Дебаты о температуре тела динозавров продолжались поколениями, но лишь недавно ученым удалось прийти к окончательному выводу — доисторические рептилии были теплокровными. Это связано с тем, что рептилиям не нужно производить столько энергии, сколько теплокровным животным, чтобы поддерживать температуру своего тела. Интерфакс: Американские и испанские палеонтологи использовали новый метод, чтобы определить, какие из динозавров были теплокровными, как млекопитающие и птицы, а какие. "Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных.
Nature: Тираннозавры были активными теплокровными рептилиями
Статья рассказывает о теплокровных рептилиях, которые являются промежуточным звеном между холоднокровными и теплокровными животными. Современные рептилии, или пресмыкающиеся, — это 4 группы животных: змеи и ящерицы, крокодилы, черепахи и гаттерия (единственный вид в группе). В отличие от теплокровных млекопитающих, рептилии не могут регулировать свою внутреннюю температуру, поэтому они являются экзотермами.
Яйца динозавра расскажут о теплокровности рептилий
Новый метод позволил оценить, сколько кислорода при жизни вдыхал тот или иной динозавр — это и указывало на скорость его метаболизма. Двуногие динозавры, похожие на хищных птиц, такие как велоцираптор и тираннозавр, были теплокровными даже горячекровными , а трицератопс и стегозавр были холоднокровными, как современные рептилии. К теплокровными были также травоядные брахиозавры.
Это один из старейших вопросов в палеонтологии, и теперь мы думаем, что пришли к единому мнению, что большинство динозавров были теплокровными» — говорит Ясмина Виманн, одна из ведущих авторов исследования. На основе химического и остеогистологического анализа их костей ученые смогли напрямую оценивать метаболизм динозавров. Новый метод позволил оценить, сколько кислорода при жизни вдыхал тот или иной динозавр — это и указывало на скорость его метаболизма.
Мышечная система[ править править код ] Мышечная система пресмыкающихся представлена жевательной, шейной мускулатурой , мускулатурой брюшного пресса , а также мускулатурой сгибателей и разгибателей. Присутствуют характерные для амниот межрёберные мышцы, играющие важную роль при акте дыхания. Подкожная мускулатура позволяет изменять положение роговых чешуй. Такой метаболизм позволяет им перемещаться на короткие расстояния столь же быстро, как и теплокровным животным, и обеспечивает даже большую силу сокращения мышц, причём интенсивность реакции у многих групп слабо зависит от температуры тела. Однако уже через 1—2 минуты интенсивной работы мускулатуры в анаэробном режиме в ней накапливается молочная кислота , что приводит к наступлению своеобразной мышечной усталости и изменению pH крови. В результате уже после нескольких быстрых пробежек рептилия становится практически неспособна к активным действиям на время от нескольких минут до нескольких часов, требующееся для распада накопившейся в мышцах молочной кислоты [65]. Более крупные животные способны дольше терпеть накопление в мышцах молочной кислоты и таким образом фактически являются более выносливыми. Крокодилы способны выдерживать падение pH крови до 6,42 и ниже [66]. Некоторые современные рептилии, в частности, вараны и кожистая черепаха , тем не менее, являются исключением из этого правила: в ходе активности их уровень метаболизма может достигать более половины от такового у теплокровных животных сопоставимой массы, и они в значительной мере полагаются на аэробный метаболизм, почти не испытывая проблем с накоплением молочной кислоты [67].
Среди вымерших древних рептилий известны высокоподвижные формы такие как архозавры: наземные крокодиломорфы , динозавры и птерозавры , а также лепидозавры : мозазавры , ихтиозавры и завроптеригии , строение тела и предполагаемый образ жизни которых говорят о способности поддерживать продолжительную мышечную активность без утомления, что соответствует более интенсивному, чем у современных пресмыкающихся, обмену веществ, и работе мышц преимущественно по аэробному механизму, требующему интенсивного снабжения кислородом. Это в свою очередь должно было сопровождаться совершенно другой физиологией организма полное разделение желудочков сердца, повышение эффективности дыхания за счёт отделения воздухоносных путей от ротовой полости, появление эффективных механизмов терморегуляции и так далее. Данные изменения отчасти прослеживаются на палеонтологическом материале в линии рептилий, ведущей к птицам. В настоящее время надёжно показано существование теплокровности как минимум у некоторых групп динозавров и предков современных крокодилов, а также плезиозавров , мозазавров и ихтиозавров [64] [65] [68]. Нервная система[ править править код ] Мозг аллигатора Как и у большинства хордовых животных, центральная нервная система пресмыкающихся представлена головным из 5 отделов и спинным мозгом. Головной мозг расположен внутри черепа. Ряд важных особенностей отличает головной мозг пресмыкающихся от головного мозга земноводных. Нередко говорят [ кто? Выделяют пять отделов головного мозга пресмыкающихся.
Передний мозг состоит из двух больших полушарий, от которых отходят обонятельные доли. Поверхность больших полушарий абсолютно гладкая. В мозговом своде полушарий различают первичный свод — архипаллиум , занимающий большую часть крыши полушарий, и зачатки неопаллиума. Дно переднего мозга в основном состоит из полосатых тел. Промежуточный мозг расположен между передним и средним мозгом. В верхней его части расположен эпифиз , а на нижней стороне — гипофиз. У большинства ящериц и гаттерии а также у многих вымерших форм рядом с эпифизом развивается теменной глаз , а у крокодилов потеряны оба этих органа. Дно промежуточного мозга занято зрительными нервами и их перекрестом хиазмой. Средний мозг представлен двумя крупными передними холмами — зрительными долями, а также небольшими задними холмами.
