Амниот

Внешний вид и особенности

Фото: Как выглядит ихтиостега

Ихтиостега была длиной около полтора метра и имела небольшой спинной плавник по краю хвоста. Сам хвост обладал серией костистых опор, типичных для хвостовых опор, встречающихся у рыб. Другие признаки, сохраняющиеся у более ранних водных позвоночных, включают относительно короткую область морды, наличие преоперкулярной кости в области щеки, которая служит частью жабр, и множество мелких чешуек на теле. Продвинутые черты, характерные для четвероногих, включают ряд крепких костей, поддерживающих мясистые конечности, отсутствие жабр и сильных ребер.

Наиболее заметной особенностью осевого скелета ихтиостег является степень, в которой ребра перекрывают друг друга. Одно грудное ребро может перекрывать еще три или четыре задних, образуя бочкообразный «корсет» вокруг тела. Это говорит о том, что животное не могло согнуть туловище сбоку во время ходьбы или плавания. Позвонки не были хордовыми, но нервные дуги имели более заметные зигапофизы.

Можно предположить, что животное двигалось больше в результате дорсовентрального сгибания, чем при обычной боковой прогулке. Массивные передние конечности, возможно, использовались, чтобы подтянуть животное вперед, а затем согнуть пресакральную область, чтобы подтянуть заднюю часть. Задние конечности состояли из короткой, толстой бедренной кости с большим фланцем и приводящего глубокой межмыщелковой ямкой.

Большая, почти четырехугольная голень и более короткая малоберцовая кость были уплощены. Большой промежуточный продукт и малоберцовая кость включали большую часть костей лодыжки. Хорошо сохранившийся образец, собранный в 1987 году, показывает полный набор из семи пальцев, три маленьких на передней кромке и четыре полных сзади.

Животные считаются амниотами

Сауропсид Амниоты

Существует два основных подразделения амниот: амниоты зауропсид и амниоты синапсид. К амниотам с зауропсидой относятся рептилии и птицы. Формально это включает много разных групп, но амниоты у зауропсид обладают многими производными характеристиками, которые отделяют их от синапсид. Две группы развились примерно в одно и то же время от общего предка, который, вероятно, не был земным.

Это означает, что и синапсиды, и зауропсиды должны были адаптироваться к новой земной среде различными способами. Эти различия отражены в сердце в основном легкие и почки. У зауропсид обычно встречаются легкие фавеолярного типа, которые отличаются от легких синапсид. Фаволярные легкие имеют небольшие камеры, которые открываются в общее пространство. Сердцу зауропсид не хватает постоянно разделенного желудочка. В то время как у некоторых зауропсид (черепах и крокодилов) развились сердца, состоящие почти из 4 камер, они не являются синапсидным сердцем с физическим разделением между желудочками.

Амниоты зауропсид также выделяют отходы не так, как синапсиды. Зауропсиды обычно выделяют мочевую кислоту (белая паста в птичьих кормах). Это вещество выделяется из мочи в клоака где большая часть воды может быть поглощена. Это делает мочевую кислоту более эффективным с точки зрения воды способом выделения азотистых отходов по сравнению с синапсидным методом. Сауропсиды включают черепах, ящериц, крокодилов и птиц. Как правило, они откладывают яйца, хотя есть некоторые исключения.

Синапсид Амниоты

Синапсидные амниоты делают вещи немного по-другому, так как они отделены от зауропсид миллионы лет назад. Например, стратегией Synapsid по удалению отходов обычно является мочевина. Мочевина может быть сконцентрирована в синапсидной почке и выделена с небольшим количеством воды. Хотя это может быть не столь эффективно для воды, как мочевая кислота, это гораздо эффективнее, чем выделение аммиака, что обычно делают рыба и амфибия.

