Dodaj do listy

JAK KRĘGOWCE PRZYSTOSOWAŁY SIĘ DO ŻYCIA NA LĄDZIE

Pierwszymi kręgowcami, które wyszły na ląd były płazy. Grupą wyjściowa dla kręgowców lądowych były ryby trzonopłetwe. Należy do nich żywa skamieniałość Latimeria chalumnae, która nie jest jednak linią rozwojową prowadzącą do płazów. Jest to zwierze morskie.

Wyjście na ląd nastąpiło w dewonie. Wiązało się ono z wieloma zmianami, które dotyczyły morfologii i fizjologii zwierząt. Głównymi problemami były: oddychanie, poruszanie się, utrata wody i rozród.

  1. WYMIANA GAZOWA

Zwierzęta lądowe musiały przystosować się do oddychania tlenem atmosferycznym. Ryby oddychały tlenem rozpuszczonym w wodzie. Do jego pobierania służyły delikatne, dobrze ukrwione skrzela. Na lądzie narząd ten był jednak zupełnie nieprzydatny. Skrzela sklejały się ze sobą, wysychały i nie były w stanie spełniać swojej podstawowej roli.

Doskonałym rozwiązaniem okazała się płucodyszność. Płuca ewoluowały z narządu powietrznego. Po raz pierwszy pojawiają się u płazów. Są jeszcze słabo wykształcone, prymitywne, dlatego funkcje oddechowe pełni głównie skóra. Mechanizm wentylacji płuc jest słaby, płazy nie posiadają klatki piersiowej. U gadów pojawiają się płuca gąbczaste o większej powierzchni oddechowej. Wentylacja płuc jest już sprawna dzięki ruchom klatki piersiowej i pracy mięśni międzyżebrowych. Ptaki mają już doskonale rozwinięte, małe płuca, połączone z 9 workami powietrznymi. U ptaków występuje tzw. podwójne oddychanie, dzięki czemu do płuc dostarczane jest cały czas powietrze bogate w tlen. Ssaki mają bardzo dużą powierzchnie płuc. Jednostką podstawową, w której zachodzi wymiana gazowa jest pęcherzyk powietrzny. Płuca ssaków dzielą na oskrzela główne, oskrzela płatowe i oskrzeliki. Wentylacja u ssaków jest bardzo sprawna dzięki mięśniom oddechowym: przeponie i mięśniom międzyżebrowym oraz ruchom klatki piersiowej.

  1. PORUSZANIE SIĘ

Kręgowce po wyjściu na ląd musiały poradzić sobie z działaniem siły grawitacji, której całkowicie zaczęły podlegać (w wodzie siła grawitacji nie jest tak odczuwalna). System lokomocji, które musiały stworzyć musiał zmniejszyć opory, które wiązały się z tarciem. Rozwiązaniem na pokonanie praw fizycznych okazało się uniesienie korpusu nad powierzchnię ziemi, czyli czworonożność lub dwunożność. Kończyny przednie składają się z kości ramiennej, kości przedramienia(k. łokciowa i k. promieniowa), kości nadgarstka, kości śródręcza, kości palców. Kończyna przednia połączona jest z kręgosłupem za pomocą obręczy barkowej. Kończyny tylne składają się z k. udowej, kości podudzia(k. strzałkowa i k. piszczelowa)k. stępu, k. śródstopia i kości palców. Kończyny tylne połączone są z kręgosłupem za pomocą obręczy miednicznej.

Na układ ruchu składa się zarówno szkielet jak i układ mięśniowy.

  1. DEFICYT WODY

Organizm na lądzie spotyka się z problemem niedoboru wody. Woda ucieka z organizmu przez powłoki ciała i podczas oddychania. Po wyjściu na ląd zwierzęta musiały ograniczyć nadmierna utratę wody. Główną ochroną przed wyparowywaniem wody było wytworzenie na powierzchni ciała warstwy izolacyjnej. Skóra została pokryta naskórkiem, który jest zewnętrzna warstwa skóry. Jest to warstwa martwa, rogowaciejąca. Natomiast narządy oddechowe- płuca zostały ukryte wewnątrz ciała.

