Эволюция млекопитающих
Происхождение этого класса животных уходит своими корнями в каменноугольный период. В это время разошлись пути амниот позвоночных, которые откладывали яйца в твердой оболочке.
Амниот отличал от земноводных прежде всего этот признак: им не требовалась вода, чтобы размножаться, в яйце был необходимый запас питательных веществ для роста зародыша. Таким образом, амниоты освоили относительно далекие от водоемов участки суши, а значит, получили ряд эволюционных преимуществ.
Среди этой группы стали выделяться синапсиды, характерной чертой которых стала специализация зубов и особенности строения нижней челюсти. Это было важным преимуществом в питании, позволявшим расширить свой рацион в любом месте обитания. Также палеонтологи в последних докладах предполагают, что кожа синапсид не имела чешуи, зато была снабжена железами: это помогало регулировать теплоотдачу и уровень жидкости в организме. Синапсиды и были предками млекопитающих.
Периодизация эволюции млекопитающих включает в себя следующие периоды:
- Выделение из амниот группы синапсид в каменноугольном периоде.
- Выделение терапсид.
- Эволюция цинодонтов от пермского до триасового периода.
- Развитие класса млекопитающих и занятие ими экологических ниш, оставленных вымершими динозаврами.
Специализация зубов
Гетеродонтизм дал важное эволюционное преимущество предкам млекопитающих. Он представляет собой разделение зубов по форме и выполняемым функциям
Зубы млекопитающих делят на три типа: резцы, клыки и моляры. По степени развитости тех или иных типов зубов можно судить о том, как питается конкретный вид животных. Так, у хищников самые развитые зубы клыки, а у грызунов резцы. У жвачных хорошо развиты моляры, позволяющие перетирать растительную пищу с большим количеством клетчатки. На картинке представлены зубы человека: резцы (I), клыки (C), премоляры (B), моляры (M).
При этом у части млекопитающих зубы могут редуцироваться. Иногда это происходит со всеми зубами, иногда только с одним типом. В ряде случаев у некоторых видов бывает даже вторичный гомодонтизм, такая особенность свойственна китам. Характеристика зубной формулы один из определителей вида.
Гомойотермия
У предков млекопитающих получила развитие настоящая теплокровность. Ее становлению способствовали такие их отличительные признаки, как строение кожи и возможность поддерживать высокий метаболизм с помощью питания.
К пермскому периоду для поддержания теплокровности у терапсид одной из групп синапсид появляются такие механизмы как:
- разделение сердца на четыре камеры, что позволяет не смешиваться артериальной и венозной крови, так эффективнее расходуется кислород,
- формирование костного нёба, окончательно отделившего дыхание и пищеварение, во время еды животное может дышать.
Последнее стало частью модификации всей челюстной системы. Жевательная мускулатура получила развитие, изменилось строение челюстного сустава, и из части кости нижней челюсти образовались слуховые косточки, на основе которых позже сформируется слуховой анализатор ухо.
Маммализация
Кожа является одним из средств терморегуляции организма. Эту функцию она осуществляет благодаря потовым железам, которые отводят излишнее тепло в виде жидкости (пот), а также наличию шерсти она помогает сохранить тепло при низких температурах.
Была ли у зверозубых шерсть спорный вопрос, но наличие потовых желез является фактом. Из их части постепенно возникли современные молочные железы. Изначально их роль в выкармливании потомства была скромной: детеныш, возможно, восполнял слизыванием жидкости недостаток воды и минеральных солей.
Развитая молочная железа и сейчас свойственна не всем млекопитающим. Так, однопроходные (в школьных учебниках они называются яйцекладущими, в противовес живородящим), представленные на данный момент утконосом и ехидной, не имеют сосков, и детеныш слизывает выделяющееся молоко. Сосок появился у другой ветви млекопитающих позже.
Молочные железы располагаются не где попало, а вдоль так называемых молочных линий, идущих от паха к подмышкам.
Кит – фото, описание, характеристика животного. Как выглядит кит?