Зрительная кора более развита, чем у амфибий. Мозжечок прикрывает переднюю часть продолговатого мозга. Он более крупный по сравнению с мозжечком амфибий. Продолговатый мозг образует изгиб в вертикальной плоскости, который характерен для всех амниот. От головного мозга отходят 12 пар черепных нервов. В спинном мозге разделение на белое и серое вещество более отчётливо, чем у амфибий. От спинного мозга отходят сегментальные спинномозговые нервы, образуя типичное плечевое и тазовое сплетение. Отчётливо выражена вегетативная нервная система симпатическая и парасимпатическая в виде цепи парных нервных ганглиев. Глаз геккона Пресмыкающиеся имеют шесть основных органов чувств , из которых зрение имеет решающее значение.
Орган зрения — глаза , устроены сложнее, чем у амфибий : в склере присутствует кольцо из тонких костных пластинок; от задней стенки глазного яблока отходит вырост — гребешок, вдающийся в стекловидное тело ; в ресничном теле развита поперечно-полосатая мускулатура, которая позволяет не только перемещать хрусталик , но и изменять его форму, таким образом осуществляя наводку на резкость в процессе аккомодации. Органы зрения имеют приспособления к работе в воздушной среде. Слёзные железы предохраняют глаза от высыхания. Наружные веки и мигательная перепонка выполняют защитную функцию. У змей и некоторых ящериц веки срастаются, формируя прозрачную оболочку. Сетчатка глаза может содержать как палочки , так и колбочки. У ночных видов колбочки отсутствуют. У большинства дневных видов диапазон цветного зрения смещён в жёлто-оранжевую часть спектра.
Недостаток у этого механизма в том, что для поддержания температуры тела необходимо много энергии, а соответственно и потребность в пище выше чем в любом другом случае. Инерциальная гомойотермия — это поддержание постоянной температуры тела за счёт крупных размеров и большой массы тела, а также специфического поведения например, греться на солнце, охлаждаться в воде. Эффективность механизма инерциальной эндотермии зависит в первую очередь от соотношения теплоёмкости упрощённо — массы и среднего теплового потока через поверхность тела упрощённо — площади тела , поэтому этот механизм может явно наблюдаться только у крупных видов. Инерциально-гомойотермное существо в периоды повышения температуры медленно нагревается, а в периоды похолодания — медленно остывает, то есть за счёт большой теплоёмкости колебания температуры организма сглаживаются. Недостатком инерциальной гомойотермии является то, что она возможна только при определённом типе климата — когда средняя температура окружающей среды соответствует желаемой температуре тела и нет длительных периодов сильных похолоданий или потеплений. Из достоинств следует выделить небольшую потребность в пище при достаточно высоком уровне активности. Характерный пример инерциальной гомойотермии представляет собой крокодил. Кожа крокодила покрыта прямоугольными роговыми щитками, которые на спине и животе располагаются правильными рядами, под ними в спинной и реже в брюшной части развиваются остеодермы, образующие панцирь. Остеодермы в дневное время аккумулируют тепло, поступающее вместе с солнечным светом. Благодаря этому температура тела крупного крокодила в течение суток может колебаться в пределах всего одного-двух градусов. Читайте также: Такса или джек рассел терьер кто лучше Динозавры на нашей планете обитали в период 251-65 миллионов лет назад. Сейчас достоверно известно, что в тот период океаны населяли как минимум три разных плавающих рептилии — дельфиноподобные ихтиозавры, змеевидные мозазавры и плезиозавры, выглядевшие, как обычные динозавры, но обитавшие в воде. В статье, опубликованной в журнале Science, французские палеонтологи отмечают: температура тел доисторических рептилий составляла от 35 до 39 градусов Цельсия, что сравнимо с современными дельфинами и китами. Специалисты считают, что тем самым теплокровные обитатели глубин регулировали теплообмен в своих организмах и получали дополнительную энергию, которая позволяла им активнее охотиться, глубже нырять, быстрее плавать на дальние дистанции. Ученые напоминают, что большинство сегодняшних рептилий и рыб — холоднокровные животные. Это означает, что температура их тела соответствует температуре окружающей среды. Лекье также отмечает следующее: "Тунец и рыба-меч являются гомойотермическими рыбами, то есть они могут поддерживать температуру своего тела постоянно, несмотря на изменяющиеся условия. Большая часть современных хищников сейчас также полностью или частично эндотермические, то есть они могут генерировать и сохранять тепло, чтобы обменные процессы в организме шли с необходимой скоростью". Изучив останки зубов рыб, обитавших в одно время с этими видами, французские ученые нашли в них изотопы кислорода-18, свидетельствующие о том, что температура их крови была довольно высокой. По словам ученых, уровни изотопов кислорода отражают общую насыщенность крови кислородом. Исследователи сравнили полученные данные об уровне насыщения кислородом с аналогичными показателями у современных рыб, обитающих в различных водах. Читайте также: Охрана растительности горной части краснодарского края сообщение Возможно, температуру тела рептилиям удавалось поддерживать при помощи какого-то внутреннего процесса выработки тепла, а удерживать его помогал слой жира. Вероятно, именно эволюционное преимущество в виде теплокровности позволило этим животным целых 185 миллионов лет властвовать в морях и океанах.
"Третий глаз" современных рептилий дает ответы на вопросы об эволюции теплокровных животных
Есть вероятность, что тираннозавры, будучи теплокровными и пернатыми, активно передвигались, в отличие от классических рептилий. Таким образом, преобладающая часть динозавров-хищников и растительноядных древних рептилий были теплокровными. Ранее МедиаПоток рассказывал о том, что стаям галок помогает взлетать общий усиливающийся галдеж всей группы.
Принцип работы этого природного механизма учеными до конца не выяснен. Они предполагают, что тепло генерируют быстрые сокращения мышц и органов, вызванные выделением неустановленного на данный момент гормона. Подобным способом временно повышать свою температуру могут и другие рептилии.
Так, например, самки питонов с помощью мышечных сокращений нагревают яйца. Но если в других случаях речь идет о краткосрочном изменении температуры на несколько градусов, то особи обоих полов тегу могут нагреваться сразу и многократно. Как полагают ученые, южноамериканские ящерицы представляют собой промежуточное звено между холоднокровными и теплокровными животными.
