Диапсиди — влечуги с две дупки в черепа: анатомия, функция и еволюция
Диапсиди: открий анатомията, функцията и еволюцията на влечугите с две дупки в черепа — от мускулна механика до леките черепи и захапката на динозаврите.
Диапсидът е в превод „влечуго с две дупки“ — при диапсидните черепи на всяка страна, зад очите, има по два времеви отвора (temporal fenestrae). Това структурно решение се среща при повечето съвременни влечуги и при голяма част от влечугоподобните в историята на гръбначните; то не е характерно за бозайниците, които произхождат от различна група (синапсиди) и имат един временен отвор (синапсиден тип) или при някои форми — модифицирани варианти.
Анатомия и наименование
Двата отвора зад очите обикновено се наричат горен и долен временен отвор. Те представляват области, където костната стена на черепа е пробита и оставя място за мускулни влакна и меки тъкани. При някои групи тези отвори са големи и ясно очертани; при други са редуцирани или частично покрити с костни пластини в резултат на еволюционни промени.
Функции
- Закрепване и разширение на челюстните мускули: временните отвори позволяват мускулите на захапката да се залавят за допълнителни кости и — когато се свиват — да „издуват“ в пространството на отвора. Това дава възможност за по-голяма мускулна маса при запазване на относително лек череп.
- Намаляване на теглото на черепа: по-малко кост означава по-малко тегло без значителна загуба на структурна устойчивост.
- Подобряване на механиката на челюстта: чрез промяна на ъгъла на прикачване и дължината на мускулните лоста се постига по-ефективен предавателен механизъм за сила, което води до по-силна или по-бърза захапка.
- Еволюционни и вторични функции: в някои групи отвори/камери могат да участват и в терморегулация, намаляване на вибрации или промени в резонанса при издаване на звуци.
Еволюция и разнообразие
Диапсидната организация се появява рано в еволюцията на сухоземните гръбначни и дава началото на две големи линии: лезоформни диапсиди (например гущери и змии) и архозаври (към които спадат крокодили, динозаври и по-късно птиците). Много динозаври и по-специално големите тероподи развиват широко изразени временни отвори — това е едно от обясненията защо при тях черепът може да бъде едновременно сравнително лек и в същото време да осигурява огромна сила на захапката. Пример за видим череп с такава адаптация е този на алозавъра, където костната структура е сведена до своеобразна мрежа от подпори.
Има и изключения и усложнения: някои съвременни групи са редуцирали временните отвори или са ги модифицирали по вторичен начин. Спорен остава въпросът за щитовидните костенурки — традиционно техният череп е описван като анапсиден (без такива отвори), но някои данни поддържат хипотезата, че костенурките могат да са вторично модифицирани диапсиди.
Практическо значение за палеонтологията
Функционалните и морфологични промени във временните отвори дават важна информация за начина на живот, хранителните навици и филогенетичните връзки на изкопаемите видове. При дългите редици от динозаври и техните сродници промяната в размера и формата на отвори често корелира с нарастване на размерите, промяна в диетата или специализация в начина на ловуване и хранене.
Като цяло, временните отвори са еволюционно ефективно решение: те позволяват комбинирането на лекост и здравина на черепа, увеличават потенциала за мощна захапка и дават възможност за разнообразни модификации в различните линии на диапсидите.
Връзка с други понятия: при разграничаването на черепните типове често се използват термините анапсиден (без отвори), синапсиден (един отвор на страна — типичен за прародителя на бозайниците) и диапсиден (два отвора на страна — разгледан тук). За допълнителна информация относно влечугите вижте и статията за влечуго и за черепната анатомия — черепа. За еволюционния контекст при динозаврите може да се консултира и статията за динозаврите.
Обща схема на черепа на диапсидите. Обърнете внимание на двата отвора в черепа зад окото
Череп на алозавър
На този череп на Massospondylus се виждат двете темпорални фенестри, типични за диапсидите, както и анторбиталната фенестра пред очите.
Euryapsids
При някои групи водни влечуги долният от двата отвора е изгубен, като е останал само един зад окото. Това се нарича евриапсидно състояние. Доста сигурно е, че то е вторично и че групите първоначално са били диапсиди. Групите включват:
Череп на еуриапсид
Въпроси и отговори
В: Какво е диапсид?
О: Диапсидът е вид влечуго, което има по две фенестри или дупки зад всяко око от двете страни на черепа си.
В: Каква е основната функция на дупките при диапсидите?
О: Дупките осигуряват място за закрепване на мускулите, което позволява подобряване на движенията на челюстта и намалява теглото на черепа.
В: Бозайниците имат ли състоянието на диапсидите?
О: Не, състоянието на диапсидите не се среща при бозайниците.
В: Как дупките на диапсидите допринасят за движенията на челюстта?
О: Дупките дават място за закрепване на мускулите и при свиване на челюстните мускули дават възможност за изпъкване на мускулите, което подобрява движенията на челюстта.
В: Какво е значението на черепа на алозавъра за еволюцията на диапсидите?
О: Черепът на алозавъра е доказателство за това как черепът е станал по-лек при динозаврите, особено при големите тероподи, но въпреки това е успял да осигури огромна сила на захапката.
В: Повечето влечуги ли се смятат за диапсиди?
О: Да, повечето влечуги се класифицират като диапсиди.
В: Защо намаляването на теглото на черепа е важно за диапсидите?
О: Намаляването на теглото на черепа позволява на диапсида да изразходва по-малко енергия, когато движи главата си, което подобрява цялостната му подвижност и ефективност.
обискирам