Płazy żyją w środowisku wilgotnym, gdyż one najsłabiej przystosowały się do ograniczenia utraty wody z organizmu. Ich skóra jest delikatna, pokryta śluzem. Pełni funkcje oddechowe wiec nie może być zrogowaciała. Takie rozwiązanie sprawiło, że płazy żyją przy zbiornikach wodnych. Gady posiadają gruby, zrogowaciały naskórek. Często pokryty jest on tarczkami jak u węży, czy pancerzem jak u żółwi.

U ptaków w skórze nie występują żadne gruczoły. Ciało pokryte jest warstwą izolacyjną z piór. Ssaki mają również zrogowaciały naskórek. Skóra pokryta jest włosami. Większość ssaków posiada sierść.

Zwierzęta lądowe zmniejszają również utratę wody dzięki wydalaniu mocznika lub kwasu moczowego.

  1. ROZRÓD

U większości ryb zapłodnienie i rozwój zarodka były zewnętrzne. Wyjście na ląd uniemożliwiło rozwój nieosłoniętych gamet i rozwój zewnętrzny zarodka. Wprawdzie u płazów nie doszło do rozwiązania tego problemu(płazy składają jaja do wody, gdzie samiec polewa spermą złożony przez samice skrzek), ale już u gadów zapłodnienie jest wewnętrzne, a rozwój zarodka następuje w osłonach.

Kręgowce lądowe za wyjątkiem płazów można podzielić na jajorodne i żyworodne.

U zwierząt jajorodnych zarodek rozwija się w jajach, które samica składa po wcześniejszym zapłodnieniu jej przez samca. Zapłodnienie jest wewnętrzne. Do zwierząt jajorodnych zalicza się gady, ptaki i prassaki(dziobak i kolczatka). Jaja chronione są przed wyschnięciem i drapieżnikami dzięki osłonom pergaminowym. W środku zarodek ma zapewnione substancje odżywcze (żółtko). Jaja są zakopywane, np. żółwie lub wysiadywane- ptaki. Jest to inkubacja. Młode zwierzęta po wykluciu wyglądem przypominają osobniki dorosłe.

Żyworodność występuje u ssaków (u rekinów jest znanych kilka gatunków jajożyworodnych i żyworodnych). Zapłodnienie jest wewnętrzne. Zarodek rozwija się w organizmie matki.

U gadów pojawiają się po raz pierwszy błony płodowe umożliwiające rozwój płodu wewnątrz organizmu matki. Są to: kosmówka, owodnia i omocznia.

Ryby trzonopłetwe to grupa wyjściowa dla kręgowców lądowych. Ryby te posiadały cechy pozwalające na przeżycie w strefach przybrzeżnych m.in. narząd powietrzny i specjalnie zbudowane płetwy. U ryb trzonopłetwych naukowcy wyróżnili dwie linie rozwojowe: Actinistia i Rhipidistia. Actinistia żyły w "wodach głębszych". Ich rozwój przypada na erę paleozoiczną. Większość z nich wymarła w górnym mezozoiku. Do dzisiejszych czasów przetrwała tylko Latimeria chalumnae. Jest ona określana jako żywa skamieniałość. Odkryli ją w 1938 roku rybacy, którzy wyłowili tę nieznaną rybę w wodach w okolicach Madagaskaru.

Linia ta nie prowadzi jednak do rozwoju kręgowców lądowych. Przodkami płazów są trzonopłetwe z linii rozwojowej Rhipidistia. Były to zwierzęta zamieszkujące strefy przybrzeżne. Preferowały klimat Klimat przebieg pogody na pewnym obszarze, ustalony na podstawie wieloletnich obserwacji.
Czytaj dalej Słownik geograficzny
ciepły i wilgotny. Przedstawicielem tej grupy rozwojowej był Eusthenopteron. Żył on w dewonie. Ryby te miały w specjalny sposób skonstruowane płetwy, dzięki czemu mogły unosić ciało ponad powierzchnię ziemi. Posiadały również umiejętność przyswajania tlenu atmosferycznego dzięki doskonale ukrwionemu narządowi powietrznemu. Posiadały także nozdrza wewnętrzne.

W dzień ryby te raczej pływały w wodzie polując na swoje ofiary. W nocy wychodziły na brzeg, aby same ukryć się przed drapieżnikami. Dodatkowo powietrze w nocy było bardziej wilgotne.

Pierwszymi płazami były płazy meandrowe, które wykazywały szereg podobieństw do ryb trzonopłetwych.

