Wyznacza je jedna twarda linia kości.
Kręgowce to zwierzęta posiadające kręgosłup. Jest to najbardziej podstawowy separator biologiczny w królestwie zwierząt. Bez tego jesteś klasyfikowany jako bezkręgowiec. Dzięki niemu łączysz ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki.
Kręgosłup to nie tylko kij na plecach. Stanowi centralne podparcie całego układu kostnego. Składa się z kręgów. Te pojedyncze kości układają się w kolumnę, która jest wystarczająco mocna, aby utrzymać ciężar, ale wystarczająco elastyczna, aby umożliwić ruch.
Struktura ta spełnia dwie kluczowe funkcje. Po pierwsze tworzy ramę ciała. Niezależnie od tego, czy szkielet składa się z twardej kości, czy z elastycznej chrząstki, kręgosłup spaja wszystko. Po drugie, i być może ważniejsze, chroni rdzeń kręgowy. Ta wiązka nerwów przebiega bezpośrednio przez kręgi, pełniąc rolę głównej autostrady między mózgiem a resztą ciała.
Kręgosłup skutecznie dzieli ciało na symetryczne połowy. Ta dwustronna symetria jest powszechna wśród zwierząt wyższych. Zapewnia skoordynowany ruch. Możesz chodzić, pływać lub latać, ponieważ oś centralna pozwala mięśniom ciągnąć za tobą stabilną konstrukcję.
To jest prosty projekt. Jedna linia kości. Dwa rezultaty: wsparcie i ochrona. Wszystko inne jest drugorzędne.
Podstawowy plan dla kręgowców: dlaczego jest to ważne
Patrzysz na około 60 000 gatunków. Liczba ta obejmuje wszystkie żywe stworzenia posiadające kręgosłup, a także te wymarłe, które chodziły, pływały lub latały na długo przed pojawieniem się człowieka. Dzielą się na pięć głównych klas: ssaki, ptaki, gady, płazy i ryby.
Ale oto rzeczywistość strukturalna. Zwierzęta te należą do podtypu kręgowce. Jest to jedna z trzech grup typu Chordata. Definicja jest ścisła. Aby kwalifikować się do tego statusu, organizm musiał na pewnym etapie rozwoju embrionalnego posiadać strunę grzbietową, cewę nerwową grzbietową, skrzela i ogon. Nawet jeśli jako dorosły stracisz skrzela, kiedyś je miałeś. Jest to cecha charakterystyczna kręgowców.
Kiedy i gdzie się pojawiły?
Szacunki wskazują na pojawienie się kręgowców na początku okresu kambru. To około 530 milionów lat temu. Wpisuje się to bezpośrednio w „eksplozję kambryjską” – okres nagłego pojawienia się złożonego życia wielokomórkowego.
Najstarsze skamieliny opowiadają konkretną historię. Mówimy o Haikouichthys i Myllokunmingia. Obydwa organizmy miały czaszki. Oba wyglądały wyjątkowo jak ryby. Pochodzą z siedlisk słodkowodnych. Ale to był dopiero początek. Adaptacja sprowadziła je z wody na ląd. To ewolucyjne osiągnięcie pozwoliło kręgowcom zdominować prawie wszystkie ekosystemy na Ziemi.
Główne cechy biologiczne
Co czyni kręgowca kręgowcem? To nie tylko kości. Jest to zespół skoordynowanych systemów.
Konstrukcja wsporcza
Szkielet i kręgosłup tworzą oś ciała. Ta struktura chroni narządy wewnętrzne. Chroni rdzeń kręgowy i wspiera mięśnie. Materiał jest różny. Niektóre szkielety są kościste i składają się z twardych złogów wapnia. Inne są chrzęstne, elastyczne i elastyczne. Wiele z nich to hybrydy obu typów.
Centrum sterowania
Układ nerwowy jest kontrolowany przez mózg. Pozwala to na koordynację reakcji na bodźce zewnętrzne. Każda część ciała jest połączona z tym centralnym węzłem. Mózg prawie zawsze jest chroniony przez czaszkę, która jest częścią wspomnianego powyżej szkieletu.
