De ce erbivorele se află în procesul de evoluție. Sistem digestiv
Sistem digestiv
Digestie Acesta este procesul de prelucrare mecanică a alimentelor în tubul digestiv și defalcarea chimică a nutrienților de către enzime în părțile lor constitutive: proteinele alimentare sunt descompuse în aminoacizi;
grăsimile alimentare se descompun în glicerol și acizi grași;
Carbohidrații din dietă complecși sunt descompuși în glucoză și alte zaharuri simple.
Pe lângă proteine, grăsimi și carbohidrați, alți compuși importanți ne vin cu alimente, atât organici, precum vitaminele și alte substanțe biologic active, cât și anorganici, precum apa, sărurile minerale.
Prima etapă a digestiei. Cavitatea bucală
Mestecarea alimentelor este prima etapă a procesului de digestie. Saliva începe digestia și transformă alimentele într-o masă moale. Această masă devine alunecoasă, facilitând înghițirea și trecerea alimentelor mai în jos în esofag. Înainte de a intra în stomac, alimentele trec prin sfincterul esofagian.
A treia etapă a digestiei. Intestinul subtire
Alimentele diluate trec prin sfincterul piloric și intră în prima secțiune a intestinului subțire - duodenul. Aici, enzimele din pancreas, ficat și vezica biliară descompun alimentele în elemente care sunt ușor de absorbit și pot fi folosite de organism. Intestinul subțire este căptușit cu țesut mucoasa pliat și vilozități asemănătoare degetelor. Vilozitățile transportă substanțele nutritive în fluxul sanguin. Vitaminele și substanțele nutritive sunt absorbite în intestinul subțire.
A patra etapă a digestiei. Colon
Alimentele lichefiate parcurg 20 de picioare în intestinul subțire înainte de a trece prin valva colonică în intestinul gros. Aici digestia practic nu are loc. Masele nedigerate care au intrat în intestinul gros sunt deșeuri neprocesate. Ele devin din ce în ce mai dure pe măsură ce trec prin intestine, deoarece lichidul este absorbit constant din ele.
proteinele alimentare sunt descompuse în aminoacizi;
grăsimile alimentare se descompun în glicerol și acizi grași;
Carbohidrații din dietă complecși sunt descompuși în glucoză și alte zaharuri simple.
Prima etapă a digestiei. Cavitatea bucală
Mestecarea alimentelor este prima etapă a procesului de digestie. Saliva începe digestia și transformă alimentele într-o masă moale. Această masă devine alunecoasă, facilitând înghițirea și trecerea alimentelor mai în jos în esofag. Înainte de a intra în stomac, alimentele trec prin sfincterul esofagian.
A treia etapă a digestiei. Intestinul subtire
Alimentele diluate trec prin sfincterul piloric și intră în prima secțiune a intestinului subțire - duodenul. Aici, enzimele din pancreas, ficat și vezica biliară descompun alimentele în elemente care sunt ușor de absorbit și pot fi folosite de organism. Intestinul subțire este căptușit cu țesut mucoasa pliat și vilozități asemănătoare degetelor. Vilozitățile transportă substanțele nutritive în fluxul sanguin. Vitaminele și substanțele nutritive sunt absorbite în intestinul subțire.
A patra etapă a digestiei. Colon
Alimentele lichefiate parcurg 20 de picioare în intestinul subțire înainte de a trece prin valva colonică în intestinul gros. Aici digestia practic nu are loc. Masele nedigerate care au intrat în intestinul gros sunt deșeuri neprocesate. Ele devin din ce în ce mai dure pe măsură ce trec prin intestine, deoarece lichidul este absorbit constant din ele.
Comunitate terestră vertebrate din Cenozoic s-a dezvoltat independent în trei teritorii separate, contactele faunistice între care practic lipseau. Australia (cu marsupialele și monotremele sale) este izolată până astăzi, iar America de Sud și-a păstrat izolarea față de restul pământului până în Pliocen, când a apărut Istmul Panama; de unde și împărțirea modernă a lumii în trei regiuni zoogeografice: Notogaea (Australia), Neogaea (America de Sud) și Arctogea (Eurasia, Africa și America de Nord). Deci, conform lui Zherikhin (1993), în toate aceste trei zone, biomii de iarbă au apărut independent, pe baza unor complexe complet diferite de mamifere mari; Strict vorbind, există motive serioase pentru a crede că mamiferele au intrat cu adevărat în clasa de dimensiuni mari doar în biomii de iarbă.