Удивительно, но факт: не только киты, но и все представители отряда китообразных (дельфины, морские свиньи) произошли от сухопутных парнокопытных животных. По внешнему виду киты чем-то напоминают рыб, но ближайший современный родственник китов – бегемот, и их общий предок топтал нашу планету 54 млн. лет назад. Спустя 5 млн. лет киты окончательно переселились в водную стихию.
Киты отличаются гигантскими размерами тела, самыми большими среди всех млекопитающих. И все же вес и длина туловища зависит от вида. Например, размер синего кита (самого большого млекопитающего в мире) составляет 33 метра, а весит кит около 150 тонн. При этом маленький карликовый кит весит всего 3-3,5 тонны и имеет размер 4-6 метра в длину.
В отличие от рыб, киты — животные теплокровные, способные сохранять постоянство температуры тела независимо от окружающей среды. Внушительная жировая прослойка защищает животных от переохлаждения и поддерживает постоянную температуру тела около 35-40 градусов.
Киты дышат не жабрами, а легкими. У кита отсутствуют жабры, зато есть мощные легкие с отлично сформированной мускулатурой, благодаря чему киты на 90% осуществляют воздухообмен за один вдох/выдох (для сравнения: у человека воздухообмен происходит лишь на 15%). Поэтому киты, в зависимости от вида, способны пребывать в толще воды от 10 до 40 минут, а кашалоту глотка воздуха хватает на 1,5 часа.
Когда кит поднимается на поверхность, выдыхаемый из ноздрей (дыхала) воздух гораздо теплее окружающего, благодаря чему образуется фонтан – столб конденсата, который у разных китов отличается формой и высотой.
У крупных видов фонтан вырывается с такой мощностью, что издает трубный гул, который слышно за несколько километров.
Всех китов отличает удлиненное тело каплевидной (веретенообразной) формы, что обеспечивает животным минимальное сопротивление воды во время заплыва.
Массивная голова животного оканчивается тупым, узким, либо заостренным рострумом — «клювом». На черепе расположены ноздри, смещенные к темени.
Глаза китов по отношению к телу имеют совсем небольшие размеры: у крупных видов глаз весит до 1 кг, причем размер глаза кита может составлять 10-17 см в диаметре.
У маленьких китов размер глаза соответствует глазу собаки.
Анатомически у кита есть зубы, но у некоторых видов они находятся в неразвитом состоянии. У беззубых усатых китов зубы замещаются костными пластинами, получившими название китовый ус и приспособленными для процеживания пищи.
И лишь у представителей зубатых китов вырастают одинаковые конусовидные зубы.
Китовый ус
Позвоночник кита может содержать от 41 до 98 позвонков, а благодаря губчатой структуре скелета эластичные межпозвоночные диски придают телу животных особую маневренность и пластичность.
Шейный перехват отсутствует, и голова плавно переходит в тело, которое заметно сужается к хвосту. Грудные плавники кита видоизменены и превратились в ласты, выполняющие функцию руления, поворотов и торможения. Хвостовой отдел туловища гибкий и мускулистый, отличается слегка уплощенной формой и выполняет функцию мотора. В окончании хвоста находятся лопасти, имеющие горизонтальное расположение.
Большинство видов китов обладают непарным спинным плавником, выполняющим роль стабилизатора при перемещении в толще воды.
Кожа кита гладкая, безволосая, только на морде усатых китов растут одиночные волоски, щетинки, схожие с вибриссами сухопутных животных.
Окраска кита бывает однотонной, пятнистой или противотеневой, когда верх животного темный, а низ светлый. У некоторых видов цвет туловища с возрастом изменяется.
В связи с отсутствием обонятельных нервов обоняние у китов почти полностью утрачено. Вкусовые рецепторы развиты слабо, поэтому в отличие от других млекопитающих киты различают только соленый вкус. Зрение у китов плохое, в большинстве своем эти животные близоруки, зато они имеют конъюнктивные железы, отсутствующие у прочих животных.
Что касается слуха кита, сложная анатомия внутреннего уха позволяет китам различать звуки в диапазоне от 150 Гц до самых низких ультразвуковых частот. А за счет богато иннервированной кожи всех китов отличает превосходное осязание.
