Amnioti — definīcija, amniotu olas un evolūcijas nozīme
Iepazīsties ar amniotiem: definīcija, amniotu (klaidoīdo) olu uzbūve, embrionālās membrānas un to nozīmīgā loma sauszemes dzīvnieku evolūcijā.
Amnioti ir taksonomiska dzīvnieku grupa: visi četrkājainie, izņemot abiniekus.
Tie ir sauszemes mugurkaulnieki, kas izdēj klaidoīdas olas vai attīstās iekšķīgi.
Amniotus veido divas virsgrupas: Synapsida (pelikozauri, teriodontas un zīdītāji) un Sauropsida (visi rāpuļi, ieskaitot dinozaurus un putnus).
Amniotu embriji vai nu tiek dēti kā olas, vai attīstās mātītē. Šos embrijus aizsargā vairākas membrānas, un tiem ir daudz lielākas barības rezerves nekā abinieku olām.
Klaidoīdas olas un tās embrionālo membrānu "izgudrojums" ir galvenais iemesls, kādēļ amniotu olas nav nepieciešams dēt ūdenī.
Tādējādi atšķirībā no abiniekiem amnioti ir īsteni sauszemes dzīvnieki. Otrkārt, daudzi rāpuļi un zīdītāji ir atgriezušies ūdenī, un zīdītāji, tāpat kā dažas rāpuļu grupas, nēsā mazuļus dzīvus. Šāda evolūcijas elastība ir daudz retāk sastopama abiniekiem.
Amniotu olas uzbūve un embrionālās membrānas
Amniotu olas galvenās sastāvdaļas ir četras membrānas un, bieži vien, apvalks. Šīs membrānas nodrošina aizsardzību, elpošanu un barības apmaiņu starp embriju un ārējo vidi:
- Amnijs (amnion) — sulīgs šķidrums piepildīts maisiņš, kas amortizē un aizsargā embriju.
- Korions (chorion) — ārējā membrāna, kas palīdz gāzu apmaiņā starp olas iekšieni un apkārtējo vidi.
- Allantoiss — nogāžu un gāzu apmaiņas orgāns, kas glabā arī daļu no vielmaiņas produktiem.
- Dzeltenuma maisiņš (yolk sac) — galvenais barības avots embrijam (tauki un olbaltumvielas).
Vairumam rāpuļu un putnu olām ir ciets vai pusciets apvalks, kas samazina izžūšanu. Savukārt dažiem zīdītājiem apvalks ir atšķirīgs vai olas vietā attīstība notiek iekšā mātei (viviparija).
Galvenās taksonomiskās grupas un to īpatnības
Synapsida ir amniotu līnija, kas galu galā deva zīdītājus. Agrīnie sinapsīdi (piem., pelikozauri, teriodonti) bija dažādu izmēru un dzīvesveida organismi, no kuriem attīstījās mūsdienu zīdītāji ar sarežģītu termoregulāciju un bieži mātes aprūpi.
Sauropsida aptver tradicionālos rāpuļus, dinozaurus un putnus. Šajā grupā redzamas lielas adaptācijas uz dažādām dzīvesvietām — no sauszemes līdz ūdenim un gaisam (putni).
Evolūcijas nozīme
Amniotu parādīšanās Permā un vēlākajos laikos (aptuveni pirms ~300–320 miljoniem gadu) bija pagrieziena punkts dzīvības kolonizācijā sauszemē. Embrionālās membrānas un olas apvalks ļāva samazināt atkarību no ūdens reprodukcijai, atverot plašākus sauszemes ekoloģiskos nišas.
Amniotu attīstība veicināja dažādu formu evolūciju — no vairāk vai mazāk aizsargātām olām līdz iekšējai grūtniecībai un sarežģītai mātes aprūpei (piem., marsupāli un placentālie zīdītāji). Tas arī ļāva soražoties lielākam ķermeņa izmēram un specializētām barības ieguves stratēģijām.
Reprodukcijas variācijas un piemēri
- Oviparija (olu dēšana): daudzi rāpuļi un visi putni — olas ar cietu vai ādas apvalku; embrijs barojas no dzeltenuma maisiņa.
- Ovoviviparija: olās attīstība notiek iekšā ķermenī, bet nav tiešas barošanas no mātes (olas saimniece dēj dzīvamdzimušus mazuļus); sastopama dažiem rāpuļiem.
- Viviparija (iekšējā dzemdēšana): auglis attīstās mātes ķermenī un saņem barību tieši no mātes (piem., placentālie zīdītāji). Arī marsupāli (kenguri un citi) dod priekšroku īsai intrauterīnai attīstībai un pēc tam pabeidz attīstību mātes aizmetnī.
- Atsevišķas amniotu līnijas ir atgriezušās ūdenī un tur attīstījušas specializācijas (piem., jūraszīdītāji un senie jūras rāpuļi).
Kopumā amnioti ir viena no veiksmīgākajām mugurkaulnieku grupām, pateicoties reproduktīvajām inovācijām, kas ļāva iekarot sauszemes vides un radīt ļoti dažādas dzīvnieku formas — no mazām dzīlēm līdz lieliem plēsējiem un lidotājiem.
