Powstawanie ssaków

200 milionów lat
lub 49 metrów przed dniem dzisiejszym

Epoka: mezozoik / jura

Niek­tóre wczesne gatunki gadów nadal ewolu­ują w ssaki. Pierws­zymi ssakami są stekowce, które przetrwały do dziś (dzio­bak austra­l­ij­ski). Ssaki są bard­ziej wszech­s­t­ronne niż gady: karmią swoje potomstwo gruc­zołami mlecz­nymi, ich futro zapew­nia im ciepło, a mózgi są bard­ziej zaawan­so­wane. To spra­wia, że są szcze­gól­nie zdolne do przy­sto­so­wy­wa­nia się w nowych warunk­ach. Jednak dino­z­aury rządzą nadal świa­tem, dlatego ssaki w tym czasie stale prowadzą nocny tryb życia.

Ilus­tracja przed­sta­wia Hadro­co­dium.

Klimat jest ciepły, nie ma dużych obszarów lodo­wych w głębi lądu. Pangea ponow­nie rozpada się w Eurame­rykę i na połud­nio­wym konty­nen­cie Gond­wanę. Na końcu jury rozpada się również Gond­wana. Podob­nie jak w tria­sie, w jurze w pobliżu biegunów prawie nie ma stałego lądu.

Tę infor­mację w pros­tym języku znajdzi­esz na stro­nie evokids.de.


Około 200 milionów lat temu, na początku jury, nastą­piło 4. wiel­kie masowe wymier­a­nie, które dotknęło 75% wszyst­kich gatun­ków i dużą część roślin lądo­wych. Nowo powstałe ssaki (Mamma­lia) są jedy­nymi ocalałymi synapsydami.

Synapsydy – wyjaśnienie pojęcia

Syna­psydy, do których zali­c­zają się także ssaki, wraz z zaur­op­si­dami, do których należą gady i dino­z­aury, tworzą dużą grupę owod­niow­ców. Zwier­zęta te, które dzięki swojemu jaju, wypeł­nio­nemu wodą i otoc­zo­nemu szczelną skorupą, mogą się rozmnażać całko­wi­cie nieza­leżne od wody, i tym samym podbi­jać Ziemię.

Przez długi czas owod­niowce były podzie­lone ze względu na liczbę otworów skro­nio­wych (tak zwanych wtór­nych dołów skro­nio­wych) z każdej strony czaszki, a miano­wi­cie na

  • Syna­psydy (1 dół skro­niowy) i
  • Zauro­psydy. Te z kolei zostały podzie­lone na 
    • Anapsydy (bez dołów skro­nio­wych) i
    • Diaps­idy (2 doły skroniowe).

Nawia­sem mówiąc, nazwa Synap­sida oznacza „stopiony łuk”. Klasy­fi­ka­cja zauro­psy­dów oparta na licz­bie dołów skro­nio­wych jest obec­nie prze­star­zała, ale nazwy te są nadal bardzo powszechne.

Charak­te­ry­sty­cz­nymi cech­ami ssaków były i są kora nowa, najmłodsza część kory mózgo­wej o funk­c­jach wielozmys­ło­wych i moto­rycz­nych, a u samic gruc­zoły mlekowe. Wydziel­ają one mleko, którym karmią swoje młode, co nadaje im ich nazwę.

Ssaki oddy­chają przez płuca. Umięś­niona przepona wspiera je w oddy­cha­niu, szcze­gól­nie podczas wytęż­onych czyn­ności fizy­cz­nych. Aby przepona działała prawi­dłowo, brzuch jest w więks­zości wolny od przeszkad­za­ją­cych żeber. Pozwala to na wzajemne oddziały­wa­nie brzu­cha i klatki pier­sio­wej. Ten rodzaj oddy­cha­nia umoż­li­wia wyko­ny­wa­nie forsownych czyn­ności przez dłuższy czas, co z kolei skut­kuje zwiększe­niem tempa meta­bo­lizmu. Ssaki mają również typowy staw szczę­kowy i skost­niałe podnie­bie­nie wtórne, które oddziela drogi odde­chowe od jamy ustnej. Dzięki temu mogą jedno­c­ześ­nie jeść i oddy­chać. Kościste podnie­bie­nie jest również ważne dla skutecz­nego rozdrab­nia­nia pokarmu, a tym samym dla lepszego wykor­zy­sta­nia skład­ników odżyw­c­zych, których potrze­buje powięks­zony mózg.

Ponie­waż ewolucja gruc­zołów mlecz­nych i kory nowej jest trudna do zbada­nia za pomocą skami­e­niałości, nauka skupia się na innych podsta­wo­wych cechach ssaków, aby zrozu­mieć ich ewolucję. Są to w isto­cie budowa czaszki (z indy­wi­du­al­nym dołem skro­nio­wym, od którego poch­odzi jej nazwa), rozwój ucha środ­ko­wego (z jednej kości słuchowej jego poprzed­ników rozwinęły się trzy u ssaków: młotec­zek, kowa­dełko i strze­miączko), łożysko (placenta), bard­ziej wypros­to­wane końc­zyny (w prze­ci­wieńst­wie do poprze­cz­nie ułoż­onych końc­zyn jaszc­zu­rek i płazów), włosie­nie i skost­niałe podnie­bie­nie wtórne.

Na początku małe i niepozorne

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.

Począt­kowe gatunki (ssaki pierwotne)

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.auhttps://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

Torbacze (Meta­the­ria)

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.auhttps://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.

Wyższe ssaki (łożys­kowce, eutheria)

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. [FCBK]

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

Komentowanie jest wyłączone.