GADY: CHARAKTERYSTYKA, KLASYFIKACJA I ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2026

W gady to grupa kręgowców parafilética tym żółwie, jaszczurki, węże, krokodyle i hatteriami. Ponadto obejmuje kilka wymarłych grup między innymi dużych dinozaurów, plezjozaurów, pterozaurów. Jego najbardziej charakterystyczną cechą jest gruba skóra z łuskami.

Te żywe istoty są ektotermiczne, ponieważ nie mają zdolności do wewnętrznej regulacji temperatury ciała. Dlatego ich dystrybucja jest prawie ograniczona do regionów o ciepłym klimacie, gdzie są bardzo liczne.

Źródło: pixabay.com

Żółwie to organizmy o grubej skorupie i morfologii przodków. Nie mają zębów i wszystkie są jajorodne. Największą różnorodność tej grupy stanowią jaszczurki, grupa, która ogromnie się rozwinęła. Większość jest jajorodnych, a niektóre żyworodne.

Dwie grupy gadów, węże i amfisbenidae, doznały całkowitej redukcji kończyn. Ponadto węże mają kinetyczną (ruchomą) czaszkę, która pozwala im pożerać ogromną zdobycz. Niektórzy mogą wstrzyknąć truciznę.

Tuatary to zwierzęta endemiczne w Nowej Zelandii. Jego cechy przypominają gady, które zamieszkiwały ziemię około 100 milionów lat temu.

Krokodyle są jedynymi nie ptasimi przedstawicielami archozaurów, linii, która dała początek wymarłym dinozaurom i obecnym ptakom.

U gadów pojawia się znacząca adaptacja, która zdołała uniezależnić rozmnażanie od wody: jajo owodniowe. Jajo składa się ze struktury pokrytej wapienną lub skórzastą strukturą z pozazarodkowymi błonami zwanymi owodniami, kosmówkami, woreczkiem żółtkowym i allantois. U gadów nie obserwuje się larwalnych stadiów życia wodnego.

Charakterystyka ogólna

Gady tworzą parafiletyczną grupę około 8000 gatunków. Organizmy te są liczne i występują w bardzo zróżnicowanych siedliskach, zarówno lądowych, jak i wodnych, na ogół o ciepłym klimacie.

Pokryte są charakterystycznymi strukturami zwanymi łuskami. Większość ma dwie pary kończyn, z których każda ma pięć palców. U węży i ​​niektórych jaszczurek kończyny uległy degeneracji lub są znacznie zredukowane.

Skóra gadów jest gruba, co zapewnia ochronę przed wysuszeniem. Struktury naskórka tych zwierząt zbudowane są ze specjalnej keratyny, zwanej beta keratyną. Kostnienie szkieletu jest całkowite, a czaszka charakteryzuje się pojedynczym kłykciem potylicznym.

Jeśli chodzi o regulację temperatury, wszyscy członkowie tej grupy są zwierzętami ektotermicznymi; nie są w stanie regulować swojej temperatury poprzez szlaki metaboliczne.

W przeciwieństwie do tego, mogą regulować swoją temperaturę poprzez swoje zachowanie. Oznacza to, że przenoszą się do regionów słonecznych, jeśli muszą go zwiększyć, lub znajdują się w zacienionych obszarach, aby obniżyć temperaturę ciała.

Jajko owodniowe

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

Jajo owodniowe stanowi jedną z najbardziej zaskakujących adaptacji królestwa zwierząt, ponieważ udało mu się uniezależnić procesy rozrodcze od zbiorników wodnych.

Jajo ma cztery dodatkowe warstwy zarodkowe lub błony zwane owodniami, alantozy, kosmówki i woreczki żółtkowe.

Owodnia to warstwa otaczająca zarodek. Wewnątrz znajdujemy płyn, który amortyzuje rozwijający się organizm i zapewnia wodnistą pożywkę dla jego wzrostu. Substancje odpadowe są przechowywane w alantoinie.

