Сумчатые
| Сумчатые | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Коала ( Phascolarctos cinereus ) | ||||||||||||
| Систематика | ||||||||||||
| ||||||||||||
| Научное название | ||||||||||||
| Marsupialia | ||||||||||||
| Иллигер , 1811 г. |
В сумчатых (Marsupialia, то краун группа сумчатых; в том числе вымерших представителей родительской группы , одна также говорит о группе Сумчатого) или сумчатых млекопитающих , также называемых Сумчатой , образует подкласс в пределах млекопитающих (Mammalia). Они отличаются от высших млекопитающих или плаценты (Eutheria), среди прочего, тем, что молодые животные рождаются на очень ранней стадии, подобной эмбриону, а затем часто вырастают в качестве пассивных носителей в сумке матери. Сегодня, с одной стороны, на континенте Австралия и в Юго-Восточной Азии к востоку от линии Уоллеса и, с другой стороны, в Америке вместе живут около 320 видов сумчатых, и, таким образом, около 6 процентов всех современных видов млекопитающих.
анатомия
Сумчатые имеют характеристики , характерные для млекопитающих , таких как пальто сделаны из волос , три косточки , тем диафрагма и другие, описанная в структуре тела у млекопитающих . Помимо заметных различий в способах родов, существует ряд анатомических особенностей, которые отличают их от высших млекопитающих.
Череп и зубы
Строение черепа имеет некоторые особенности. В целом череп относительно небольшой и узкий, что отражается в меньшем - и более простом построении - мозге по сравнению с более высокими млекопитающими с таким же размером тела, которые, среди прочего, не имеют мозолистого тела . Слезы отверстие ( отверстие lacrimale ) расположен в передней части орбиты , то скуловой кости увеличивается, а также распространяется на заднюю, а угловое расширение ( отросток angularis ) из нижней челюсти изогнута по направлению к центру. Другой особенностью является пластинка неба , которая, в отличие от высших млекопитающих, всегда имеет несколько отверстий (отверстий). В зубах этих животных также отличаются в некоторых отношениях от тех , из плаценты животных: с исключением вомбатов , все таксоны имеют разное количество резцов в верхней и нижней челюсти. У ранних сумчатых млекопитающих формула зубов была 5 / 4-1 / 1-3 / 3-4 / 4, то есть на половину челюсти у них было пять (верхняя челюсть) или четыре (нижняя челюсть) резцов , один клык. , три премоляра (передние моляры ) и четыре моляра (моляры), всего 50 зубов. Некоторые таксоны, такие как опоссум, все еще имеют первоначальное количество зубов, в других группах наблюдается сокращение количества зубов, связанное с диетой. Даже сегодня у сумчатых во многих случаях имеется от 40 до 50 зубов, что значительно больше, чем у сопоставимых животных с плацентой. Здесь обращает на себя внимание большое количество резцов на верхней челюсти (до десяти) и то, что коренных зубов больше, чем премоляров. Смена зубов происходит только в 3 - й премоляре, все остальные зубы уже созданы в качестве постоянных зубов. После прорезывания коренные зубы смещаются по горизонтали, что означает, что они продвигаются вперед в течение жизни и больше всего там изнашиваются.
Остающееся телосложение
В скелете остальной части тела мало общих черт. В дополнении к деталям в структуре лодыжки , что мешок кости ( Осса epubica ), две кости , выступающая вперед от лобковой кости в области таза, характерны для этих животных . Поскольку они также присутствуют у самцов и видов без мешков, предполагается, что эти кости изначально не имели никакого отношения к воспроизводству, а служили прикреплением мышц для движения задних конечностей. Поскольку у млекопитающих, откладывающих яйца, также есть карманные кости, предполагается, что это может быть оригинальной особенностью млекопитающих. Сумчатые млекопитающие также отличаются от высших млекопитающих строением репродуктивных органов. Их репродуктивный тракт удвоен: у самок две матки и два влагалища , а до рождения между ними образуется родовой канал - псевдовлагалище . У мужчин также есть раздвоенный или двойной пенис с мошонкой перед ним .