Cel mai timpuriu (în Eocenul mijlociu) acest proces a început în America de Sud. Acolo, printre „ungulatele sud-americane” care mănâncă inițial frunze, apar primele forme erbivore și apar și armadilo gliptodont erbivor gigant, asemănător cu un rezervor mic (54, a). În Eocenul mijlociu din America de Sud, pentru prima dată, s-au găsit, pentru prima dată, spectre de polen cu un conținut ridicat de polen de iarbă, paleosoluri de tip stepă, precum și bile de bălegar fosilizate aparținând gândacilor de bălegar. Mai târziu, în Oligocen și mai ales în Miocen, aici a apărut un complex deosebit de deosebit de ierbivore de pășune. Include edentate (gliptodonți și leneși de pământ), „ungulate din America de Sud” (diferiți litopterni prezintă o asemănare puternică convergentă, parțial cu cai, parțial cu cămile, piroterele au multe în comun cu elefanții, iar printre notoungulate au existat forme asemănătoare ambilor rinoceri. și cu hipopotami, și cu iepuri (54, b-d), precum și rozătoare caviomorfe gigantice (unele dintre aceste rude ale cobaiului au ajuns la dimensiunea unui rinocer) și au existat până la stabilirea unei legături terestre cu America de Nord în Pliocen.
În ceea ce privește prădătorii, aceștia au fost întotdeauna puțini în fauna antică din America de Sud. Niciunul dintre ordinele locale de placentare, din motive care nu sunt în întregime clare, nu a dat naștere la forme carnivore - acest rol a fost jucat exclusiv de marsupiale. Borhienidele destul de diverse semănau oarecum cu câinii (dar chiar mai mult decât tilacinul, lupul marsupial tasmanian), iar thylacosmylus merită bine numele de „tigru cu dinți de sabie marsupial” și este un exemplu izbitor de convergență cu pisicile cu dinți de sabie ale Emisfera nordică (54, e) . Lipsa de prădători de mamifere (A.S. Rautian și N.N. Kalandadze, 1987 a atras atenția asupra „dezechilibrului” faunei locale) a dus la faptul că această nișă era umplută de cele mai neașteptate personaje.
Deci, din Paleocen până în Miocen, aici au existat sebecosuchieni - crocodili de uscat cu botul înalt și îngust (se presupune că stilul lor de viață semăna cu șopârlele moderne Komodo), iar în Eocen au apărut fororakos care au supraviețuit până în Pleistocen - gigant. (până la 3 m înălțime) păsări de pradă fără zbor, aparținând macaralelor
În Australia (Notogaea), formarea biomului de iarbă a început mult mai târziu, în Neogen; aici, deriva acestui continent în direcția de la pol la ecuator a jucat în mod clar un rol - ca urmare, o parte semnificativă a teritoriului său a căzut într-un climat arid.
Baza comunității locale de mamifere de pășune a fost alcătuită din marsupiale erbivore mari - canguri și diprotodonti, care au dispărut în memoria omului (sunt uneori, din cauza a doi incisivi mari, nu foarte bine numiți „iepuri de mărimea unui rinocer). "). Ca și în fauna antică din America de Sud, aici există o lipsă distinctă de prădători: sunt cunoscute doar două mamifere prădătoare de dimensiuni mari - tilacina (lupul marsupial tasmanian) și thyla-coleo arboricol, care prin analogie poate fi numit "marsupial". leopard". Lipsa prădătorilor de mamifere a fost compensată (din nou, ca și în America de Sud) în detrimentul reptilelor - șopârle gigantice megalanium de până la 7 m lungime și crocodili de uscat, asemănătoare ca stil de viață cu secosuchia; păsările de pradă fără zbor nu au apărut aici, dar unii dintre struții australieni, se pare, au servit ca gropi.
Al treilea caz de formare a biomului de iarbă este Arktogeya. Aici situația este complicată de faptul că se formează pe o singură bază taxonomică (condilarthrian), dar, aparent, independent în Eurasia și America de Nord. Comunitatea mamiferelor de pășunat este formată inițial din ungulate cu degete ciudate (tapiri, rinoceri în sens larg și chalicotheres) și artiodactili nerumegătoare (sviniforme și cămile); puțin mai târziu, li se adaugă cai primitivi cu trei degete și artiodactili (cerbi) rumegătoare (55). Pe lângă descendenții condilarthrelor, doar dinocerații, descendenți specializați ai unor mamifere therian extrem de primitive, au încercat să stăpânească nișa marilor ierbivore (55, b), dar acest grup s-a stins complet deja în Eocen.
