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