под землей. Первоначальная идея основывалась на том, что слепые змеи, обитающие на самой нижней ветке дерева, имеют очень рудиментарные глаза. Они приспособлены к жизни в муравейниках и термитниках; даже неправильный прикус, возникающий в результате странной формы черепа, помогает им избегать поедания грязи.

А в конце 20 века появились доказательства, подтверждающие еще одну гипотезу – о том, что змеи могли зародиться в море. Ученые описали ранних змей, которые жили около 100 миллионов лет назад на Ближнем Востоке, когда нынешняя часть суши находилась под водой. Змей также связывают с мозазаврами, вымершими морскими рептилиями. Но сегодня эта теория уже не используется: существуют и другие, более ранние змеи, несомненно, наземные. Таким образом, в настоящее время существует мнение, что эти пловцы с Ближнего Востока перешли в море с суши.

На территории современной Патагонии найдена целая сокровищница окаменелостей змей, таких как Najash rioegrina (95 миллионов лет назад) и Dinilysia patagonica (80 миллионов лет назад). Но где жили эти южноамериканские змеи? Динилизии, скорее всего, были наземным видом, но на Наджаша ответить сложнее. Дело в том, что у этой рептилии весьма специфическая форма черепа и спины, которые намекают на то, что она провела под землей как минимум какое-то время. Но оба патагонских вида были крупными, как современные питоны. Они могли вести схожий образ жизни: прятаться от угроз под землей, а охотиться на поверхности.

Еще одним важным шагом в эволюции змей было, конечно же, избавление от ног. Эта мера не такая радикальная или инновационная, как вы думаете: среди рептилий несколько долговязых и тощих групп сделали то же самое. При проживании под землей или в высокой траве конечности лишь создают дополнительное сопротивление. Однако змеи были одними из первых рептилий, приспособивших эту оптимизированную форму к разнообразным средам обитания.

По оценкам учёных, змеи отказались от ног 150-125 миллионов лет назад, но когда и где именно, сказать сложно. У найденных окаменевших змей были задние ноги, но не было передних, хотя статус Dinilysia не совсем ясен, поскольку не удалось на 100% подтвердить наличие у этих окаменелостей тазовой области. Четвероногий предок змей должен существовать, но пока он является недостающим звеном в цепи.

Как бы то ни было, змеи отличаются от других безногих рептилий рядом других эволюционных изменений. Около 125 миллионов лет назад их черепа, рацион питания и позвоночники резко изменились, что помогло им диверсифицироваться и распространиться по планете.

Возможно, самой важной вехой стало развитие гибких черепов, состоящих из фрагментов костей, соединенных мягкими тканями; возможно, они появились еще до того, как змеи отказались от ног. У большинства змей череп похож на бутерброд: кость сверху, кость снизу, мозг внутри и открыт по бокам. Но у змей он больше похож на трубку, открытую только со стороны лица и позвоночника. Это, в свою очередь, открыло путь к эволюции широко раскрытых челюстей, которые позволяют питону, например, проглотить свинью целиком.

Наконец, примерно в то же время змеи стали длиннее, добавив сотни позвонков между шеей и гениталиями. Чем длиннее животное, тем быстрее оно может двигаться. Дополнительная площадь поверхности вокруг брюшка позволяет змеям более эффективно ползать и лазить по деревьям или, в случае водных змей, плавать.