Мешочек ( Marsupium ) присутствует у некоторых, но далеко не у всех видов. У некоторых сумчатых есть постоянный мешочек, у других он развивается только во время периода беременности, у других видов, таких как опоссумы мышей , мешочек нет, молодые животные тогда скрываются только кожными складками или шерстью матери. Расположение мешка варьируется, чтобы дать потомству максимально возможную защиту в зависимости от его образа жизни. У прыгающих кенгуру мешок открывается спереди, в то время как у многих других видов, которые ходят или карабкаются на четвереньках, есть отверстие сзади. В основном только самки животных имеют мешочек, но в случае плавательного мешочка, который обитает в воде, он также присутствует у самцов и используется для размещения в нем мошонки при плавании или быстром беге.
Общие и сходства
Сумчатые животные адаптировались к разнообразным средам обитания, что отражается в большом разнообразии их телосложения. Самым крупным из ныне живущих сумчатых является красный гигантский кенгуру с высотой до 1,8 метра и весом 90 килограммов, хотя вымершие виды, такие как дипротодон, были значительно крупнее и тяжелее. Самыми маленькими представителями этой группы являются мыши-мешочки с плоской головой , которые часто достигают длины тела всего 5 сантиметров и веса 5 граммов.
Некоторые виды демонстрируют удивительные параллели с высшими млекопитающими и являются яркими примерами конвергентной эволюции . Вымерший волк-мешочек был очень похож на плацентарного волка . Скользя мембраны и связанная с ним возможность скольжения разработали независимо друг от друга в некоторых сумчатых ( например , скользя белок и гигантский планер ) и некоторые высшие млекопитающее ( например , скользя белок и гигантский планер ). Некоторые группы, такие как крысы-опоссумы , карманные мыши или карманные куницы, указывают в своем названии на сходство с плацентой. С другой стороны, другие группы, такие как кенгуру , вообще не имеют плацентарных аналогов.
Распространение и среда обитания
Сумчатые обитают на американском континенте и в Австралии, включая островной мир Юго-Восточной Азии. В пределах Америки большинство видов обитает в Южной Америке , некоторые виды также распространены в Северной и Центральной Америке . В самом северном ареале обитает северный опоссум , который вслед за людьми расширил свой ареал на части США и даже Канады .
В австралийском регионе большинство видов обитают в Австралии или Новой Гвинее . На востоке континентальной части Азии, относящейся к Индонезии , от Сулавеси и Молуккских островов к востоку, встречаются сумчатые животные. Западная граница его ареала на индонезийском архипелаге известна как линия Уоллеса. На востоке ареал их распространения простирается до Соломоновых островов ; на других островах Тихого океана , как и в Новой Зеландии , изначально не было сумчатых.
Сумчатые животные колонизировали самые разные среды обитания: их можно найти в лесах, лугах, гористой местности, а также в пустынях. Примечательно, что у этих животных - в отличие от высших млекопитающих - практически ни один вид не приспособился к воде как среде обитания, только плавающий мешочковат и, в меньшей степени, толстохвостая мешковина ведут водный образ жизни. и перепончатые и запечатаны водонепроницаемым мешком для жизни в воде. Многие виды обитают на деревьях и демонстрируют хорошую адаптацию к этой среде обитания с противопоставленным большим пальцем и цепким хвостом , другие - чистые наземные обитатели.
Образ жизни
Образ жизни сумчатых животных столь же разнообразен, как и среды обитания , поэтому делать какие-либо обобщения трудно. Существуют как дневные, так и сумеречные или ночные, одиночные и групповые виды. Однако по сравнению с высшими млекопитающими их социальное поведение развито недостаточно. Многие виды живут поодиночке или в рыхлых сообществах без постоянных социальных структур; Группы со сложной иерархией встречаются редко.
Рацион также значительно различается. Есть ярко выраженные травоядные (травоядные), такие как кенгуру , вомбаты и коалы, а также всеядные (всеядные), такие как опоссум и носовой гной . Плотоядные (плотоядные) встречаются, например, в мавзопоссумах и хищных окурках . После исчезновения крупных хищных видов, таких как сумчатый лев и тилацин , тасманский дьявол стал самым крупным из сохранившихся хищных сумчатых животных на сегодняшний день.
