ВЛЕЧУГИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАСИФИКАЦИЯ И РАЗМНОЖАВАНЕ - БИОЛОГИЯ - 2024

На влечуги са група от гръбначни животни, включително parafilética костенурки, гущери, змии, крокодили и Tuataras. В допълнение, те включват няколко изчезнали групи от големи динозаври, плезиозаври, птерозаври, наред с други. Най-забележителната му особеност е дебелата кожа с люспи.

Тези живи същества са ектотермични, тъй като им липсва способността за вътрешно регулиране на телесната им температура. Следователно разпространението им е почти ограничено до райони с топъл климат, където те са много изобилни.

Източник: pixabay.com

Костенурките са организми с плътна черупка и морфология на предците. Те нямат зъби и всички са яйцеклетки. Най-голямото разнообразие на групата е в гущерите, група, която процъфтяваше неимоверно. Повечето са яйцевидни, а някои - живородни.

Две групи влечуги, змиите и амфисбенидите са претърпели тотално намаляване на крайниците. В допълнение, змиите имат кинетичен (подвижен) череп, който им позволява да консумират огромна плячка. Някои могат да инжектират отрова.

Туатарите са ендемични животни в Нова Зеландия. Характеристиките му напомнят на влечугите, които са обитавали земята преди около 100 милиона години.

Крокодили са единствените представители, които не са птици на архозаври, родословие, което е породило вече изчезналите динозаври и настоящите птици.

При влечугите възниква значителна адаптация, която успя да направи възпроизводството независимо от водата: амниотичното яйце. Яйцето се състои от структура, покрита с варовита или кожена структура с екстра-ембрионални мембрани, наречени амнион, хорион, жълтъчен сак и алантоис. Ларвите стадии на водния живот не се наблюдават при влечуги.

Основни характеристики

Влечугите образуват парафилетична група от приблизително 8000 вида. Тези организми са в изобилие и се намират в силно разнообразни местообитания, както наземни, така и водни, обикновено с топъл климат.

Те са покрити от характерни структури, наречени люспи. Повечето имат два чифта крайници, с по пет пръста на всеки. При змиите и някои гущери крайниците са се изродили или са силно редуцирани.

Кожата на влечугите е дебела, като осигурява защита срещу изсушаване. Епидермалните структури на тези животни са изградени от специален кератин, наречен бета кератин. Осифицирането на скелета е завършено и черепът се характеризира с това, че има един единствен окципитален кондил.

По отношение на регулирането на температурата всички членове на групата са ектотермични животни; те не са в състояние да регулират температурата си чрез метаболитни пътища.

За разлика от тях те могат да регулират температурата си чрез поведението си. Тоест, те се преместват в слънчеви райони, ако трябва да го увеличат, или са разположени в сенчести региони, за да понижат телесната температура.

Амниотичното яйце

Морска костенурка, излюпваща се от яйце. Автор: Майер Ричард. Wikimedia Commons.

Амниотичното яйце представлява една от най-изненадващите адаптации на животинското царство, тъй като успя да направи репродуктивните процеси независими от водни тела.

Яйцето има четири допълнителни ембрионални слоя или мембрани, наречени амнион, алантоис, хорион и жълтъчен сак.

Амнионът е слоят, който заобикаля ембриона. Вътре откриваме течност, която притиска развиващия се организъм и осигурява водна среда за неговия растеж. Отпадъчните вещества се съхраняват в алантоиса.

Хорионът обгражда цялото съдържание на яйцето и е силно съдов, като алантоиса. Тези два допълнителни ембрионални слоя участват в дишането, като са жизненоважен компонент за обмена на кислород и въглероден диоксид. В жълтъчния сак са хранителните вещества, които ембрионът ще използва.

Повечето амниотични яйца са заобиколени от доста гъвкава минерализирана черупка или покривка. Тази бариера постига баланс между защитата на ембриона и обмена на вещества, тъй като действа като полупропусклива бариера.

класификация

Живите влечуги са представени от следните порядки: тестудини (костенурки), скуамата (гущери и змии), Sphenodonta (новозеландски тутараси) и крокодили (крокодили и съюзници).

Освен това групите влечуги се отличават по броя на отворите в черепа си. Първо ще проучим класификацията на различните околоплодни черепи, а след това ще изследваме таксономичната класификация на четирите групи живи влечуги.

Анапсиди, синапсиди и диапсиди

A = Анасиди, B = Синапсиди, C = Диапсиди. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) производна работа: Petter Bøckman

В класификацията на влечуги - и на останалите гръбначни животни от тетрапод - обикновено е да се прилагат термините anápsids, diapsids и synapsids. Тази терминология се отнася до модела на отворите (фенестра) на нивото на темпоралната област в черепа на тези животни.