Сердце синапсид состоит из 4 камер с четко выраженным разделением между желудочками. Это повышает эффективность оксигенации кровь Обеспечивая отдельные пути для крови, идущей к сердцу и от него. Синапсиды развивали другие легкие, чем зауропсиды. Синапсидское легкое – это авеолярное легкое. Вместо маленьких карманов из центральной камеры, у легкого легкого есть много ветвей трахеи, каждая из которых заканчивается у авеолярного мешка.

Есть только 3 существующих группы синапсов, все из которых являются млекопитающими. Хотя у всех этих амниот все еще есть амниотические мешочки, у них также есть очень разные методы размножения. Однотонные, как утконос, до сих пор откладывают яйца в гнездах. Когда молодые люки кормят их молоком из желез в их кожа, как и все другие млекопитающие. Сумчатые представляют медиану между монотремами и плацентарными млекопитающими. Они развиваются в матке, но молодые рождаются в очень раннем возрасте. Они должны забраться вдоль матери в сумчатую сумку, где они могут питаться молоком до конца развития.

Плацентарные млекопитающие представляют остальную часть синапсидных амниот. Эти животные используют плацента или кислород и питательные вещества, проходящие через материнскую мембрану, для питания и питания потомства в утробе матери. При рождении потомство этих животных сравнительно больше всех амниот. Однако у плацентарных млекопитающих также меньше потомства по сравнению с зауропсидными амниотами.

Особенности характера и образа жизни

Фото: Вымершая ихтиостега

Возраст животного был установлен на уровне 370 миллионов лет и датирован девонским периодом. Ихтиостега — один из старейших известных четвероногих. Из-за своих особенностей, которые включают в себя характеристики как рыб, так и амфибий, Ichthyostega служила важным плацдармом и морфологическим доказательством теории эволюции.

У Ихтиостеги передние конечности, похоже, были тяжелыми, а предплечье не могло полностью вытягиваться. Пропорции морского слона являются ближайшим анатомическим аналогом среди живых животных. Возможно, Ихтиостега поднялась на скалистые пляжи, параллельно перемещая передние конечности и таща за собой задние конечности.

Животное было неспособно к типичным походкам четвероногих, поскольку у передних конечностей не было необходимого диапазона вращательного движения. Однако, точный образ жизни Ихтиостеги еще не ясен из-за ее необычных особенностей.

Определение амниот

Амниоты – это позвоночные организмы, которые имеют плод ткань известный как амнион, Амнион представляет собой мембрану, полученную из ткани плода, которая окружает и защищает плод, Амнион может быть найден в яйце, как у ящериц и птиц, или амнион может просто заключить плод в матка.

Амниоты включают большинство позвоночных, исключая рыб и амфибий. Рыба и амфибия являются анамниотами, что означает «без амниона». Яйца этих вид часто лежат в воде, которая защищает их от повреждения или раздавливания. Напротив, большинство амниот являются наземными и требуют амниона для защиты развивающегося плода под действием силы тяжести. Единственными исключениями являются киты, которые живут исключительно водной жизнью. Они разработали амнион до того, как их предки вернулись в море. Некоторые морские черепахи тоже любят в море, но возвращаются на сушу, чтобы отложить яйца, что делает необходимый амнион.

Социальная структура и размножение

Фото: Ихтиостегаи

Предполагается, что ихтиостеги и ее родственники проводили время, греясь на солнце, чтобы поднять температуру своего тела. Они также возвращались в воду, чтобы охладиться, поохотиться за едой и размножиться. Их образ жизни требовал сильных передних конечностей, чтобы вытащить из воды хотя бы переднюю часть, и более сильную грудную клетку и позвоночник, чтобы поддержать их, загорая на животе, как современные крокодилы.

Вода была для ихтиостеги обязательным требованием, поскольку яйца самых ранних наземных четвероногих не мог выжить вне воды, поэтому воспроизведение не могло произойти без водной среды. Вода также была необходима для их личинок и внешнего оплодотворения. С тех пор большинство наземных позвоночных разработали два метода внутреннего оплодотворения. Либо прямой, как видно у всех амниот и нескольких амфибий, либо непрямой для многих саламандр, помещая сперматофор на землю, который затем поднимается самкой.

