Амниоти: тетраподи, амниотно яйце и адаптация към сушата
Открийте амниотите — тетраподи с амниотно яйце, еволюционна адаптация към сушата, ролята на Synapsida и Sauropsida и ключът към сухоземния живот.
Амниотите са таксономична група животни: всички тетраподи с изключение на земноводните. Произходът им се проследява до късния карбон (преди ~320–300 милиона години) и оттогава те се разпространяват в почти всички сухоземни местообитания — от пустини до гори и от планини до брегови зони.
Какво ги отличава
Те са сухоземните гръбначни животни, които снасят клидоидни яйца или развиват ембрионите си вътре в тялото на майката с използване на същите защитни мембрани. Основните отличителни черти на амниотите включват:
- Амниотно яйце с допълнителни ембрионални обвивки, които защитават ембриона и позволяват развитие извън стояща вода.
- Вътрешно оплождане, което е често срещано и позволява оплождане в сухи условия.
- По-добра кожна бариера — кожа, богата на рогови образувания или люспи, която намалява изпарението на вода.
, като по-ефективно дишане и отделяне (например по-напреднали бъбреци и уреотел), които подпомагат живот в сухи условия.
Ембрионални мембрани и строеж на яйцето
Ембрионите на амниотите се снасят като яйца или се развиват в женската. Тези ембриони са защитени от няколко мембрани: амнион (пълни с течност, осигуряващ амниотична среда), алантоис (за съхранение на отпадъци и газообмен), саркол или сак на жълтъка (хранителен резерв) и хорион (външна обвивка, участваща в газообмена). Заедно тези обвивки позволяват на развитието да протича без контакт с околната вода и осигуряват повече хранителни запаси в сравнение с яйцата на земноводните.
Изобретяването на клеидовото яйце и неговите ембрионални мембрани е основната причина яйцата на амниотите да не се снасят във вода. Яйцето може да има твърда варовикова черупка (например при птици и много влечуги) или по-гъвкава кожеста обвивка (при някои влечуги и при първичните амниотни), но винаги служи като бариера срещу изсъхване и като механична защита.
Класификация и еволюция
Две надгрупи съставляват амниотите: Synapsida (пеликозаври, териодонти и бозайници) и Sauropsida (всички влечуги, включително динозаври и птици). Тези две линии след това са се разклонявали и адаптирали към най-различни екологични ниши — от дървесни към организми, живеещи в пустини, и от сухоземни към обратно завръщане във водата.
В рамките на Synapsida еволюцията води към съвременните бозайници, които показват голямо разнообразие в стратегията на размножаване — от яйцекладущи (монотреми) до живородни с плацентарни системи при еутерианите. В Sauropsida се развиват класическите „влечуги“, птиците (като потомци на тероподните динозаври) и разнообразни форми с различни жизнени стратегии.
Адаптация към сушата и вторични завръщания във водата
Изобретяването на амниотното яйце е ключов фактор, който позволява амниотите да колонизират сушата в много по-широк обхват от земноводните. По-нататъшни адаптации включват по-здрава, по-малко пропусклива кожа, промени в белите дробове и в способността за терморегулация и пестене на вода.
Така, за разлика от земноводните, амниотите са истински сухоземни. На второ място, много влечуги и бозайници са се върнали във водата, а бозайниците раждат малките си на живо, както и някои групи влечуги. Тази еволюционна гъвкавост е много по-рядко срещана при земноводните. Примери за вторично водно приспособяване са китоподобните (китове и делфини), тюлени и морски костенурки, които въпреки водния начин на живот имат амниотни характеристики в развиването на ембриона.
Значение и съвременни примери
Амниотите включват голямата част от днешното разнообразие от гръбначни: всички влечуги (включително птиците) и всички бозайници. Тяхната еволюционна иновация — защитеният, самостоятелен ембрионален развой — е позволила появата на сложни социални структури, полети при птиците, висококвалифицирани мозъци при бозайниците и множество адаптации към екстремни местообитания.
Кратка справка: основни ембрионални мембрани — амнион, алантоис, хорион, сак на жълтъка; две главни линии — Synapsida и Sauropsida; ключова иновация — клидоидни яйца (клеидоидно/клеидово яйце), позволяващи независимост от сладководни развъждания.
Еволюционна история
Първите амниоти, като Casineria, са изглеждали като малки гущери. Те са се развили преди около 340 милиона години, в мисисипския или долния карбон. Яйцата им са могли да оцелеят извън водата. Това позволило на амниотите да се придвижват в среди с по-малко вода. Амниотите се придвижват по Земята. Повечето гръбначни животни, които живеят на сушата, са амниоти, както и повечето от дишащите въздух морски животни.
