Sinapsīdi — pārskats: zīdītāju priekšteči, taksonomija un evolūcija
Sinapsīdi — pārskats par zīdītāju priekštečiem, taksonomiju un evolūciju: izcelsme, galvenās grupas (pelikosaurijas, terapsīdijas) un paleontoloģiskās atziņas.
Sinapsīdi ("saplūduši lokveidīgie") ir tetrapodu taksonomiskā klase, kurā ietilpst gan mūsdienu zīdītāji, gan vairākas agrākas grupas, kas ar tiem bija radniecīgas. Sinapsīdi ir viena no divām galvenajām amniotu grupām; to māsas grupa, no kuras radās rāpuļi, ir Sauropsida. Abas šīs atšķirīgās amniotu līnijas attīstījās no agrīnajiem amniotiem pirms aptuveni 345 miljoniem gadu agrīnā vai vidējā karbona periodā.
Taksonomija un definīcija
Sinapsīdus parasti definē ar galvaskausa iezīmēm — tiem ir viena temporālā atvere (loga) galvaskausa sānos aiz acs dobumam, kas atšķir sinapsīdus no diapsīdiem (kasem divas atveres). Tas ļāva stiprināt žokļa muskuļus un veicināja dažādas barošanās stratēģijas. Sinapsīdu iekšpusē tradicionāli izdala divas lielas grupas: agrākās, parasti sauktas par pelikosaurijām, un jaunākas, attīstītākas terapsīdijas, no kurām izveidojās zīdītāji.
Evolūcija un laika līnija
Sinapsīdu fosilijas pirmās parādījās vēlajos karbonā (vēlākajos amniotos) un tos turpmākos periodos attīstīja daudzveidīgas formas. Agrākās lielāk zināmās grupas — pelikosaurijas — bija īpaši izplatītas no pensilvāna līdz permam. Permā pelikosauri bija daudzveidīgi un vietām dominējoši sauszemes plēsēji un herbivori, bet lielākā daļa šo formu izzuda perma un triasa izmiršanas laikā.
Terapsīdi parādījās permā un turpināja attīstīties permas un triāža pārejā; tie saglabājās un radiējās cauri triāzam un vēlākām ģeoloģiskajām ēnām. Terapsīdi dominēja uz sauszemes apakštriāzē, bet augštriāzē šo ekoloģisko nišu lielākoties pārņēma dinozauri. No terapsīdiem radušās cynodonts līnijas galu galā deva sākumu pirmajiem īstajiem zīdītājiem; pirmie zīdītāji parādījās vēlās triasa periodā un turpināja attīstīties mezozoja un kenozoja laikā.
Būtiskas anatomiskas un fizioloģiskas iezīmes
- Galvaskausa struktūra: vienā temporālā atverē piestiprinājās žokļa muskuļi, kas uzlaboja košļāšanas jaudu un ļāva attīstīt specializētākus zobu veidus.
- Zobi: daudzos terapsīdos un zīdītāju priekštečos parādās heterodontija — dažādi zobu tipa (priekšzobi, canīni, dzerokļi) — kas ļāva precīzāk pārstrādāt pārtiku.
- Metabolisms un temperatūras regulēšana: daudzos terapsīdos ir pazīmes par paaugstinātu vielmaiņu salīdzinājumā ar tipiskiem rāpuļiem; no terapsīdiem cēlusies vilna/segmated (matu) attīstība, kas norāda uz termoregulācijas uzlabojumiem un izolāciju.
- Elpošanas un sejas struktūra: attīstījās sekundārā deguna vai mute (secondary palate) vairākās līnijās, kas ļāva ēst un elpot vienlaikus — ērti aktīvām dzīvībām.
- Locītavas un staigāšana: noslīdinošas uz priekšu — no izkliedes uz sāniem raksturīgākas kustības (raksturīgas agrīnajiem amniotiem) uz vairāk vertikālēm ekstremitātēm terapsīdos, kas atvieglo energoefektīvāku pārvietošanos.