Радиационный взрыв амниот

Древний Амниот

Амниоты — это группа из около 20 600 видов четвероногих (из 24 800), которые приобрели способность производить очищенные амниотические яйца , предлагая эмбрионам возможность развиваться в водной среде, защищенной от высыхания, что позволило им освободиться от водная среда для их спаривания и нереста.

По этой функциональной способности дифференцировались группы амниот, характерные для адаптивной радиации, занимающие многие экологические ниши . Среди наиболее конкретных можно отметить:

• В черепах диверсифицируют защитное костные пластины условия сгенерированных кож (в той же функциональной логике, моллюски , около 200 миллионов лет назад).
• В squamates сохранил способность к размножению из воды, но среди них змей и несколько других групп постепенно эволюционировали в червеобразных стадию, давая движение на конечностях.
• В динозавры также испытали адаптивную радиацию в наземной среде (воздух , и если мы будем рассматривать птиц как динозавры). Исчезновение многих линий в течение мезозоя — кайнозойский перехода покинуло поле открытого для излучения от млекопитающих .
• В млекопитающих , из cynodonts перехода палеозоя — мезозоя , были многочисленны и более разнообразны , чем сегодня «s перспективной филогенетического но не морфологическая точка зрения до исчезновения мелового палеогена большинство из них были маленькие, насекомоядных и крысы , как. Вымирание динозавров (кроме птиц) освободило многие экологические ниши и позволило эволюционному излучению млекопитающих, которое, в свою очередь, произвело линии очень разных форм и размеров на суше, в воздухе или на море .

Место амниот среди животных

Амниоты

У амниот (рептилий, птиц и млекопитающих) различают осевой скелет, скелет головы (череп) и скелет конечностей. Осевой скелет состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового отделов.

У всех трех классов амниот произошли принципиальные преобразования водного обмена, связанные с выделительной функцией. Пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие обладают тазовыми потами; в которых в отличие от почек рыб отсутствуют воронки, открывающиеся в полость тела. Такая структура почек обеспечивает резкое снижение водных потерь путем отключения пассивного выведения воды из полости тела. Вода выводится только фильтрацией; в почечных канальцах идет активный процесс реабсорбции влаги из состава первичной мочи.

Рассмотренные особенности строения кожи амниот не создают полной непроницаемости покровов, но снижают водные потери этим путем: у рептилий испарение через кожу составляет 66—68 % экстра-ренальных (внепочечных) потерь воды, а у птиц — 50—60 %. Доля кожи в отдаче воды выше у видов, обитающих во влажных условиях, и ниже у обитателей засушливых биотопов.

В результате общий уровень кожных влагопотерь у амниот намного ниже, чем у животных с влажными, слизистыми покровами. Так, у рептилий, обитающих в засушливых условиях, уровень кожного испарения сопоставим с испарением с поверхности тела у насекомых.

Среди позвоночных наиболее совершенные адаптации к жизни в воздушной среде сформировались у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Эта три класса объединяются в группу амниот (Amniota), специфические особенности морфологии и физиологии которой целиком связаны с преобразованиями водного обмена, открывающими возможность существования в полном отрыве от водной среды. Помимо приспособлений к размножению вне водоемов принципиальные изменения водного обмена у этих животных, как и у наземных беспозвоночных, связаны с эффективным использованием метаболической воды и с морфофизиологическими особенностями покровов и выделительной системы.