Анапсидите са организми, на които във временната област липсва отваряне. Тази морфология се счита за примитивна и се смята, че първите амниоти, появили се в хода на еволюцията, притежават този анатомичен модел. В рамките на настоящия вид костенурките имат анапсиден череп.

Случаят с костенурките обаче е много особен. Според настоящите молекулярни доказателства е направено заключението, че тези влечуги са придобили анапсидното състояние по вторичен начин, тъй като идват от предшественик с диапсидни темпорални отвори.

От това състояние на предците са получени два анатомични варианта: диапсидите и синапсидите. В диапсидния череп откриваме два временни отвора. Диапсидният череп присъства в настоящите влечуги (включително птици и с изключение на костенурките).

Третият модел на временните отвори е синапсид, където има само една двойка временни отвори. Бозайниците имат този тип череп.

1. Поръчайте Testudines (Челония)

Редът Testudines е съставен от костенурки. Тези организми са се променили много малко през еволюцията, като до голяма степен поддържат характерната морфология на групата.

Най-изявената особеност е наличието на дорзална карапуза и вентрален пластрон. Тази обвивка е изградена от два слоя: външен, съставен от кератин и вътрешен от костелив характер.

Вътрешният слой представлява съединение на кости, слети прешлени и други костени дермални елементи. Като уникална характеристика сред гръбначните животни, костенурките са единствените организми, които притежават крайниците и пояса в ребрата.

На долночелюстната челюния липсват зъбни структури. Вместо това има един вид кератинови ястия, които позволяват манипулирането и смилането на храната.

От екологична гледна точка костенурките са успели да завладеят разнообразие от ниши. Има напълно водни видове (с изключение на снасянето на яйцата) и напълно сухоземни.

По отношение на сетивата, костенурките нямат особено добър слух. За да противодействат на този недостатък, те имат много чувствителна система за вкус и зрение. Всъщност зрението е в цвят и е сравнимо с човешката фоторецепторна система.

2. Поръчайте скуомата

Тази поръчка е съставена от гущери и змии. Той е много широк и разнообразен, включва почти 95% от всички живи видове не-птичи влечуги.

Змиите проявяват редица уникални и отличителни характеристики. Тялото е претърпяло значително удължение, което води до вътрешна реорганизация на органите; крайниците са изгубени и има адаптации за консумация на други големи животни.

Повечето гущери имат способността да движат клепачите си. За разлика от тях, змиите често имат постоянно, прозрачно покритие над зрителните си органи. Визията на някои видове е адаптирана към слънчевата светлина и те имат цветно зрение, докато други нощни видове не.

Черепът на членовете на този клас се нарича кинетичен череп, тъй като има мобилни свойства, които им позволяват да консумират и манипулират плячка със значителни размери. Въпреки че черепът на гущерите е кинетичен, при змиите явлението е много по-изразено.

По-рано орденът на скуамата се състоеше от три подреда: Саурия, Серпентес и Амфисбания. Днес последната група се счита за модифицирани членове на Саурия.

Подарък Саурия

Тя включва чучулиги, изключително разнообразна група от форми, които обитават от сухоземни и водни среди до дървета, подземни райони и дори въздух. Сред най-популярните представители са гекони или гекони, игуани, скинки, монитори и хамелеони.

За повечето видове гущери слухът не представлява подходящ смисъл. Въпреки това, при няколко вида песните са важен елемент в търсенето и избора на половинка.

Средата, обитавана от тази група организми, обикновено е суха и суха. Дебелата им кожа без жлези до голяма степен предотвратява загубата на вода. Освен това урината на влечугите е почти твърда и съдържа значителни количества пикочна киселина. Тези механизми им позволяват да избегнат изсушаване.

Тъй като влечугите нямат термична регулация и зависят от температурата на околната среда, има малко видове влечуги в студени райони, тъй като тези условия ограничават растежа им.

Амфисбениди или слепи херпес зостер

Амфисбенидите са много особена група гущери (Red Squamata), чиято морфология прилича на тази на змия или земен червей. Тялото му е вермиформно, а крайниците са изгубени.

Името на групата описва нейната особена способност да се движи както напред, така и назад. Тоест, те могат да се движат в посока на главата и опашката с еднаква ефективност.

Техният начин на живот е подземен и имат различни адаптации, свързани с живота под земята: вермоформена морфология, за да се движат наоколо; черепът е твърд и здрав, което позволява разкопки; очите са атрофирани и практически неразличими от тялото (тъй като са покрити от слой кожа) и няма външно отваряне на ухото.