Galvenās grupas un piemēri
Pie sinapsīdiem pieder gan agrāk minētās pelikosaurijas (no pensilvāna līdz permam) un vieglāk klasificējamās terapsīdijas (no apakšperma līdz mūsdienām), gan visas starp tām esošās pārejas formas. No pelikosauriem pazīstami piemēri ir tādas formas kā Dimetrodon un Edaphosaurus, bet terapsīdu vidū izceļas rādītāji kā gorgonopsiāni, anomodonti un cynodonti. Cynodontu grupā iekļaujas formas, kas vistuvāk saistās ar pirmajiem zīdītājiem (piemēram, Morganucodon tipa radinieki).
Izmiršana, izdzīvošana un zīdītāju izcelsme
Permas beigās notikušā lielā izmiršana smagi skāra daudzus sinapsīdu grupu pārstāvjus; daudzas pelikosauru līnijas izzuda, bet daži terapsīdi spēja izdzīvot un radiēties triāzā. Lai gan triāzā terapsīdi vēlāk zaudēja lielāko daļu ekoloģisko nišu dinozauriem, tie saglabāja dažādas mazākas un īpaši pielāgotas formas, no kurām galu galā radušies mūsdienu zīdītāji. Zīdītāju senčiem bija raksturīgas arvien izteiktākas zobi, uzlabota termoregulācija un dažkārt mati — iezīmes, kas palīdzēja viņiem izdzīvot un izplatīties pēc mezozoja beigām.
Fosilais ieraksts un nozīme
Sinapsīdu fosilijas sniedz būtisku informāciju par pāreju no „rāpuļveidīgā” uz vairāk „zīdītajos līdzīgu” anatomiju un dzīvesveidu. Tās parāda, kā evolucionāri soļi — piemēram, zobu diferenciācija, žokļa muskuļu pārkārtošanās, sekundārā deguna attīstība un mati — pakāpeniski radīja pazīmes, ko mēs asociējam ar zīdītājiem. Pētījumi par sinapsīdiem palīdz izprast, kā paleoekoloģiskie notikumi (piemēram, lielās izmiršanas) ietekmēja evolūcijas ceļu un ekoloģisko dominanci uz sauszemes.
Sadaļas, kur iespējams lasīt tālāk
- Apskati agrāk minētās grupas — pelikosaurijas un terapsīdijas —, lai saprastu to morfoloģisko atšķirību un laika sadalījumu.
- Salīdzini sinapsīdu galvaskausa uzbūvi ar diapsīdiem, lai labāk saprastu, kā atvēres ietekmēja žokļa muskulatūras attīstību.
- Pētījumi par permu un triasu izmiršanu (perma un triasa izmiršanas) sniedz kontekstu sinapsīdu ekoloģiskajai pāreju un izmaiņām.
Primitīvie un attīstītie sinapsīdi
Zīdītājiem līdzīgos rāpuļus tradicionāli iedala primitīvajā grupā un attīstītajā grupā, ko attiecīgi dēvē par pelikozauriem un terapsīdiem. Pelikosauri ir parafilētiska grupa, kurā ietilpst sešas primitīvas sinapsiīdu dzimtas.120 Tie visi bija diezgan ķirzakām līdzīgi, ar izstieptu gaitu un, iespējams, ragainām skūtīm. Terapsīdi ietver attīstītākos sinapsīdus, kuriem bija stāvāka stāja un, iespējams, apmatojums, vismaz dažām formām. Pēdējie ir zīdītāju priekšteči. Tādējādi abas divas sinapsiīdu grupas pārstāv evolūcijas pakāpes: no pelikozauriem radās terapsīdi, no kuriem savukārt radās zīdītāji.
Zīdītāji un rāpuļi
Terapsīdus ("zvēru sejas") agrāk dēvēja par zīdītājiem līdzīgiem rāpuļiem. Tā bija kļūda, jo tie nekad nav bijuši rāpuļi. Šķelšanās starp sinapsīdiem un sauropsīdiem (grupa, no kuras radās rāpuļi) notika ilgi pirms terapsīdu evolūcijas.