Mechanika oddychania
Oddychanie różni się w zależności od klasy. Większość kręgowców lądowych – ssaki, ptaki i gady – używa płuc. Pobierają tlen z powietrza i usuwają dwutlenek węgla. Kręgowce wodne, takie jak ryby i płazy, polegają na skrzelach. Proces ten zachodzi w wodzie.
Krążenie krwi
Większość kręgowców ma zamknięty układ krążenia. Oznacza to, że krew pozostaje w naczyniach. Serce pompuje tę krew do narządów i tkanek. Wydajność tego cyklu sprzyja wyższemu poziomowi metabolizmu i bardziej aktywnemu trybowi życia.
Reprodukcja i rozwój
Rozmnażanie płciowe jest normą. Gamety męskie i żeńskie łączą się, tworząc zygotę. Z tej zygoty powstaje potomstwo. Są wyjątki. Niektóre gatunki ryb rozmnażają się bezpłciowo. Większość kręgowców ma również okres rozwoju płodowego w ciele matki lub przechodzi przez stadium larwalne przed osiągnięciem stadium dorosłego. Ludzie należą do pierwszej kategorii. Wiele ryb trafia do drugiego.
Regulacja temperatury
Tutaj podział staje się widoczny. Kręgowce regulują temperaturę ciała na dwa różne sposoby.
- Endotermy: Znane jako zwierzęta stałocieplne. Istoty te utrzymują stałą temperaturę wewnętrzną niezależnie od czynników zewnętrznych. Ich zakres wynosi zwykle od 34°C do 38°C. Do tej grupy należą ssaki i ptaki.
- Ektotermy: Znane jako zwierzęta zmiennocieplne. Gatunki te regulują temperaturę ciała w zależności od środowiska. Gady, płazy i większość ryb to ektotermy.
Pierwsza klasa: Ssaki
Ssaki definiuje się na podstawie kilku kluczowych cech. Mają włosy lub futro. Wytwarzają mleko, aby nakarmić swoje młode. Są endotermiczne. Lista jest długa.
Charakteryzują się obecnością gruczołów sutkowych i należą do grupy taksonomicznej Mammalia. To jest punkt wyjścia. Ale lista cech definiujących jest głębsza. Mają wełnę. Szczęka zbudowana wokół kości zęba. I są czworonożne, to znaczy mają cztery kończyny.
Lista jest znana. Ludzie. Krzyże. Delfiny. Konie. Psy. Na tej liście znajdują się nawet mieszkańcy oceanu.
Zobacz także: Dzikie zwierzęta
Ptaki
Są jedną z najbardziej zróżnicowanych grup, występującą w niemal każdym zakątku planety. Istnieje około 10 000 uznanych gatunków ptaków. Wszystkie należą do klasy taksonomicznej Aves.
Poznasz ich po piórach. Lub wzdłuż pustych kości. Ewentualnie dziobami bez zębów. Większość z nich nauczyła się latać. To jest ich główna supermoc. Ale nie każdy z nich korzysta.
Weź pingwina lub strusia. Pozostają na ziemi. Ich przednie kończyny ewoluowały oczywiście w skrzydła, ale często służyły innym celom. Na tylnych łapach spoczywa największy ciężar podczas stania i chodzenia.
Niektóre nazwiska na pewno są Państwu znane. Orzeł. Papuga. Koliber. Jastrząb. Pelikan.
Gady
Płazy: niedoskonałe przejście
Jeśli gady są panami słońca, to płazy są zakładnikami wody. To nie jest metafora. Ich nazwa mówi sama za siebie: amphibia oznacza „podwójne życie”. Rodzą się w wodzie, oddychają skrzelami, a następnie, dzięki biologicznemu zrządzeniem losu, rozwijają płuca i kończyny, aby podbić ląd.
Ale ziemia jest środowiskiem wrogim dla ich skóry.
W przeciwieństwie do gadów, które w celu zatrzymania wilgoci chroniły się łuskami keratynowymi, płazy wybrały inną drogę. Ich skóra jest cienka, wilgotna i często śluzowata. Ta przepuszczalność pozwala im oddychać przez powierzchnię ciała – imponujący, ale niebezpieczny wyczyn biologiczny. Oznacza to, że nic nie pozostaje niezauważone. Dostają się zanieczyszczenia. Wchodzą bakterie. Woda paruje, gdy się nagrzewa.
