Разбираемся, от кого произошли млекопитающие, в том числе человек, на самом деле и родственники ли мы с динозаврами и рептилиями. Пресмыкающиеся, или Рептилии (от лат. reptilis [рептилис] — «ползающий»), — первые настоящие наземные позвоночные, приспособленные к жизни на суше в условиях недостатка.
Теплокровный тираннозавр и холоднокровный стегозавр: старая научная тайна раскрывается
Но с тех пор учёные разобрались, кто есть кто, и теперь Synapsida помещён на заслуженное место самостоятельного класса, который не входит в класс рептилий, как раньше. Синапсиды и завропсиды, к которым относятся современные рептилии и птицы, — это сестринские группы животных, а не родительские. Наши с ними эволюционные пути разошлись около 320 миллионов лет назад, в каменноугольном периоде. 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.
По вертикальной оси — миллионы лет назад. Выделены периоды: триас Triassic , юра Jurassic , мел Cretaceous. Из статьи: Ryosuke Motani. Warm-Blooded «Sea Dragons»? Такой оценкой температуры среды стали данные по содержанию изотопа 18O в костях ископаемых рыб, которые в то же время обитали в тех же морях и останки которых попадали в те же осадочные породы. Ученых интересовала разность содержания изотопа 18O в зубах рептилий и в костях рыб из тех же отложений, которую в свою очередь они рассматривали как функцию содержания 18O в рыбах рис. Если бы температура рептилий следовала за температурой среды как это бывает у рыб , то точки графика ложились бы на прямую, параллельную оси Х на рис.
А если бы рептилии сохраняли постоянную температуру, не зависящую от изменений температуры окружающей среды, то линия регрессии, описывающая данную зависимость, имела бы наклон —1. Именно последний вариант и был подтвержден эмпирическими данными. Превышение температурой тела мезозойских морских рептилий температуры окружающей среды представлено как содержание стабильного изотопа кислорода 18O в фосфатах зубов рептилий относительно содержания их в костях рыб, обитающих там же в то же время. Если бы температура тела рептилий следовала за температурой окружающей среды как это происходит у рыб , то никакой зависимости этого показателя от температуры не было бы пунктирная черная линия, идущая параллельно оси Х и помеченная цифрой 1.
Плавали они меньше ихтиозавров. Мозазавры же жили у побережий и были малоподвижными, охотясь на своих жертв из засад. Все три группы животных пережили расцвет между 250 и 65 млн лет назад. Однако исследования показали, что предположение о «комнатной» температуре тела было неверным. Ихтиозавры и плезиозавры успешно поддерживали высокую температуру тела — до 39 градусов.
Они обнаружили, что строение внутреннего уха древних животных не соответствовало высокой температуре тела до определенного момента 233 млн лет назад — поздний триасовый период. И произошло это на 20 млн лет позже, чем ранее считали ученые по косвенным признакам — в период повышенной нестабильности климата на Земле. До этого считалось, что теплокровность у животных возникла примерно 252 млн лет назад с появлением цинодонтов лат. Cynodontia — собакозубые — зверозубых ящеров, переходной группы между динозаврами и млекопитающими. Более того, выяснилось, что этот переход произошел гораздо быстрее, чем предполагали ученые, — примерно тогда, когда у этих животных стали появляться усы, шерсть и особое строение позвоночника. Примерно одновременное появление шерсти и теплокровности особо обращает на себя внимание, поскольку шерстяной покров помогал животным сохранять тепло, вырабатываемое за счет повышенного уровня метаболизма. Исследование доказало ошибочность прежних представлений и утверждает, что цинодонты, предки современных зверей, в действительности еще были холоднокровными и значительно отличались от млекопитающих.
По мнению автора работы Кена Ангельчика, команде ученых удалось придумать весьма изящный способ для ответа на давно интересовавший исследователей вопрос. Чтобы понять, когда она впервые появилась, применялось множество подходов, однако они приводили к неточным либо противоречивым результатам.
Тираннозавры были подвижными теплокровными рептилиями
Они первыми в истории планеты научились жевать и дышать одновременно, кстати. Так что именно благодаря их генам вы можете пообедать, не задерживая дыхание. Главы об этих созданиях сопровождаются картинками с разнообразными зубастыми грузными существами, которые напоминают помесь варана с бегемотом и носят интригующие названия мосхопсы, листрозавры и тетрацератопсы. Прочитав такие слова, большинство людей сочтёт этих животных какими-то динозаврами, а стало быть, пресмыкающимися. Но это неверно. Латинское слово «завр» sauria , «ящер», не обязательно указывает на то, что перед вами рептилия.