Размножение
Помимо описанных выше особенностей сумчатых в построении репродуктивного тракта, они также существенно отличаются от высших млекопитающих по способу размножения . У большинства видов настоящая плацента не развивается . Из-за отсутствия трофобластов между зародышем и матерью отсутствует иммунологический барьер, поэтому период беременности должен быть завершен до того, как иммунная защита матери станет полностью эффективной. Зародыш питается через желточный мешок . Однако есть также некоторые виды, у которых есть настоящая плацента, в том числе носовой мешок или коала . Период беременности короткий, от 11 до 43 дней. Он самый короткий в сумке Sminthopsis macroura с узкими ногами - всего от 10,5 до 11 дней.
Новорожденные рождаются через родовые пути, расположенные между влагалищами, которые у многих видов созданы специально для рождения. Новорожденные сумчатые животные маленькие и недоразвитые по сравнению с высшими млекопитающими. Вес помета всегда меньше 1% от веса матери, дети с хоботком весят всего пять миллиграммов и, следовательно, являются самыми маленькими новорожденными млекопитающими из всех. Новорожденные сумчатые имеют только рудиментарные органы; хорошо развиты только передние конечности, так как потомство должно самостоятельно подползать к соскам матери.
Не у всех сумчатых есть мешочек, в котором находятся соски. У некоторых видов детеныши свободно висят на соске матери, скрытые только мехом или складками кожи. Новорожденные держатся за соску ртом и остаются прочно прикрепленными к ней в течение первых нескольких недель жизни. Период сосания длится дольше, чем у высших млекопитающих.
В прошлом способ родов у сумчатых считался примитивным методом, который был недостаточно развит по сравнению с таковым у высших млекопитающих. Вытеснение некоторых сумчатых животных завезенными высшими млекопитающими также внесло свой вклад в это предубеждение. Помимо того факта, что этот «предрассудок прогресса» в отношении развития человека в значительной степени заменен современной систематикой и что несколько видов сумчатых очень успешно расширили свой ареал, метод размножения сумчатых также дает преимущества: с одной стороны, период вынашивания, изматывающий для матери, сокращается. В других случаях молодое животное может появиться на свет намного быстрее, чем с помощью плацентации, если родившееся раньше должно умереть. Согласно расчетам MB Renfree (цитата из Kemp, 2005), все затраты энергии матери почти одинаковы для обоих способов размножения, но в случае сумчатых они распределяются в течение более длительного периода времени. Соответственно, высшие млекопитающие лучше приспособлены к воспроизводству в климатически неблагоприятных условиях, когда достаточное количество пищи доступно лишь на короткое время.
История развития
По мнению большинства ученых, мешочка и высших млекопитающих имеют общего предка, общий таксон является называется Theria и является сестра таксон яйцекладки млекопитающих ( Protheria ). Однако некоторые исследователи поддерживают теорию о том, что мешочные и медвежьи млекопитающие образуют общий таксон, Marsupionta , который является сестринским таксоном высших млекопитающих. Эта теория основана на определенном молекулярно-генетическом сходстве, но это мнение меньшинства.
Происхождение и ранние представители
До недавнего времени мезозойские сумчатые были известны только из Северной Америки , и долгое время считалось, что этот континент является источником этой группы. Однако недавние находки в Восточной Азии противоречат этой теории. Самый старый известный представитель - это вид Sinodelphys szalayi , которому около 125 миллионов лет , останки которого были найдены в китайской провинции Ляонин . Sinodelphys szalayi , однако, не является непосредственным предком современных сумчатых, а скорее более крупной группой, которая включает некоторые малоизвестные вымершие азиатские таксоны, такие как Deltatheroida и Asiadelphia .