Подаръчни серпенти

Змиите са влечуги, на които липсват крайници и в повечето групи също липсват гръдния и тазовия пояс. Тялото им е изградено от множество прешлени, които им позволяват да се движат по земята чрез серия от S-образни движения на вълната.

Както споменахме, черепът на змиите е силно кинетичен, което означава, че може да консумира огромна плячка. Тази характеристика може да е причина за забележителния успех на змиите. Определени видове змии - около 20% - са способни да инжектират отрова в плячката си.

По отношение на сетивата, само малка група змии с арбореални навици притежават забележителна визия. Те нямат тъпанчева мембрана или външно ухо. За откриване на химически стимули змиите са оборудвани с органа на Якобсон, известен още като вомероназален орган.

3. Поръчайте Sphenodonta

Редът Sphenodonta е съставен изключително от два живи вида - единствените оцелели от родословието - принадлежащи към рода Sphenodon, ендемичен за Нова Зеландия. Те са широко известни като туатари.

Туатарите са модел на проучване, който е предизвикал интереса на еволюционните биолози. Тези видове са се променили много малко в хода на еволюцията и имат примитивен диапсиден череп.

4. Поръчайте Crocodilia

Крокодили, алигатори и алигатори са здрави, полуводни влечуги. Те са известни предимно с това, че са големи хищници. Челюстите им са мощни и им позволяват ефективно да улавят плячката си.

Тялото на животното се състои от удължена глава, тяло и опашка и къси, но силни крайници. Последните позволяват мобилност на сушата, въпреки че дейностите в сухопътната среда не са много чести. Заедно с птиците образуват клада Архозаурия.

Храносмилателната система

Храносмилателната система на влечугите е съставена от поредица от органи и елементи, които организират преминаването на храната и извличането на хранителни вещества.

Поглъщането започва с устната кухина, която е значително модифицирана при влечугите, особено в кинетичните черепи на змиите, и в по-малка степен при гущерите. Само крокодили имат вторично небце.

Следвайки устната кухина, откриваме фаринкса, след това хранопровода и стомаха. Те са последвани от черва, които се изпразват в клоака.

Стомашно-чревният тракт на повечето влечуги е кратък, типична характеристика на месоядна диета. Растителноядните варианти имат по-дълги черва, което им позволява да усвояват растителна материя. Някои от тях проявяват поведението на гълтането на камъни, за да насърчат храносмилането.

Кръвоносна система

Сърце на игуана, разделена през вентрикула. Hartmacl

Циркулацията в влечугите се състои от две вериги: едната от тях взема кръвта и я носи в белите дробове, докато втората оркестрира преминаването на кръв през останалата част на тялото.

С изключение на крокодили, влечугите имат сърце с непълна преграда, което позволява малък контакт между оксигенирана и неоксигенирана кръв.

При крокодили сърцето е по-сложно и напомня на бозайници и птици, тъй като има две предсърдия и две камери. Това пълно разделяне повишава ефективността на процеса.

Нервна система

Като цяло нервната система на влечугите има всички основни структури, които откриваме при земноводни, но по-големи - особено мозъка и мозъчния мозък.

Въпреки това, в сравнение с птиците и бозайниците, мозъкът е сравнително по-малък. Например мозъкът на костенурките е малък - никога не надвишава 1% от общата маса на животното. Мозъкът обаче има значителен размер в тази група влечуги.

Повечето от сетивните органи са добре развити, въпреки че има няколко изключения.

Дихателната система

Респирацията при влечуги става през белите дробове. Кожата на тези организми е дебела, така че тя не играе релевантна роля в обмена на газове, както се случва при земноводни с тънка и влажна кожа.

Повечето от членовете имат сдвоени бели дробове, с изключение на змии и амфисбениди.

При костенурките има допълнително усложнение на дихателния процес: органите са затворени в черупката на животното. За да решат този проблем, костенурките използват коремните и гръдните мускули като диафрагма.

Видовете костенурки, които обитават водни тела, успяват да покрият нуждите си от кислород благодарение на изпомпването, което извършват в устната си кухина - която е силно васкуларизирана - или в клоаката. Това явление им позволява да останат под вода за значителни периоди от време.

Крокодили притежават важна иновация: вторичното небце. Той е съставен от поредица от кожни гънки, които отделят устата от носните проходи. Тоест, те могат да дишат, докато устата на животното е отворена.

Отделителна система

Всички влечуги са сдвоени, лобови бъбреци с приблизително еднакъв размер. При змиите бъбреците са разположени в каудалната област на целомичната кухина.