В начале XIX века им вообще обзывали почти каждый откопанный скелет, потому что с тем уровнем развития науки тяжело было разобраться, динозавр это или кто-то ещё. Самый известный пример — базилозавр, который при ближайшем рассмотрении оказался доисторическим китом.
Rex и его сородичи. 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.
Температура тела и скорость метаболизма холоднокровных зависит от температуры окружающей среды. При низких температурах они малоактивны, впадают в спячку, а при длительных холодах могут погибнуть. Для активных мышечных сокращений необходим предварительный разогрев на солнце. Основным преимуществом холоднокровных является возможность обходиться без пищи длительное время. Так крокодилы могут провести без пищи до одного месяца. Скорость метаболизма теплокровных и соответственно потребность в пище и кислороде в 10-12 раз больше, чем у холоднокровных. Таким образом, прожорливые, выносливые и сильные теплокровные должны были стать господствующим классом животных на Земле еще 230 млн.
Таким образом, у пресмыкающихся рёберный способ дыхания, в отличие от ротоглоточного дыхания амфибий. Внутреннее строение пресмыкающихся Пищеварительная система начинается ротовым отверстием.
На челюстях обычно есть зубы, они одинаковой конической формы. Зубы не предназначены для жевания, они служат для захвата и удержания жертвы, а также для отрывания от неё кусков, которые животное способно проглотить. У некоторых змей развиваются специализированные ядовитые зубы. В ротовую полость открываются протоки слюнных желёз; их секрет — слюна — не только облегчает заглатывание, но и содержит пищеварительные ферменты. Это интересно: языки рептилий Мускулистый язык рептилий обычно служит для проталкивания пищи в глотку; но у ящериц и змей он раздвоен и работает как орган осязания, а хамелеон ловит им добычу. Язык гадюки а и язык хамелеона б Ротовая полость переходит в глотку и далее в пищевод, мускулистый желудок и кишечник. Печень крупная, развит желчный пузырь, есть поджелудочная железа. Протоки желчного пузыря и поджелудочной железы открываются рядом друг с другом в начале тонкой кишки. На границе между тонкой и толстой кишкой находится слепая кишка её нет у амфибий.
Кишечник заканчивается клоакой. Дыхательная система состоит из лёгких и дыхательных путей. Дыхание осуществляется путём изменения объёма грудной клетки благодаря работе межрёберных мышц и брюшной мускулатуры. Через гортань воздух поступает в трахею от др. Развитие протяжённых дыхательных путей защищает лёгкие от иссушающего действия воздуха, поступающего в организм из окружающей среды. Лёгкие разделены перегородками на множество мелких ячеек: так дыхательная поверхность увеличивается в несколько раз. Пищеварительная и дыхательная системы ящерицы. Кровеносная система замкнутая. Сердце трёхкамерное, состоит из желудочка и двух предсердий.
Желудочек разделён на две половины неполной перегородкой, которая предотвращает смешивание артериальной и венозной крови. У крокодилов перегородка полная но с небольшим отверстием , половины желудочка изолированы друг от друга в правой — венозная кровь, в левой — артериальная. Таким образом, крокодилы обладают четырёхкамерным сердцем. У пресмыкающихся от желудочка отходит не один артериальный ствол, как у земноводных, а три самостоятельных сосуда: лёгочная артерия и две дуги аорты. При сокращении желудочка артериальная кровь из левой половины желудочка попадает в правую дугу аорты, венозная кровь из верхней части правой половины — в лёгочную артерию, а смешанная кровь из нижней части правой половины желудочка — в левую дугу аорты. Из лёгочной артерии кровь направляется в лёгкие, где обогащается кислородом. От правой дуги аорты, содержащей артериальную кровь, отходят сонные артерии, несущие богатую кислородом кровь к голове. Затем обе дуги аорты — правая и левая — загибаются назад и, обогнув сердце, соединяются в непарную спинную аорту. Таким образом, в ней объединяются артериальная кровь из правой дуги и смешанная кровь из левой дуги аорты.