Нервная система также характеризуется прогрессивными чертами. В частности, головной мозг имеет черты, характерные для мозга наземных животных. В продолговатом мозгу сформирован изгиб, который обычно встречается у всех амниот. Сформирован также зачаток коры больших полушарий мозга. От головного мозга отходят черепномозговые нервы (12 пар). Характерно более совершенное зрение за счет возможности изменения кривизны хрусталика. В ресничном теле развита поперечно-полосатая мускулатура. В органах слуха увеличена улитка, в слуховой капсуле имеется второе отверстие. Органы обоняния отличаются большой развитостью носовых раковин, развитием вторичного нёба. Очень развит якобсонов орган, обеспечивающий восприятие запаха добычи.

Класс Пресмыкающиеся (КериИа) — это первые настоящие наземные позвоночные. Количество видов в этом классе достигает 7000. Обитают во многих зонах земного шара. Характерной особенностью их является то, что они размножаются на суше яйцами, дышат исключительно легкими, а кожа имеет роговые покрытия. Для яиц характерно наличие защитной оболочки (скорлупы) и большое количество желтка, что уже само по себе означает первое приспособление к жизни на суше. У организмов этого класса развились также оболочки, окружающие эмбрион (одна из этих оболочек есть амнион). Благодаря этим важным репродуктивным приспособлениям пресмыкающихся относят к амниотам (вместе с птицами и млекопитающими).

Строение дыхательной системы птиц во многом отличается от других наземных позвоночных. Легкие птиц не эластичны и состоят из системы тонких воздухоносных трубочек — парабронхов, сообщающихся через более крупные мезобронхи с воздушными мешками. Количество проходящего через легкие воздуха определяется объемом воздушных мешков, пять пар которых функционально подразделяются на две группы: передние и задние. Связь их с легкими морфологически организована таким образом, что открывается возможность движения воздуха по парабронхам в одном направлении (от задних воздушных мешков к передним) как при вдохе, так и при выдохе. Дыхательный аку, как и у всех амниот, происходит с участием подвижных ребер и грудины.

Характеристики

Из-за расхождения между стеблевыми четвероногими  (не) водными и амниотическими рептилиоморфными четвероногими последние испытывают эволюционное излучение . Их «  выход из вод  » сопровождается колонизацией многочисленных экологических ниш земной биосферы, что дает им возможность эволюционного излучения, причем возможности диверсификации таковы, что появилось большое разнообразие организаций и планов размеров. Это разнообразие особенно очевидно в черепно-лицевой области, где сосредоточены органы чувств , особенно в отношении пищи и перехода к хищническому поведению .

Где обитает ихтиостега?

Фото: Ихтиостега в воде

Остатки ихтиостега были найдены в Гренландии. Хотя точный ареал обитания вида неизвестен, можно предположить, что ихтиостеги являлись обитателями северного полушария. И населяли нынешние воды Атлантического и Северного ледовитого океана. Для девонского периода характерен относительно теплый климат и, вероятно, отсутствие ледников. Расхождение температуры от экватора к полюсам были не столь большим, как сегодня. Погода также была очень засушливой, в основном вдоль экватора, где была самая сухая погода.

В то время не отмечается соответствующее увеличение концентраций CO², а континентальное выветривание увеличивается (как показывают более высокие температуры). Кроме того, ряд свидетельств, таких как распределение растений, указывает на потепление позднего девона. Именно в этим периодом датируются найденные окаменелости. Возможно, что ихтиостеги сохранялись в следующем каменноугольном периоде. Их дальнейшее исчезновение, возможно, связано с понижением температуры в местах их обитания.

В этот период климат затронул доминирующие организмы в рифах, микробы были основными рифообразующими организмами в теплые периоды, а кораллы и строматопороидные губки играли доминирующую роль в более холодные времена. Потепление в конце девона, возможно, даже способствовало исчезновению строматопороидов.

Теперь Вы знаете где водилась ихтиостега. Давайте же посмотрим, что она употребляла в пищу.