Както при останалите гръбначни животни, функционалната единица на бъбрека са нефроните. При влечугите всеки бъбрек е съставен от няколко хиляди нефрона, което е малко в сравнение с близо два милиона нефрони в човешкия бъбрек.

Намаляването на размера на гломерула се счита за адаптация, за да се избегне загубата на вода. В допълнение, това са много малко васкуларизирани.

Отпадъчният продукт на влечугите е пикочната киселина; поради тази причина влечугите са известни като урикотели. Изглежда, че това е адаптация за намаляване на загубите на вода.

Пикочната киселина е неразтворима във вода субстанция. По този начин продуктът се утаява и екскретираното вещество се състои от бяла полутвърда маса.

За разлика от тях, видовете, които живеят във водна среда, често отделят амоняк, вещество с високи нива на токсичност. Тъй като продуктът за екскреция е токсичен, той трябва да се разрежда с повече вода, отколкото е необходимо за отделяне на пикочна киселина.

репродукция

Влечугите имат вътрешно оплождане и половете са разделени. Мъжките имат два тестиса, а женските два яйчника. Мъжките извършват копулация със специален орган, наречен хемипенис. Има го и при почти всички влечуги, с изключение на костенурки и крокодили.

Костенурките са вътрешно оплодени и яйцевидни. Те инвестират енергия в създаването на гнездо за своите малки и след като яйцата се депонират и покрият от субстрата, родителите пренебрегват бъдещото си потомство.

Голям брой змии са яйцевидни, а малка група е яйцевидна. Живостта е еволюирала сред влечугите почти сто пъти по отделни еволюционни пътища. Това явление обикновено възниква поради увеличаване на времето, през което яйцата се задържат в яйцепровода.

Животните с тази репродуктивна модалност обикновено се свързват със студен климат и това може да е адаптивна характеристика, която позволява на влечугите да поддържат оптимална температура за своето потомство. Вътре в тялото на майката температурата е оптимална за развитието на младите.

Определяне на пола

Една от особеностите на влечугите по отношение на тяхното размножаване е влиянието на температурата при определяне на пола на животните. Това явление е съобщено при костенурки, гущери и крокодили.

При костенурките ниските температури са свързани с производството на мъжки. По същия начин, високите температури се превръщат в женско производство. Тъй като температурата е определящият фактор, тези видове нямат полови хромозоми.

Истинска група ли са влечугите?

В исторически план сухоземните гръбначни животни се класифицират в три добре дефинирани класа: влечуги, птици и бозайници. Влечугите са студенокръвни организми с люспи; птиците са топлокръвни и имат пера; докато бозайниците са топлокръвни, те са тежки и произвеждат мляко.

Класистична перспектива

С това просто описание изглежда лесно да се групират органичните същества в категории, съответстващи на класове.

За кладистката школа влечугите представляват парафилетна група, тоест не образуват клад.

От гледна точка на кладизма валидните групировки включват най-скорошния общ прародител и всички негови потомци. При влечугите не се смятат всички потомци, тъй като това групиране изключва птиците.

Птиците еволюирали от група динозаври, наречени дремеозаври. Ето защо, ако искате да помислите за монофилетична група - най-скорошния общ предшественик и всички негови потомци - трябва да вземете предвид птиците вътре влечугите.

Някои биолози, които искат да се позовават на тези класове, правилно използват термина птици и не-птичи влечуги.

Споделени производни знаци

По много повърхностен начин групи влечуги и птици може да изглеждат много различни една от друга. И двамата обаче споделят поредица от споделени производни знаци или синапоморфии, както са известни в кладистката терминология.

Както „традиционните“ птици, така и влечугите имат общи анатомични характеристики на нивата на черепа и глезена. В допълнение, и двамата имат бета кератин в структурите си. Тези знаци обединяват и двете групи в клад (монофилетична група).

Птиците и крокодилите са сестрински групи. Крокодил е по-свързан с колибри, отколкото с гущер или змия. С други думи, крокодили и птици споделят по-скорошен общ предшественик и се считат за монофилетична група (не забравяйте, че монофилетните групи могат да бъдат вложени).

Препратки

1. Divers, SJ, & Stahl, SJ (ред.). (2018). Медицина и хирургия на медицината и хирургията на Mader's Reptile и Amphibian-E-Book. Elsevier Health Sciences.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw - Хил.
3. Jacobson, ER (Ed.). (2007 г.). Инфекциозни заболявания и патология на влечуги: цветен атлас и текст. CRC Press.
4. Kardong, KV (2006). Гръбначни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
5. Llosa, ZB (2003). Обща зоология. EUNED.
6. Vitt, LJ и Caldwell, JP (2013). Херпетология: въвеждаща биология на земноводни и влечуги. Академична преса.