Szkielet osiowego
  • CZASZKA

Ryby te posiadały silnie skostniałą puszkę kostną. Dodatkowo w skład budowy czaszki wchodzą skostnienia skórne. Do kości skórnych należą m.in. kość klinowo- sitowa, kość podstawowa. U tych ryb po raz pierwszy pojawiło się siodło tureckie, które występuje u wszystkich pozostałych kręgowców.

Po bokach czaszka Czaszka część szkieletu osiowego - szkielet głowy kręgowców składający się z dwóch części o różnym pochodzeniu i różnej funkcji: grzbietowo położonej mózgoczaszki, obejmującej i chroniącej... Czytaj dalej Słownik biologiczny osłonięta była kośćmi słuchowymi, a tyłu kość potyliczna. Czaszka połączona jest z kręgosłupem za pomocą jednego kłykcia potylicznego.

W szczęce pojawiła się kość kwadratowa i kość stawowa.

Ogólnie jest to czaszka typu autostylicznego. W uchu środkowym pojawiła się pierwsza kosteczka słuchowa - strzemiączko.

Porównując czaszki ryb trzonopłetwych i pierwszych płazów były bardzo podobne do siebie.

  • KREGOSŁUP

Kręgosłup w środowisku lądowym jest bardziej narażony na przeciążenia. Wyjście kręgowców na ląd spowodowało, że kręgosłup zaczął spełniać dodatkowe funkcje:

    • Dźwiganie kręgosłupa;
    • Obracanie i unoszenie głowy;
    • " umożliwienie bardziej złożonych niż u ryb form ruchu;
    • Meandrowce Meandrowce pierwotne płazy żyjące pod koniec ery paleozoicznej i na początku mezozoicznej (dewon - trias). Wyodrębniły się z ryb trzonopłetwych i miały wiele cech rybich, np. rybia czaszka, ogon, skóra... Czytaj dalej Słownik biologiczny podobnie jak ryby posiadają płetwę ogonową".
  • PAS BARKOWY

Trzonopłetwe posiadały w płetwach dźwignie jednozawiasową, jednak w budowie płetwa ta przypominała kończynę meandrowców. Wspólną cechą było występowanie kości ramiennej, kości promieniowej, kości łokciowej,. Natomiast różnice występowały w dalszych odcinkach kończyny przedniej. Trzonopłetwe posiadały niezróżnicowane kości dłoni i promienie płetw. Meandrowce posiadały kości nadgarstka (basipodium), kości śródręcza (metapodium) i kości palców (acropodium). Podobne odcinki wyróżnia się w kończynie tylnej, z tym, że dotyczą one stępu i śródstopia. Kończyny meandrowców są wielozawiasowe.

  • PAS MIEDNICZNY

Miednica meandrowców w porównaniu z rybami jest przesunięta do tyłu. W skład miednicy wchodzą 3 kości: łonowa, kulszowa i biodrowa, która za pomocą stawu łączy się z kością udową.

  • UKŁAD ODDECHOWA

Ryby trzonopłetwe posiadały zarówno skrzela (oddychanie w wodzie) jak i płuca (oddychanie na lądzie). Meandrowce posiadały już tylko płuca. Pozostałością po skrzelach było wieczko skrzelowe.

  • POKRYCIE CIAŁA

Meandrowce utraciły łuski. Dzięki temu mogły prowadzić wymianę gazową przez powłoki ciała. Zmianie uległy również gruczoły skórne. Jednokomórkowe gruczoły zanikły, pojawiły się gruczoły wielokomórkowe. U trzonopłetwych również występowała tendencja do zaniku łusek.

Życie na lądzie wymagało wielu zmian w budowie i fizjologii, dlatego obserwuje się wiele zmian i innowacji wprowadzanych przez kolejne grupy zwierząt.

