Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Классификация и эволюция рептилий



Первыми пресмыкающимися были котилозавры, остатки которых известны с середины каменноугольного периода. Большинство из них сохранило примитивные черты, унаследованные от земноводных: череп без височных впадин, короткая шея и конечности. Размеры этих животных варьировали по размерам от полуметра у насекомоядных проколофонов до трёх метров у растительноядных парейазавров. В триасовом периоде котилозавры вымерли.

Котилозавры являются предками трёх остальных групп пресмыкающихся, обычно считающихся подклассами: анапсид, синапсид и диапсид. Разделение на эти группы производится в соответствии со строением черепа.

Анапсиды сохранили некоторые примитивные черты котилозавров. В настоящее время они представлены отрядомчерепах.

Синапсиды, или зверообразные пресмыкающиеся появились в конце карбона; в пермском периоде они были самой распространённой и высокоорганизованной группой рептилий. Первыми синапсидами были пеликозавры, некоторые представители которых (например, эдафозавры) имели удлинённые отростки позвонков, образовывавшие спинной парус. Другой отряд зверообразных – терапсиды – появились в конце пермского периода. Среди терапсид можно выделить пятиметровых диноцефалов (хищных и растительноядных) изверозубых пресмыкающихся.

 

Зверозубыепо строению зубов, черепа, позвоночника и конечностей близки к млекопитающим. Наиболее прогрессивные из них – маленькие иктидозавры – уже в триасе были, скорее всего, теплокровными животными; они являются предками млекопитающих.

В середине юрского периода синапсиды вымерли.

Наибольшего разнообразия достиг подкласс диапсид, разделяющийся на лепидозавров, зауроптеригий и архозавров. К лепидозаврам относятся современные ящерицы и змеи, а также вымершие ихтиозавры и некоторые другие рептилии. Архозавры включают в себя динозавров, птерозавров и современный отряд крокодилов.

Зауроптеригии к настоящему времени вымерли уже полностью. Жившие в триасе нотозавры имели строение, свойственное сухопутным животным; они были хищниками (длиной до 3 м), питавшимися рыбой. Появившиеся позднее плезиозавры почти полностью утратили связь с сушей, став морскими хищниками. Большинство из них характеризовались маленькой головой и очень длинной шеей; некоторые плезиозавры были настоящими гигантами длиной до 15 м. В меловом периоде плезиозавры вымерли.

От диапсид в юрском периоде произошли птицы.

 

Черепахи

Характерной особенностью черепах является панцирь, состоящий из выпуклого спинного (карапакс) и плоского брюшного (пластрон) щитов. Оба щита соединяются боковыми перемычками либо кожей. Основу панциря составляют кожные окостенения, а также рёбра и позвонки. Бугристые утолщения придают карапаксу повышенную прочность.

Прочный панцирь значительно уменьшает подвижность сухопутных черепах; их медлительность вошла даже в поговорки. А вот у морских черепах брюшной щит может быть даже расчленён на части, что увеличивает свободу движения ног, головы и хвоста. Дополнительной адаптацией к жизни в воде можно считать плавательные перепонки на лапах пресноводных черепах и ластообразные конечности у морских черепах.

Строение панциря черепахи

Череп у черепах сплошной, височные дуги отсутствуют. Зубов нет, челюсти покрыты роговыми пластинками, похожими на клюв. Шейные позвонки позволяют изгибать голову, чтобы спрятать шею под панцирь.

Появление панциря привело к значительным изменениям в строении внутренних органов. Мускулатура туловища в большой степени атрофировалась, ног и шеи – наоборот, развилась. Рёберное дыхание для черепах невозможно; воздух заглатывается при помощи подъязычного аппарата. У мягкотелых черепах развито кожное дыхание.

Головной мозг черепах и органы чувств развиты плохо. Малоподвижному образу жизни соответствует и низкая скорость обмена веществ.