Международная команда палеонтологов из Испании и США сделала новое открытие, касающееся теплокровности динозавров тираннозавров В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями.
Ранее некоторые учёные высказывали подобные предположения, но доказательства были найдены только сейчас. Проведённый палеонтологами анализ показал, что особенности обмена веществ вымерших рептилий нехарактерны для животных, питающихся растительной пищей.
Система кровообращения[ править править код ] Система кровообращения пресмыкающихся Как и амфибии, большинство пресмыкающихся обладают трёхкамерным сердцем , состоящим из желудочка и двух предсердий.
Желудочек разделён неполной перегородкой на две половины: верхнюю и нижнюю, и может быть условно разделён на три отдела. Однако трёхкамерное сердце рептилий развилось независимо от такового у земноводных, и различается в плане строения и иногда — функциональности у разных современных групп [76] [77]. Все лепидозавры и черепахи имеют трёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий, одного желудочка с переменными перегородками и двух аорт, ведущих в большой круг кровообращения.
Степень смешения оксигенированной и деоксигенированной крови в трёхкамерном сердце различна в зависимости от вида и физиологического состояния. Было высказано предположение, что это изменение кровотока обеспечивает более эффективную терморегуляцию и более длительное время погружения для водных видов, но не было доказано, что оно является преимуществом и для наземных видов [78]. Сердце игуаны Будучи архозаврами, крокодилы обладают четырёхкамерным сердцем [64].
Перегородка полностью разделяет желудочек на две половины: правую — венозную и левую — артериальную, таким образом обосабливая полноценное четырёхкамерное сердце, как у млекопитающих и птиц. Лишь после образования полных перегородок у крокодилов образуется отверстие Панница в ходе эмбриогенеза, допускающее контролируемое смешивание артериальной и венозной крови, что связано со вторичным понижением уровня обмена веществ у этой группы животных [64]. Крокодилы имеют анатомически четырёхкамерное сердце, похожее на птичье, но также имеют две аорты [79].
Например, сердце игуаны, как и большинство чешуйчатых сердец, состоит из трёх камер с двумя аортами и одним желудочком, сердечными непроизвольными мышцами. Основными структурами сердца являются венозный синус, водитель ритма, левое предсердие, правое предсердие, атриовентрикулярный клапан, венозная полость, артериальная полость, лёгочная полость, мышечный гребень, вентрикулярный гребень, лёгочные вены и парные дуги аорты [80]. Некоторые виды чешуйчатых например, питоны и вараны имеют трёхкамерное сердце, которое при сокращении функционально становится четырёхкамерным.
Это стало возможным благодаря мышечному гребню, который разделяет желудочек во время диастолы желудочков и полностью разделяет его во время систолы желудочков. Из-за этого гребня некоторые из этих чешуек способны создавать перепады давления в желудочках, эквивалентные тем, которые наблюдаются в сердцах млекопитающих и птиц [81]. Полного разделения на два независимых круга кровообращения у пресмыкающихся не происходит, поскольку венозная и артериальная кровь смешиваются в спинной аорте.
Подобно рыбам и амфибиям, подавляющее большинство современных пресмыкающихся — холоднокровные животные. Несмотря на это, многие пресмыкающиеся могут регулировать температуру, перемещаясь из тени на солнце и обратно или меняя цвет, становясь темнее, чтобы согреться, или светлее, чтобы остыть. Сравнительно недавно у ящериц тегу была обнаружена факультативная эндотермия — возможность повышать температуру тела во время брачного периода за счёт эндотермических химических реакций [82].
Вараны в разгар пищевой активности также могут повышать температуру тела за счёт внутренних процессов [83]. Кожистая черепаха, в свою очередь, имеет изолирующую жировую прослойку и за счёт интенсивной мышечной активности может быть примерно на 18 градусов теплее окружающей её воды [84]. Метаболизм[ править править код ] Современные нептичьи рептилии холоднокровны, так что они имеют ограниченные физиологические средства поддержания постоянной температуры тела и часто полагаются на внешние источники тепла.
Из-за менее стабильной внутренней температуры, чем у птиц и млекопитающих, биохимия рептилий требует ферментов, способных сохранять эффективность в более широком диапазоне температур, чем в случае теплокровных. В то время как оптимальная температура часто наблюдается, когда животное активно, низкий основной обмен приводит к быстрому падению температуры тела, когда животное неактивно [85] [86]. Как и у всех животных, мышечная деятельность рептилий производит тепло.
У крупных рептилий, таких как кожистые черепахи, низкое отношение поверхности к объёму позволяет этому метаболически вырабатываемому теплу держать животных теплее, чем их окружающая среда, даже если у них нет теплокровного метаболизма. Эта форма гомеотермии называется гигантотермией; было высказано предположение, что она была обычным явлением у крупных динозавров и других вымерших крупных рептилий [87]. Преимущество низкого метаболизма в состоянии покоя заключается в том, что для поддержания функций организма требуется гораздо меньше пищи.
Используя колебания температуры окружающей среды или оставаясь холодными, когда им не нужно двигаться, рептилии могут экономить значительное количество энергии по сравнению с эндотермическими животными того же размера. Крокодилу требуется от одной десятой до одной пятой части пищи, необходимой льву того же веса, и он может прожить без еды полгода. Более низкие потребности в пище и адаптивный метаболизм позволяют рептилиям доминировать в животной жизни в регионах, где доступность пищи слишком мала для поддержания крупных млекопитающих и птиц [88] [89].
Принято считать, что рептилии не могут производить устойчиво высокий уровень энергии, необходимый для погони на большие расстояния или полёта. Более высокая энергетическая ёмкость могла быть ответственна за эволюцию теплокровности у птиц и млекопитающих. Однако исследование корреляции между активной ёмкостью и термофизиологией показывает слабую связь.