To skaże ich na życie na krawędzi. W kałużach. W wilgotnych lasach. Na brzegach rzek. Nie mogą oddalać się od źródła wilgoci.
Przejście nie jest tylko fizyczne. Ma także charakter reprodukcyjny. Większość płazów składa jaja bez twardej skorupy. Wyglądają jak małe torebki galaretki. Bez ochrony zwapnionej skorupy jaja te są podatne na wysuszenie. Dlatego prawie zawsze układa się je w wodzie lub wyjątkowo wilgotnej glebie. Jeśli środowisko wyschnie, następne pokolenie umiera przed urodzeniem.
Dlaczego jest to dziś ważne?
Ponieważ płazy są systemem wczesnego ostrzegania naszej planety. Ponieważ są tak przepuszczalne, jako pierwsze wykrywają zmiany w jakości powietrza i wody. Kiedy populacje żab, ropuch i salamandrów zaczynają spadać, jest to nie tylko tragedia ekologiczna. To jest sygnał. Wskazuje, że coś jest nie tak w ekosystemach, które podtrzymują życie, w tym życie ludzkie.
Ponadto ich cykl życia czyni je unikalnymi wskaźnikami. Zależą od dwóch światów: wodnego do rozmnażania i lądowego do karmienia dorosłych. Jeśli jedno z tych dwóch środowisk zawali się, płaz znika. Jest to słabe ogniwo, ale także jedno z najbardziej informujących o stanie naszego środowiska.
Nie są tak odporne jak gady. Nie mają pancerza zewnętrznego. Jednak paradoksalnie to właśnie ich kruchość czyni je tak ważnymi dla zrozumienia granic życia na Ziemi.
Płazy: skóra, skoki i radykalne zmiany
Przedstawiciele tej grupy kręgowców oddychają przez wilgotną skórę. Ich ciała mają potężną siłę mięśni, która pozwala im poruszać się poprzez skakanie lub pływanie – lub jedno i drugie. Niektóre gatunki korzystają z obu sposobów poruszania się równie łatwo.
Metamorfoza jest ich cechą charakterystyczną. Wiele z nich przechodzi radykalne zmiany strukturalne, od wyklucia się jako larwy do osiągnięcia ostatecznej postaci dorosłej. Jest to całkowita transformacja biologiczna.
Ropuchy, salamandry i traszki to płazy. Dzielą ten wyjątkowy cykl życia i fizjologię.
Ryby: większość oceanu
Ryby są najbardziej zróżnicowaną grupą kręgowców. Naukowcy zidentyfikowali około 34 000 gatunków. Żyją wyłącznie w wodzie. Ich zasięg jest ogromny. Od rzek słodkowodnych po słone oceany zajmują prawie każdą niszę wodną.
Ich korpus jest opływowy, aby zapewnić hydrodynamikę. Oddychanie odbywa się za pomocą skrzeli. Są jajorodne, co oznacza, że rozmnażają się poprzez składanie jaj.
Podwodny świat zdominowany jest przez dwie główne kategorie.
Ryby kostne (Osteichthyes)
Do ryb kostnych zalicza się wszystkie ryby posiadające wewnętrzny szkielet zbudowany z kości. Chociaż chrząstka może występować w małych częściach ciała, główną strukturą jest kość. Zwykle mają końcowe usta z przegubowymi kośćmi skórnymi. Z tych kości wyrastają zęby. Raz utraconego zęba nie da się zastąpić. Ogranicza to ich zdolność do regeneracji kluczowych narzędzi odżywiania.
Granik olbrzymi i skorpion to najlepsze przykłady ryb kostnych. Polegają na tej sztywnej ramie szkieletowej, jeśli chodzi o szybkość i siłę w trudnych warunkach na rafie lub na otwartej wodzie.
Ryby chrzęstne (Chondrichthyes)
Szkielety chrzęstne i wykluczenie agnatanów
Większość ryb posiadających szkielet wewnętrzny opiera się na chrząstce, a nie na kościach. Do tej kategorii zaliczają się rekiny, płaszczki, manty i chimery. Ich zęby nie łączą się z kością szczęki. Ciągle zrzucają zużyte zęby i wyrastają nowe. Ta adaptacja ma wpływ na przetrwanie. Ofiary o twardej skorupie mają zniszczone zęby. Stała wymiana zębów zapewnia efektywność żywieniową.