Черепахи появились в конце триаса; их предками были примитивные котилозавры. Наибольшего распространения они достигли в меловом и палеогеновом периодах. Современные черепахи разделяются на более чем десять семейств; их около 300 видов. Размеры самой крупной – кожистой черепахи – превышают 6 м; зелёная черепаха может весить до 350 кг.

Черепахи живут до 100 лет. Часть из них обитает на суше, где роет норы. Другие черепахи живут в море, выходя на берег только в период размножения. Но большинство черепах ведёт полуводный образ жизни в реках, озёрах и болотах. В неблагоприятные периоды (зима, засуха) эти черепахи могут впадать в спячку. Могут несколько месяцев обходиться без пищи. На втором-третьем годах жизни наступает половозрелость; яйца откладываются в песок.

Некоторые черепахи употребляются человеком в пищу. Численность многих видов сократилась; в настоящее время они находятся под охраной.

 

Архозавры

Обширная группа архозавров включает в себя как ныне живущие, так и вымершие виды. Современные архозавры представлены отрядом крокодилов.

Крокодилы – водные животные длиной 2–7 м. У них плоская голова с длинным рылом, приплюснутое туловище, массивные короткие ноги и мощный хвост. Глаза расположены достаточно высоко, ноздри и уши закрываются клапанами. Толстая кожа покрыта крупными роговыми щитками; у некоторых видов костные пластинки, лежащие под щитками, образуют панцирь. Зубы находятся в специальных ячейках.

Крокодилы – единственные пресмыкающиеся, имеющие четырёхкамерное сердце. Лёгкие большие, желудок имеет толстые мускульные стенки. Мочевого пузыря нет. У крокодилов хорошо развит головной мозг и органы чувств. В период размножения они способны издавать звуки, что-то среднее между лаем и рёвом.

Крокодилы обитают в реках и озёрах Старого и Нового Света, в тропиках. Это ночные хищники, питающиеся преимущественно рыбой, а также птицами и зверями, пришедшими на водопой. Крупные крокодилы нападают даже на рогатый скот; некоторые опасны для человека. Мясо крокодилов употребляется в пищу. Хищническое истребление крокодилов ради кожи значительно сократило численность их популяций; в ряде стран крокодилы разводятся на специальных фермах.

Современных крокодилов три семейства (гавиалы, настоящие крокодилы и аллигаторы) и 25 видов. Ранее существовало около 15 семейств этих животных, произошедших в конце триаса от ископаемых текодонтов.

От текодонтов произошли не только крокодилы, но и динозавры и птерозавры. Динозавры достигли своего расцвета в юрском и меловом периодах – известны сотни видов динозавров, относящихся к отрядам ящеротазовых и птицетазовых. Первоначально все динозавры были сухопутными хищниками, в конце триасаот них отделились зауроподы, перешедшие к полуводному образу жизни в больших озёрах и внутриматериковых морях. Зауроподы (диплодок, бронтозавр, брахиохавр и другие) – крупнейшие сухопутные животные, достигавшие в длину 30 м. Несмотря на свои огромные размеры зауроподы были растительноядными животными.

Другая группа ящеротазовых динозавров – тероподы – так и остались хищниками. Пятнадцатиметровые тираннозавры, достигавшие 6 метров в высоту, – самые крупные наземные хищники на Земле. Они отличались мощным черепом, большими кинжаловидными зубами и короткими передними конечностями. Как и большинство других теропод, они передвигались на мощных задних ногах, опираясь на хвост.

В юрском периоде появились птицетазовые динозавры. Большинство из них питались растительностью; разнообразные кожные щитки, шипы и рога служили защитой от хищников. Передняя часть челюстей была лишена зубов и напоминала клюв. Длина тела этих динозавров могла достигать 10 м; большинство из них вернулось к хождению на четырёх ногах для уменьшения площади поверхности тела, открытой хищникам.