Четыре ордена Рептилий

Testudines

Тестудины, или черепахи, возможно, произошли от анаспидов, но их точное происхождение неизвестно и активно обсуждается. Окаменелости датируются примерно 220 миллионами лет назад и обладают удивительно похожими характеристиками. Эти первые черепахи сохраняют тот же строение тела, что и все современные тестудины, и в основном являются травоядными, а некоторые питаются исключительно небольшими морскими организмами. Считается, что оболочка торговой марки произошла от продолговатых частей их позвоночника и расширенных ребер, которые срослись вместе. Это подтверждается ископаемым Odontochelys semitestacea , у которого есть неполная раковина, происходящая из ребер и позвоночника. У этого вида также были зубы с клювом, что свидетельствует о том, что это переходная окаменелость, хотя это утверждение до сих пор остается спорным. Этот панцирь эволюционировал для защиты от хищников, но также в значительной степени замедляет наземные виды. Это привело к вымиранию многих видов в последнее время. Из-за того, что чужеродные виды превосходят их за пищу и не могут убежать от людей, в этом порядке есть много исчезающих видов.

Sphenodontia

Sphenodontians возник в середине триаса и в настоящее время состоит из единственного рода tuatara , в который входят два исчезающих вида, обитающих в Новой Зеландии и на некоторых из небольших окружающих ее островов. Их эволюционная история наполнена множеством видов. Недавние палеогенетические открытия показывают, что туатары склонны к быстрому видообразованию.

Squamata

Самый последний отряд рептилий, чешуйчатых, известен наличием подвижной квадратной кости (придающей им движение верхней челюсти), роговой чешуей и гемипенами . Они происходят из ранней юры и состоят из трех подотрядов: Lacertilia (парафилетический), Serpentes и Amphisbaenia . Несмотря на то, что они являются самым последним отрядом, чешуйчатые содержат больше видов, чем любой другой отряд рептилий. Скваматы представляют собой монофилетическую группу, включенную вместе со Sphenodontia (например, tuataras ) в Lepidosauria . Последний надотряд вместе с некоторыми вымершими животными, такими как плезиозавры , составляет Lepidosauromorpha , сестринский инфракласс группы Archosauromorpha , в которую входят крокодилы, черепахи и птицы. Хотя чешуйчатые окаменелости впервые появляются в ранней юре , митохондриальная филогенетика предполагает, что они эволюционировали в конце перми . Большинство эволюционных взаимоотношений внутри чешуек еще полностью не выяснены, а отношения змей с другими группами являются наиболее проблематичными. Судя по морфологическим данным, считается, что ящерицы-игуаниды очень рано отделились от других чешуек, но недавние молекулярные филогении , основанные как на митохондриальной, так и на ядерной ДНК , не подтверждают это раннее расхождение. Поскольку у змей молекулярные часы быстрее, чем у других чешуекрылых, и существует немного ранних окаменелостей змей и предков змей, трудно установить связь между змеями и другими группами чешуекрылых.

Крокодилы

Первыми организмами, которые продемонстрировали аналогичные характеристики крокодилов, были круротарси , появившиеся в начале триаса 250 миллионов лет назад. Это быстро привело к появлению клады Eusuchia 220 миллионов лет назад, что в конечном итоге привело к отряду крокодилов, первый из которых возник около 85 миллионов лет назад в конце мелового периода. Самые ранние ископаемые остатки евзухий относятся к роду Isisfordia . Ранние виды в основном питались рыбой и растительностью. Они были наземными, у большинства из них были длинные ноги (по сравнению с современными крокодилами), а многие были двуногими. По мере роста диверсификации появилось много высших хищников, которые в настоящее время вымерли. Современные Crocodilia возникли благодаря определенным эволюционным чертам. Полная потеря двуногости была заменена на низкую стойку на четвероногих ногах в пользу легкого и менее заметного входа в водоемы. Форма черепа / челюсти изменилась, чтобы позволить больший хват, а также ноздри и глаза, направленные вверх. Мимикрия очевидна, так как спина всех крокодилов напоминает какой-то тип плавающего бревна, а их общая цветовая схема коричневого и зеленого цвета имитирует мох или дерево. Их хвост также принял форму весла, чтобы увеличить скорость плавания. Единственные оставшиеся группы этого отряда — аллигаторы и кайманы ; крокодилы ; и гавиалы .