Большинство современных рептилий — плотоядные животные со стратегией кормления «сиди и жди»; неясно, являются ли рептилии хладнокровными из-за их экологии. Энергетические исследования некоторых рептилий показали, что их активные способности равны или превосходят возможности теплокровных животных аналогичного размера [90] [91]. Пищеварительная система[ править править код ] Вследствие разнообразия доступной пищи[ прояснить ] пищеварительный тракт у пресмыкающихся гораздо более дифференцирован, чем у земноводных животных.
Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, ограниченным челюстями с обычно коническими, одинаковыми, прочно прирастающими зубами гомодонтная система, хотя у некоторых вымерших форм была гетеродонтная. У рептилий, за исключением крокодилов и большинства черепах, есть гибкие неподвижные губы, плотно закрывающие рот и зубы в состоянии покоя. Зубы пресмыкающихся не предназначены для жевания — они служат для захвата и удержания пищи, реже — для её разделения или отрывания удобных по размеру кусков, у видов, питающихся моллюсками и насекомыми, зубы приспособлены для дробления жёстких покровов этих животных.
Пища практически всегда проглатывается целиком, как животная, так и растительная. Язык свободный, впереди мускулистый, подвижный, к концу утончается и раздваивается. У некоторых видов язык клейкий, и служит для ловли добычи.
Язык служит для проглатывания пищи, но виды с тонким и длинным языком проталкивают пищу в глотку толчками головы ящерицы или движением челюстей змеи Ротовая полость отграничена от глотки развивающимся вторичным костным нёбом у ящериц и черепах, полностью развитым костным небом у крокодилов, но у змей и варанов вторичное костное небо отсутствует.
ПОДПИСАТЬСЯ НА РАССЫЛКУ
- Содержание
- Теплокровные и холоднокровные животные
- 1651. Динозавры: теплокровные или холоднокровные?
- Змеи хладнокровные или теплокровные
- Эволюционное развитие
Эволюционное развитие
- Смотрите также
- Содержание
- Другие вкусняхи:
- Глюкоза могла быть причиной обретения теплокровности у рептилий | Загадки науки | Дзен
- Знакомиться заранее: Любителям котиков и собачек с аллергией дали важный совет
- 1651. Динозавры: теплокровные или холоднокровные?
Являются ли рептилии хладнокровными? Регулирование требований к рептилиям
Так исследователи отвергли ключевой аргумент гипотезы, согласно которой динозавры, возможно, были хладнокровными рептилиями. Ученым впервые удалось выяснить, когда предки современных млекопитающих обрели теплокровность, говорится в статье, опубликованной 20 июля в журнале Nature. Существуют ли теплокровные рептилии? Почти все рептилии на земле хладнокровные, или экзотермические.
Являются ли рептилии хладнокровными? Регулирование требований к рептилиям
Ньюэм отмечает, что это не обязательно говорит в пользу того, что морганукодоны и куэнотерии не были теплокровными. Но это говорит о том, что древние родичи современных млекопитающих значительно уступали им в уровне активности. Как и когда древние млекопитающие стали более похожими на современных, ученым еще предстоит выяснить. Читать также:.
Кожистые черепахи встречаются от тёплых тропических вод до холодных северных вод, и часто мигрируют между ними. Остальные ответы.
Это связано с тем, что рептилиям не нужно производить столько энергии, сколько теплокровным животным, чтобы поддерживать температуру своего тела. Однако эта более медленная скорость метаболизма также означает, что рептилиям нужно меньше еды и воды, чтобы выжить. Кроме того, некоторые виды рептилий, например змеи, могут подолгу обходиться без еды, поскольку они способны замедлять свой метаболизм для сохранения энергии. Как рептилии выживают в холодном климате? Хотя рептилии обычно обитают в более теплом климате, некоторые виды приспособились к выживанию в более холодных условиях. Например, некоторые виды змей и черепах впадают в спячку в зимние месяцы, замедляя свой метаболизм и сохраняя энергию. Другие виды, такие как песец и белый медведь, приспособились к выживанию в экстремально холодных условиях, выработав толстый мех или слои жира для изоляции своего тела. Важность понимания хладнокровности рептилий Понимание хладнокровности рептилий важно по целому ряду причин. Это может помочь нам понять, как рептилии приспособились к выживанию в различных средах и как они взаимодействуют со своим окружением. Кроме того, это может помочь нам разработать более эффективные стратегии сохранения видов рептилий, которым угрожает потеря среды обитания или изменение климата. Наконец, понимание хладнокровности рептилий также может помочь нам глубже оценить увлекательное разнообразие жизни на нашей планете. Заключение: увлекательный мир хладнокровных рептилий Рептилии — это разнообразная и увлекательная группа животных, которые развили уникальный набор приспособлений для выживания в различных средах. Их хладнокровная природа является одной из определяющих характеристик и сыграла решающую роль в их эволюции и выживании. Хотя хладнокровие имеет свои ограничения, оно также имеет несколько преимуществ, которые позволили рептилиям процветать в самых разных средах обитания.