В юрском периоде рептилии завоевали воздух. Между длинным наружным пальцем передних конечностей и боками тела выросла натянутая кожная перепонка – крыло. Тело птерозавров имело волосяной покров; возможно, они были теплокровными. Рамфоринхиимели длинный хвост, хвост птеродактилей был значительно короче. Острые хорошо развитые зубы у рамфоринхов сменились беззубым роговым клювом у птеродактилей. Среди летающих ящеров были и карлики размером с воробья, и гигантскиептеранодоны с размахом крыльев более 7 м. Сходство птерозавров с летучими мышами – интересный пример конвергенции.

В конце мелового периода динозавры и птерозавры вымерли. Причина этого до конца не ясна. Скорее всего, вымирание рептилий связано с глобально изменившимся в это время климатом, хотя возможны и причины катастрофического характера.

 

Лепидозавры

Первые лепидозавры появились в триасе. В юрском периоде моря населяли дельфиноподобныеихтиозавры – крупные, длиной до 12 м, хищники. Тело ихтиозавров приобрело рыбообразную форму, голова удлинилась, шея исчезла, а конечности превратились в ласты, чешуистый покров на коже исчез, на конце хвоста и спине развились плавники. Ихтиозавры не могли выходить на сушу, чтобы откладывать яйца, они стали живородящими. В меловом периоде они вымерли.

Современные лепидозавры представлены двумя отрядами – клювоголовые и чешуйчатые. Единственный вид клювоголовых – новозеландская гаттерия(туатара) – достигает в длину 75 см. Она питается насекомыми, изредка поедая птичьи яйца. Характерная черта клювоголовых – третий, теменной, «глаз», способный различать свет и тьму.

Гаттерия была почти полностью истреблена европейцами и сохранилась лишь на нескольких островах, где теперь охраняется государством. В неволе гаттерии живут до 50 лет.

В отличие от клювоголовых квадратная кость верхней челюсти чешуйчатых подвижно соединена с черепом. Туловище этих животных покрыто сверху роговыми чешуями и щитками; кожа хамелеонов способна к изменению окраски и рисунка тела. Чешуйчатых три подотряда: ящерицы, амфисбеновые и змеи.

Ящериц около трёх с половиной тысяч видов, объединяемых в 20 семейств. Эти животные распространены по всему земному шару, исключая полярные области. Длина тела колеблется от 3,5 см до 3 м (комодский варан). Конечности пятипалые, у некоторых ящериц отсутствуют. У многих ящериц имеется теменной глаз. Некоторые ящерицы обладают способностью к автотомии хвоста и его последующейрегенерации.

Большинство ящериц ведут наземный образ жизни. Некоторые гекконы и агамы могут передвигаться по вертикальным стенам, другие способны к планирующему полёту. Ящерицы питаются насекомыми, пауками, моллюсками и прочими беспозвоночными, уничтожая вредителей сельского хозяйства (наиболее крупые ящерицы – вараны – могут съесть и крупного зверя). Среди них имеются яйцекладущие, яйцеживородящие и живородящие виды. У ряда видов известен партеногенез.

Другой подотряд чешуйчатых – амфисбеновые. У большинства видов ноги отсутствуют, что связано с переходом к роющему образу жизни. Амфисбены достигают в длину около 70 см и питаются насекомыми и многоножками. Около 130 видов в тропической Африке и Америке.

Змеи – самая молодая группа рептилий; первые ископаемые змеи появились в меловом периоде. Их отличает удлинённое лишённое конечностей тело длиной от 8 см до 10 м (удавы). В период линьки кожа сходит одним куском, выворачиваясь как чулок. Век нет, глаза защищает прозрачная сросшаяся мигательная перепонка. Барабанная перепонка отсутствует. Правая и левая части нижней челюсти соединены растяжимой связкой, благодаря чему змеи могут заглатывать пищу, по ширине в несколько раз большую ширины их тела.

Змеи перемещаются за счёт боковых изгибов, действия брюшных щитков или «скачками». Все змеи хорошо плавают.