Киты общаются между собой. Отсутствие голосовых связок не мешает китам разговаривать и издавать особые звуки с помощью эхолокационного аппарата. Вогнутые кости черепа вместе с жировой прослойкой выступают в качестве звуковой линзы и рефлектора, направляя в нужную сторону пучок ультразвуковых сигналов.
Большинство китов довольно медлительны, но при необходимости скорость кита может составлять 20 — 40 км/ч.
Продолжительность жизни маленьких китов составляет около 30 лет, крупные киты живут и до 50 лет.
Описание
Кожа состоит из двух слоев: наружного — эпидермиса и собственно кожи — кутиса. Эпидермис, тоже состоит из двух слоев клеток. Нижний слой является воспроизводящим. Его клетки непрерывно размножаются и пополняют верхний слой, клетки которого все время ороговевают, отмирают и отшелушиваются. Из воспроизводящего слоя создаются многие кожные образования: когти, ногти (у обезьян), копыта, роговые чехлы на рогах у полорогих , волосяной покров, кожные железы, чешуйки, иглы и прочее. Нижняя часть покрова — кутис — тоже имеет два слоя: верхний — волокнистый и нижний — жировую клетчатку.
Вернемся к производным эпидермиса. Многие млекопитающие животные оснащены когтями. Они бывают выдвижные (как у кошачьих) и не выдвижные. У копытных копыто — это «палец», который одет роговым веществом. Некоторая часть млекопитающих утратила большинство пальцев в процессе эволюции и остался только один палец с копытом — их назвали непарнокопытные, а те у кого остались два пальца — парнокопытные.
Кошка фото
Волосяной покров есть практически у всех млекопитающих, кроме китообразных. Это роговое вещество, развивающееся из эпидермиса, но луковица и волосяная сумка расположены в кутисе. К луковице волоса подходят кровеносные сосуды, питающие его нервы, мышцы и сальные железы, смачивающие волос, чтобы он был гибким и не ломался. Волосяной покров составляют три вида волос — остевой волос, подшерсток и осязательный волос. Сам волос состоит из ствола и корня (луковицы). Снаружи он покрыт «кожицей», за ней следует корковый слой, затем сердцевина, которую заполняют вакуолизированные клетки, между которыми находится воздух. Это делает волос легким и слаботеплопроводным, что поддерживает постоянную температуру тела. У большинства видов шерсть различна. У многих млекопитающих есть только лишь короткий и густой подшерсток, а у других кроме подшерстка присутствуют очень хорошо развитые и остевые волосы, у третьих же шерсть частично, либо полностью состоит из остевых волосков, которые местами бывают длинными, образуя гривы, хвосты и т. п. У ежей они в процессе эволюции превратились в иглы.
Шерсть сменяется один или два раза за год. Этот процесс называется – линька. Зимой волосы длинные и густые, чем летом. Цвет меха (окраска) зависит от наличия соответствующих пигментов, которые расположены в покровном слое волос. У многих видов окраска шерсти меняется с возрастом и сезоном, во многих случаях она имеет защитную роль. Например, песцы, зайцы-беляки, горностаи, ласки и другие звери зимой почти белые, а летом приобретают совершенно другой цвет.
В чем отличие класса млекопитающих от других животных?
Главное их отличие уже видно из названия этого класса. Самки млекопитающих кормят своих детенышей грудным молоком. Холоднокровные рептилии свое потомство напротив не вскармливают.
Рептилии и млекопитающие живут на земле уже миллионы и миллионы лет. Попадаются среди них и весьма интересные экземпляры, например, Терапсида. У этой рептилии были «собачьи» зубы. Так же, это ископаемое животное, вымершее миллионы лет назад, предположительно имело шерстяной покров и вполне вероятно, могло быть теплокровным, но при этом, не было живородящим и откладывало яйца.
А вот еще несколько существенных отличительных особенностей у этих классов животных.
Животные класса млекопитающие, как правило, имеют шерстяной покров, это бывает частично или полностью, например, кошки, крысы, обезьяны, лисы, зайцы и т.д. (конечно бывают и исключения)
Животные класса рептилии напротив, не покрыты шерстью, например хамелеоны, аллигаторы, все виды змей и т.п.