Unitatea complexului de ungulate „nordic” este destul de mare; Cel mai interesant lucru este că, deși aproape toate aceste grupuri sunt de origine americană (au pătruns în Eurasia prin Beringia - zona din jurul strâmtorii Bering, unde s-au uscat apoi secțiuni vaste ale raftului), încep biomii de iarbă cu participarea lor în Asia. să prindă contur mult mai devreme decât în America. În Asia Centrală, savanele apar deja la sfârșitul Eocenului (rinoceri giganți fără coarne ca indricotherium care au apărut la acea vreme - „un hibrid de elefant și girafă”, cel mai mare mamifer terestre de 6 m înălțime la greabăn ~ trăit în mod clar în un peisaj deschis, și nu într-o pădure), atunci ca în America se întâmplă în Oligocen. În Africa, totuși, biomii de iarbă nu par să fi existat înainte de Miocen; artiodactilele și ecvideele au pătruns aici din Eurasia relativ târziu, iar proboscidele endemice pe acest continent (elefanți și mastodontii) erau la acea vreme mici și pur frunze și, aparent, nu puteau păstra succesiunea în stadiul lipsit de copaci.
În ceea ce privește mamiferele prădătoare, în nord, spre deosebire de continentele sudice, acestea erau doar placentare: marsupialele au existat în general aici de foarte puțin timp și nu au reușit să părăsească nișa micilor insectivore. Înainte ca în aceste părți să apară forme carnivore specializate de creodonți (56, a) și carnivore moderne (Carnivora), în acest rol lucrau ungulate, mezonihide deosebite (56, b-c). Mezonichidele erau omnivore (se credea a fi „mai carnivore decât mistrețul, dar mai puțin carnivore decât ursul”); au ajuns adesea la dimensiunea unei hiene, iar Andrewsarchus din Paleocenul Mongoliei Interioare a fost cel mai mare mamifer prădător terestru - craniul său atinge o lungime de 85 cm. În mod surprinzător, cetaceele provin din mezonichide.
Înainte de Oligocen, situația din biomurile de iarbă din Arctogea și America de Sud s-a dezvoltat în paralel. Atât acolo, cât și acolo, principalele erbivore au fost ungulate, descendenți ai diverselor condilartrs (în Nord, nepereche și artiodactile, în Sud - „ungulate din America de Sud”). Atât acolo, cât și acolo, prădătorii erau în mod clar mai primitivi decât victimele lor (marsupiale în Sud, ungulate omnivore arhaice, mezonihide în Nord): o aliniere care deosebește izbitor Paleogenul de Mezozoic. Atât acolo, cât și acolo, deficitul de prădători de mamifere a fost compensat de reptile și păsări: crocodili de uscat (Sebecosuchia în sud, Baurusuchia în nord) și creaturi uriașe asemănătoare macaralei fără zbor (Phororakos în sud, Diatryma în nord). Această situație s-a schimbat radical când carnivorele moderne (ordinul Carnivora) au intrat pe scena evolutivă, iar acest lucru se vede cel mai bine doar prin dispariția imediată în Oligocen a tuturor acestor „prădători ersatz” - mezonihide omnivori, crocodili de pământ și diatrime, precum și creodonți. (carnivor ancestral). Interesant este că, în același timp, dispar și erbivorele cu copite arhaice - dinoceratele.
În Miocen, unitatea teritoriilor din Emisfera Nordică crește: există un contact direct trans-mediteranean între Europa și Africa, dispariția Mării Turgai în locul Siberiei de Vest facilitează migrația între Europa și Asia Centrală. Principalul lucru este că peisajele deschise apar în Beringia până acum pur forestieră, iar acest teritoriu se transformă pentru faunele de stepă din Asia și America dintr-un „filtru” într-un „coridor”. De atunci, biomul de iarbă a devenit practic unificat în toată Arctogea, iar fiecare dintre teritorii contribuie la formarea faunei sale, care capătă deja trăsături destul de moderne.
Din America vin caii erbivori (în sensul - nu mănâncă frunze), din Asia - bovide (tauri și antilope), din Africa - proboscide (elefanți și mastodonti); împreună cu alte câteva grupuri de ungulate, atât „noi” (girafe și hipopotami), cât și „vechi” (rinoceri), formează așa-numita fauna hipparion (hipparion este unul dintre caii cu trei degete). Aceeași imagine este și cu carnivorele care fac parte din fauna hipparion: pisicile au fost originare din America, caninii și ei inițial, cu toate acestea, organizarea socială gregară (care a devenit un factor cheie de succes pentru acest grup) era deja dobândită în Asia, hienele (atunci). printre aceștia se numărau nu numai mâncătorii de carii, ci și prădători activi precum ghepardul) - în Africa. Interesant este că pisicile au fost inițial cu dinți de sabie; mai târziu, în Miocen, au apărut pisici de tip modern, dar o revenire la dinți de sabie (ceea ce, evident, oferă avantaje la vânarea unor prade mari cu pielea puternică) s-a produs la feline în mod repetat și independent.