Чем питалась ихтиостега?

Фото: Ихтиостега

Пальцы ихтиостеги плохо сгибались, а мышечная система была слабой, но животное, кроме водной среды, уже могло перемещаться по болотистым участкам суши. Если рассматривать времяпровождения ихтиостеги в процентном отношении, то 70-80% времени она покоряла водную стихию, а оставшееся время пыталась осваивать сушу. Ее основными источниками пищи являлись обитатели морей того времени рыбы, морской планктон, возможно, морские растения. Уровень моря в девоне был в целом высоким.

В морских фаунах по-прежнему преобладали:

• мшанки;
• разнообразные и обильные брахиоподы;
• загадочные гедереллиды;
• микроконхиды;
• криноиды подобные лилии животные, несмотря на их сходство с цветами, были в изобилии;
• трилобиты были все еще довольно распространены.

Возможно, некоторыми из этих видов питалась Ихтиостега. Ранее ученые связывали ихтиостегу с появлением четвероногих на суше. Однако, скорее всего, она выходила на сушу на очень короткое время, и возвращалась обратно в воду. Кто из древних позвоночных стал настоящим первооткрывателем суши, еще предстоит узнать.

К девонскому периоду жизнь шла полным ходом в процессе колонизации земли. В моховые леса и бактериальные маты силура в начале периода вошли примитивные корневые растения, создавшие первоначальные устойчивые почвы и членистоногих, таких как клещи, скорпионы, тригонотарбиды и многоножки. Хотя членистоногие появились на земле раньше, чем в раннем девоне и существование таких окаменелостей, как Climactichnites, позволяют предположить, что наземные членистоногие могли появиться уже в кембрии.

Первые возможные окаменелости насекомых появились раннем девоне. Данные о самых ранних тетраподах представлены в виде следов окаменелостей в мелководных лагунах морской карбонатной платформы / шельфа в течение среднего девона, хотя эти следы были подвергнуты сомнению, и ученые выдвинули теорию о следах кормления рыб. Вся эта быстроразвивающаяся флора и фауна являлась потенциальным источником пищи для Ихтиостег.

Анапсиды, диапсиды и синапсиды

Амниоты часто описываются и группируются по количеству отверстий (окон) в височной области черепа. Три группы, выделенные на этой основе, включают анапсид (anapsids), диапсид (diapsids) и синапсид (synapsids). У анапсидов нет окон в височной области черепа. Череп анапсида характерен для самых ранних амниотов. Диапсиды имеют две пары отверстий в височной области черепа, и включают птиц, и все современные виды пресмыкающихся. Черепахи также относятся к этой группе амниот (хотя у них нет височных окон), так как считается, что их предками были диапсиды. Синапсиды, которые включают млекопитающих, имеют одну пару височных окон в черепе. Считается, что височных окона, характерные для амниотов, развивались в сочетании с более сильными мышцами челюсти, и именно эти мышцы позволили ранним амниотам и их потомкам более успешно захватывать добычу на суше.

Характеристики амниот

Все амниоты имеют три оболочки, окружающие плод одного потомства. Эти мембраны представляют собой амнион или защитный слой, верхний хорион слой, и поглощающий отходы аллантоис, Эти слои можно увидеть на изображении куриного яйца ниже.

Хотя в целом амниоты имеют ряд других характеристик (позвоночные, тетрапод и т. Д.), Все они развивались от общего предка, который развил амнионный характер. Амнион встречается у видов, откладывающих яйца, таких как птицы и рептилии, а также у млекопитающих. В то время как человеческие яйца потеряли скорлупу, во многих отношениях они идентичны куриным яйцам, поскольку они развиваются в матке.