Fosilij ir vairākas iezīmes, kuras nav redzamas, bet kurām ir liela nozīme. Zīdītāji no rāpuļiem atšķiras pēc būtiskām atšķirībām asins sistēmas attīstībā. Šīs atšķirības ir tādas, ka zīdītāju atvasināšana no rāpuļiem ir gandrīz neiespējama.
" Ir pilnīgi neiespējami, ka putnu un mūsdienu rāpuļu stāvoklis būtu radies no zīdītāju stāvokļa vai otrādi." Kermack.6
Tas apstiprina amniotu iedalījumu sauropsīdos un sinapsīdos.
Sinapsīdu galvaskauss
Laiku atvērumi
Sinapsīdiem galvaskausa apakšējā daļā aiz katras acs orbītas izveidojās fenestra (caurums). Tas nodrošina labākas žokļa muskuļu stiprinājuma vietas nekā sākotnējā anapsīdu stāvoklī.
Paralēli tam attīstījās arī diapsīdi, kuriem aiz katras acs izveidojās nevis viena, bet divas atveres.
Sākotnēji atvērums galvaskausa iekšpusi sedza tikai ar žokļa muskuļiem, bet augstākajiem terapsīdiem un zīdītājiem sfenoidālais kauls ir paplašinājies, lai aizvērtu atvērumu.
Zobi
Sinapsīdiem bija diferencēti zobi. Tie ietver ilkņus, knābjus un griezējus.
Diferenciācijas tendence vērojama dažiem labirintodontiem un agrīnajiem anapsīdiem rāpuļiem. Tiem ir palielināti augšžokļa pirmie zobi, veidojot protokanīnu formu. Šī pazīme vēlāk tika zaudēta sauropsīdu līnijā, bet sinapsiīdos attīstījās tālāk. Agrīnajiem sinapsīdiem varēja būt 2 vai pat 3 palielināti "kunkuļi", bet terapsīdiem šis modelis bija nostiprinājies līdz vienam kunkulim katrā augšžokļa pusē. Apakšējie ilkņi attīstījās vēlāk.
Sinapsīdiem aiz katras acs, galvaskausa apakšējā daļā, ir viens caurums.
Eothyris , agrīns sinapsiīds ar vairākiem ilkņiem.
Taksonomija
Piezīme: evolūcijas ziņā zīdītāji pilnībā pieder pie Synapsida. To kā atsevišķas klases statuss ir tradicionālā Linneja taksonomijas metode: kā klada tie ir Therapsida apakšgrupa.
- Sērija Amniota
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir sinapsīdi?
A: Sinapsi ir tetrapodu taksonomiskā klase.
J: Kas ietilpst sinapsiīdu klasē?
A: Synapsīdu klasē ietilpst zīdītāji un agrākās grupas, kas radniecīgas zīdītājiem.
J: Kad attīstījās sinapsīdi un sauropsīdi?
A: Gan sinapsīdi, gan sauropsīdi attīstījās pirms aptuveni 345 miljoniem gadu agrīnā karbona perioda sākumā.
J: Kāda ir sinapsīdu radniecīgā grupa?
A: Sinapsīdu māsas grupa ir Sauropsida.
J: Kas ir pelikozauri un terapsīdi?
A: Pelikosauri un Therapsīdi ir divas sinapsiīdu grupas. Pelikosauri dzīvoja perma periodā, bet Therapsīdi ir sastopami arī mūsdienās.
J: Kas laika gaitā notika ar pelikozauriem un terapsīdiem?
A: Permā permā pelikosauri dominēja uz sauszemes, bet daudzas sugas iznīka perma un triasa izmiršanas laikā. Terapsīdi joprojām dominēja uz sauszemes apakštrijādā, bet augštrijādā to bija pārņēmuši dinozauri.
J: Kas ir amnioti?
A: Amniotes ir tetrapodu grupa, kas izdēj olas ar membrānām, kuras aizsargā un baro augošos embrijus. Divas galvenās amniotu grupas ir sinapsiīdi un sauropsīdi.
Meklēt