Evolūcijas vēsture
Pirmie amnioti, piemēram, Casineria, izskatījās pēc mazām ķirzakām. Tās attīstījās pirms aptuveni 340 miljoniem gadu Misisipijas jeb apakšējā karbona periodā. To olas varēja izdzīvot ārpus ūdens. Tas ļāva amniotiem pārcelties uz vidi, kurā bija mazāk ūdens. Amnioti pārvietojās pa Zemi. Lielākā daļa mugurkaulnieku, kas dzīvo uz sauszemes, ir amnioti, tāpat kā lielākā daļa gaisu elpojošo jūras dzīvnieku.
Jau agrīnā amniotu evolūcijas vēsturē tie sadalījās divās galvenajās līnijās - sinapsīdos un sauropsīdos, no kurām abas saglabājušās līdz mūsdienām.
Senākais zināmais fosilais sinapsiīds ir Protoclepsydrops, kas radies pirms aptuveni 320 miljoniem gadu, bet senākais zināmais sauropsīds, iespējams, ir Paleothyris, kas pieder Captorhinida kārtas sugai, no vidējā Pensilvānijas laikmeta (pirms aptuveni 306-312 miljoniem gadu).
Olas
Var pieņemt, ka amniotu senči olas dēja mitrās vietās, jo šādiem neliela izmēra dzīvniekiem nebūtu grūti atrast ieplakas zem kritušiem baļķiem vai citas piemērotas vietas senajos mežos, un sausie apstākļi, iespējams, nebija galvenais iemesls, kāpēc radās mīkstā čaumala.
Zivīm un abiniekiem ir tikai viena iekšējā membrāna, ko sauc arī par embrionālo membrānu. Amniotiem olšūnas iekšējā anatomija ir attīstījusies tālāk, un ir izveidojušās jaunas struktūras, kas rūpējas par gāzu apmaiņu starp embriju un atmosfēru, kā arī risina atkritumu problēmas. Lai izaudzētu biezāku un cietāku apvalku, bija vajadzīgi jauni veidi, kā apgādāt embriju ar skābekli, jo ar difūziju vien nepietika.
Pēc tam, kad olšūnām izveidojās šīs struktūras, turpmāka attīstība ļāva amniotām dēt daudz lielākas olas daudz sausākās dzīvotnēs. Lielākas olas ļāva iegūt lielākus pēcnācējus, un lielāki pieaugušie varēja izdēt lielākas olas, tāpēc amnioti kļuva lielāki par saviem priekštečiem. Tomēr īsts pieaugums nebija iespējams līdz brīdim, kad tie pārstāja paļauties uz maziem bezmugurkaulniekiem kā galveno barības avotu un sāka ēst augus vai citus mugurkaulniekus vai atgriezās ūdenī. Jaunie ieradumi un smagāki ķermeņi nozīmēja turpmāku amniotu evolūciju gan uzvedības, gan anatomijas ziņā.
Trīs grupas
Pastāv trīs galvenās amniotu līnijas, kuras var atšķirt pēc galvaskausa uzbūves un jo īpaši pēc temporālo fenestru (atveru) skaita aiz acs. Anapsīdiem (bruņurupučiem) nav nevienas, sinapsīdiem (zīdītājiem un to izmirušajiem radiniekiem) ir viena, bet lielākajai daļai diapsīdu (neanapsīdu rāpuļu, tostarp dinozauriem un putniem) ir divas.
Amniotu skeleta atliekām ir vismaz divi pāri krustu ribu, krūšu joslā (plecu zonā) - krūšu kauls un potītes kauls.
Klasifikācija
Vienkāršota tetrapodu filoģenēze ir šāda:
- Mugurkaulnieki
Iespējams, tas ir labāk nekā vecākā taksonomija, kurā, pamatojoties tikai uz tradīcijām, kā klases ir uzskaitītas tādas nesenās nozares kā putni un zīdītāji.
Tradicionālā taksonomija
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir amnioti?
A: Amnioti ir taksonomiska dzīvnieku grupa, kurā ietilpst visi četrkājainie, izņemot abiniekus.
J: Kurus mugurkaulniekus uzskata par amniotiem?
A: Visas sauszemes mugurkaulnieku sugas, ieskaitot rāpuļus (dinozaurus un putnus), zīdītājus (pelikozaurus un teriodontus).
J: Kāda ir atšķirība starp abinieku un amniotu olām?
A: Lai attīstītos, abinieku olām ir nepieciešams ūdens, bet abinieku olām ūdens nav nepieciešams. Klejveidīgo olu un to embrionālo membrānu "izgudrojums" ir galvenais iemesls, kādēļ amniotu olas nav nepieciešams dēt ūdenī.
J: Kas aizsargā amniotu embrijus?
A: Amniotu embrijus aizsargā vairākas membrānas.
Vai visi amnioti dēj olas?
A: Nē, dažiem amniotiem embriji attīstās mātītē un dzemdē dzīvus mazuļus.
J: Vai amnioti ir tikai sauszemes dzīvnieki?
A: Amnioti pārsvarā ir sauszemes dzīvnieki, bet dažas sugas, piemēram, rāpuļi un zīdītāji, var atgriezties ūdenī.
J: Vai abinieki vai amnioti ir evolucionāri elastīgāki?
A: Salīdzinājumā ar amniotiem abinieki ir daudz mazāk elastīgi evolūcijas ziņā.
Meklēt