Северная Америка, Евразия и Африка
Потомки этой самой ранней линии развития должны были впоследствии иммигрировать в Северную Америку . Подавляющее большинство находок мелового периода , которые также содержат предков всех современных сумчатых, происходят с этого континента . Одним из самых ранних известных представителей Северной Америки является Kokopellia juddi , возраст которой оценивается примерно в 100 миллионов лет. За этим последовала большая радиация , и несколько семейств известны из верхнего мела Северной Америки. Поскольку Alphadon уже является представителем современных опоссумов , были обнаружены даже ранние формы отряда Paucituberculata, которые сегодня обитают в опоссумах землеройки .
Сумчатые в Северной Америке в значительной степени вымерли в конце мезозойской эры, вероятно, из-за иммиграции плацентарных млекопитающих из Азии. В кайнозое было очень мало родов (из семейства Peradectidae ), но самое позднее к миоцену эти формы также вымерли. Всего около 3 миллионов лет назад, когда в конце плиоцена был образован сухопутный мост между Северной и Южной Америкой с Панамским перешейком, южноамериканские сумчатые (опоссумы) смогли иммигрировать в Северную Америку в ходе последующего Великого обмена американской фауной. .
Представители Peradectidae также распространились в Африке , Европе и Азии в кайнозое . Однако этот процесс ограничился несколькими видами, которые не смогли закрепиться на постоянной основе и также вымерли не позднее миоцена. С тех пор сумчатых в Евразии и Африке больше не было.
Южная Америка
Точно неизвестно , когда сумчатые достигли Южной Америки . Первые находки, которые можно отнести к этой группе, относятся к раннему палеоцену («третичному»). Поскольку Южная Америка была отделена от остальных континентов на протяжении большей части кайнозоя , здесь развивалась уникальная фауна, включая три отряда сумчатых. С одной стороны, это были крысы-опоссумы (Didelphimorphia), с другой стороны, Paucituberculata , которые развили большое разнообразие видов и сегодня выживают только в форме опоссума мышей . Третью группу составляли ныне вымершие Sparassodonta , также известные как «мешочные гиены», которые, наряду с ужасными птицами (Phorusrhacidae) и наземными крокодилами ( Sebecida ), были единственными более крупными хищниками на этом континенте. Самым известным представителем Sparassodonta, вероятно, является саблезубый кот, похожий на Thylacosmilus .
Многие виды сумчатых в Южной Америке вымерли вместе с другими эндемичными видами млекопитающих, когда Южная и Северная Америка были соединены сухопутным мостом в Центральной Америке около 2,5 миллионов лет назад, и виды попали с севера на юг. Однако некоторые виды сумчатых впоследствии смогли расширить свой ареал до Центральной и Северной Америки.
Антарктика
Даже если на данный момент имеется лишь несколько находок окаменелостей, нет никаких сомнений в том, что антарктический континент был домом для богатой сумчатой фауны в кайнозойскую эру, пока не покрылся ледником. Единственные находки были сделаны на острове Сеймур у Антарктического полуострова и датируются средним или поздним эоценом . Найденные виды связаны с животными, жившими в то время в Южной Америке; эта связь хорошо задокументирована в палеобиогеографических терминах , поскольку пролив Дрейка (который сейчас находится между Южной Америкой и Антарктикой) был создан только около 35-30 миллионов лет назад. . В ходе развития Антарктического циркумполярного течения Антарктика замерзла, и все наземные млекопитающие, живущие там, вымерли.
Австралия
Согласно исследованию ДНК, проведенному в 2010 году, сумчатые животные в Австралии произошли от сумчатых из Южной Америки, которые иммигрировали туда 50 миллионов лет назад. Самые старые находки сумчатых происходят из Мургана на юго-востоке Квинсленда и относятся к местной фауне Тингамарры , названной в честь Тингамарры , животного, похожего, но не связанного с обычными копытными . Эта фауна датируется ранним эоценом, а ее возраст составляет 54,6 миллиона лет, согласно измерениям, проведенным с использованием калий-аргонового датирования . Однако, поскольку находки состоят в основном из фрагментов челюстей и зубов, систематическая классификация затруднена. Затем в летописи окаменелостей есть еще один большой пробел. Только со времен позднего олигоцена (около 25 миллионов лет назад) снова появляются какие-либо находки. Предки большинства современных семей известны с этой эпохи и миоцена . Практически нет полностью вымерших групп. За исключением рода Yalkaparidon , который отличается поразительными зубцами , все находки можно отнести к одному из четырех отрядов, живущих в настоящее время в Австралии (см. Ниже). До прихода людей сумчатые млекопитающие оставались доминирующей группой млекопитающих в Австралии, за исключением нескольких представителей летучих мышей и мышей старого света , высшие млекопитающие не могли там обосноваться.