Внутренние органы змей сильно вытянуты и асимметричны. Мочевой пузырь отсутствует. Остатки тазовых костей сохранились лишь у удавов. Раздвоенный на конце язык является органом осязания. У ямкоголовых на голове имеются терморецепторы, улавливающие исходящее от добычи (как правило, мелких грызунов) тепло.

Внутри двух зубов ядовитых змей (кобр, гадюк, гремучих змей и других) проходит канал для стока яда, вырабатываемого слюнными железами. Змеиный яд – негустая бесцветная, соломенно-жёлтая или зеленоватая жидкость, состоящая из воды, белков, солей. Его действие зависит от вида змеи: одни яды вызывают кровоизлияния во внутренние органы, другие нейротоксичны. В тропических странах ядовитые змеи (аспиды, гадюки, эфы, гремучие змеи и другие) приносят серьёзный вред. Профилактика против змеиных укусов – ношение высокой обуви, соблюдение осторожности в местах возможного присутствия змей. Змеиный яд чрезвычайно быстро распространяется по организму, поэтому прижигания и пережимания конечностей выше места укуса, как правило, бесполезны. Пострадавшему от укуса нужно находиться в покое, конечность необходимо обездвижить, желательно обильное питьё. Наиболее эффективна в этих случаях противозмеиная сыворотка, которую готовят из змеиного яда. Змеиный яд используется в медицине и в других целях.

Змеи поедают мелких позвоночных, яйца птиц, насекомых. Добыча убивается удушением либо отравлением или поедается живьём.

Змей более 10 семейств и около 2500 видов. Они распространены повсюду за исключением полярных областей, Новой Зеландии и Ирландии.

Птицы

Внешнее строение

Птицы (Aves) – класс высокоразвитых теплокровных позвоночных животных, передние конечности которых в ходе эволюции превратились в крылья.

Тело птицы состоит из головы, шеи, туловища, передних и задних конечностей и хвоста. На голове расположены ротовая полость и органы чувств. Челюсти заканчиваются роговыми покровами, образующими клюв. Шея отличается большой подвижностью. Тело является опорой для прочного крепления крыльев. Хвост у птиц сильно укорочен и выполняет рулевую функцию.

 

 

Тонкая двуслойная кожа лишена потовых желёз и покрыта пухом и перьями. Перья разделяются на служащие для полёта маховые и рулевые и на одевающие тело покровные. Маховые и рулевые перья большие и жёсткие, покровные (контурные и пуховые) – небольшие и мягкие.

Перо состоит из очина, стержня и опахала (у пуховых перьев стержня нет). Опахало состоит из расходящихся от стержня в две стороны бородок, от которых, в свою очередь, отходят другие бородки. Крючки на бородках скрепляют их друг с другом, благодаря чему образуется поверхность пера.

Перья у птиц растут на отдельных участках кожи, разделённых обнаженными участками. Окраска перьев зависит от пигментов и от микростуктуры пера; у многих птиц она меняется в течение года. Оперение и роговые покровы птиц раз в год полностью или частично обновляются.

Строение перьев

У основания хвоста имеется единственная наружная железа – копчиковая. Её выделениями птица смазывает свои перья, которые за счёт этого не намокают и становятся упругими и эластичными.

Перья поддерживают тело птицы в воздухе и способствуют поддержанию постоянной температуры тела.

Скелет и мускулатура

Скелет птицы состоит из черепа, позвоночника, конечностей и их поясов.

Все кости черепа, за исключением нижней челюсти, сращены. Стенки мозговой коробки тонкие. Челюсти лишены зубов и образуют клюв.

Позвоночник включает в себя подвижный шейный отдел и неподвижные и почти сросшиеся между собой позвонки остальных отделов. Крестцовые позвонки, кроме того, прочно соединены с тазом, обеспечивая опору при ходьбе. Хвостовые позвонки срослись в копчиковую кость – пигостиль, служащую опорой для перьев.

Скелет крыла образуют кости плеча, предплечья и кисти. Скелет ноги состоит из бедра, голени, цевки и стопы с 2–4 пальцами. Лопатки, ключицы, вороньи кости и грудина составляют плечевой пояс.