La începutul Pliocenului (acum 7-8 milioane de ani), natura însăși a pus în scenă un grandios experiment evolutiv: s-a stabilit o legătură terestră între America de Nord și America de Sud prin Istmul Panama, iar faunele lor - nord-americane (care face parte din Arctogea) și sud-americană (care au trăit pe tot parcursul Cenozoicului în condițiile unei izolări insulare) - au venit în contact direct unul cu celălalt. A existat un amestec de faune: marsupiale, edentate (armadilli, gliptodonti și lenesi de pământ), rozătoarele kavimorfe și fororakos au apărut în Nord, rozătoare superioare (hamsteri), ecvidee (cai și tapiri), artiodactili (sviniforme, cămile și căprioare), proboscidele au apărut în Sud (mastodonti) și carnivore (ratoni, mustelide, canini, urși și pisici).
Rezultatele finale ale Marelui Schimb American (cum a numit J. Simpeon, 1983 aceste evenimente) s-au dovedit a fi, totuși, foarte diferite pentru Nord și Sud. Fauna nord-americană s-a îmbogățit pur și simplu de trei „imigranți” exotici (opossum, armadillo cu nouă benzi și porcul copac), în timp ce în Sud a avut loc o adevărată catastrofă, mai curată decât orice impact de asteroizi: aici întregul complex de pășuni din „Americii de Sud”. ungulate”, rozătoare gigantice kavimorfe, s-au stins complet, marsupiale și fororakos carnivore, care nu puteau rezista concurenței cu ungulatele superioare și prădătorii carnivori (57). Trebuie presupus că soarta marsupialelor și monotremelor australiene, dacă acest continent ar fi avut contact direct pe uscat cu Asia, ar fi fost la fel de de neinvidiat... În general, este ușor de văzut analogii directe (și triste) cu istoria omenirii. în istoria Marelui Schimb American: amintiți-vă ce sa întâmplat „contact” cu civilizația europeană pentru vechile culturi originale ale Americii precolumbiene și Africii Negre.
În urma aportului și absorbției furajului, urmează etapa de scindare a structurilor polimerice complexe în monomeri. Acest lucru se întâmplă sub influența enzimelor hidrolitice.
Monomerii rezultați sunt absorbiți în mediul intern al corpului. Etapa inițială a asimilării alimentelor, adică transformarea structurilor alimentare originale în componente lipsite de specificul speciei și adecvate pentru absorbție și participare la metabolismul intermediar, este denumită proces de digestie.
Capacitatea diferitelor specii de animale de a absorbi alimente de o anumită calitate s-a format în cursul evoluției. Datorită naturii diferite a nutriției și condițiilor diferite de viață ale animalelor, aparatul digestiv se dezvoltă și el diferit în procesul de filogeneză. Hrana vegetală este mai puțin hrănitoare decât cea de origine animală și, prin urmare, ierbivorele sunt forțate să absoarbă mult mai multă hrană decât carnivore. Deci, o vacă care cântărește 600-700 kg mănâncă aproximativ 100 kg de furaj pe zi. În acest sens, ierbivorele au un tub digestiv mult mai lung decât carnivore. Iată câteva date care arată diferențe în raportul dintre lungimea trunchiului și lungimea intestinelor la diferite specii de animale.
Liliacul - 1:2
Iepure - 1:10
Hermină - 1:4
Cal - 1:12
Câine - 1:5
Vaca - 1:20
După cum se poate observa, alimentația cu substanțe nedigerabile, în special cele bogate în fibre, la toate grupele de animale duce la o alungire a tubului digestiv și este însoțită de dezvoltarea secțiunilor sale suplimentare. Mai ales indicativ în acest sens este tractul digestiv al rumegătoarelor, în digestia căruia simbioții (bacterii și protozoare) joacă un rol uriaș. O complicație similară a sistemului digestiv este observată la rumegătoarele mici - secțiunile posterioare ale intestinului la mamiferele mici erbivore sunt bine dezvoltate și sunt destinate hidrolizei protozoare și bacteriene a celulozei.
Pe baza studiului aparatului digestiv, se poate concluziona că direcția principală în evoluția speciilor erbivore, începând cu Miocenul timpuriu (perioada a IV-a a erei cenozoice), a fost trecerea de la nutriția proteico-lipoid la cea cu fibre. Acest proces a fost foarte accelerat datorită procesului de mare stepă a terenului care a avut loc în perioada pliocenă. Schimbarea tipului proteic al alimentelor la fibre înseamnă o tranziție de la consumul de alimente bogate în calorii, dar greu de obținut, la consumul de alimente cu conținut scăzut de calorii, dar ușor de obținut. Această tranziție a dus la o reducere a ariei individuale și, în consecință, la o scădere a mobilității animalelor, la o creștere a cantității totale de furaje consumate și la o modificare morfofiziologică adaptativă corespunzătoare a tractului gastrointestinal.