В период с 51 000 до 38 000 лет назад в Австралии произошло массовое вымирание крупных млекопитающих. Среди прочего, от этого пострадали гигантские дипротодоны , трехметровые кенгуру, такие как Procoptodon, или сумчатые львы, такие как Thylacoleo carnifex . Однако это явление не ограничивалось Австралией; крупные млекопитающие вымерли почти во всем мире в конце плейстоцена (см. также соответствующий раздел, посвященный млекопитающим ). Существует много споров о причинах этого вымирания между сторонниками гипотезы массового уничтожения , которые обвиняют в этом охоту за людьми, и другими исследователями, которые обвиняют климатические изменения во время ледниковых периодов . Гипотеза избыточного убийства подтверждается тем фактом, что аналогичные процессы наблюдались и на других континентах, что вымирание примерно коррелирует с заселением Австралии людьми и что ни один другой процесс вымирания не обнаружил такого ограничения на размер тела. Противники гипотезы охоты возражают, что примитивные методы охоты и низкая плотность населения древних людей не могли так сильно повлиять на численность населения, и указывают на холод и засуху, вызванные оледенением больших частей земли. В последнее время участились тезисы о том, что причиной массового вымирания является смесь обоих факторов. Для популяций, уже пострадавших от климатических изменений, охота была решающим фактором истребления.
Внутренняя система
В более ранних классификациях все сумчатые были сгруппированы в один отряд - Marsupialia. Современные исследования дифференцируются сильнее и делят его на семь порядков, пять из которых можно сгруппировать в один более высокий уровень.
- В опоссум крыс (Didelphimorphia), возможно, наиболее примитивная группа сумчатых. Из примерно 110 видов опоссумы , вероятно, самые известные.
- В Mausopossums (Caenolestidae) являются только последними представителями некогда богато форм порядка Paucituberculata . Они живут на западе Южной Америки и имеют сходство с землеройками по своему телосложению и образу жизни .
- Australidelphia состоит из пяти заказов и суммировать виды , обитающие в австралийской области , а также Dromiciops из Чили:
- Род Dromiciops из южной части Южной Америки , единственный недавний представитель отряда Microbiotheria, более близок к австралийским, чем к другим американским сумчатым.
- Мешок моль (Notoryctemorphia) состоит только из двух видов. У них есть сходство с родинками по телосложению и образу жизни .
- Хищник типа (хищный сумчатый) являются преимущественно хищными животными. Они включают в себя мешочек куниц , в мешочек мышей , в сумчатого дьявола , то сумчатый муравьед (колонии муравьев) и в мешочек волка, который стал вымерли в 20 - ом веке .
- В носовых мешочках или bandikuts (бандикуты) являются относительно видов-бедной группой наземных всеядных животных.
- Двурезцовый сумчатый являются большинством видов и формы богатой группы. Они составлены на основе морфологических характеристик зубов и пальцев ног и обобщают, среди прочего, кенгуру , вомбатов , коал и несколько семейств летающих или обитающих на деревьях сумчатых. Несколько вымерших групп, таких как дипротодонты или сумчатые львы , также относятся к Diprotodontia.