Самка крокодила, переносящая детёныша во ротовой полости Это интересно: адаптации рептилий к развитию эмбрионов в наземно-воздушной среде У змей и ящериц белковая оболочка яйца развита слабо, а у черепах и крокодилов — хорошо. У змей и ящериц оболочки яйца кожистые, водопроницаемые. Вода, необходимая для нормального развития зародыша, у ящериц и змей образуется за счёт окисления жиров желтка метаболическая вода и усваивается из внешней среды. У черепах и крокодилов оболочки яиц более плотные, известковые как у птиц , практически водонепроницаемые. Эмбрион в таком яйце развивается только за счёт метаболической воды желтка и запаса воды в хорошо развитой белковой оболочке. Многообразие пресмыкающихся Учёными описано более 10 тыс. В конце мезозоя большая часть крупных видов вымерла. Современные виды рептилий делят на 4 отряда. Вымершие виды, известные по ископаемым останкам, относят к 17 отрядам. Это интересно: пресмыкающиеся России На территории России обитает 77 видов рептилий, 41 из них занесён в Красную книгу РФ. Это 4 вида черепах, 18 — ящериц и 19 — змей. Отряд Клювоголовые В этот отряд входит единственный очень древний вид рептилий, обитающий в Новой Зеландии. Это достаточно крупная рептилия: длина тела до 75 см, а масса до 1,5 кг. Средняя продолжительность жизни — около 60 лет, половой зрелости достигает в возрасте 15—20 лет. Ведёт ночной образ жизни, охотится на ящериц и птиц, поедает птичьи яйца из гнёзд. Обитает только на нескольких небольших островах Новой Зеландии. Успешно разводится в Сиднейском зоопарке Австралия. Отряд Крокодилы Наиболее высокоразвитые современные пресмыкающиеся. Известно 25 видов. Внешне представители этого отряда похожи на огромных ящериц длиной до 8 м. Все хищники. Зубы у крокодилов находятся в альвеолах — углублениях челюстей, как у млекопитающих. Их тело покрыто прочными роговыми щитками, под которыми располагаются костные пластины. Сердце четырёхкамерное, сильно развит мозжечок. Представители клювоголовых и крокодилов: а — гаттерия Красная книга МСОП, численность вида не вызывает опасений ; б — нильский крокодил Красная книга МСОП, численность вида не вызывает опасений. Отряд Черепахи В отряде более 300 видов. У черепах тело заключено в костный панцирь так, что свободными остаются только голова, конечности и хвост. Известны сухопутные, морские и пресноводные виды. Есть хищные, всеядные и преимущественно растительноядные виды. Представители отряда черепах: а — пресноводная болотная черепаха; б — сухопутная среднеазиатская черепаха Красная книга МСОП, уязвимый вид ; в — морская зелёная, или суповая, черепаха Красная книга МСОП, вымирающий вид. Отряд Чешуйчатые Этот отряд включает большинство видов пресмыкающихся, его делят на два подотряда: Змеи и Ящерицы к последним относят агам, сцинков, гекконов, круглоголовок, игуан, варанов, хамелеонов и настоящих ящериц. Представители подотряда ящериц: а — молох Красная книга МСОП, численность вида не вызывает опасений ; б — зелёная игуана Красная книга МСОП, численность вида не вызывает опасений ; в — галапагосская морская игуана Красная книга МСОП, уязвимый вид ; г — один из видов хамелеонов Это интересно: самая длинная змея Самой длинной змеёй считается водяной удав, или анаконда. Официально зарегистрированный рекорд — 5 м 21 см, но есть сведения не подтверждённые учёными о поимке змей свыше 8 м длиной. Анаконда в руках охотников Это интересно: гады голые и гады чешуйчатые Карл Линней относил амфибий, рептилий, а также акул и скатов к одному классу — гадам. Отличительный признак, положенный им в основу выделения класса, — голая кожа, не покрытая чешуёй, шерстью или перьями. Затем натуралисты исключили из этого класса акул и скатов, справедливо отнеся их к рыбам, а класс Гады разделили на 2 подкласса: Гады голые соответствует современному классу амфибий и Гады чешуйчатые класс рептилий. Иллюстрация из книги «Жизнь животных» А. Брэма, 1900 г. Тазовых почек нет у голых гадов. Они отсутствуют. Булгаков, фантастическая повесть «Роковые яйца», 1924 г.
Содержание
- СВЯЗАТЬСЯ С РЕДАКЦИЕЙ
- Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод
- Океан согрел кровь ящеров
- Теплокровные рептилии
- Глюкоза могла быть причиной обретения теплокровности у рептилий | Загадки науки | Дзен
Есть ли теплые кровные рептилии?
Подкожная мускулатура позволяет изменять положение роговых чешуй. Такой метаболизм позволяет им перемещаться на короткие расстояния столь же быстро, как и теплокровным животным, и обеспечивает даже большую силу сокращения мышц, причём интенсивность реакции у многих групп слабо зависит от температуры тела. Однако уже через 1—2 минуты интенсивной работы мускулатуры в анаэробном режиме в ней накапливается молочная кислота , что приводит к наступлению своеобразной мышечной усталости и изменению pH крови. В результате уже после нескольких быстрых пробежек рептилия становится практически неспособна к активным действиям на время от нескольких минут до нескольких часов, требующееся для распада накопившейся в мышцах молочной кислоты [65]. Более крупные животные способны дольше терпеть накопление в мышцах молочной кислоты и таким образом фактически являются более выносливыми. Крокодилы способны выдерживать падение pH крови до 6,42 и ниже [66]. Некоторые современные рептилии, в частности, вараны и кожистая черепаха , тем не менее, являются исключением из этого правила: в ходе активности их уровень метаболизма может достигать более половины от такового у теплокровных животных сопоставимой массы, и они в значительной мере полагаются на аэробный метаболизм, почти не испытывая проблем с накоплением молочной кислоты [67].
Среди вымерших древних рептилий известны высокоподвижные формы такие как архозавры: наземные крокодиломорфы , динозавры и птерозавры , а также лепидозавры : мозазавры , ихтиозавры и завроптеригии , строение тела и предполагаемый образ жизни которых говорят о способности поддерживать продолжительную мышечную активность без утомления, что соответствует более интенсивному, чем у современных пресмыкающихся, обмену веществ, и работе мышц преимущественно по аэробному механизму, требующему интенсивного снабжения кислородом. Это в свою очередь должно было сопровождаться совершенно другой физиологией организма полное разделение желудочков сердца, повышение эффективности дыхания за счёт отделения воздухоносных путей от ротовой полости, появление эффективных механизмов терморегуляции и так далее. Данные изменения отчасти прослеживаются на палеонтологическом материале в линии рептилий, ведущей к птицам. В настоящее время надёжно показано существование теплокровности как минимум у некоторых групп динозавров и предков современных крокодилов, а также плезиозавров , мозазавров и ихтиозавров [64] [65] [68]. Нервная система[ править править код ] Мозг аллигатора Как и у большинства хордовых животных, центральная нервная система пресмыкающихся представлена головным из 5 отделов и спинным мозгом. Головной мозг расположен внутри черепа.
