GERINCESEK A GERINCESEK TÖRZSE A legkorábbi gerincesek kövületei mintegy 450 millió évesek, valamennyien tengeriek voltak. Az embert is beleértve minden olyan élõlény a gerincesek törzsébe tartozik, amelynek egyedfejlõdése során megjelenik a gerinchúr, majd ezt körülvéve kialakul a belsõ váz tengelyét alkotó gerincoszlop. A gerincesek testének szimmetriája kétoldali, szelvényezettséggel kombinálódik. Ez figyelhetõ meg a csigolyákból álló gerincoszlop, a bordák, a kapcsolódó izomzat, valamint az idegrendszer jelentõs részének elrendezõdésében. Vannak azonban aszimmetrikus és szelvényezetlen szervek is, mint a máj, a szív, a bélcsatorna stb. A test belsõ vázzal rendelkezõ fejre, törzsre és farokra tagolódik, ez utóbbi másodlagosan hiányozhat. A vízben élõk mozgását úszók, a szárazföldiekét két pár végtag segíti elõ. Ezeket is belsõ váz szilárdítja. A vázrendszer kezdetben porcszövetbõl, késõbb egyre inkább csontszövetbõl épül fel. Ez a tendencia az egyedfejlõdés során is érvényesül, miközben a vázrendszer fokozatosan kifejlõdik. A vázelemekhez tartozó izomzatot harántcsíkolt izomszövet alkotja. A többi állattól eltérõen a gerincesek kültakarójának hámja többrétegû. A hám felszíne a szárazföld meghódításával összefüggõen elszarusodik. A légzõszerv az egyedfejlõdés során az embrionális elõbél kitüremkedésébõl fejlõdik ki. Csak ivarosan szaporodnak, váltivarúak. Az életfolyamatok irányításában a csõidegrendszernek van döntõ szerepe. Éppen az idegrendszer dinamikus fejlõdésével függ össze, hogy bolygónkon az ízeltlábú állatok mellett a gerincesek terjedtek el leginkább. 37.1. Pterodactylus, júra beli õsmadár kövülete 37.2. Õsló csontváza Porcos halak osztálya Teljes belsõ vázrendszerük porcszövetbõl áll, melyet kalciumsók tesznek keményebbé. Bõrük hámja fogas pikkelyektõl érdes. A hátrafelé hajló pikkelyfogak úszás közben elõnyösen hatnak a víz áramlására, és mechanikai védõhatásuk sem elhanyagolható. Ha a cápabõrt hátulról elõre végigsimítjuk, a durva csiszolóvászonnál is érdesebbnek érezzük. A cápák teste inkább oldalról lapított, farokúszójuk aszimmetrikus. Az óceánok nagytakarítói, nagyrészt hírhedt ragadozók, illetve dögevõk. Az óriáscápa kivétele- 37.3. Cápa 37 bio10.indb 37 2008.06.23. 12:54:54
AZ ÁLLATOK ORSZÁGA sen ártalmatlan planktonevõ. A ráják hát-hasi irányban lapítottak. Fõleg a tenger fenekén tanyáznak, jellegzetes hullámzó mozgással tudnak úszni. Ragadozók és planktonevõk egyaránt elõfordulnak köztük. Csontos halak 38.1. Rája Régebben önálló osztálynak tekintették, jelenleg több rendszertani osztály gyûjtõneve. Édesvízi és tengeri fajokat egyaránt találunk köztük. Úszókkal mozognak, a páratlan úszók az úszást, a páros úszók az egyensúlyozást segítik. A bõrükben a fajok jelentõs részénél csontos pikkelyek találhatók. Speciális érzékszervük az oldalvonal. A békés halak fõleg növényt, apró lárvákat, férgeket, rákokat fogyasztanak, a ragadozók kisebb halakat. 