Odată cu simplificarea găsirii hranei, organele locomotorii sunt simplificate, organele de simț sunt reduse: mirosul, vederea, gustul. Sistemul digestiv se schimbă și el. Deci, odată cu creșterea volumului de alimente consumate, mușchii de mestecat cresc. În același timp, natura mișcării maxilarelor (slefuire) se modifică și, în legătură cu aceasta, se transformă și aparatul dentar (tuberozitatea este înlocuită prin pliere). Există o reducere a papilelor sensibile ale limbii, dimensiunea tubului digestiv crește, lungimea intestinului subțire și gros crește. Ficatul se modifică și, deoarece la consumul de alimente cu conținut scăzut de calorii, bila trebuie să fie secretată în mod continuu, acest lucru duce în unele cazuri la o reducere a vezicii biliare (la cai, elani, căprioare, cămile). Adaptarea aparatului digestiv s-a produs în deplină concordanță cu ideile clasice venite de la Cuvier (1812), care credea că atunci când condițiile de existență se schimbă, organele unui sistem sunt transformate mai mult sau mai puțin sincron în aceeași direcție. Această situație este bine ilustrată de exemplul rearanjarilor adaptative ale tubului digestiv.
Astfel, o parte dintre mamiferele aflate în procesul de dezvoltare istorică au trecut la hrănirea cu alimente vegetale, care diferă puternic de alimentele de origine animală.
1. Alimentele vegetale sunt ușor disponibile pentru consum, dar nu sunt atât de benefice pentru digestie și asimilare.
2. Furajele vegetale sunt semnificativ inferioare furajelor de origine animală din punct de vedere al valorii nutritive.
3. Furajele vegetale, spre deosebire de furajele pentru animale, conțin un procent mare de carbohidrați, inclusiv cei nedigerabili (celuloză, hemiceluloză etc.).
4. Principala componentă structurală a organismului plantelor - celuloza (fibrele) la majoritatea animalelor nu este descompusă din cauza absenței enzimei celulazei din sucurile digestive. Această enzimă este sintetizată doar de bacterii, protozoare și unele nevertebrate. În ceea ce privește mamiferele, acestea nu sunt capabile să sintetizeze celulaza. Prin urmare, utilizarea plantelor ca hrană de către mamifere poate fi realizată doar cu ajutorul microorganismelor simbiotice capabile să sintetizeze și să secrete celulaza.
5. Furajele vegetale se caracterizează printr-un conținut scăzut de proteine și lipide și, ceea ce este deosebit de important, o compoziție slabă de aminoacizi. Hrănirea cu alimente brute din plante a dus la apariția multor transformări anatomice și fiziologice ale organelor digestive: o modificare a sistemului dentar, o creștere a volumului tractului digestiv și formarea de camere speciale (avant-stomac și cecum) .
Craniul lui Ichthyostega era similar cu cel al unui pește cu aripioare lobe Eusthenopteron, dar un gât pronunțat despărțea corpul de cap. În timp ce Ichthyostega avea patru membre puternice, forma picioarelor din spate sugerează că acest animal nu și-a petrecut tot timpul pe uscat.
Primele reptile și oul amniotic
Clocirea unei țestoase dintr-un ou
Una dintre cele mai mari inovații evolutive ale Carboniferului (cu 360 - 268 milioane de ani în urmă) a fost oul amniotic, care a permis reptilelor timpurii să se îndepărteze de habitatele de coastă și să colonizeze zonele uscate. Oul amniotic le-a permis strămoșilor păsărilor, mamiferelor și reptilelor să se înmulțească pe uscat și să împiedice uscarea embrionului din interior, așa că te poți descurca fără apă. De asemenea, însemna că, spre deosebire de amfibieni, reptilele au fost capabile să producă mai puține ouă la un moment dat, deoarece riscurile apariției puiilor au fost reduse.
Cea mai veche dată pentru dezvoltarea unui ou amniotic este acum aproximativ 320 de milioane de ani. Cu toate acestea, reptilele nu au fost expuse la nicio radiație adaptativă semnificativă timp de aproximativ 20 de milioane de ani. Gândirea actuală este că acești amnioți timpurii au petrecut încă timp în apă și au venit la țărm mai degrabă pentru a-și depune ouăle decât pentru a se hrăni. Abia după evoluția ierbivorelor au apărut noi grupuri de reptile care ar putea exploata diversitatea floristică abundentă a Carboniferului.
Hylonomus
Primele reptile aparțineau unui ordin numit captorinide. Gilonomus erau reprezentanți ai acestui detașament. Erau animale mici, de mărimea unei șopârle, cu cranii de amfibieni, umeri, pelvis și membre, precum și dinți și vertebre intermediare. Restul scheletului era reptilian. Multe dintre aceste noi caracteristici „reptiliane” sunt văzute și la amfibienii mici și moderni.
