CO TO SĄ OWODNIAKI? - BIOLOGIA - 2025

W amniotas są grupa monofiletyczny utworzone przez zwierzęta, których zarodki są otoczone membranami (owodni, omoczni, pęcherzyka żółtkowego i kosmówki) i są często pokryte skórzaste wapiennych powłoki.

Promieniowanie owodniowe składa się z dwóch głównych linii: zauropsydy i synapsydy. Jak widać w zapisie kopalnym, obie grupy rozeszły się na bardzo wczesnym etapie ewolucji - blisko karbonu lub prawdopodobnie wcześniej.

Gady to owodniowce.
Źródło: pixabay.com

Linia zauropsydów składa się z ptaków, wymarłych już dinozaurów i współczesnych gadów. Z kolei synapsydy to monofiletyczna grupa złożona z terapsydów i współczesnych ssaków.

Jajko owodniowe

Żółw morski wylęgający się z jajka. Autor: Mayer Richard. Wikimedia Commons.

Jajo owodniowe osiąga niezależną reprodukcję środowiska wodnego

Płazy wykazują szereg cech - na poziomie fizjologicznym i anatomicznym - które pozwalają im rozwijać się poza wodą. Jednak życie na lądzie występuje częściowo, ponieważ rozmnażanie nadal wiąże płazy z akwenami wodnymi.

Przodek kladu, który zawiera nie ptasie gady, ptaki i ssaki, wyewoluował jajo przystosowane do warunków lądowych i umożliwił całkowitą niezależność ekosystemów wodnych. W rzeczywistości jajo owodniowe jest tak charakterystyczne, że nadaje kladowi swoją nazwę.

Niezależność wody sprzyjała także innym cechom. Przede wszystkim brak skrzeli i zapłodnienie wewnętrzne. Logicznie rzecz biorąc, istnienie twardej skorupy otaczającej komórkę jajową wymaga zapłodnienia wewnętrznego, ponieważ plemniki nie są w stanie przeniknąć przez tę strukturę.

Z tego powodu owodniowce (z wyjątkiem hatterii i większości ptaków) tworzą organ kopulacyjny odpowiedzialny za przenoszenie nasienia. Najpopularniejszym organem wśród członków grupy jest penis, wywodzący się ze ścian kloaki.

Cztery błony pozazarodkowe

Jaja owodniowe mają cztery błony pozazarodkowe: owodnię, alantozę, kosmówkę i woreczek żółtkowy.

Amnion

Owodia jest pierwszą błoną otaczającą zarodek. Odpowiada za dostarczanie zarodkowi pożywki wodnej do jego wzrostu, oprócz funkcji buforujących.

Allantois

W allantois gromadzą się odpady metaboliczne wytwarzane przez nowo powstający organizm. W tej warstwie znajdujemy znaczne unaczynienie.

kosmówka

Kosmówka jest odpowiedzialna za otoczenie całej zawartości jaja i, podobnie jak alantois, jest warstwą silnie unaczynioną. Z tego powodu zarówno kosmówka, jak i allantois uczestniczą jako narząd oddechowy, pośrednicząc w wymianie dwutlenku węgla i tlenu między zarodkiem a otoczeniem.

Woreczek żółtkowy

Cechą charakterystyczną wspólną dla jaj zwierząt nie owodniowych jest obecność woreczka żółtkowego. Działa jako magazyn składników odżywczych, a jego rozmiar jest znacznie większy w jajach owodniowców.

Warstwa dodatkowa: skórka zmineralizowana lub skórzasta

W większości przypadków opisana struktura otoczona jest dodatkową warstwą lub powłoką, silnie zmineralizowaną i u niektórych gatunków elastyczną. Jednak ten zasięg jest nieobecny u wielu jaszczurek, węży i ​​zdecydowanej większości ssaków.

U ptaków ta zmineralizowana pokrywa jest ważną barierą mechaniczną. Jedną z cech powłoki jest to, że umożliwia przepuszczanie gazów, ale ogranicza utratę wody, to znaczy jest półprzepuszczalna.

Ewolucja jaja owodniowego

Pomysłem, który może być atrakcyjny dla wielu, jest myślenie, że jajo owodniowe jest jajem „ziemskim”. Jednak wiele płazów jest zdolnych do składania jaj na mokrych ziemiach, a wiele owodniowców, takich jak żółwie, odradza się w mokrych miejscach.

Oczywiście cechy jaja owodniowego pozwalają mu rozwijać się na znacznie suchszych obszarach - w porównaniu z optymalnymi miejscami dla jaj płazów. Zatem ewolucja jaja owodniowego była kluczowym czynnikiem sukcesu czworonogów na Ziemi.

Największą selektywną korzyścią, jaką jajo owodniowe dawało grupie, było umożliwienie wzrostu znacznie większego zarodka w znacznie krótszym czasie.

Ponadto złogi wapnia w muszli mogą zostać rozpuszczone, a następnie wchłonięte przez rozwijający się organizm. Materiał ten może być wbudowany w szkielet i wspomagać jego budowę.

Charakterystyka pochodząca od owodniowców

Oprócz jaja owodniowego tę grupę zwierząt charakteryzuje wentylacja płuc poprzez zasysanie. Robią to, wypełniając płuca powietrzem, rozszerzając klatkę piersiową za pomocą różnych struktur mięśniowych. Jeśli porównamy to z płazami, następuje zmiana wentylacji z pozytywnej na negatywną.

Również w porównaniu ze skórą płazów skóra owodniowców jest znacznie grubsza i odporna na utratę wody. Skóra jest bardziej zrogowaciała i znacznie mniej przepuszczalna dla wody. Istnieje wiele różnych struktur składających się z keratyny, takich jak m.in. łuski, włosy, pióra

Keratyna zapewnia fizyczną ochronę skóry, a lipidy w skórze są odpowiedzialne za ograniczenie utraty wody.

Związek między owodniami

Rozróżnienie między obiema liniami owodniowców na zauropsydy i synapsydy opiera się na fenestracji czaszki w obszarze skroniowym - obszarze przed każdym okiem. Ten region wydaje się być wiarygodnym wskaźnikiem linii ewolucyjnych.

Obszar skroniowy owodniowców może wystąpić na dwa sposoby. Pierwsze kryterium bierze pod uwagę liczbę otworów lub okienek czasowych, a drugie - położenie łuków skroniowych. Tutaj skupimy się tylko na pierwszym rozróżnieniu (liczba fenestr).

U organizmów innych niż owodniowe i najbardziej prymitywnych owodniowców obszar skroniowy charakteryzuje się całkowitym pokryciem kości. Ten stan nazywa się annapsid.

Grupa, która wcześnie oddzieliła się od anapsydów, utworzyła synapsydy. Ten typ czaszki, z pojedynczym otworem skroniowym, występuje u przodków ssaków iu obecnych ssaków.

Drugą grupą, która odbiegła od anapsydów, były diapsydy, których czaszka ma dwa skroniowe otwory. Ten wzór anatomiczny występuje u pterozaurów i dinozaurów, ptaków i gadów - z wyraźnym wyjątkiem żółwi, które są anapsydami.

Bibliografia

1. Divers, SJ i Stahl, SJ (red.). (2018). Mader's Gad and Amphibian Medicine and Surgery-E-Book. Elsevier Health Sciences.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii. McGraw - Hill.
3. Kardong, KV (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.
4. Llosa, ZB (2003). Zoologia ogólna. EUNED.
5. Vitt, LJ i Caldwell, JP (2013). Herpetologia: wprowadzenie do biologii płazów i gadów. Prasa akademicka.