Ряд важных особенностей отличает головной мозг пресмыкающихся от головного мозга земноводных. Нередко говорят [ кто? Выделяют пять отделов головного мозга пресмыкающихся. Передний мозг состоит из двух больших полушарий, от которых отходят обонятельные доли. Поверхность больших полушарий абсолютно гладкая. В мозговом своде полушарий различают первичный свод — архипаллиум , занимающий большую часть крыши полушарий, и зачатки неопаллиума.
Дно переднего мозга в основном состоит из полосатых тел. Промежуточный мозг расположен между передним и средним мозгом. В верхней его части расположен эпифиз , а на нижней стороне — гипофиз. У большинства ящериц и гаттерии а также у многих вымерших форм рядом с эпифизом развивается теменной глаз , а у крокодилов потеряны оба этих органа. Дно промежуточного мозга занято зрительными нервами и их перекрестом хиазмой. Средний мозг представлен двумя крупными передними холмами — зрительными долями, а также небольшими задними холмами.
Зрительная кора более развита, чем у амфибий. Мозжечок прикрывает переднюю часть продолговатого мозга. Он более крупный по сравнению с мозжечком амфибий. Продолговатый мозг образует изгиб в вертикальной плоскости, который характерен для всех амниот. От головного мозга отходят 12 пар черепных нервов. В спинном мозге разделение на белое и серое вещество более отчётливо, чем у амфибий.
От спинного мозга отходят сегментальные спинномозговые нервы, образуя типичное плечевое и тазовое сплетение. Отчётливо выражена вегетативная нервная система симпатическая и парасимпатическая в виде цепи парных нервных ганглиев. Глаз геккона Пресмыкающиеся имеют шесть основных органов чувств , из которых зрение имеет решающее значение. Орган зрения — глаза , устроены сложнее, чем у амфибий : в склере присутствует кольцо из тонких костных пластинок; от задней стенки глазного яблока отходит вырост — гребешок, вдающийся в стекловидное тело ; в ресничном теле развита поперечно-полосатая мускулатура, которая позволяет не только перемещать хрусталик , но и изменять его форму, таким образом осуществляя наводку на резкость в процессе аккомодации. Органы зрения имеют приспособления к работе в воздушной среде. Слёзные железы предохраняют глаза от высыхания.
Наружные веки и мигательная перепонка выполняют защитную функцию. У змей и некоторых ящериц веки срастаются, формируя прозрачную оболочку. Сетчатка глаза может содержать как палочки , так и колбочки. У ночных видов колбочки отсутствуют. У большинства дневных видов диапазон цветного зрения смещён в жёлто-оранжевую часть спектра. Форма зрачка чаще всего круглая или в виде вертикальной щели как у кошки , горизонтальный щелевидный зрачок, весьма распространённый у земноводных, среди рептилий встречается очень редко, например у плетевидных змей.
Теменной глаз , сохранившийся у некоторых видов, важен для ориентирования в пространстве и синхронизации суточных ритмов организма с циклом смены дня и ночи, хотя многое в его функциях ещё неясно [69] [70].
Первым "теплокровную" черепаху обнаружил верующий учёный доктор Уэйн Фрэйр, в начале 1970х годов прошлого века. Он и два других учёных опубликовали своё историческое исследование в журнале Наука в 1972 г. Кожистые черепахи встречаются от тёплых тропических вод до холодных северных вод, и часто мигрируют между ними.
Эта температура может быть снижена примерно на 10 F -12 C в ночное время. Кроме того, следует контролировать уровень влажности. Один из самых простых способов контролировать влажность воды — поставить небольшую тарелку с водой или миску с водой в клетку или вольер для поддержания уровня влажности.
Существуют ли теплокровные рептилии? Почти все рептилии на земле хладнокровные, или экзотермические. Они не могут изменять температуру своего тела и зависят от окружающей среды и температуры, которые регулируют их.
Однако в 2016 году ученые наткнулись на разновидность ящерицы под названием аргентинская ящерица. Это первый и единственный известный вид ящериц во всем царстве рептилий, способный повышать температуру своего тела в брачный период. Говорят, что ящерица поднимает температуру своего тела на 10 градусов выше, чем температура окружающей среды.
Это явление происходит только в брачный период, когда температура обычно повышается. В другие сезоны ящерицы тегу ведут себя так же, как и любые другие рептилии, чтобы поддерживать температуру своего тела. Поэтому это конкретное исключение было довольно шокирующим для научного сообщества, когда оно было обнаружено впервые.
Ученым еще предстоит выяснить, почему именно эта ящерица тегу является единственной, кто пренебрег своим званием хладнокровной рептилии, чтобы стать чем-то новым. Ученые предполагают, что это повышение температуры могло произойти из-за гормональных изменений у этих ящериц, происходящих во время брачного периода. Эти гормоны помогают согреть их тела, когда их ткани работают намного больше, чем обычно.
В чем разница между хладнокровными и теплокровными? С научной точки зрения, холоднокровных животных называют экзотермическими, а теплокровных — эндотермическими.
Амниоты — группа, включающая как завропсид пресмыкающиеся и птицы , так и синапсид млекопитающие и их вымершие древние родственники. Иными словами, авторы новой работы предполагают, что эндотермия древнее 300 миллионов лет назад и уходит корнями в каменноугольный период. Возникновение первых синапсид и завропсид относят к моменту не позднее 306-312 миллионов лет назад. Ясно, что если теплокровность возникла до разделения, то она явно древнее этой даты. Исследователи также отмечают, что костные останки многих древних видов, ранее считавшихся неэндотермными, несут явные следы большой скорости прижизненного метаболизма, типичной для высокой и стабильной температуры тела. В целом большой размер тела наземного существа, равно как и способность подолгу передвигаться на двух ногах, действительно невозможны без стабильно высокого артериального давления. А то, в свою очередь, малореально без высокоскоростного метаболизма, типичного для теплокровных с четырехкамерным сердцем у нетеплокровных четырехкамерных сердец нет. Изотопный состав костей множества древних видов также указывает на постоянную и высокую температуру тела.
