Szerkesztette Vizkievicz András 1
Az emlősök törzsfejlődése Az emlősök osztálya Szerk.: Vizkievicz András Az emlősök ősei, ősi emlősszerű hüllők voltak, melyek törzsfejlődése hamar különvált a többi hüllőétől. Az emlősszerű hüllők (pl. a Dimetrodon) kialakulása mintegy 300 millió évvel ezelőtt, a karbonkor végén vette kezdetét. Majd ezt követően, (a perm időszakban, 299-251 millió éve) ebben a fejlődési ágban fejlődtek ki a Therapsida hüllő rend képviselői, kb. 270 millió éve. Dimetrodon Therapsida A legelső ismert emlősök mintegy 200 millió évvel ezelőtt jelentek meg, többségük apró termetű, valószínűleg éjjel aktív, ragadozó (rovarevő) életmódot folytató, rágcsálószerű állat lehetett. Bár földrajzi elterjedésük széles volt, csak kevés életteret töltöttek be, hiszen ebben az időszakban a hüllők számítottak az uralkodó életformának. A tömeges fajpusztulás, az ún. kréta esemény következtében a korai emlősök életlehetőségei számottevően növekedtek, mivel számos olyan élettér, amelyet korábban hüllők töltöttek be, megüresedett. A fentiek következtében a kréta kor végétől az emlősök szinte az összes életteret és kontinenst meghódították. Az eltérő fejlődés következtében óriási változatosságra tettek szert. A továbbiakban az emlősök testfelépítését csak vázlatosan tekintjük át, mert később az emberi test ismertetésén keresztül részletesen megismerjük a csoport fontosabb jellemzőit, mivel az osztályba tartozó fajok szervezeti sajátságai nagymértékben hasonlóak. 2
Elevenszülő emlősök általános jellemzőik vázlatosan Vázrendszerük a hüllőkéhez hasonló, azonban többnyire 7 nyakcsigolyájuk van. Végtagjaik járólábak, amelyek a törzs alatt helyezkednek el, így képesek tartósan a testet a talaj felszíne felett tartani. Testüket szőr borítja, amely lehet csökevényes (cetek). Egyéb szaruképződményeik: pata, karom, köröm, tülök. Kültakarójuk számos bőrmirigyet tartalmaz (verejtékmirigy, faggyúmirigy, tejmirigy). Fogmederben ülő gyökeres fogaik többnyire heterodont fogazatot képeznek (táplálkozásfüggő), egy fogváltás jellemző. Has- és mellüreg között található a rekeszizom, melynek kiemelt szerepe van a légzésben. Léghólyagos, nagy felületű tüdő jellemző. Nincs kloaka, a végbélnyílás elkülönül a húgyivar vezetéktől. Vérkeringésüket két vérkörbe kapcsolt négyüregű szív, valamint a fánk alakú, mag nélküli vörösvértestek jellemzik. Testhőmérsékletük szűk határok között állandó (kivétel: téli álmot alvók esetében). Váltivarúak, belső megtermékenyítésűek, közvetlen fejlődésűek, magzatburkok védik és táplálják a magzatot, elevenszülők, anyatejjel táplálják az utódaikat, fejlett az ivadékgondozásuk. Terjedelmes, erőteljesen fejlett központi idegrendszerük van. Föld valamennyi élőhelyén előfordulnak hatalmas változatossággal. Kültakaró Hám + irha+ bőralja. Hám: többrétegű elszarusodó laphám, alsó rétegében melanint tartalmazó pigmentszemcsék találhatók. Irha: lazarostos kötőszövet erekkel, idegekkel, mirigyekkel és szőrtüszőkkel. Bőralja: a bőrt az izmokhoz rögzíti, nagy mennyiségű zsírszövetet tartalmazhat, feladata a hőszigetelés, tápanyag raktározás. Irha Hámréteg 3
Bőrük mirigyekben rendkívül gazdag. Faggyúmirigyek: váladékuk a faggyú, amely legtöbbször a szőrtüszők tövébe ürül, feladata a bőrfelszín és a szőrszálak puhítása, párologtatás akadályozása, véd a bőr átnedvesedése ellen, baktérium- és gombaölő hatású. Verejtékmirigyek: testhőmérséklet szabályozásában és a kiválasztásban játszanak szerepet. Módosult mirigyek: illatmirigyek: faj- vagy egyedspecifikus feromonokat termelnek, tejmirigyek. A tejmirigy az emlősök legjellegzetesebb bőrmirigye, módosult verejtékmirigy; párosával a mellkason (denevérek), hason (ragadozók) vagy a lágyéknál helyezkedhetnek el (patások), számuk arányos az újszülöttek számával, vemhesség alatt a