Воздушные полости в костях делают скелет лёгким, а известковые соли и жёсткое соединение костей – прочным. Лёгкость и прочность птичьих костей являются приспособлением к полёту, а также к ходьбе и лазанию по деревьям.

Мускулатура развита хорошо. Летательные мышцы составляют по массе до половины от массы всей мускулатуры. Грудные мышцы прикрепляются к расположенному на грудине гребню – килю. Вместе с подключичными мышцами они обеспечивают опускание и поднимание крыльев. Хорошо развита и мускулатура ног.

Строение скелета и мышц определяет особенности полёта птиц: от парящего у орлов и альбатросов до машущего у стрижей и колибри.

Внутренние органы

Птицы отличаются своеобразным строением дыхательной системы. Бронхи, пронизывающие небольшие лёгкие, соединены с десятком воздушных мешков. При вдохе воздух поступает в лёгкие и в мешки, при выходе в лёгкие проходит насыщенный кислородом воздух из воздушных мешков. Таким образом увеличивается интенсивность газообмена. Кроме того, воздушные мешки позволяют изменять плотность тела при нырянии, а также предохраняют внутренние органы от перегрева, удаляя избыток тепла.

Птицы – теплокровные животные с интенсивным обменом веществ и температурой тела 38–45 °C. Интенсивное кровообращение обеспечивается большим объёмом четырёхкамерного сердца и большей частотой его сокращения (до 1000 ударов в минуту у колибри). У птиц два круга кровообращения.

В расширении пищевода – зобе – пища может временно храниться, размягчаясь. В мускульном отделе желудка пища тщательно перетирается (напомним, что у птиц нет зубов); в железистом отделе желудка и кишечнике пища переваривается под действием ферментов. Толстая кишка впадает в клоаку.

Органы выделения птиц – крупные бобовидные тазовые почки. Мочевой пузырь отсутствует. У самцов развиты парные половые железы – семенники, в то время как у самок сохраняются только левый яичник и яйцевод. Семяпроводы от семенников впадают в клоаку (лишь у примитивных птиц имеется копулятивный орган).

Головной мозг достаточно большой, развиты большие полушария и мозжечок. У птиц хорошо развиты зрение, слух и чувство равновесия; обоняние и вкус развиты плохо. Глазные яблоки большие и малоподвижные; ограниченность поля зрения компенсируется подвижностью шеи. Слух особенно хорошо развит у охотящихся в темноте птиц; пещерные птицы ориентируются при помощи эхолокации.

Размножение птиц

Мелкие птицы становятся половозрелыми через несколько месяцев после вылупления из яйца, крупные – через несколько лет. Размножение происходит циклически под влиянием сезонных факторов, особенно кормовых условий и длины светового дня. Большинство птиц строят гнёзда самой разной формы. Совокуплению обычно предшествует длительный период ухаживания; самцы привлекают самок яркой окраской перьев и мелодичными трелями.

Оплодотворение внутреннее. Яйцо покрывается оболочками, затем известковой скорлупой. В нижнем отделе яйцевода оно приобретает окраску, характерную для данного вида. Число яиц в кладке – от 1 до 20. Многие птицы насиживают отложенные яйца; у одних видов это делают самки, у других – самцы. Сохранению температуры яиц помогают и гнёзда, особенно если они сооружены над источниками вулканического тепла или в гниющей подстилке.

 

 

У одних – выводковых – птиц птенцы вылупляются из яйца зрячими и быстро становятся самостоятельными и способными прокормить себя. У других – птенцовых – они долго остаются в гнезде, нуждаясь в обогреве и корме.

В неволе птицы живут до 70 лет (филины); в естественных условиях продолжительноть их жизни намного короче.

Места обитания

Птицы – экологически успешная группа животных, «захватившая» воздушную стихию от Арктики до Антарктиды, от уровня моря до высокогорий. Большинство видов птиц обитают в тропиках.