Вопрос о том, насколько эндотермными были древние сухопутные существа, имеет не только теоретическое значение.
Змеи и ящерицы начали готовиться к зимней спячке
В отличие от теплокровных млекопитающих, рептилии не могут регулировать свою внутреннюю температуру, поэтому они являются экзотермами. В отличие от теплокровных рептилии не могут поддерживать постоянную температуру своего тела и, когда наступают холода, их метаболизм замедляется. Разбираемся, от кого произошли млекопитающие, в том числе человек, на самом деле и родственники ли мы с динозаврами и рептилиями. В течение нескольких десятилетий ученые обсуждают вопрос, были ли динозавры теплокровными, как птицы, или холоднокровными, как рептилии. Возможно, температуру тела рептилиям удавалось поддерживать при помощи какого-то внутреннего процесса выработки тепла, а удерживать его помогал слой жира. Если вам понравились наши предложения о том, являются ли рептилии хладнокровными, то почему бы не взглянуть на то, являются ли птицы теплокровными или хладнокровными.
Теплокровные рептилии
Орган обоняния представлен внутренними ноздрями — хоанами — и вомероназальным органом. По сравнению со строением земноводных, хоаны расположены ближе к глотке, что даёт возможность свободно дышать в то время, как пища находится во рту. Обоняние развито лучше, чем у земноводных, позволяя многим ящерицам находить пищу, находящуюся под поверхностью песка на глубине до 6—8 см. Орган вкуса — вкусовые луковицы , расположенные в основном в глотке. Орган тепловой чувствительности находится на лицевой ямке между глазом и носом с каждой стороны головы. Особенно развит у змей. У ямкоголовых змей термолокаторы позволяют определять даже направление источника теплового излучения. Орган слуха близок к органу слуха лягушек , он содержит внутреннее и среднее ухо , снабжённое барабанной перепонкой , слуховой косточкой — стременем и евстахиевой трубой. Роль слуха в жизни пресмыкающихся сравнительно невелика, особенно слаб слух у змей, не имеющих барабанной перепонки и воспринимающих колебания, распространяющиеся по земле или в воде.
Пресмыкающиеся воспринимают звуки в диапазоне 20—6000 Гц , хотя большинство хорошо слышит лишь в диапазоне 60—200 Гц у крокодилов 100—3000 Гц. Осязание выражено отчётливо, особенно у черепах, которые могут чувствовать даже лёгкое прикосновение к панцирю. Дыхательная система[ править править код ] Для пресмыкающихся характерно дыхание всасывающего типа путём расширения и сужения грудной клетки при помощи межрёберной и брюшной мускулатуры. Попавший через гортань воздух поступает в трахею — длинную дыхательную трубку, которая на конце делится на бронхи , ведущие в лёгкие. Как и у земноводных, лёгкие пресмыкающихся имеют мешкообразное строение, хотя их внутренняя структура намного сложнее. Внутренние стенки лёгочных мешков имеют складчатое ячеистое строение, что значительно увеличивает дыхательную поверхность. Строение лёгких значительно отличается у разных видов и может представлять слабодифференциированные органы с малым количеством ячей, у примитивных видов, таких как гаттерии , среднеразвитые органы с ярко выраженной внутренней структурой, как у большинства чешуйчатых, так и высокоразвитые лёгкие, имеющие почти губчатое строение как у птиц и млекопитающих , у таких рептилий, как вараны, тегу, крокодилы, многие черепахи и крупные змеи. Водные черепахи имеют более проницаемую кожу, а некоторые виды даже изменили свою клоаку, чтобы увеличить площадь газообмена.
Даже с этими адаптациями дыхание никогда полностью не осуществляется без лёгких [71]. Смена воздуха в лёгких у каждой основной группы рептилий осуществляется по-разному. У чешуйчатых лёгкие вентилируются почти исключительно осевой мускулатурой. Это та же самая мускулатура, которая используется при передвижении. Из-за этого ограничения большинство чешуйчатых вынуждены задерживать дыхание во время интенсивных пробежек. Некоторые, однако, нашли способ обойти это. Вараниды и некоторые другие виды ящериц используют буккальное сцеживание как дополнение к их обычному «аксиальному дыханию». Это позволяет животным полностью наполнять свои лёгкие во время бега и, таким образом, длительное время оставаться аэробно активными.
Известно, что у ящериц тегу имеется протодиафрагма , отделяющая лёгочную полость от висцеральной. Хотя на самом деле он не способен к движению, он позволяет сильнее раздувать лёгкие, снимая вес внутренних органов с них [72]. Поскольку тело покрыто чешуйками, кожное дыхание у пресмыкающихся отсутствует исключение составляют мягкотелые черепахи и морские змеи , и лёгкие являются единственным дыхательным органом. У видов, живущих в воде, могут появляться специализированные адаптации, для того чтобы обходиться дольше без атмосферного воздуха, например у морских змей это слизистая выстилка рта, а у черепах это и полость рта и специальные анальные мешки, способные усваивать кислород из воды. Крокодилы на самом деле имеют мышечную диафрагму, аналогичную диафрагме млекопитающих. Разница в том, что мышцы крокодиловой диафрагмы тянут лобковую кость часть таза, подвижную у крокодилов назад, что опускает печень, тем самым освобождая пространство для расширения лёгких. Этот тип диафрагмальной установки называют «печёночным поршнем». Дыхательные пути образуют ряд двойных трубчатых камер в каждом лёгком.
