Powstawanie ssaków

Nowa koncep­cja życia ssaków nie przy­jęła się od razu, ponie­waż domi­nu­jące jasz­czury lepiej przy­sto­so­wały się do cieplej­szego środo­wi­ska. To skazało ssaki w najpraw­dziw­szym tego słowa znacze­niu na mroczną egzy­sten­cję przez ok. 100 mln lat (od ok. 166 do 66 mln lat wcze­śniej). Jednak okazały się one niezwy­kle skuteczne w swojej niszy w natu­rze. W prze­ci­wień­stwie do zwie­rząt zimno­krwi­stych, które przy­sto­so­wują się do tempe­ra­tury otocze­nia, ssaki (nawia­sem mówiąc, również ptaki) mają w dużej mierze stałą tempe­ra­turę ciała (nazywa się je homo­ter­micz­nymi). Dzięki futrze i stałej tempe­ra­tu­rze ciała były również aktywne w nocy. Przy­czy­nił się do tego również ich dobrze rozwi­nięty mózg i dobry wzrok. Były więc w stanie dzia­łać w każdej porze dnia, podczas kiedy zimno­krwi­ste jasz­czury mogły być mało aktywne z powodu niskich tempe­ra­tur. Ssaki polo­wały bez zakłó­ceń na owady o zmierz­chu i w ciem­no­ści, gdyż były łatwiej­szą zdoby­czą w nocy. Ich począt­kowo znikomy wzrost ciała ułatwiał także ssakom ukry­wa­nie się w ciągu dnia, co ozna­czało, że rzadziej padały ofiarą dużych drapież­nych dinozaurów.

Klasa Mamma­lia skła­dała się począt­kowo z podklasy ssaków pier­wot­nych (Prothe­ria). Jedy­nymi ich repre­zen­tan­tami, istnie­ją­cymi do dziś, są stekowce. U tych zwie­rząt, podob­nie jak u jasz­czu­rek i ptaków, ten sam otwór ciała jest używany z jednej strony do wyda­la­nia moczu i kału, a z drugiej strony do rozmna­ża­nia płciowego.

Rozwi­nęły się w Austra­lii i Nowej Gwinei i rozprze­strze­niły się do Azji Połu­dniowo-Wschod­niej i Ameryki. Stekowce to jedyne ssaki, które nie rodzą żywych młodych, a skła­dają skórza­ste jaja o niezwap­nio­nych skoru­pach, podob­nie jak jasz­czurki, żółwie i kroko­dyle. Teino­lo­fos, niestety dotych­czas znale­ziono tylko części żuchwy i kilka jego zębów, jest pierw­szym znanym przed­sta­wi­cie­lem tej podklasy, przod­kiem dzisiej­szego dzio­baka o długo­ści zale­d­wie dzie­się­ciu centy­me­trów. Ci krewni poka­zują nam, jak powstały gruczoły mleczne samic. Pier­wot­nie nie do karmie­nia młodych, ale raczej do pokry­cia jaja warstwą lepkiej substan­cji o dzia­ła­niu anty­bak­te­ryj­nym. Mleko matki zacho­wało tę właści­wość do dziś. W prze­ci­wień­stwie do później­szych ssaków, samice stekow­ców nie mają sutków. Karmią swoje młode, wydzie­la­jąc mleko w kilku miej­scach w okoli­cach brzucha.

Kolczatka austra­lij­ska (jeż krót­ko­dzioby) i dzio­bak jako przy­kłady żyją­cych do dziś mono­tre­mów. (Źródła: Echidna: fir0002 | flagstaffotos.com.au, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wild_shortbeak_echidna.jpg, Lizenz CC BY-NC; platy­pus: Stefan Kraft, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Platypus.jpg)

Nie wszyst­kie ssaki pier­wotne w epoce dino­zau­rów były małymi zwie­rzę­tami niszo­wymi, było kilka więk­szych wyjąt­ków. 164 miliony lat temu, mówiąc geolo­gicz­nie, wkrótce po poja­wie­niu się pierw­szych ssaków, zdumie­wa­jący 42-centy­me­trowy Casto­ro­cauda podbił morze. Przy­po­mina małego bobra, ale nie był jesz­cze praw­dzi­wym ssakiem takim jak bóbr i dziś nie ma jego żywych potom­ków. Jednak jego skamie­lina dostar­czyła pierw­szego śladu włocha­tego futra. Około 40 milio­nów lat później ssak Vola­ti­co­the­rium o długo­ści od 12 do 14 centy­me­trów podbił nawet powie­trze, doko­nu­jąc lotu ślizgo­wego. W tej podkla­sie w mezo­zo­iku rozwi­nęło się również kilka osob­ni­ków wagi cięż­kiej. Około 130 milio­nów lat temu żył repe­no­ma­mus o długo­ści ciała ponad 60 centy­me­trów, który był nawet w stanie prze­śla­do­wać małe dino­zaury. Chociaż przy­po­mina wpraw­dzie diabła tasmań­skiego zjada­ją­cego padlinę, polo­wał aktyw­nie. Na jego Przy­kła­dzie ssaki poka­zały już swój poten­cjał, który mogły w pełni rozwi­nąć dopiero 64 miliony lat później, w wieku ssaków.