38.2. Csapósügér 38.3. Ponty A bojtosúszós halakat sokáig csak kövületekbõl ismerték. Páros úszóik csontváza evolúciós átmenetet képez a szárazföldi végtagok, lábak felé, ezért a kétéltûek õseit tõlük származtatják. Élõ példányt elõször 1938-ban fedeztek fel, késõbb többet is találtak. Találóan maradványhalnak nevezték el. A mai felfogás szerint külön osztályt képvisel. A halászok hatalmas tömegekben fognak ki tonhalat, tõkehalat, szardíniát, heringet és egyéb halakat a tengerekbõl, óceánokból. Sajnos a halászati technika fejlõdése rablógazdálkodáshoz vezetett, így számos korlátozó intézkedést kell hozni a halászható halfajok védelmére. Magyarországon a kívánatosnál kevesebb halat fogyasztunk, pedig természetes és mesterséges vizeinkben sok hal terem. Sajnos a legértékesebb halak jelentõs része mégsem a hazai fogyasztó asztalára kerül, hanem külföldre. A túlzott haszonérdekeltség káros döntésekkel is együtt járt, így telepítettek angolnát a Balatonba. Az anyagi haszonnál sokkal nagyobb kár érte a tó természetes élõvilágát, a tömeges angolnapusztulások riasztó hatásáról nem is beszélve. Hasonlítsd össze a ponty és a cápa testfelépítését! (37.3., 38.3.) Mi a szerepe a halak egyes úszóinak? Sorolj fel hazai halfajokat! Kétéltûek osztálya 38.4. Maradványhal Miért nevezzük a maradványhalat élõ kövületnek? A gerincesek õstörténetében korszakalkotó lépés volt a szárazföld meghódítása mintegy 350 millió évvel ezelõtt. A kétéltûeknek ez csak korlátozottan sikerült, de szervezetük jelentõs mértékben alkalmazkodott a szárazföldi életmódhoz. A nevük azt fejezi ki, hogy életük elsõ, lárvakori szakaszában minden szempontból vízi élõlények, kifejlõdve viszont inkább szárazföldiek és levegõt lélegeznek be. 38 bio10.indb 38 2008.06.23. 12:54:55
GERINCESEK Az evolúció során itt alakul ki a két pár láb, melynek alapszerkezete minden késõbbi gerinces csoportra jellemzõ. Ezt nevezzük ötujjú végtagtípusnak. Izomzatukban a hajlító és feszítõ izomcsoportok jól elkülönülnek egymástól. A kétéltûek mind ragadozók, rovarokat, férgeket, csigákat esznek. Ide tartoznak a farkatlan kétéltûek (békák) és a farkos kétéltûek. Magyarországon és a világ sok országában a kétéltûek szigorúan védett állatok. Szaporodási idõszakban a víz felé vonulást keresztezõ utakon a jármûvek sok békát gázolnak el. Figyelmeztetõ táblákkal, valamint a természetvédõk békamentõ akcióival (aluljárók, áttelepítés) remélhetõleg sikerül elõsegíteni e fajok fennmaradását. 39.1. Zöld levelibéka A kétéltûek mely csoportjába tartozik a zöld levelibéka, illetve a foltos szalamandra (39.2.) és a tarajos gõte (39.3.)? Milyen tulajdonságok mutatják, hogy a kétéltûek az evolúció során alkalmazkodtak a szárazföldi körülményekhez, és ez az alkalmazkodás még nem teljes? Sorolj fel hazai kétéltûeket! Miért van nagy jelentõségük a békamentõ akcióknak? 