Некоторые виды птиц не меняют мест своего обитания в течение года. Другие при ухудшении кормовых условий (например, перед наступлением зимы или в преддверии засухи) совершают перелёты (миграции). Самый дальний перелёт – от Арктики до Антарктики совершают полярные крачки; вороны, грачи, дрозды, наоборот, зимуют недалеко от места гнездования. Дальность перелёта зависит от экологических потребностей птиц (например, водоплавающие птицы могут остановиться на зимовку не раньше, чем пересекут границу замерзания водоёмов).

Срок перелёта часто зависит от способа питания: так, большинство зерноядных птиц прилетает весной раньше насекомоядных. Перед перелётом птицы «готовятся» к нему, накапливая жировые запасы.

Выбирая маршрут перелёта, птицы максимально используют благоприятные особенности ландшафтов местностей. С другой стороны, они могут преодолевать такие преграды, как Средиземное море и пустыня Сахара. Способность находить дорогу врождённая; птицы ориентируются по Солнцу, звёздам и, возможно, по геомагнитному полю. Ночной перелёт совершается на высоте от нескольких сот метров до нескольких километров; днём птицы могут лететь низко над горизонтом.

Перелёт продолжается обычно 1–2 месяца; при этом птицы летят не каждый день, а чередуют 1–2 суток полёта с остановкой на 5–10 суток. В сутки птицы преодолевают, в среднем, от 30 до 300 км.

Очень немногие птицы летят в одиночку; в большинстве случаев перелёт осуществляется стаей. Способы построения в стаю различны: шеренга, клин, вереница, многослойные стаи. Стайность выгодна для ориентации, уменьшает вероятность попадания к хищникам на обед, расширяет обзор и улучшает аэродинамические условия. Возможно также, что в стае облегчается передача опыта молодняку.

В последнее время численность многих видов птиц сокращается. Это связано с изменением окружающей среды (загрязнение атмосферы, массовая вырубка лесов, появление в местах обитания птиц завезённых человеком хищников и т. п.) и охотой. За четыре последних века вымерло около 90 видов птиц, многие другие были занесены в Красную книгу.

Для повышения численности птиц и привлечения их в города создаются благоприятные условия для их обитания: развешиваются скворечники, проводится зимняя подкормка. В период размножения охота на многих диких птиц запрещена.

Эволюция птиц

Изучение эволюции птиц сильно осложнено тем, что их достаточно хрупкие кости плохо сохранились. Вместе с тем, учёные сходятся во мнении, что предками птиц (а также крокодилов и динозавров) были мезозойские рептилии из группы текодонтов – псевдозухии. По-видимому, некоторые из этих животных постепенно приспособились к жизни на деревьях. Чешуйки, покрывавшие передние конечности, сильно разрослись и превратились в перья. Таким образом предки птиц сначала получили возможность перепрыгивать с ветки на ветку, затем планировать и, наконец, завоевали воздушную среду.

Один из «кандидатов» на звание первой птицы – это ископаемое юрского периода – археоптерикс. Это небольшое животное размером с ворону имело перья, но наличие зубов и брюшных рёбер, длинный хвост, пальцы с когтями, отсутствие киля и воздухоносных полостей в костях сближают его с пресмыкающимися. Возможно, археоптерикс не мог поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне. Археоптериксы жили на деревьях; по-видимому, они умели лишь планировать. Эти животные настолько отличаются от современных птиц, что их выделяют в отдельный подкласс ящерохвостых птиц, противопоставляя всем остальным птицам.

Остатки настоящих (веерохвостых) птиц были обнаружены в отложениях мелового периода. Первые из них – гесперорнисы и ихтиорнисы – ещё имели зубы, однако впоследствии зубы были утрачены, а челюсти образовали клюв.

В настоящее время появилось много свидетельств о том, что археоптерикс – тупиковая ветвь эволюции, а развитие ящерохвостых и веерохвостых птиц шло параллельно друг другу.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.