tejelválasztó mirigyekben gazdag emlők megduzzadnak, s szülés után tejet termelnek. Emésztőrendszer Előbél Heterodont, gyökeres fogazatuk van, mely különböző alakú és működésű fogakból áll. Elöl metszőfogak, mellettük szemfogak, mellettük őrlőfogak (zápfog) helyezkednek el. A fogképlettel megadjuk az egyes fogtípusok számát, ember esetén: Fogazat minősége, a fogak alakja, szerkezete szoros összefüggésben áll az állatok táplálkozásával, rendszertani helyével. Az őrlőfogak felszíne alapján megkülönböztetünk: rovarevő fogazatot, ahol tűszerű zápfogak vannak, mindenevőkre jellemző fogazatot, ahol gumós zápfogakat találunk, redős zápfog a növényevőkre jellemző, tarajos zápfogak a húsevők fogazatában találhatók. 4
Középbél Az emésztés és a felszívás elsődleges helyszíne. Utóbél Az utóbélben általában szimbióta baktériumok fejezik be a táplálék feldolgozását, a bélsár kialakítását. A növényevő állatoknak jóval hosszabb a bélcsatornájuk, mint a ragadozóknak, náluk még a vakbélben is történik emésztés mikroorganizmusok segítségével. Az emlősöknél 2 fajt leszámítva - nincs kloáka, az utóbél a végbélnyílással végződik. Légzőszervrendszer Légutak: páros orrnyílás, orrüreg (vérerekkel átszőtt, mirigyekben gazdag nyálkahártya béleli, feladata: a levegő tisztítása, hőmérsékletének és páratartalmának szabályozása, szaglás), garatüreg, gége, légcső, 2 főhörgő (tüdőbe lépve egyre kisebb hörgőkre ágaznak, ez a hörgőfa), tüdő a rekeszizom által elkülönített mellüregben helyezkedik el, a légzőfelülete a léghólyagocskák felszíne. A légvételt a rekeszizom és a bordaközi izmok összehúzódása teszi lehetővé. Belégzéskor a bordaközi és a rekesz izmok összehúzódnak a mellüreg tágul a mellkasban a nyomás csökken a levegő a tüdőbe beáramlik. Kilégzéskor fordítva. 5
Keringési rendszer Zárt keringésű rendszerük, négyüregű szívük, két vérkörük van. A kisvérkör a tüdő vérköre, a nagyvérkör a test vérköre. A bal kamrából kiinduló vér az aortába jut, amely minden szervhez leágazik, s azokba oxigénben és tápanyagban gazdag vért juttat. A szervezetből elhasznált, oxigénszegény vért összeszedő fő véna a jobb pitvarba torkollik. Onnan a vér a jobb kamrába kerül. A jobb kamrából a vér tüdőverőéren keresztül a tüdőbe jut, ahol megtörténik a gázcsere. Az oxigénnel telítődött vért a tüdővénák a bal pitvarba viszik, ahonnan a bal kamrába kerül. Szaporodás Jellemző a váltivarúság, ivari kétalakúság, belső megtermékenyítés, közvetlen fejlődés, elevenszülés, magzatburkok, anyatej, fejlett ivadékgondozás. Szaporodásuk, fejlődésük alapján az emlősöknek 3 csoportját különböztetjük meg. A kloákások pl. kacsacsőrű emlős - lágyhéjú tojásokkal szaporodnak, a nőstények testükkel melengetik a tojásokat, amíg ki nem kelnek a teljesen fejletlen kicsinyek, akik az erszényesek újszülötteihez hasonlóan vakok és csupaszok. A kicsinyeket a nőstények anyatejükkel táplálják, ám a tej nem az emlőbimbóikből jön (az nincs nekik), hanem a hasi bőr alól szivárog, mint a verejték. Az erszényesek pl. a kenguruk - az utódokat rendkívül fejletlenül hozzák világra, az embrionális fejlődés csupán néhány hétig tart. Ennek az oka, hogy nincs méhlepényük. A rendkívül fejletlen utódok fejlődésüket az erszényben folytatják, ahol az emlőből anyatejjel táplálkoznak. 6