Отношения внутри сумчатых до сих пор остаются спорными и предметом научных дискуссий. Считается несомненным, что опоссум является сестринским таксоном всех других сумчатых. Это выражено на следующей диаграмме:
| Сумчатые (Metatheria) |
|
||||||||||||
Австралидельфии, скорее всего, монофилетичны , то есть включают всех потомков одного общего предка. Есть неуверенность в происхождении внутри этой группы. В 2003 году Хизер Амрин-Мадсен представила следующую кладограмму, основанную на молекулярно-генетических сравнениях (цитата из Kemp, 2005):
| Австралиделфия |
|
||||||||||||||||||||||||
Другие подходы, однако, объединяют носовые мешки и Diprotodontia, чтобы сформировать таксон Syndactyli, который морфологически поддерживается соединенными вместе вторым и третьим пальцами задних конечностей, но, возможно, представляет собой только аналогию . Тем не менее, другие исследования помещают Microbiotheria и Diprotodontia в общую линию и рассматривают носовые мешки как сестринские таксоны остальной части Австралидельфии. Общепризнанной филогенетической системы сумчатых не существует. Попытка систематизировать затруднена из-за больших пробелов в летописи окаменелостей - например, не было никаких находок австралийских видов между 55 миллионами лет назад и 25 миллионами лет назад, когда современные отряды были в значительной степени развиты.
Люди и сумчатые животные
Как и многие другие млекопитающие, на несколько видов сумчатых охотились разные народы из-за их мяса и меха. В какой степени эта охота является основной причиной исчезновения крупных австралийских млекопитающих в плейстоцене, остается спорным (см. Выше).
Австралийские сумчатые животные сильно пострадали после прибытия белых поселенцев в 19 веке. Охота, разрушение среды обитания путем преобразования в сельскохозяйственные угодья и конкуренция со стороны выпущенных животных (таких как лисы , кролики и домашние кошки ) подвергают опасности многие виды. Некоторые сумчатые млекопитающие вымерли, в том числе четыре вида кенгуру , два вида крысиного кенгуру , семь носовых крестцов и тилацин . Многие другие виды населяют лишь часть своего первоначального ареала и считаются находящимися под угрозой исчезновения. Другие виды смогли лучше справиться с изменениями: кусу более широко распространены, чем когда-либо, как культурные последователи, а гигантские кенгуру также относятся к более широко распространенным животным.
Ситуация с сумчатыми несколько лучше в Америке, хотя здесь вырубка лесов угрожает слишком многим преимущественно лесным видам. Северный опоссум был в состоянии расширить свой ассортимент в ходе колонизации континента белых и теперь также в значительной части США и даже Канады .
литература
- Т. С. Кемп: Происхождение и эволюция млекопитающих. Oxford University Press, Oxford 2005, ISBN 0-19-850761-5 .
- Малкольм С. МакКенна, Сьюзан К. Белл: Классификация млекопитающих - выше уровня видов. Издательство Колумбийского университета, Нью-Йорк 2000, ISBN 0-231-11013-8 .
- Рональд М. Новак: Млекопитающие Уокера в мире . 6-е издание. Издательство Университета Джона Хопкинса, Балтимор 1999, ISBN 0-8018-5789-9 (английский).
- DE Wilson, DM Reeder: виды млекопитающих мира. Издательство Университета Джона Хопкинса, Балтимор 2005, ISBN 0-8018-8221-4 .
веб ссылки
- Claudia Рубин: Сумчатые - особый путь эволюции Bavaria 2 радио знаний . Трансляция 1 октября 2020 г. (подкаст)
Индивидуальные доказательства
- ↑ Австралийские сумчатые происходят из Южной Америки: исследователи реконструируют родовую линию сумчатых, используя «прыгающие гены» , scinexx.de, 2 августа 2010 г.
- ↑ сумчатые planet-wissen.de,
- ↑ Лаура Геггель: Почему в Австралии так много сумчатых? , livescience.com, 3 марта 2019 г.
- ↑ Карен Х. Блэк, Майкл Арчер, Сюзанна Дж. Хэнд, Хенк Годтельп: Рост австралийских сумчатых : Краткий обзор биостратиграфического, филогенетического, палеоэкологического и палеобиогеографического понимания. В: JA Talent (Ed.): Earth and Life. Международный год планеты Земля, 2012 г., стр. 983-1078, DOI : 10.1007 / 978-90-481-3428-1_35 , ISBN 978-90-481-3427-4 .