Casto­ro­cauda („bobrzy ogon”). Rekon­struk­cja zwie­rzę­cia przy­pusz­czal­nie półwod­nego, czyli częściowo żyją­cego w wodzie. © Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com), https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Castorocauda_BW.jpg

Vola­co­the­rium. Rekon­struk­cja, opubli­ko­wana przez Meng in Nature, grudzień 2006. © Nobu Tamura https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Volaticotherium.jpg

Repe­no­ma­mus. Rekon­struk­cja najwięk­szego znanego do tej pory ssaka pier­wot­nego. © Nobu Tamura (http://spinops.blogspot.com) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Repenomamus_BW.jpg

Nazwa tej podklasy ssaków nawią­zuje do sposobu ich rozmnażania.

Najpierw zaro­dek jest zaopa­try­wany w skład­niki odżyw­cze w jamie brzusz­nej przez rodzaj woreczka żółt­ko­wego. Młode zwykle rodzą się żywe po 4 do 5 tygo­dniach. Zwykle są mniej­sze niż 5 centy­me­trów. Wcze­sny poród powi­nien praw­do­po­dob­nie zapo­biec wystą­pie­niu reak­cji obrony immu­no­lo­gicz­nej u matki.

Młode dora­stają w worku, który służy jako zastęp­stwo macicy. Aby przy­jąć poży­wie­nie, wspi­nają się do jede­nego z sutków za pomocą stosun­kowo dobrze rozwi­nię­tych przed­nich kończyn z silnymi chwyt­nymi rękami. Sutki znaj­dują się w torbie na brzu­chu matki. Młode są nadal zbyt słabe, aby samo­dziel­nie ssać. Dlatego matka dostar­cza mleka przez skur­cze mięśni gruczo­łów mlecznych.

Młody kangur w torbie. Kangury, które urodziły się bardzo niedoj­rzałe, żywią się mlekiem w torbie matki. Nagrane przez Geoff Shaw (Zoology, Univer­sity of Melbo­urne, Austra­lien). http://kangaroo.genome.org.au;  https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Joey_in_pouch.jpg

Torba­cze mają kości torbowe skie­ro­wane do przodu od mied­nicy, stabi­li­zują one ciało podczas ruchu. U później­szych, wyższych ssaków te kości torbowe już nie występują.

Najwcze­śniej­szym skamie­nia­łym ssakiem torba­czo­wym był Sino­del­phys. Jest to najstar­szy znany przo­dek dzisiej­szych kangurów.

Sino­del­phys szalayi. Fossil in the Hong Kong Science Museum. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sinodelphys_szalayi.JPG

Torba­cze po raz pierw­szy wyewo­lu­owały w Ameryce Połu­dnio­wej. W tym czasie konty­nent był nadal połą­czony z Antark­tydą i Austra­lią. Dlatego torba­cze mogły rozprze­strze­nić się przez Antark­tydę do Australii.

Rozwój łoży­skow­ców rozpo­czął się około 125 milio­nów lat temu.

U tych ssaków zaro­dek jest połą­czony z krwio­bie­giem matki przez duże łoży­sko (placenta) w ścia­nie macicy. Dostar­cza ono zarod­kowi poży­wie­nie i tlen, a jedno­cze­śnie odpro­wa­dza odpady z meta­bo­li­zmu embrio­nal­nego do układu krąże­nia matki.

Młode rodzą się stosun­kowo późno. Dzięki temu są już stosun­kowo dobrze rozwi­nięte. To znacz­nie zwięk­szyło szanse na prze­ży­cie nowo­rod­ków, szcze­gól­nie w dobie dino­zau­rów. U niektó­rych gatun­ków, np. ssaków stepo­wych, młode potra­fią wstać godzinę po urodze­niu i podjąć pierw­sze próby chodzenia.

Zatem łoży­sko ozna­cza ewolu­cyjny skok w rozwoju ssaków od początku do dnia dzisiej­szego. Do tego czasu nie było takiego organu u zwie­rząt skła­da­ją­cych jaja.

Oprócz łoży­ska ssaki żywo­rodne (Euthe­ria) mają również bardziej udosko­na­lone stawy, palce u rąk i nóg.

Najstar­szym zacho­wa­nym w skamie­li­nach łoży­skow­cem jest eomaja, która została znale­ziona na tere­nach dzisiej­szych Chin. Kości stopy i palców u tego podob­nego do myszy zwie­rzę­cia o długo­ści około dzie­się­ciu centy­me­trów suge­rują, że eomaja była bardzo dobra we wspi­naczce. Już 15 milio­nów lat później pierw­szy trium­falny pochód wyższych ssaków rozpo­czął się wraz z ich rozprze­strze­nia­niem się w coraz więk­szej ilości siedlisk. [FC, BK]

Eomaia scan­so­ria, jeden z najstar­szych przed­sta­wi­cieli wyższych ssaków. Resztki futra są dobrze widoczne. Zofia Kielan-Jawo­row­ska i Jørn H. Hurum, CC BY 2.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/2.0>, via Wiki­me­dia Commons https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eomaia.jpg