A méhlepényes emlősök belső megtermékenyítés után létrejött embriója a méhben fejlődik. A megtermékenyített petesejtből nem kizárólag az embrió alakul ki, hanem egy része magzatburok lesz, amely az anya méhfalával egy közös szervezet hoz létre, a méhlepényt. A méhlepény, mely a magzattal a köldökzsinóron keresztül létesít kapcsolatot, biztosítja az embrió számára a megfelelő tápanyag- és oxigénellátást az anyai szervezetből. Idegrendszer, érzékszervek Az emlősök idegrendszere a legösszetettebb az egész állatvilágban. Az agy felszíni szürkeállományra, az agykéregre ahol az idegsejtek sejttestjei találhatók - és az alatta elhelyezkedő fehérállományra tagolódik. Az agykéreg felszíne - a felület, így az idegsejtek számának növekedése okán - barázdált. Ennek mértéke elsősorban az állat fejlettségével arányos. Az agyi hőszabályozó központok működése lehetővé teszi az állandó testhőmérséklet fenntartását. Érzékszerveik fejlettek. A bőr, mint a külvilággal közvetlenül érintkező szerv, igen nagy mennyiségű receptort tartalmaz, melyek elsősorban a hámalatti kötőszövetben fordulnak elő. Ezek mechanikai, hő, ill. fájdalom érzet kialakításában játszanak szerepet. A szőrzetnek nagy szerepe van a finom mechanikai ingerek felfogásában. Hallásuk igen fejlett. Kialakul a porcos fülkagyló, melyek a hangforrás irányába fordítható képletek. A középfülben három hallócsontocska, a kalapács az üllő és a kengyel található. A belsőfülben, a receptorok számának növekedésének érdekében, a csigavezeték feltekeredésével létrejön a csiga. Egyensúlyozásukat, térbeli helyzetük meghatározását, a zsákocskában, a tömlőcskében és a félkörös ívjáratokban található receptorok segítik. 7
Az emlősök szaglása az orrüregben található kiterjedt szaglóhám miatt, valamennyi szárazföldi gerincesé közül a legfejlettebb. Szaglásuk fontos szerepet játszik többek között a párkeresésben, a szexuális magatartásukban és a táplálékszerzésben is. Az emlősök ízérzékelése is igen fejlett a legnagyobbrészt a nyelvben található ízlelőbimbóknak köszönhetően (az ún. ízérző nyelv elsősorban az emlősökre jellemző). Látásuk jó, a szemgolyó felépítése megfelel az általános gerinces hólyagszem sémának. Az emlősök törzsfejlődése során az egyes csoportok az emlősszerű hüllők más-más, bár egymással közeli rokonságban álló csoportjaiból alakulhattak ki. A tojásrakó emlősök elterjedési területe Ausztráliára és Új-Guineára korlátozódik. Az elevenszülő emlősök, a méhlepényesek és az erszényesek evolúciója valószínűleg közös ősre vezethető vissza, fejlődésük kb. 130 millió évvel ezelőtt vált szét, nagyrészt párhuzamosan játszódott le. Az erszényesek és a méhlepényesek fejlődése szép példája annak a folyamatnak, mely során egymáshoz nem kapcsolódó párhuzamos - fejlődési vonalakon hasonló biológiai jellegzetességek alakulnak ki. A hasonlóság oka, hogy az élőlények ha hasonló környezetben élnek, hasonló életmódot folytatnak. Erre szép példa a méhlepényes kutyafélék és az erszényesfarkas egymással párhuzamos evolúciója. Kb. 60 millió évvel ezelőtt az erszényesek még valamennyi kontinensen előfordultak, azonban a fejlettebb méhlepényesek Dél-Amerika és Ausztrália kivételével mindenhonnan kiszorították őket. Fennmaradásukat annak köszönhetik, hogy a földrészek vándorlása során egyes szárazulatok között megszűnt az összeköttetés és Ausztrália azelőtt elszigetelődött - kb. 70 millió évvel ezelőtt - még mielőtt a méhlepényesek a kontinensen megjelenhettek volna. Az elszigeteltség miatt egy ideig Ausztráliában szinte kizárólag az erszényesek képviselték az emlősöket (eltekintve az ugyancsak őshonos tojásrakó emlősöktől). Így Ausztráliában a legtöbb olyan élőhelyet, amelyet másutt méhlepényes emlősök töltenek be, az erszényesek foglalták el. A hasonló környezeti feltételek többnyire hasonló evolúciós alkalmazkodást eredményeznek. Erszényes farkas Dingó 8
Az emlősök rendszere forrás: Wikipédia Osztály: Emlősök alosztály: Tojásrakó emlősök rend: Kloakások alosztály: Elevenszülő emlősök alosztályág: Erszényes emlősök rend: Oposszumalakúak rend: Kevésfogú erszényesek alosztályág: Méhlepényes emlősök rend: Ormányosok rend: Főemlősök rend: Nyúlalakúak rend: Rágcsálók rend: Denevérek rend: Cetek rend: Párosujjú patások rend: Páratlanujjú patások rend: Ragadozók rend: Mókuscickányok rend: Sünalakúak rend: Cickányalakúak 9