Kosmówka otacza całą zawartość jaja i jest silnie unaczyniona, podobnie jak alantoina. Te dwie dodatkowe warstwy embrionalne uczestniczą w oddychaniu, będąc istotnym składnikiem wymiany tlenu i dwutlenku węgla. W woreczku żółtkowym znajdują się substancje odżywcze, których będzie używał zarodek.

Większość jaj owodniowych otoczona jest dość elastyczną zmineralizowaną skorupą lub powłoką. Ta bariera zachowuje równowagę między ochroną zarodka a wymianą substancji, ponieważ działa jak bariera półprzepuszczalna.

Klasyfikacja

Żywe gady reprezentowane są przez następujące rzędy: Testudines (żółwie), Squamata (jaszczurki i węże), Sphenodonta (tuatary nowozelandzkie) i Crocodilia (krokodyle i sojusznicy).

Dodatkowo grupy gadów wyróżnia się liczbą otworów w czaszce. Najpierw zbadamy klasyfikację różnych czaszek owodniowców, a następnie zbadamy klasyfikację taksonomiczną czterech grup żywych gadów.

Anapsydy, synapsydy i diapsydy

A = Annasydy, B = Synapsydy, C = Diapsydy. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) praca pochodna: Petter Bøckman

W klasyfikacji gadów - i pozostałych kręgowców czworonogów - stosuje się zwykle określenia anapsids, diapsids i synapsids. Ta terminologia odnosi się do układu otworów (okiennic) na poziomie części skroniowej czaszki tych zwierząt.

Anapsydy to organizmy, których obszar skroniowy nie posiada żadnego otworu. Ta morfologia jest uważana za prymitywną i uważa się, że pierwsze owodniowce, które pojawiły się w toku ewolucji, posiadały ten wzór anatomiczny. W obrębie obecnego gatunku żółwie mają czaszkę anapsydów.

Jednak przypadek żółwi jest bardzo szczególny. Zgodnie z aktualnymi dowodami molekularnymi stwierdzono, że gady te nabyły stan anapsydu w sposób wtórny, ponieważ pochodzą od przodka z diapsydowymi otworami skroniowymi.

Z tego stanu przodków wyprowadzono dwa warianty anatomiczne: diapsydy i synapsydy. W czaszce diapsidalnej znajdujemy dwa otwory skroniowe. Czaszka diapsida jest obecna u obecnych gadów (w tym ptaków i z wyjątkiem żółwi).

Trzeci wzór tymczasowych otworów to synapsyd, w którym jest tylko jedna para tymczasowych otworów. Ssaki mają ten typ czaszki.

1. Zamów Testudines (Chelonia)

Kolejność Testudines składa się z żółwi. Organizmy te zmieniły się bardzo niewiele w trakcie ewolucji, w dużej mierze zachowując charakterystyczną morfologię grupy.

Najbardziej widoczną cechą jest obecność pancerza grzbietowego i brzusznego plastronu. Powłoka ta składa się z dwóch warstw: zewnętrznej wykonanej z keratyny i wewnętrznej o charakterze kostnym.

Warstwa wewnętrzna to połączenie kości, zrośniętych kręgów i innych skostniałych elementów skóry. Jako wyjątkowa cecha wśród kręgowców, żółwie są jedynymi organizmami posiadającymi kończyny i pasy w żebrach.

W żuchwie chelonistów brakuje struktur zębowych. Zamiast tego istnieje rodzaj naczyń keratynowych, które umożliwiają manipulację i mielenie żywności.

Z ekologicznego punktu widzenia żółwiom udało się podbić różnorodne nisze. Istnieją gatunki całkowicie wodne (z wyjątkiem składanych jaj) i całkowicie lądowe.

Jeśli chodzi o zmysły, żółwie nie mają szczególnie dobrego słuchu. Aby przeciwdziałać tej niedogodności, mają bardzo wrażliwy smak i system widzenia. W rzeczywistości widzenie jest kolorowe i jest porównywalne z ludzkim systemem fotoreceptorów.

