Vznik homoiotermních (teplokrevných) živočichů - vznik ptáků a savců
V učebnicích zoologie je po plazech zvykem nejprve uvažovat o ptácích a až poté o savcích. Toto pořadí je dáno obecným významem savců v životě biosféry a tím, že k nim patří Homo sapiens - Homo sapiens, jehož vývoj je spojen s formováním lidské společnosti a vznikem nové formy pohybu hmoty – sociální. To vyvolává dojem, že ptáci předcházeli savce, jak to bylo. Ve skutečnosti obě třídy vznikly nezávisle na široce oddělených skupinách plazů, nejprve savců a poté ptáků.
Plazi odděleni od obojživelníků v období karbonu (karbon). Tito primitivní plazi, kteří si ještě zachovali některé znaky obojživelníků, jsou spojeni do skupiny kotylosaurů. Již na konci karbonu a v permu dávají kotylosauři vzniknout různým skupinám plazů. Jedním z nich jsou plazi se zvířecími zuby - Theromorpha, nebo synapsida, - předchůdci savců - objevili se ve svrchním karbonu a četně se rozmohli v permu - v triasu se od nich oddělili první živočichové. V permu se od kotilosaurů oddělili diapsidní plazi, z nichž v triasu vznikla větev archosaurů - Archosaurie. Primitivní archosauři - pseudosuchia - Pseudosuchia, nebo Thecodontia, - již v triasu dali vzniknout krokodýlům, různým dinosaurům a létajícím ještěrům. Ptáci odděleni od některých malých pseudosuchia.
Konkurence a přímé pronásledování četnými a ekologicky velmi rozmanitými plazy donutily primitivní ptáky a savce osídlit nejméně příznivé, nevyvinuté nebo málo plazí oblasti. Tyto okolnosti si vyžádaly vývoj nových zařízení pro získávání potravy, útěky před nepřáteli, pro zažívání nepříznivých fyzikálních a chemických účinků. Je zřejmé, že za těchto podmínek bylo nejlepší přizpůsobení, kromě přestaveb v orgánech pohybu, trávení a dalších, získání pružnějšího chování na základě komplikací centrálního nervového systému a smyslových orgánů. Aktivace chování si kromě přeměn v nervovém systému vyžádala posílení všech fyziologických funkcí, což bylo zajištěno morfologickými přestavbami.
V obou třídách proto vznikly podobné, avšak nezávisle vyvinuté adaptace, které povýšily vitální aktivitu ptáků a savců na vyšší úroveň ve srovnání s ostatními obratlovci. To vytvořilo téměř rovné příležitosti pro obě třídy, které v současné době dominují živočišné populaci země, a částečně i ve vodě. Proto je moderní (cenozoická) éra historie Země často nazývána érou savců a ptáků. Tato pozice v moderní fauně jim poskytuje komplexní soubor adaptací, ve kterých lze rozlišit:
a) mechanismy, které udržují stabilní tělesnou teplotu při proměnlivé teplotě vnějšího prostředí (homotermie neboli teplokrevnost)-
b) zlepšení nervového systému, smyslových orgánů a komplikace chování-
c) rozšiřování vazeb mezi jedinci a na tomto základě vytváření složitých forem vnitrodruhové organizace, což zvyšuje konkurenceschopnost druhu v boji o existenci.
Homoiotermie (neboli teplokrevnost) ptáků a savců má podobný morfofyziologický základ - zvýšení úrovně metabolismu zintenzivněním trávení, dýchání, krevního oběhu, vylučování, přítomností tepelně izolačních obalů - a dosahuje se jí regulací tvorby tepla (produkce tepla těla), jeho distribuce po těle a návrat do vnějšího středu.
K uvolňování tepelné energie (produkci tepla) dochází při všech oxidačních procesech, tvorba tepla se zvyšuje při trávení potravy (tzv. specifické dynamické působení potravy) a svalové práci. Tyto mechanismy tvorby tepla fungují u všech živočichů, včetně bezobratlých. U rychle plavoucích ryb, jako je tuňák, může tělesná teplota stoupnout na 35-37 °C a zůstat na této úrovni i během pohybu. Aktivní plazi mají také vysokou a relativně stálou teplotu. V obecné tepelné bilanci těchto zvířat však zůstává převládající hodnota vnější teploty. Proto jsou bezobratlí a obratlovci, s výjimkou ptáků a savců, klasifikováni jako exotermní (t. E. příjem významné části tepla z vnějšího prostředí). Nemají účinné mechanismy pro stabilní termoregulaci.
Ptáci a savci jsou endotermní: určitá úroveň tělesné teploty je zajištěna především vnitřními fyziologickými a biochemickými procesy. Zástupci obou tříd mají dobře vyvinutou chemickou termoregulaci: reflexně se vlivem tepelného centra diencefala mění intenzita redoxních procesů a tím i množství produkovaného tepla. Většina energie oxidace se akumuluje v kyselině adenosintrifosforečné, která zajišťuje práci svalů, při jejím rozpadu se uvolňuje teplo. Při silném ochlazení však takový fosforylující typ oxidace nezajistí uvolnění dostatečného množství tepla. Poté se zapne volný nebo přímý typ tkáňového dýchání (bez účasti adenosin-fosforečné kyseliny), při kterém se většina uvolněné energie uvolňuje ve formě tepla. S vyčerpáním energetických zásob (tuků, sacharidů) a nemožností je doplnit, produkce tepla klesá a teplokrevný organismus odumírá – přičemž smrt nenastává z podchlazení, jak se obvykle soudí, ale z vyčerpání.