PŁAZY
    • Delikatna, wilgotna (śluz produkowany przez gr. wielokomórkowe) skóra, w niewielkim stopniu zrogowaciała- możliwość oddychania przez skórę, płuca słabo wykształcone.
    • Czaszka lekka, ażurowa, zredukowana liczba kości czaszki
    • 2 kłykcie potyliczne- ruchome zestawienie czaszki z kręgosłupem.
    • Kręgosłup podzielony na odcinki: szyjny(1 kręg- dźwigacz), przedkrzyżowy, krzyżowy (1 kręg krzyżowy), ogonowy.
    • Ucho środkowe, 1 kosteczka słuchowa- strzemiączko- lepsze słyszenie w środowisku lądowym.
    • 2 obiegi krwi- związane z pojawieniem się płuc.
    • Serce jednokomorowe z dwoma przedsionkami: prawym i lewym.
    • Zmiennocieplność
    • Rozwój narządów zmysłów
    • Przodkiem płazów były meandrowce.
GADY
  • Skóra silnie zrogowaciała- chroni przed nadmierną utratą wody.
  • Obecność klatki piersiowej- usprawnienie systemu wentylacji.
  • Płuca typu gąbczastego- duża powierzchnia oddechowa.
  • Częściowa przegroda w sercu, u krokodyli całkowita.
  • Wydalanie kwasu moczowego lub mocznika- oszczędna gospodarka wodna.
  • Zapłodnienie wewnętrzne, rozwój niezależny od środowiska wodnego- składanie jaj.
  • Wytworzenie błon płodowych.
  • Szkielet masywny
  • Czaszka z kręgosłupem połączona za pomocą jednego kłykcia potylicznego.
  • Kręgosłup podzielony na 5 odcinków.
  • W czaszce występują doły skroniowe.
  • Przodkiem gadów prawdopodobnie były meandrowce.
SSAKI
  • Stałocieplność- pozwala to na taką samą aktywność zwierzęcia w różnych warunkach klimatycznych. U ssaków warstwą izolacyjną jest tkanka tłuszczowa i włosy (futro). System chłodzenia opiera się na poceniu, zianiu lub schładzanie małżowin usznych (np. słonie).
  • Lokomocja- system został usprawniony- kończyny zostały podciągnięte pod ciało. Lokomocja jest szybka i efektywna.
  • Zęby są zróżnicowane na siekacze, kły, przedtrzonowce i trzonowce. W zamożności od pobieranego pokarmu, jedne z nich ulegają redukcji inne rozbudowie. Drapieżniki mają silnie rozwinięte kły, ostre krawędzie zębów i tzw. łamacze, zęby służące do rozgniatania twardych elementów tj. kości. Roślinożercy mają zazwyczaj zredukowane kły, natomiast dobrze rozwinięte są siekacze, przedtrzonowce i trzonowce. Jest to przystosowanie do cięcia i rozcierania pokarmu. Wszystkożercy najczęściej posiadają wszystkie typy zębów.
  • Żyworodność- zarodek rozwija się niezależnie od warunków klimatycznych. Po urodzeniu jest karmiony mlekiem matki. Uzależnia to młode od rodzica, zapewnia prawidłowy rozwój i pożywienie. Mleko Mleko Mleko symbolizuje boski pokarm, pokarm ducha, eliksir życia, nieśmiertelność, odrodzenie, oczyszczenie, prawdę, dobro, szacunek, mądrość, miłość, płodność, dobrobyt.
    Starożytność...
    Czytaj dalej Słownik symboli literackich
    produkowane jest przez gruczoły mlekowe.
  • Mózg- jest bardzo duży w stosunku do masy ciała. Najbardziej rozwinięte jest kresomózgowie i kora nowa. Umożliwia to na rozwój złożonych zachowań socjalnych.
  • Ssaki wywodzą się od gadów ssakokształtnych, Synapsyda. Żyły w permie, wymarły w triasie. Pochodziły z linii rozwojowej kotylozaurów. Przedstawicielem tych zwierząt był Terapsyd. Jego sylwetkę można porównać do współczesnego psa. Posiadał zróżnicowane zęby, wtórne podniebienie kostne, kończyny podciągnięte pod ciało, włosy czuciowe, 3 kosteczki słuchowe (młoteczek, kowadełko, strzemiączko).
  • Naukowcy przypuszczają, że z gadów ssakokształtnych rozwinęły się niezależnie 2 szczepy ssaków: prassaki i ssaki właściwe. Do prassaków należą: dziobak Dziobak przedstawiciel gromady stekowców (ssaki). Żyje w krainie australijskiej w środowisku przybrzeżnym jezior i rzek. Jest ssakiem jajorodnym. Jego młode zlizują mleko z pól mlecznych na brzuchu matki... Czytaj dalej Słownik biologiczny i kolczatki. Do ssaków właściwych pozostałe ssaki.