Много рано в еволюционната история на амниотите те се разделят на две основни линии - синапсиди и зауропсиди, които се запазват и в съвременната епоха.
Най-старият известен фосилен синапсид е Protoclepsydrops отпреди около 320 милиона години, а най-старият известен зауропсид вероятно е Paleothyris, от разред Captorhinida, от епохата на средния Пенсилван (преди около 306-312 милиона години).
Яйца
Можем да предположим, че предците на амниотите са снасяли яйцата си на влажни места, тъй като такива скромни по размер животни не биха имали затруднения да намерят вдлъбнатини под паднали дънери или други подходящи места в древните гори, а сухите условия вероятно не са били основната причина за появата на меката черупка.
При рибите и земноводните има само една вътрешна мембрана, наричана още ембрионална мембрана. При амниотите вътрешната анатомия на яйцето еволюира допълнително и се развиват нови структури, които се грижат за газовия обмен между ембриона и атмосферата, както и за справяне с проблемите с отпадъците. За да се развие по-дебела и по-здрава обвивка, са били необходими нови начини за снабдяване на ембриона с кислород, тъй като само дифузията не е била достатъчна.
След като яйцето развива тези структури, по-нататъшното усъвършенстване позволява на амниотите да снасят много по-големи яйца в много по-сухи местообитания. По-големите яйца са позволили да се създаде по-голямо потомство, а по-големите възрастни са могли да произвеждат по-големи яйца, така че амниотите са станали по-големи от своите предци. Истинският растеж обаче не е бил възможен, докато не са престанали да разчитат на дребните безгръбначни като основен източник на храна и не са започнали да се хранят с растения или други гръбначни животни, или не са се върнали във водата. Новите навици и по-тежките тела означавали по-нататъшна еволюция за амниотите, както в поведението, така и в анатомията.
Три групи
Съществуват три основни линии амниоти, които могат да бъдат разграничени по структурата на черепа и по-специално по броя на темпоралните фенестри (отвори) зад окото. При анапсидите (костенурките) няма такива, при синапсидите (бозайниците и техните изчезнали роднини) има една, а при повечето диапсиди (неанапсидни влечуги, включително динозаври и птици) има две.
Скелетните останки на амниотите имат поне два чифта кръстни ребра, гръдна кост в гръдния пояс (областта на раменете) и астрагална кост в глезена.
Класификация
Опростената филогенеза на тетраподите е следната:
- Гръбначни животни
- Sarcopterygii (лопатовидни риби)
- Тетраподи
- Земноводни (Amphibia)
- Амниоти от стъблената група
- Синапсиди (терапсиди, бозайници)
- Sauropsids (всички влечуги, птици)
Това може би е по-добре от по-старата таксономия, която включва последните клонове, като птици и бозайници, като класове само по традиционни съображения.
Традиционна таксономия
- Tetrapoda
- Amniota
- Клас Synapsida - "влечуги", подобни на бозайници
- Клас Mammalia - Бозайници
- Клас Sauropsida - Влечуги
Свързани страници
Въпроси и отговори
В: Какво представляват амниотите?
О: Амниотите са таксономична група животни, която включва всички тетраподи с изключение на земноводните.
В: Кои гръбначни животни се считат за амниоти?
О: Всички видове сухоземни гръбначни животни, включително влечуги (динозаври и птици), бозайници (пеликозаври и териодонти).
В: Каква е разликата между яйцата на земноводните и амниотите?
О: Яйцата на земноводните се нуждаят от вода, за да се развиват, докато яйцата на амниотите не се нуждаят. Изобретяването" на яйцето на кливида и неговите ембрионални мембрани е основната причина, поради която яйцата на амниотите не трябва да се снасят във вода.
Въпрос: Какво предпазва ембрионите на амниотите?
О: Ембрионите на амниотите са защитени от няколко мембрани.
В: Всички амниоти снасят ли яйца?
О: Не, някои амниоти развиват ембриони в женската и раждат живи малки.
В: Амниотите изключително сухоземни ли са?
О: Амниотите са предимно сухоземни, но някои видове, като влечугите и бозайниците, могат да се връщат във водата.
В: Еволюционната гъвкавост е по-голяма при земноводните или при амниотите?
О: Еволюционната гъвкавост при земноводните е много по-малка в сравнение с амниотите.
обискирам