39.2. Foltos szalamandra Hüllõk osztálya Az õsi kétéltûekbõl több mint 300 millió éve olyan állatok is kialakultak, amelyek tökéletesebben alkalmazkodtak a szárazföldi élethez. Az évmilliók során komoly vetélytárs nélkül terjedhettek el a kontinenseken. Virágkoruk átívelt a földtörténeti középkoron, fajgazdagságuk és egyedszámuk hatalmas volt. Az õshüllõk kihalását követõen néhány túlélõ csoport leszármazottai képviselik mindmáig a hüllõket: krokodilok, teknõsök, kígyók, gyíkok és kaméleonok. A hüllõk bõrében, a szárazföldön fenyegetõ kiszáradás ellen kiváló védelmet nyújt a hámréteg erõteljes elszarusodása. A védõ hatást szarupikkelyek, szarupajzsok fokozzák. Ezzel azonban csökken a bõrlégzés jelentõsége. A tüdõ légzõfelszíne nagyobb, biztosítva a kellõ gázcserét. A hüllõk testhõmérséklete (az eddig tárgyalt valamennyi állathoz hasonlóan) változó, a környezet hõmérsékletét követi. Hidegben ezek az állatok lehûlnek, életfolyamataik lelassulnak. Napos idõben szívesen sütkéreznek. Átmelegedve mozgásuk, élettevékenységük felgyorsul. Olykor a túlmelegedés ellen is védekezniük kell: a krokodilok ilyenkor kitátott szájjal lihegnek. 39.3. Tarajos gõte A hüllõk fejlõdését a hajtásos növények gyors elterjedése is elõsegítette. Az õshüllõk, köztük a dinoszauruszok a föld urai lettek. A szárazföldön járó növényevõk, ragadozók, dögevõk mellett repülõ sárkánygyíkok, jól úszó halgyíkok sokasága hagyta hátra megkövesedett csontjait, tojásait. Mintegy 65 millió évvel ezelõtt azonban egy hatalmas természeti katasztrófa sokak szerint egy óriásmeteorit becsapódása és ennek végzetes környezeti utóhatása viszonylag rövid idõ alatt sok más élõlénnyel együtt a dinoszauruszokat is kipusztította. Jóval ezelõtt azonban a dúsan elágazó hüllõtörzsfa más-más ágából elindult az emlõsök, majd a madarak fejlõdése. 39
AZ ÁLLATOK ORSZÁGA 40.1. Keresztes vipera Hol él hazánkban keresztes vipera? 40.2. Fürge gyík A krokodilok és a kígyók mind ragadozók. A teknõsök közt több, a gyíkok között kevesebb növényevõ is van. Sok faj kevés táplálékkal is beéri, egy-egy kígyó például hosszú ideig tud koplalni károsodás nélkül. A víztõl való elszakadás döntõ feltétele volt a belsõ megtermékenyítés és a tojással történõ szaporodás kialakulása. Néhány gyík- és kígyófaj elevenszülõ, helyesebben eleventojó. Minden hazai hüllõfaj szigorúan védett. Sajnos a csúszómászóktól való ösztönös félelem, irtózás sok emberbõl ma is oktalan gyilkos indulatot vált ki. Pedig ezek az állatok nagyon félénkek, kevés kivétellel teljesen ártalmatlanok. A parlagi vipera, de fõleg a keresztes vipera marása viszont veszélyes. Ismert élõhelyükön járva nem árt az óvatosság, bár többnyire elmenekülnek az ember elõl. Nagyobb bajt okozhatnak a fogságból elszabadult állatok. Veszélyes hüllõket hobbiállatként lakásban tartani felelõtlenség, általában törvénybe ütközik. Hasonlítsd össze a kétéltûek és a hüllõk szervezetét a szárazföldi életmódhoz való alkalmazkodás szempontjából! Sorolj fel hazánkban elõforduló hüllõfajokat! Ha kell, nézz utána ismeretterjesztõ könyvekben, lexikonban! láb szárny 40.3. Krokodil 40.4. A madarak testfelépítése csõr gerincoszlop mellcsonti taraj Madarak osztálya A madarak külsõ megjelenésére leginkább a tollazat a jellemzõ. A toll könnyû, kitûnõ hõszigetelõ, szinte súlytalanul növeli a szárny felületét