Спинная аорта ветвится на артерии, снабжающие смешанной кровью с преобладанием артериальной все остальные органы тела. Движение крови в камерах сердца у амфибий а и рептилий б Выделительная система представлена тазовыми почками, мочеточниками и мочевым пузырём. У рептилий основным конечным продуктом белкового обмена является мочевая кислота. Для выведения этого вещества требуется в 200 раз меньше воды, чем для выведения мочевины. Тазовые почки, или вторичные почки, или метанефрос от др. Выделительные канальцы тазовых почек, в отличие от канальцев туловищных почек мезонефроса , не имеют открывающихся в полость тела воронок. Они начинаются мальпигиевыми тельцами — капсулами с клубочками кровеносных капилляров внутри. Наружный конец каждого выделительного канальца открывается в собирательные трубочки, а они, в свою очередь, впадают в особый вырост задней части вольфова канала — вторичный метанефрический мочеточник. Тазовые почки имеют более сложное строение почечных канальцев, чем туловищные почки.
Канальцы удлинены, в них идёт не только обратное всасывание реабсорбция воды, сахаров и солей натрия из первичной мочи, но и выделение мочевины и мочевой кислоты в просвет канальца секреторными клетками его стенок. В результате концентрация этих веществ во вторичной моче на выходе из канальца становится в 20 раз выше, чем в крови. Таким образом, благодаря тазовым почкам из организма выводится максимально концентрированная моча.
Теплокровные и холоднокровные животные
Подробнее о теплокровных и проворных рептилиях "" рассказала ихтиолог Татьяна Иванова. Урок по теме Общая характеристика класса Пресмыкающиеся, или Рептилии. В отличие от теплокровных млекопитающих, рептилии не могут регулировать свою внутреннюю температуру, поэтому они являются экзотермами. "Самым оптимальным выбором для аллергиков станут холоднокровные животные, такие как черепахи, хамелеоны и другие рептилии. Если говорить про теплокровных. В новой статье, опубликованной в журнале Nature, исследователи пишут о том, что тираннозавры являлись теплокровными рептилиями.
Теплокровность оказалась издревле присущей крокодилам, птицам и млекопитающим
Они потребляют много кислорода, должны сжигать много калорий, чтобы поддерживать температуру тела и оставаться активными. Холоднокровные животные меньше дышат и меньше едят. Их образ жизни менее энергетически затратен, чем у теплокровных, но за это приходится платить. При поддержании температуры тела холоднокровные животные зависят от внешнего мира, они, как правило, менее активны, чем теплокровные существа.
Поскольку птицы теплокровны, а рептилии — холоднокровны, динозавры оказались в центре спора. Птицы — единственные динозавры, пережившие массовое вымирание в конце мелового периода. Но динозавры технически рептилии — кроме птиц, их ближайшими живыми родственниками являются крокодилы и аллигаторы.
Новый метод рассматривает один из самых основных признаков метаболизма: использование кислорода. Когда животные дышат, образуются побочные продукты, которые взаимодействуют с белками, сахарами и жирами, оставляя после себя молекулярные «отходы».
Для поисков ответов на свои вопросы амбициозные южноафриканские ученые отправились в Кару, один из регионов своей страны. Они проверили на наличие шишковидных отверстий более 600 черепов. Все эти окаменелости датируются периодом в пределах от 300 до 200 миллионов лет назад. Исследование останков древних позвоночных подтвердило догадки палеонтологов. Предки млекопитающих трансформировали свою холодную кровь в теплую приблизительно 246 миллионов лет назад за 10 миллионов лет до появления первого динозавра. Лишний орган для млекопитающих Как и обычный глаз, шишковидный состоит из роговицы, хрусталика и сетчатки.
Сами по себе панголины — это что-то среднее между броненосцами и муравьедами. Броня сходна с броненосцами, а узкая морда с длинным высовывающимся языком отдаленно напоминает морду муравьеда. Ну и, конечно, мощные пятипалые лапы с острыми когтями, приспособленными для рытья, идут туда же в копилку. Этакая химера из ящера, муравьеда и броненосца. И, само собой, это исключительно конвергентная эволюция, а все имеющиеся адаптации у разных групп подобных животных появились независимо друг от друга. Вас, наверно, интересует два главных вопроса. Первый: можно ли его есть? И второй: имеется ли у животины шерсть? Отвечаем "да" на оба вопроса.