При вдохе и выдохе воздух проходит через дыхательные пути в одном направлении, создавая таким образом однонаправленный поток воздуха через лёгкие. Аналогичная система обнаружена у птиц, варанов и игуан [73] [74]. У большинства рептилий нет вторичного неба, а это означает, что они должны задерживать дыхание при глотании. Крокодилы развили костлявое вторичное нёбо, которое позволяет им продолжать дышать, оставаясь под водой и защищать свой мозг от повреждений, связанных с борьбой с добычей. Сцинки семейство Scincidae также в той или иной степени развили костное вторичное небо. Змеи использовали другой подход и вместо этого расширили свои трахеи. Их расширение трахеи торчит изо рта в виде трубки, и позволяет этим животным проглатывать крупную добычу, не страдая от удушья [75]. Система кровообращения[ править править код ] Система кровообращения пресмыкающихся Как и амфибии, большинство пресмыкающихся обладают трёхкамерным сердцем , состоящим из желудочка и двух предсердий.
Желудочек разделён неполной перегородкой на две половины: верхнюю и нижнюю, и может быть условно разделён на три отдела. Однако трёхкамерное сердце рептилий развилось независимо от такового у земноводных, и различается в плане строения и иногда — функциональности у разных современных групп [76] [77]. Все лепидозавры и черепахи имеют трёхкамерное сердце, состоящее из двух предсердий, одного желудочка с переменными перегородками и двух аорт, ведущих в большой круг кровообращения.
У других рептилий и амфибий эти показатели оказались намного скромнее: 21 год у крокодилов, 12 лет у чешуйчатых рептилий, десять лет у саламандр и восемь лет у лягушек.
Вопреки традиционным представлениям, авторы не обнаружили подтверждений, что пойкилотермные тетраподы в среднем стареют медленнее и живут дольше, чем гомойотермные теплокровные. Вместо этого оказалось, что одни виды амфибий и рептилий стареют медленнее и живут дольше по сравнению со средними значениями для птиц и млекопитающих, а другие — наоборот, стареют быстрее и живут меньше. И среди пойкилотермных, и среди гомойотермных животных была выявлена отрицательная корреляция между скоростью старения и продолжительностью жизни. Рейнке и ее коллеги также обнаружили, что скорость старения холоднокровных животных зависит от температуры.
Рептилии при высоких температурах стареют быстрее, а амфибии — медленнее. Кроме того, выяснилось, что амфибии и рептилии, защищенные панцирем, остеодермами или ядом, стареют медленнее. Интересно, что виды с панцирем или остеодермами живут дольше видов, обладающих ядом или лишенных защитных приспособлений. На последнем этапе авторы подтвердили существование связи между возрастом половой зрелости и плодовитостью с одной стороны и скоростью старения и продолжительностью жизни — с другой.
Оказалось, что чем раньше амфибии и рептилии начинают размножаться и чем больше потомства приносят, тем быстрее они стареют. Ранее похожие закономерности были выявлены у птиц и млекопитающих. При этом скорость старения амфибий больше влияет плодовитость, а для рептилий более важным оказался возраст начала размножения.
Скелеты этих рептилий в большом количестве были найдены в центральной части штата Невада США. Рисунок с сайта www. К такому выводу пришли французские ученые, опираясь на данные по содержанию в ископаемых остатках стабильного изотопа кислорода 18O. Они показали, что температура тела морских рептилий была выше температуры тела рыб, обитавших в тех же местах в то же самое время.
В мезозойскую эру 251—65 миллионов лет назад , когда динозавры ходили по суше, другие представители рептилий перешли к водному образу жизни и стали грозными морскими хищниками, охотившимися на рыб, головоногих моллюсков, а также других рептилий рис. Особенно преуспели в освоении водной среды ихтиозавры , своей формой тела и повадками похожие на современных дельфинов а также на рыб тунцов и плезиозавры , напоминающие современных ластоногих, в частности морских львов. К жизни в воде перешла также группа мозазавров — рептилий, довольно близких к современным варанам. Мозазавры, по-видимому, подкарауливали свою добычу, а вот ихтиозавры и плезиозавры были преследующими хищниками и потому были способны в течение продолжительного времени поддерживать высокую скорость передвижения. Поскольку образ жизни активного хищника требует больших энергетических затрат, некоторые исследователи уже давно высказывали предположение, что ихтиозавры и другие хищные морские рептилии могли поддерживать температуру тела более высокую, чем температура окружающей среды. Иными словами, не исключалось, что они были эндотермами, то есть организмами, способными вырабатывать тепло, необходимое как для поддержания более высокого уровня обмена веществ, так и для достижения определенной независимости от изменений температуры внешней среды. В современном мире настоящие эндотермы «теплокровные» — это только птицы и млекопитающие.
В общем, взгляните на схему и поймёте. Примерно вот так эволюция и работает. Изображение: Wikimedia Commons Мы, синапсиды впредь можете именовать так всех млекопитающих, в том числе свою собаку , с завропсидами рептилии и птицы произошли от группы древних животных, называющихся базальными амниотами. Амниотам же начало дали амфибии, которые, в свою очередь, вывелись из древних кистепёрых рыб.
В общем, если вас спросят, от кого произошли млекопитающие, не говорите «от рептилий» и уж тем более «от динозавров», или поставите себя в неловкое положение. Ответьте: «Мы, синапсиды, произошли от базальных амниот», и все удивятся вашей эрудированности. Ну, или скажут «Не умничай!
Ихтиозавры оказались теплокровными! #DARWINews
Уникальный образец ихтиозавра юрского периода сохранил остатки мягких тканей, которые указали на теплокровность этих морских рептилий. Дебаты о температуре тела динозавров продолжались поколениями, но лишь недавно ученым удалось прийти к окончательному выводу — доисторические рептилии были теплокровными. Новости науки» Палеонтология» Теплокровность оказалась издревле присущей крокодилам, птицам и млекопитающим. У теплокровных животных много стойкости, поскольку вырабатываемая ими энергия обусловлена высокой скоростью метаболизма.