S úbytkem tělesné hmoty se zvětšuje její relativní povrch, čímž se zvyšují tepelné ztráty. Malí ptáci a savci proto musí za podobných podmínek vynakládat relativně více energie na udržení tělesné teploty než velké druhy. Tento "povrchové pravidlo" obecně platí pro všechna homoiotermní zvířata. Menší druhy proto spotřebují relativně více potravy a kyslíku než větší.Je však třeba mít na paměti, že kromě velikosti ovlivňuje intenzitu produkce tepla nutnou k udržení tělesné teploty na určité úrovni mnoho dalších morfoekologických znaků: tvar těla, stav tepelně izolačních krytů, pohyblivost, tělesná tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondice, tělesná kondička, tělesná schránka, tělesná schránka. potravní specializace a dostupnost krmiv, jejich kalorický obsah, denní a sezónní rytmus aktivity, příroda a mikroklima preferovaných stanovišť atd. P.
Fyzikální termoregulace hraje důležitou roli v regulaci tepelných ztrát. Změnou polohy vlasového (peřího) krytu zvíře zvětšuje nebo zmenšuje tloušťku vzduchové vrstvy a tím i tepelné ztráty. Zvýšení tepelně izolačních vlastností potahů v zimě zajišťuje podzimní línání, při kterém se navléká delší a silnější vlasová (peříčková) pokrývka. U polárních lišek zvyšuje tepelnou izolaci do takové míry, že umožňuje nezvyšovat spotřebu kyslíku ani v zimě (obr. 31), t. E. spokojit se se stejným množstvím jídla. Změny v průsvitu periferních krevních cév a rychlosti průtoku krve také mění přenos tepla. Ztráta tepla klesá se zvyšujícím se ukládáním tuku ve vrstvě pojivové tkáně kůže (zvláště charakteristické pro vodní živočichy). Zvýšené dýchání a zvýšení odpařování z povrchu dýchacích cest přispívá k uvolňování přebytečného tepla a zabraňuje přehřátí, u savců slouží i potní žlázy. Významnou roli v termoregulaci hraje chování: používání různých úkrytů, nocování pod sněhem a mnoho dalšího. Sezónní migrace a migrace charakteristické pro řadu ptáků a savců jim umožňují pobývat v oblastech vhodných pro povětrnostní podmínky a zásoby potravy po celý rok.Termoregulace ptáků a savců se utváří v průběhu individuálního vývoje (ontogeneze). U některých druhů se účinná chemická termoregulace nastoluje již v prvních dnech po narození (vylíhnutí), u jiných je to mnohem později a mláďata se na nějakou dobu projevují jako poikilotermní. Stavba hnízd, nor a dalších úkrytů a vytápění rodiči vytváří mikroklima příznivé pro růst a vývoj.
Teplokrevnost je zajištěna vysokou úrovní metabolismu: při nízkých teplotách je metabolismus ptáků a savců desetkrát vyšší než u poikilotermních obratlovců. udržitelnost "vnitřní klima" - nezbytnou podmínkou pro bezproblémové fungování všech tělesných systémů, včetně centrálního nervového systému a smyslových orgánů. To zase obohatilo vnímání vnějšího prostředí a umožnilo jemnější a flexibilnější přizpůsobení se mu změnou chování. Posilování a komplikování chování a rozmanitost vztahů mezi jedinci zlepšilo strukturu populace, umožnilo rychleji najít potravu, vyhýbat se predátorům a budování hnízd, nor, stezek, přehrad umožnilo aktivně přizpůsobovat prostředí jejich potřebám. .
Teplokrevnost (homeothermie), komplexní vyšší nervová aktivita, různé formy péče o potomstvo, rozmanitost používané potravy a další vlastnosti umožnily ptákům a savcům osídlit téměř celou zeměkouli, včetně bezvodých pouští a nejtěžších horských oblastí. stabilní sídla a zaujímají dominantní postavení nejen ve všech suchozemských biocenózách, ale i v části moří. To určilo význam obou tříd v životě biosféry a v globálním oběhu látek.
Je třeba ještě jednou zdůraznit, že evoluce ptáků a savců probíhala paralelně, na jiném morfofyziologickém základě. Obecný směr evolučních přeměn a povaha dosažených biologických výsledků však byly do značné míry podobné.
Literatura: Naumov N. P., Kartashev N. H. Zoologie obratlovců. - H. 2. - Plazi, ptáci, savci: Učebnice pro biologa. specialista. vysoké kožešinové boty. - M.: Vyšší. škola, 1979. - 272 s, ilustrace.
Zpět na seznam
Poznámka: v e-mailové adrese symbol "@" nahrazeno předložkou "na" na ochranu před spamem.