Bezszczękowcy reprezentują inną ścieżkę ewolucyjną.
Są to kręgowce bezszczękowe. Brakuje im złożonych struktur dentystycznych charakterystycznych dla ryb chrzęstnych. Ich mechanizmy karmienia opierają się na zasysaniu lub skrobaniu. Ta starożytna linia przetrwała, gdy ryby szczękowe były zróżnicowane. Zrozumienie agnathans wyjaśnia korzenie ewolucji kręgowców.
Zobacz także Zwierzęta wodne.
Bezszczękowe anomalie w ewolucji kręgowców
Są to kręgowce, które nigdy nie nabyły szczęk.
Wyobraź sobie węgorza, ale bardziej starożytnego. Bardziej starożytne i dziwne. Zwierzęta te nie mają przegubowych struktur, które pozwalają większości ryb gryźć, miażdżyć lub rozdzierać pokarm. Zamiast tego polegają na ssaniu. Ta cecha anatomiczna przypisuje im pewne nisze ekologiczne: hematofagię (żywienie się krwią) i nekrofagię (żywienie się padliną).
Ten pozbawiony szczęk świat jest zdominowany przez dwie odrębne grupy.
Minogi i śluzice to jedyne ocalałe agnaty. Reprezentują linię, która oddzieliła się przed ewolucją żuchwy.
Kiedy spojrzymy na ogólną mapę życia kręgowców, te pozbawione szczęk anomalie spokojnie siedzą u podstawy drzewa. Ale inne gałęzie? Są definiowani przez to, co mają.
Ssaki: ciepłokrwiści strażnicy
Ssaki charakteryzują się termoregulacją i opieką nad potomstwem. Utrzymują własną temperaturę ciała. Karmią swoje młode mlekiem. Większość z nich pokryta jest futrem, chociaż zdarzają się wyjątki.
- Typowe przykłady: pies, kot, słoń, goryl, niedźwiedź, tygrys, lew, zebra, żyrafa, nosorożec, delfin.
Zwróć uwagę na delfina. To jest ssak morski. Oddycha powietrzem. To nie jest ryba.
Ptaki: pierzaste lotniki
Lot jest oczywistą cechą, ale podstawowa struktura jest bardziej złożona. Pióra. Skrzydełka. Dzioby. I jajka.
- Typowe przykłady: kaczka, orzeł, sowa, pingwin, papuga, koliber, sokół, sęp, struś, wróbel.
Pingwiny nie latają w powietrzu, ale „latają” w wodzie. Anatomia to potwierdza.
Ryby: pływacy oddychający skrzelami
Grupę tę wyznaczają siedliska i oddychanie. Żyją w wodzie. Oddychają skrzelami.
- Typowe przykłady: tuńczyk, rekin, płaszczka, miecznik, granik, pstrąg, rozdymka.
Kategoria ta jest często źle rozumiana. Rekiny to ryby. Płaszczka to ryba. Ale znowu unikaj pułapki na ssaki. Delfiny i wieloryby nie należą tutaj. Oddychają powietrzem i mają futro (choć niezwykle rzadkie).
Gady: łuskowate, zimnokrwiste
Zewnętrzna temperatura ciała gadów. Ich skóra służy jako bariera. Łuski zapewniają ochronę i ograniczają utratę wody.
- Typowe przykłady: krokodyl, aligator, jaszczurka, iguana, żółw, gekon, smok z Komodo, kameleon, wąż.
Od ogromnego smoka z Komodo po maleńkiego gekona – wszystko pokrywają łuski. Strategia zimnokrwistości działa, ponieważ mogą regulować zachowanie w celu zarządzania ciepłem ciała.
Płazy: przejście do podwójnego stylu życia
Część życia spędzają w wodzie, część na lądzie. Skóra odgrywa kluczową rolę. Jest mokra. Jest przepuszczalny. Mogą przez nią oddychać, zwłaszcza pod wodą lub w wilgotnym środowisku.
- Typowe przykłady: żaba, ropucha, aksolotl, salamandra, caecilian, traszka, olma, żaba algierska.
Wyróżnia się tu aksolotl. Często zachowuje swoje cechy larwalne przez całe życie. Nie zawsze przechodzi całkowitą metamorfozę