és fajra, ivarra jellemzõ dísz. A hüllõk pikkelyével azonos eredetû szaruképzõdmény, a kövületek, lenyomatok mintegy 150 millió éves múltról tanúskodnak. A madarak testfelépítése jellegzetes összefüggést mutat a repülõ életformával. Áramvonalas test, mozgékony nyak, könnyû, üreges csontok, merev mellkas erõs szegycsonti tarajjal, rajta a repülést szolgáló hatalmas mellizomzat, szárnnyá módosult mellsõ végtag, erõs láb ezek mind a speciális alkalmazkodás jegyei. A szarukávából felépülõ csõr, valamint a láb alakja és szerkezete szorosan összefügg a madár életmódjával, táplálékszerzésével. A madarak állandó testhõmérsékletûek. Nyugalomban ez kb. 40 C-ot jelent (embernél ez már magas láz lenne). Ehhez és a repülés hatalmas 40
GERINCESEK energia-igénybevételéhez rengeteg táplálék szükséges, emiatt gyors az anyagcseréjük. A belsõ megtermékenyítésbõl származó madárembrió tápanyagdús, meszes héjú tojásban fejlõdik. Kiköltéséhez a szülõ testmelege szükséges. A madarak fajra jellemzõ fészket építenek, abban költenek. A szülõk jelentõs része a fészekben gondozza, eteti a fiókákat. Ezek a fészeklakók. Más fajok utódai hamar önállósodnak, szülõi felügyelet mellett mozognak, táplálkoznak, ezeket fészekhagyóknak nevezzük. tollgerinc cséve tollágak Hogyan alkalmazkodott a madarak testfelépítése a repüléshez? (40.4.) Miért esznek a testsúlyukhoz képest sokat a madarak? Sorolj fel madárfajokat, jellemezd õket életmódjuk, csõrük és lábuk típusa szerint! Hogyan lehet megõrizni a védett madarak állományát? 41.2. Gólyaalkatúak Fehér gólya 41.5. Darualkatúak Daru horgocskák ágacskák 41.1. A madártoll felépítése Milyen finomszerkezete van a madártollnak? 41.3. Sólyomalkatúak Fekete sólyom 41.6. Harkályalkatúak Nagy fakopáncs 41.4. Bagolyalkatúak Gyöngybagoly 41.7. Verébalkatúak Füsti fecske A madarak osztályának néhány fontosabb rendje 41 bio10.indb 41 2008.06.23. 12:55:01
AZ ÁLLATOK ORSZÁGA gerincoszlop medence MELLSÕ VÉGTAG felkarcsont singcsont orsócsont kéztõ kézközép ujjak váll koponya 42.1. Emlõscsontváz végtagok HÁTSÓ VÉGTAG combcsont szárkapocscsont sípcsont ujjak lábtõ lábközép 42.2. Az ötujjú végtag felépítése Melyik gerinces állatcsoportban jelent meg az ötujjú végtagtípus? 42.3. Kacsacsõrû emlõs Hasonlítsd össze a kacsacsõrû emlõs és a koala (43.1.) szaporodását! Emlõsök osztálya Kistermetû õshüllõktõl származnak, közel 200 millió éve jelentek meg. Az apró õsemlõsök mintegy 130 millió évig nem jutottak meghatározó szerephez. Életfolyamataik tökéletesebb szervezettsége azonban olyan elõnyökhöz juttatta õket, melyek az õshüllõk hanyatlásakor jutottak érvényre. Ilyen volt többek között az idegrendszer magasabb fejlettségi foka, az állandó, de szabályozott testhõmérséklet, a tökéletesebb vérkeringés és sok egyéb együttesen elõnyös tulajdonság. Hideg éjszakákon vagy tartósan hideg idõszakokban is megõrizték aktivitásukat. Névadó tulajdonságuk szintén meghatározó volt: a világra hozott utódokat az anya módosult bõrmirigyének váladékával, az emlõ tejével táplálta. A hatékony