Класс млекопитающие – это, как правило, живородящие животные, в отличие от рептилий, которые откладывают яйца, в которых плод формируется дальше, а затем только из него «вылупляется» на свет детеныш. Однако и здесь бывают исключения, например, такое животное, как Платипус, обитающее в Австралии и Тасмании. Его считают млекопитающим, хотя оно успешно откладывает яйца, имеет перепончатые лапы, но при этом покрыто шерстью. Платипус – это прекрасный пример того, как на Земле зарождался класс млекопитающих.
Платипус олицетворяет собой и рептилию и млекопитающего, так как имеет черты обоих классов, имеет шерстяной покров и размножается с помощью откладывания яиц. У ученых есть такая версия, что до появления настоящих млекопитающих существовали животные промежуточного типа, они уже частично утратили признаки рептилий, но еще не в полной мере приобрели признаки млекопитающих.
Настоящее млекопитающие сформировались только 216 миллионов лет тому назад. И как говорят ученые, внешний вид их напоминал современных землероек. Эти небольшие млекопитающие животные использовали в пищу насекомых и растения, а на ночь забирались высоко на деревья.
Со временем млекопитающие приобретали свои отличительные признаки, например, шерсть не один миллион лет.
Эволюционные механизмы используют методы естественного отбора и изменчивости.
Представители животного мира уже приобретшие шерстяной покров давали потомство с теми же признаками. Покров шерсти стал неким элементом выживаемости, приспособляемости к изменяющимся условиям среды обитания. Он весьма эффективно помогал теплокровным животным поддерживать свой температурный баланс независимо от негативного влияния окружающей среды, пусть это холод, дождь или ветер. Все это сказалось и на других аспектах выживания животных, например, они спокойно могли добывать себе пищу в тех условиях и местах, в которых иные животные не могли этого сделать, не имея такой защиты от холода как шерсть. Без покрова шерсти животные могли жить только в благоприятных тепловых условиях, где конкуренция и так была большая.
Пришло время, когда животные в полной мере приобрели все признаки и приспособления выживаемости, относящиеся к классу млекопитающих. А динозавры, напротив, со временем полностью исчезли с лица Земли, и класс млекопитающих занял главенствующую нишу в животном мире, постепенно заселив все территории. За миллионы лет дальнейшей эволюции у млекопитающих появилось большое количество семейств и видов – от мышей и до китов.
Занимательная информация
Одними из самых интересных и необычных млекопитающих на земле есть верблюды. Они смогут прекрасно себя чувствовать в самых сложных условиях. Место их обитания — безводные пустыни. Едят верблюды все то, что смогут отыскать в песках. Обычно это верблюжья колючка – очень грубое растение с огромными острыми шипами.
Верблюды могут запасаться питательными веществами и водой в своих горбах, что дает возможность им долго жить без пропитания и жидкости (до двух недель без питья и до одного месяца без еды). Еще их эритроциты овальной формы, что способствует тому, что они могут спокойно переносить отсутствие воды. Используя питательные вещества из горба, верблюд может потерять без вреда для своего здоровья до 40 % от своего веса, на водопое может выпить до 60 литров воды за один раз. Еще они имеют два ряда ресничек, три пары век, могут блокировать ноздри и благодаря этому они легко выдерживают пустынную бурю.
Не менее удивительным представителем класса позвоночных животных является бобёр. Это самый лучший строитель посреди животных. Самая большая плотина, выстроенная бобрами, была длиной около 1200 метров, а высотой примерно 6 метров. С помощью своих крепких зубов они могут грызть большущие стволы дерева, которые потом применяют для возведения плотины.
https://youtube.com/watch?v=s4ScWelfA0g
Кто такие млекопитающие
Признаки млекопитащюих
Млекопитающие — это высший класс позвоночных животных, к которому также принадлежит и человек. Одним из основных определяющих признаков принадлежности к этому классу является рождение живых детенышей и выкармливание их молоком. Также у большинства видов имеются четыре конечности, шерстяной покров, хвост. Но есть и морские млекопитающие, например китообразные. Они, приспособившись к жизни в воде, утратили шерсть и задние конечности. А передние у них развились в плавники. Хотя киты, как и рыбы, плавают в океане, а рукокрылые, подобно птицам, летают в небе, они тоже принадлежат к млекопитающим. Мы, люди, тоже относимся к этому классу животных, как и наши домашние питомцы собаки и кошки.