2. Zamów Squamata

Ta kolejność składa się z jaszczurek i węży. Jest bardzo rozległy i różnorodny, obejmuje prawie 95% wszystkich żyjących nieptasich gatunków gadów.

Węże wykazują szereg unikalnych i charakterystycznych cech. Ciało uległo znacznemu wydłużeniu, co doprowadziło do wewnętrznej reorganizacji narządów; kończyny zostały utracone i są przystosowane do spożycia innych dużych zwierząt.

Większość jaszczurek ma zdolność poruszania powiekami. Natomiast węże często mają trwałą, przezroczystą powłokę na narządach wzroku. Widzenie niektórych gatunków jest przystosowane do światła słonecznego i widzą one kolory, podczas gdy inne gatunki nocne nie.

Czaszka członków tej klasy nazywana jest czaszką kinetyczną, ponieważ ma właściwości ruchome, które pozwalają im spożywać i manipulować ofiarami o znacznych rozmiarach. Chociaż czaszka jaszczurek jest kinetyczna, u węży zjawisko to jest znacznie wyraźniejsze.

Dawniej rząd Squamata składał się z trzech podrzędów: Saurii, Serpentes i Amphisbaenia. Dziś ostatnia grupa jest uważana za zmodyfikowanych członków Saurii.

Podrząd Sauria

Obejmuje skowronki, niezwykle zróżnicowaną grupę form, które zamieszkują od środowisk lądowych i wodnych po drzewa, obszary podziemne, a nawet powietrze. Do najpopularniejszych przedstawicieli należą gekony lub gekony, legwany, skinki, monitory i kameleony.

W przypadku większości gatunków jaszczurek słuch nie reprezentuje odpowiedniego zmysłu. Jednak u niektórych gatunków pieśni są ważnym elementem poszukiwań i wyboru partnera.

Środowiska zamieszkiwane przez tę grupę organizmów są zwykle jałowe i suche. Ich gruba skóra bez gruczołów w znacznym stopniu zapobiega utracie wody. Ponadto mocz gadów jest prawie stały i zawiera znaczne ilości kwasu moczowego. Te mechanizmy pozwalają im uniknąć wysuszenia.

Ponieważ gady nie mają regulacji termicznej i są zależne od temperatury otoczenia, w zimnych obszarach występuje niewiele gatunków gadów, ponieważ warunki te ograniczają ich wzrost.

Amfisbenidy lub ślepe gonty

Amphisbenids to bardzo szczególna grupa jaszczurek (Order Squamata), których morfologia przypomina węża lub dżdżownicy. Jego ciało jest robakowate, a kończyny zostały utracone.

Nazwa grupy opisuje jej szczególną zdolność poruszania się zarówno do przodu, jak i do tyłu. Oznacza to, że mogą poruszać się w kierunku głowy i ogona z taką samą skutecznością.

Ich styl życia jest pod ziemią i mają różne adaptacje związane z życiem pod ziemią: morfologia robaków do poruszania się; czaszka jest twarda i solidna, co umożliwia wykopywanie; oczy są zanikłe i praktycznie nie do odróżnienia od ciała (ponieważ są pokryte warstwą skóry) i nie ma zewnętrznego otworu uszu.

Suborder Serpentes

Węże to gady bez kończyn, aw większości grup również bez pasów piersiowych i biodrowych. Ich ciało składa się z wielu kręgów, które pozwalają im poruszać się po ziemi poprzez serię ruchów fal w kształcie litery S.

Jak już wspomnieliśmy, czaszka węży jest wysoce kinetyczna, co oznacza, że ​​może pożerać ogromną zdobycz. Ta cecha może być przyczyną niezwykłego sukcesu węży. Niektóre gatunki węży - około 20% - są zdolne do wstrzykiwania jadu w swoją ofiarę.

Jeśli chodzi o zmysły, tylko niewielka grupa węży o nadrzewnych nawykach posiada niezwykły wzrok. Nie mają błony bębenkowej ani ucha zewnętrznego. W celu wykrycia bodźców chemicznych węże są wyposażone w narząd Jacobsona, znany również jako narząd lemieszowo-nosowy.