Судя по всему, метаболические процессы в теле этих существ шли быстрее, чем у современных рептилий, и позволяли древним животным преследовать добычу, опускаться на большие глубины, а также мигрировать на дальние расстояния. Учёные предполагают, что 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.
Являются ли рептилии хладнокровными? Регулирование требований к рептилиям
Ученым впервые удалось выяснить, когда предки современных млекопитающих обрели теплокровность, говорится в статье, опубликованной 20 июля в журнале Nature. В отличие от теплокровных рептилии не могут поддерживать постоянную температуру своего тела и, когда наступают холода, их метаболизм замедляется. Возможно, температуру тела рептилиям удавалось поддерживать при помощи какого-то внутреннего процесса выработки тепла, а удерживать его помогал слой жира.
Другие вкусняхи:
- Класс Пресмыкающиеся • Биология, Животные • Фоксфорд Учебник
- Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод
- Глюкоза могла быть причиной обретения теплокровности у рептилий | Загадки науки | Дзен
- Теплокровные рептилии
- Популярное
- Публикации
Правда ли, что млекопитающие произошли от рептилий
Объясните, почему пресмыкающиеся не могут быть истинно теплокровными, как птицы и млекопитающие. Первым "теплокровную" черепаху обнаружил верующий учёный доктор Уэйн Фрэйр, в начале 1970х годов прошлого века. Тема: Разнообразие рептилий Холоднокровные змеи Крокодилы холоднокровные Анолис ящерица Пресмыкающиеся холоднокровные Ящерицы холоднокровные Пресмыкающиеся. Однако анализ старения и продолжительность жизни 77 видов амфибий и рептилий показал, что это не так.
морские рептилии, возможно, были теплокровными
В итоге последним нужно больше пищи. Им трудно пережить периоды, когда еды нет месяцами, в то время как неэндотермные черепахи способны не есть без летальных последствий по нескольку месяцев. В начале XXI века стало ясно, что останки динозавров указывают на их эндотермность. И как минимум некоторые из них показали остатки перьевого покрова, помогающего сохранить тепло. В 2015 году внезапно выяснилось, что давно известный вид хищных рыб красноперый опах весом до 270 килограммов тоже эндотермен и поддерживает постоянную температуру всего тела. Однако ученые продолжали считать, что эндотермия динозаров и остальных группы живых существ — просто конвергентная эволюцию, то есть эволюция организмов к сходным системам поддержания постоянной температуры тела. В подтверждение независимого возникновения эндотермии приводили и такой довод: у птиц температура тела поддерживается за счет скелетных мышц, а у млекопитающих — за счет бурого жира, который есть только у них. Авторы новой работы в Biological Reviews обобщили современные биологические знания по этому вопросу и выступили с иной точкой зрения.
Они обратили внимание на то, что у однопроходных млекопитающих утконос, ехидна , сумчатых и даже некоторых плацентарных наиболее распространенных млекопитающих, таких, как мы сами бурой жировой ткани тоже нет.
Авторы изучили останки динозавров, птерозавров, плезиозавров, а также современных млекопитающих, птиц и ящериц. Сигналы, которые исходят от КПЛ, использовали в качестве метаболических маркеров.
Сравнив количества КПЛ с известной скоростью метаболизма современных животных, авторы оценили скорость метаболизма вымерших животных. Динозавры часто имели высокую скорость метаболизма. Но птицетазовые, например, Triceratops и Stegosaurus, имели низкую скорость метаболизма, сравнимую с современными холоднокровными.
Ящеротазовые Velociraptor, Tyrannosaurus rex и Brachiosaurus, скорее всего, были теплокровными. У некоторых динозавров скорость метаболизма была сравнима с таковой у птиц, что было удивительно для исследователей. Джасмина Виеманн, молекулярный палеобиолог из Йельского университета и первый автор исследования, делает предположения о поведении динозавров на основании новых данных.
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.
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.
Ихтиозавры и плезиозавры успешно поддерживали высокую температуру тела — до 39 градусов. Мозазавры контролировали тепло в меньшей степени и больше зависели в этом от окружающей среды. Это хорошо согласуется с образом жизни рептилий: стабильная температура тела более необходима подвижным охотникам, нежели сидящим в засаде.
Однако цифра в 39 градусов может показаться завышенной, отмечает в своей статье Мотани. Даже у современных дельфинов — высокоразвитых млекопитающих — температура тела приблизительно равна человеческой.