Млекопитающие – теплокровные животные
Все млекопитающие — теплокровные, это означает, что у них постоянная, не зависимая от окружающей среды температура тела. В отличие холоднокровных рептилий им не надо греться на солнце, чтобы ее повысить. Волосяной покров помогает им сохранять тепло в холодное время года, а способность выделять пот — охлаждать организм в жару.
Мозг и органы чувств млекопитающих
У млекопитающих относительно большой головной мозг, хорошо развиты органы чувств и кровеносная система. Они больше полагаются на обоняние, чем представители других классов животных. Обоняние служит им для
- общения
- ориентации
- поиска и выбора пищи
- выслеживания добычи
- спасения от врагов
Размножение и забота о потомстве
Большинство млекопитающих, за исключением яйцекладущих, рождает живых детенышей (не в яйце). У мелких млекопитающих в выводке может быть сразу несколько детенышей. Они быстро растут и развиваются. Крупные млекопитающие рождают, как правило, одного, редко двух детенышей, которым требуется гораздо больше времени, чтобы стать взрослыми.
Кошка с котятами
Характерная черта млекопитающих, отличающая их от других животных, — забота о потомстве. У всех самок имеются молочные железы, которые вырабатывают молоко после рождения детенышей. С молоком матери в организм новорожденных поступают необходимые для жизни питательные вещества. Поскольку у детенышей нет необходимости искать себе пищу, всю энергию, получаемую с молоком, они используют для роста.
Все млекопитающие, за исключением сумчатых и яйцекладущих, рождаются хорошо развитыми, хотя некоторые, например кролики, появляются на свет безволосыми, слепыми и беспомощными. С другой стороны, такие парнокопытные, как олени, обитающие на открытой местности, способны встать на ноги уже на первом часу жизни. Если появится хищник, им придется спасаться бегством вместе со всем стадом.
Образ жизни
Многие млекопитающие живут группами, которые могут быть многочисленными или состоять всего из нескольких животных. Зачастую все члены группы помогают растить и защищать детеныша в случае опасности. Некоторые хищники в саванне, такие, как львы или гиены, охотятся вместе на крупных животных, потому что в одиночку они вряд ли бы справились с ними. Травоядные, например олени, держатся большими стадами, что дает им возможность, хоть как-то защитить себя от врагов.
В период вскармливания и пока детеныши учатся сами добывать пищу, мать всеми силами защищает их от врагов. Некоторые самки млекопитающих растят детенышей сами, другие — делят заботы о потомстве с отцом или иными членами группы.
Флора и фауна
Млекопитающие началось быстрое диверсификация в течение этого периода. После мелового-палеогенового вымирания, которое привело к исчезновению нептичьих динозавры, млекопитающие превратились из нескольких небольших и обобщенных форм, которые начали развиваться в большинство современных разновидностей, которые мы видим сегодня. Некоторые из этих млекопитающих превратятся в большие формы, которые будут доминировать на суше, в то время как другие станут способны жить в морской, специализированные наземные и воздушные среды. Те, что вышли в океаны, стали современными китообразные, в то время как те, кто увлеклись деревьями, стали приматы, группа, к которой принадлежат люди. Птицы, которые уже были хорошо установлены к концу Меловой, также испытали адаптивную радиацию, когда они захватили небеса, оставленные пустыми ныне вымершими птерозавры.
Выраженное похолодание в Олигоцен привел к массовому сдвигу цветов, и в это время возникло множество современных растений. Травы и травы, такие как Полынь стали появляться за счет тропических растений, количество которых стало сокращаться. Хвойное дерево леса развиты в горных районах. Эта тенденция к похолоданию продолжалась с большими колебаниями до конца Плейстоцен. Это свидетельство этого цветочного сдвига находится в палинологический записывать.