Primele mamifere
Dimetrodon
O tranziție majoră în evoluția vieții a avut loc atunci când mamiferele au evoluat dintr-o singură linie de reptile. Această tranziție a început în perioada Permiană (acum 286 - 248 de milioane de ani), când un grup de reptile care includeau Dimetrodonii au dat naștere „teribilelor” terapside. (Alte ramuri mari, sauropsidele, au dat naștere păsărilor și reptilelor moderne.) Aceste mamifere reptiliene, la rândul lor, au dat naștere unor cinodonți precum Thrinaxodon ( Thrinaxodon) în perioada triasică.
Trinaxodon
Această linie evolutivă oferă o serie excelentă de fosile de tranziție. Dezvoltarea unei caracteristici cheie a mamiferelor, prezența unui singur os în maxilarul inferior (comparativ cu mai multe la reptile), poate fi urmărită în istoria fosilelor acestui grup. Include fosile excelente de tranziție, Diarthrognathusși Morganucodon, ale căror fălci inferioare au articulații atât reptiliene cât și mamifere cu cele superioare. Alte caracteristici noi găsite în această linie includ dezvoltarea diferitelor tipuri de dinți (o caracteristică cunoscută sub numele de heterodonție), formarea unui palat secundar și o creștere a osului dentar în maxilarul inferior. Picioarele sunt situate direct sub corp, un avans evolutiv care a avut loc la strămoșii dinozaurilor.
Sfârșitul perioadei Permian a fost marcat de poate cel mai mare. Potrivit unor estimări, până la 90% din specii au dispărut. (Studii recente au sugerat că acest eveniment a fost cauzat de un impact de asteroizi care a declanșat schimbările climatice.) În timpul perioadei triasice care a urmat (cu 248 până la 213 milioane de ani), supraviețuitorii extincției în masă au început să ocupe nișe ecologice libere.
Cu toate acestea, la sfârșitul perioadei Permian, dinozaurii, nu mamiferele reptiliene, au profitat de noile nișe ecologice disponibile pentru a se diversifica în vertebrate terestre dominante. În mare, peștii cu aripioare raze au început un proces de radiație adaptivă care a făcut din clasa lor cea mai bogată în specii dintre toate clasele de vertebrate.
Clasificarea dinozaurilor
Una dintre schimbările majore în grupul de reptile care au dat naștere dinozaurilor a fost în postura animalelor. Aranjamentul membrelor s-a schimbat: anterior ieșeau pe laterale, apoi au început să crească direct sub corp. Acest lucru a avut implicații majore pentru locomoție, deoarece a permis mișcări mai eficiente din punct de vedere energetic.
Triceratops
Dinozaurii, sau „șopârle îngrozitoare”, sunt împărțiți în două grupe în funcție de structura articulației șoldului: șopârle și ornitischii. Ornitischienii includ Triceratops, Iguanodon, Hadrosaurus și Stegosaurus). Șopârlele sunt în continuare subdivizate în teropode (de exemplu Coelophys și Tyrannosaurus Rex) și sauropode (de exemplu Apatosaurus). Majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că de la dinozauri teropode.
Deși dinozaurii și strămoșii lor imediati au dominat lumea terestră în timpul Triasicului, mamiferele au continuat să evolueze în acest timp.
Dezvoltarea ulterioară a mamiferelor timpurii
Mamiferele sunt sinapside foarte dezvoltate. Sinapsidele sunt una dintre cele două mari ramuri ale arborelui genealogic al amnioților. Amnioții sunt un grup de animale care se caracterizează prin membrane embrionare, inclusiv reptile, păsări și mamifere. Un alt grup amniotic mare, Diapsidele, include păsările și toate reptilele vii și dispărute, cu excepția țestoaselor. Țestoasele aparțin celui de-al treilea grup de amnioți - Anapside. Membrii acestor grupuri sunt clasificați în funcție de numărul de deschideri din regiunea temporală a craniului.
Dimetrodon
Sinapsidele se caracterizează prin prezența unei perechi de deschideri accesorii în craniu din spatele ochilor. Această descoperire a dat sinapsidelor (și în mod similar diapsidelor, care au două perechi de găuri) mușchi ai maxilarului mai puternici și abilități de mușcătură mai bune decât animalele timpurii. Pelicozauri (cum ar fi Dimetrodon și Edaphosaurus) au fost sinapside timpurii; erau mamifere reptiliene. Sinapsidele ulterioare au inclus terapside și cinodonți, care au trăit în perioada triasică.
cinodont
Cinodonții au împărtășit multe trăsături caracteristice mamiferelor, inclusiv un număr redus sau absența completă a coastelor lombare, sugerând o diafragmă; colți și palat secundar bine dezvoltați; dimensiunea crescută a dentiției; deschideri pentru nervi și vasele de sânge în maxilarul inferior, indicând prezența mustăților.
