Вернемся на минутку к концу палеозоя, когда резко стал меняться климат. Наступило оледенение. В то же время происходило поднятие огромных пространств суши. Океаны и моря отступали. Болот стало несравненно меньше. Появились обширные сухие равнины, а местами и пустыни. Земноводным пришлось туго в новой обстановке: мало стало воды для развития икры, для поддержания влажности кожи. Приспособления, которыми обладали земноводные, теперь оказались недостаточными для жизни на суше. У некоторых из них, как например у наших жаб, кожа покрыта бородавками. Существовали и покрытые чешуей. Этим легче всего было перебраться в сухие места и дать начало новым породам. Но и с ними должны были при этом произойти большие перемены. Прежде всего — в способе размножения. Откладывание икры стало невозможным. Оно заменилось иным способом развития. Прежде всего икринки начали дольше задерживаться в теле, где вырастали и покрывались плотной оболочкой. Но одного этого было мало.
Надо принять в расчет еще то, что икринки земноводных очень многочисленны и вылупившиеся из них личинки дышат жабрами. Они долго плавают в воде и питаются там той пищей, которую находят в иле и на водяных растениях. С переходом к наземной жизни такое развитие стало уже невозможным. На суше эти беспомощные рыбообразные личинки обречены на гибель. Но они выживают, если икринки превращаются в яйца, а жаберное дыхание заменяется легочным. Ни у пресмыкающихся, ни у их потомков — птиц и млекопитающих — никогда жаберного дыхания не бывает ни во взрослом состоянии, ни в зародышевой жизни. Даже если эти животные снова возвращаются к жизни в воде, как например киты, они для дыхания поднимаются на поверхность воды и набирают в легкие воздух. Это — важная перемена, за которой неизбежно последовали и другие. Так, огромным преимуществом в борьбе за существование было образование у пресмыкающихся двух особых зародышевых оболочек, которые остались у всех птиц и млекопитающих. Одна из них называется водной оболочкой (амнион), другая — дыхательной (аллантоис, мочевой мешок). Обе эти оболочки служат для того, чтобы развивающийся зародыш мог пользоваться атмосферным воздухом.
Яйцо пресмыкающегося или птицы сильно отличается от икринки рыбы или земноводного. В яйце собран питательный желток — запас продовольствия для зародыша, который сам себе не может добывать пропитания, как головастик лягушки. Этого продовольствия хватает зародышу на все время его развития, пока он не станет способным питаться самостоятельно (у пресмыкающихся).
Сложное яйцо пресмыкающегося покрыто защитной оболочкой — скорлупой, — далеко не такой твердой, как у птиц. Яйца откладываются на землю, где и происходит их развитие. Как только образуется зародыш, из его брюшной стенки вырастает двойная складка, которая разрастаясь окружает зародыш целиком. Между обеими складками скопляется жидкость, за что эти складки получили название «водной оболочки». Эта оболочка отделяет зародыш от окружающего мира с его опасностями и неожиданностями. Если кто-нибудь толкнет или покатит яйцо, водная оболочка, как хорошие рессоры, предохранит его от сотрясения. Если воздух сильно нагреется, водная оболочка не даст яйцу перегреться или высохнуть; если внезапно станет холодно, как бывает по ночам в местах с сухим климатом, оболочка и тут придет зародышу на помощь: холод не так скоро доберется до него через слой воды.
Другая зародышевая оболочка — дыхательная, или мочевой мешок, — возникает сходным путем, как и водная оболочка, и тоже состоит из двух слоев. Она служит главным образом для дыхания воздухом. В связи с этим мочевой мешок лежит снаружи от водного мешка, т. е. между этим последним и скорлупой яйца. Такое его положение вполне понятно: ведь он должен находиться как можно ближе к наружному воздуху, чтобы поглощать из него необходимый для дыхания кислород и отдавать скопляющийся в зародыше углекислый газ. На поверхности мочевого мешка ветвится густая сеть кровеносных сосудов, связанных с сосудами зародыша. По кровеносным сосудам кислород из мочевого мешка переносится к зародышу.
Яичная скорлупа пронизана множеством мелких отверстий, которые хорошо видны через увеличительное стекло. Через эти отверстия кислород все время просачивается в яйцо, а углекислый газ выходит из него. Пока зародыш развивается, яйцо энергично дышит. Если эти отверстия замазать, покрыв, например, яйцо лаком, то зародыш скоро погибнет от задушения, как человек, которому сдавили горло. Стало-быть, мочевой мешок служит для дыхания и работает, как легкие, а не как жабры. Положенное в воду яйцо не может развиваться, и зародыш задыхается, как всякое легочное животное, погруженное в воду. Такие яйца, снабженные водной оболочкой и мочевым мешком, пресмыкающиеся откладывают в песок или прячут в укромной норке, согреваемой солнцем. Через несколько недель из них вылупляется подвижная молодь. Если же пресмыкающимся иногда приходится жить в воде, как например крокодилам или морским черепахам, то для размножения и кладки яиц они все же выходят на берег.