hõszabályozást elõsegítette a hõszigetelésre is alkalmas szõrzet. A madarak tollához hasonlóan a szõr az õsi hüllõpikkelyre vezethetõ vissza. Az emlõsök testtagolódása: fej, nyak, törzs, farok (hiányozhat) és két pár ötujjú végtag. A nyakcsigolyák száma egységesen 7. Az emlõsök elterjedése és evolúciója közben a végtagok felépítése, a mozgás jellege változatosan alakult. Ezek a tulajdonságok a rendszerezésben is fontos szerepet kapnak. Hasonló sokféleség nyilvánul meg a táplálékszerzés módjában. Rovarevõk, rágcsálók, növényevõk, ragadozók, dögevõk, mindenevõk jelzik a táplálékforráshoz igazodó sokrétû alkalmazkodást. Míg a mai madarak fogatlanok, az emlõsöknek jellegzetes fogazatuk van. Az alsó és felsõ állkapocs fogmedrében gyökeres fogak ülnek. A fogtípusok és fogazattípusok árulkodnak az életmódról és egyben a rokonsági hovatartozásról is. Az emlõsök szaporodása és egyedfejlõdése három evolúciós irány szerint alakult, az osztályt így további három rendszertani csoportra osztva. A tojásrakó emlõsök (kloakások) egy különös õsi típus utolsó képviselõi. A kacsacsõrû emlõs és a kétféle hangyászsünfaj nõstényei tojást raknak, kiköltik és kicsinyeiket módosult bõrmirigyük váladékával táplálják. Valódi emlõjük nincs. Ma csak Ausztrália, illetve Új- Guinea területén élnek. Az erszényes emlõsök apró és fejletlen újszülöttet hoznak világra. Az apróság az erszénybe mászik, és rátapad anyja emlõbimbójára. Sokáig szopik, növekszik, fejlõdik az erszény védelmében. 42
GERINCESEK A méhlepényes emlõsöknél alakult ki a legfejlettebb szaporodás és egyedfejlõdés. A megtermékenyítés után az utód sokáig gyarapszik az anyaméhben. Az idõ nagy részében a méhlepény tartja fenn az anyagforgalmat az anya és magzata között. A magzatot a méhlepénnyel a köldökzsinór köti össze. Így az utódok az élet elsõ jelentõs szakaszát védett helyen, minden szükséges anyaggal ellátva töltik el. Sok faj újszülöttei gyámoltalanok, néhány napig a szemük sincs nyitva (pl. macskafélék). Mások kicsinyei az ellés után rövidesen lábra kapnak, önállóan követik anyjukat (pl. patások). A szopási idõszakban az anyatej biztosítja a tápanyagokat az utódok fejlõdéséhez. Az erszényesek a földtörténeti múltban különvált Ausztrália és Dél-Amerika területén sokáig a legfejlettebb emlõsök voltak. Dél-Amerikában az ÉszakAmerikából bevándorolt méhlepényes emlõsök szorították háttérbe és pusztították ki az erszényeseket, Ausztráliában pedig az Európából behurcolt méhlepényesek zavarták meg az eredeti élõvilágot. Milyen õsi állatcsoportból fejlõdtek ki az emlõsök az evolúció során? Mi jellemzõ az emlõsök testfelépítésére? Minek köszönhetik az emlõsök, hogy annyira elterjedtek mindenféle élõhelyen? 43.2. Fõemlõsök Gorilla 43.5. Cetek Palackorrú delfin 43.3. Rágcsálók Nagy pele 43.6. Ormányosok Afrikai elefánt 43.1. Erszényes emlõs: koala 43.4. Ragadozók Farkas 43.7. Páratlan ujjú patások Zebra Az emlõsök osztályának néhány fontosabb rendje Melyek növényevõk a képeken látható fajok, csoportok közül? 43 bio10.indb 43 2008.06.23. 12:55:02