Cu aproximativ 125 de milioane de ani în urmă, mamiferele deveniseră deja un grup divers de organisme. Unele dintre acestea ar fi fost similare cu monotremele de astăzi (cum ar fi ornitorincul și echidna), dar marsupiale timpurii (un grup care include canguri și opossums moderni) au fost de asemenea prezente. Până de curând, se credea că mamiferele placentare (grupul căruia îi aparțin majoritatea mamiferelor vii) au o origine evolutivă ulterioară. Cu toate acestea, fosilele descoperite recent și dovezile ADN sugerează că mamiferele placentare sunt mult mai bătrâne și ar putea fi evoluat cu peste 105 milioane de ani în urmă.
Rețineți că marsupiale și mamiferele placentare oferă exemple excelente de evoluție convergentă, unde organismele care nu sunt în mod deosebit strâns legate au dezvoltat forme corporale similare ca răspuns la expuneri similare din mediu.
Pleziozaurii
Cu toate acestea, în ciuda faptului că mamiferele aveau ceea ce mulți consideră „avansați”, ele erau încă jucători minori pe scena mondială. Când lumea a intrat în perioada Jurasică (acum 213 - 145 milioane de ani), animalele dominante pe uscat, în mare și în aer erau reptilele. Dinozaurii, mai numeroși și mai neobișnuiți decât în timpul Triasicului, erau principalele animale terestre; crocodilii, ihtiosaurii și pleziozaurii stăpâneau marea, iar pterozaurii au populat aerul.
Archaeopteryx și evoluția păsărilor
Archaeopteryx
În 1861, o fosilă intrigantă a fost descoperită în calcarul jurasic Solnhofen din sudul Germaniei, o sursă de fosile rare, dar excepțional de bine conservate. Fosila părea să îmbine trăsăturile atât ale păsărilor, cât și ale reptilelor: un schelet reptilian însoțit de o amprentă clară de pene.
În timp ce Archaeopteryx a fost descris inițial ca o reptilă cu pene, a fost mult timp considerată o formă de tranziție între păsări și reptile, făcând-o una dintre cele mai importante fosile descoperite vreodată. Până de curând, a fost cea mai veche pasăre cunoscută. Recent, oamenii de știință au realizat că Archaeopteryx seamănă mai mult cu maniraptorii, un grup de dinozauri care include infamii velociraptori din Jurassic Park, decât cu păsările moderne. Astfel, Archaeopteryx oferă o relație filogenetică puternică între cele două grupuri. În China au fost găsite păsări fosile care sunt chiar mai vechi decât Archaeopteryx, iar alte descoperiri de dinozauri cu pene susțin teoria conform căreia teropodele au dezvoltat pene pentru izolare și termoreglare înainte ca păsările să le folosească pentru zbor.
Privind mai atent la istoria timpurie a păsărilor este un bun exemplu al conceptului că evoluția nu este nici liniară, nici progresivă. Linia păsărilor este neregulată și apar multe forme „experimentale”. Nu toată lumea a dobândit capacitatea de a zbura, iar unele nu semănau deloc cu păsările moderne. De exemplu, Microraptor gui, care pare să fi fost un animal zburător cu pene de zbor asimetrice pe toate cele patru membre, a fost un dromaeosaurid. Archaeopteryx în sine nu a aparținut descendenței din care au evoluat adevăratele păsări ( Neornithes), dar a fost un membru al păsărilor acum dispărute enanciornis ( Enantiornithes).
Sfârșitul erei dinozaurilor
Dinozaurii s-au răspândit în întreaga lume în timpul Jurasicului, dar în timpul Cretacicului ulterior (acum 145 - 65 de milioane de ani) diversitatea speciilor lor a scăzut. De fapt, multe dintre organismele tipic mezozoice, cum ar fi amoniții, belemniții, ihtiosaurii, plesiozaurii și pterozaurii au fost în declin în acest timp, în ciuda faptului că au dat naștere la noi specii.
Apariția plantelor cu flori în timpul Cretacicului timpuriu a provocat o radiație adaptativă majoră în rândul insectelor: au apărut noi grupuri precum fluturi, molii, furnici și albine. Aceste insecte au băut nectarul din flori și au acționat ca polenizatori.
Extincția în masă de la sfârșitul Cretacicului, acum 65 de milioane de ani, a distrus dinozaurii, împreună cu orice alt animal terestru care cântărește mai mult de 25 kg. Acest lucru a deschis calea pentru extinderea mamiferelor pe uscat. În mare, în acest moment, peștii au devenit din nou taxonul dominant de vertebrate.
mamifere moderne
La începutul Paleocenului (acum 65 - 55,5 milioane de ani), lumea a rămas fără animale terestre mari. Această situație unică a fost punctul de plecare pentru o mare diversificare evolutivă a mamiferelor, care anterior erau animale nocturne de mărimea rozătoarelor mici. Până la sfârșitul erei, acești reprezentanți ai faunei au ocupat multe dintre nișele ecologice libere.
Cele mai vechi fosile de primate confirmate au o vechime de aproximativ 60 de milioane de ani. Primatele timpurii au evoluat din vechile insectivore nocturne, ceva asemănător cu scorpii, și semănau cu lemurii sau tarsierii. Erau probabil animale arboricole și trăiau în păduri sau subtropicale. Multe dintre trăsăturile lor caracteristice s-au potrivit pentru acest habitat: mâini strânse, articulații rotitoare ale umerilor și vedere stereoscopică. Aveau, de asemenea, o dimensiune relativ mare a creierului și gheare pe degete.
Cele mai vechi fosile cunoscute ale majorității ordinelor moderne de mamifere apar într-o perioadă scurtă în timpul Eocenului timpuriu (acum 55,5-37,7 milioane de ani). Ambele grupuri de ungulate moderne - artiodactilii (un detașament căruia îi aparțin vacile și porcii) și ecvideele (inclusiv cai, rinoceri și tapiri) s-au răspândit în toată America de Nord și Europa.
Ambulocetus
În același timp în care mamiferele se diversificau pe uscat, ele se întorceau și în mare. Tranzițiile evolutive care au condus la balene au fost studiate pe larg în ultimii ani cu descoperiri extinse de fosile din India, Pakistan și Orientul Mijlociu. Aceste fosile indică o schimbare de la Mesonychia terestră, care sunt probabili strămoși ai balenelor, la animale precum Ambulocetus și balenele primitive numite Archaeocetes.
Tendința către o climă globală mai rece care a avut loc în epoca Oligocenului (cu 33,7-22,8 milioane de ani în urmă) a contribuit la apariția ierburilor, care urmau să se răspândească pe pajiști vaste în timpul Miocenului următor (acum 23,8-5,3 milioane de ani). Această schimbare a vegetației a dus la evoluția animalelor, precum caii mai moderni, cu dinți care puteau face față conținutului ridicat de silice al ierburilor. Tendința de răcire a afectat și oceanele, reducând abundența planctonului marin și a nevertebratelor.
Deși dovezile ADN sugerează că hominidele au evoluat în timpul Oligocenului, fosilele abundente nu au apărut până în Miocen. Hominidele, pe linia evolutivă care duce la oameni, apar pentru prima dată în înregistrarea fosilelor în timpul Pliocenului (acum 5,3 - 2,6 milioane de ani).
Pe parcursul întregului Pleistocen (acum 2,6 milioane - 11,7 mii de ani) au existat aproximativ douăzeci de cicluri de eră glaciară rece și perioade interglaciare calde la intervale de aproximativ 100.000 de ani. În timpul erei glaciare, ghețarii dominau peisajul, zăpada și gheața s-au răspândit în zonele joase și au transportat cantități mari de rocă. Pentru că multă apă a fost blocată pe gheață, nivelul mării a scăzut la 135 m decât este acum. Podurile largi de pământ au permis plantelor și animalelor să se miște. În perioadele calde, suprafețe mari au fost din nou scufundate sub apă. Aceste episoade repetate de fragmentare a mediului au dus la radiații adaptative rapide la multe specii.
Holocenul este epoca actuală a timpului geologic. Un alt termen care este folosit uneori este Antropocen deoarece principala sa caracteristică este schimbările globale cauzate de activitățile umane. Cu toate acestea, acest termen poate induce în eroare; oamenii moderni au fost deja creați cu mult înainte de începutul erei. Epoca Holocenului a început acum 11,7 mii de ani și continuă până în zilele noastre.
Când încălzirea a venit pe Pământ, ea a cedat. Pe măsură ce clima s-a schimbat, mamiferele foarte mari care s-au adaptat la frig extrem, cum ar fi rinocerul lânos, au dispărut. Oamenii, cândva dependenți de aceste „mega-mamifere” ca sursă principală de hrană, au trecut la animale mai mici și au început să recolteze plante pentru a-și completa dieta.
Dovezile arată că în urmă cu aproximativ 10.800 de ani, clima a suferit o întorsătură rece bruscă care a durat câțiva ani. Ghețarii nu s-au întors, dar erau puține animale și plante. Pe măsură ce temperaturile au început să se redreseze, populațiile de animale au crescut și au apărut noi specii care există și astăzi.
În prezent, evoluția animalelor continuă, pe măsură ce apar noi factori care obligă reprezentanții lumii animale să se adapteze la schimbările din mediul lor.