3. Zamów Sphenodonta

Rząd Sphenodonta składa się wyłącznie z dwóch żywych gatunków - jedynego ocalałego gatunku z linii - należącego do rodzaju Sphenodon, endemicznego dla Nowej Zelandii. Są powszechnie znane jako hatterie.

Tuatary to model badawczy, który wzbudził zainteresowanie biologów ewolucyjnych. Gatunki te zmieniły się bardzo niewiele w trakcie ewolucji i mają prymitywną czaszkę diapsydu.

4. Zamów Crocodilia

Krokodyle, aligatory i aligatory to wytrzymałe, półwodne gady. Znane są przede wszystkim z tego, że są dużymi drapieżnikami. Ich szczęki są potężne i pozwalają im skutecznie chwytać zdobycz.

Ciało zwierzęcia składa się z wydłużonej głowy, tułowia i ogona oraz krótkich, ale mocnych kończyn. Te ostatnie umożliwiają mobilność na lądzie, chociaż działania w środowisku lądowym nie są zbyt powszechne. Wraz z ptakami tworzą klad Archosauria.

Układ trawienny

Układ pokarmowy gadów składa się z szeregu narządów i elementów, które kierują przepływem pokarmu i pobieraniem składników odżywczych.

Połknięcie zaczyna się od jamy ustnej, która jest w znacznym stopniu zmodyfikowana u gadów, szczególnie w kinetycznych czaszkach węży, oraz w mniejszym stopniu u jaszczurek. Tylko krokodyle mają podniebienie wtórne.

Następnie przez jamę ustną znajdujemy gardło, następnie przełyk i żołądek. Po nich następują jelita, które opróżniają się do kloaki.

Przewód pokarmowy większości gadów jest krótki, co jest typową cechą diety mięsożernej. Roślinożerne odmiany mają dłuższe jelita, które pozwalają im trawić materię roślinną. Niektóre z nich wykazują właściwości połykania kamieni w celu ułatwienia trawienia.

Układ krążenia

Serce iguany przepołowione przez komorę. Hartmacl

Krążenie u gadów składa się z dwóch obwodów: jeden z nich pobiera krew i przenosi ją do płuc, podczas gdy drugi organizuje przepływ krwi przez resztę ciała.

Z wyjątkiem krokodyli, gady mają serce z niepełną przegrodą, która pozwala na niewielki kontakt między natlenioną i nieutlenioną krwią.

U krokodyli serce jest bardziej złożone i przypomina ssaki i ptaki, ponieważ ma dwa przedsionki i dwie komory. To całkowite oddzielenie zwiększa efektywność procesu.

System nerwowy

Ogólnie rzecz biorąc, układ nerwowy gadów posiada wszystkie podstawowe struktury występujące u płazów, ale większe - szczególnie mózg i móżdżek.

Jednak w porównaniu do ptaków i ssaków mózg jest stosunkowo mniejszy. Na przykład mózg żółwi jest mały - nigdy nie przekracza 1% całkowitej masy zwierzęcia. Jednak móżdżek ma znaczną wielkość w tej grupie gadów.

Większość narządów zmysłów jest dobrze rozwinięta, chociaż istnieje kilka wyjątków.

Układ oddechowy

Oddychanie u gadów następuje przez płuca. Skóra tych organizmów jest gruba, więc nie odgrywa istotnej roli w wymianie gazowej, jak ma to miejsce u płazów o cienkiej i wilgotnej skórze.

Większość członków ma sparowane płuca, z wyjątkiem węży i ​​amfisbenidów.

U żółwi występuje dodatkowe powikłanie procesu oddechowego: narządy są zamknięte w skorupie zwierzęcia. Aby rozwiązać ten problem, żółwie wykorzystują mięśnie brzucha i piersiowe jako przeponę.

Gatunki żółwi zamieszkujących zbiorniki wodne są w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na tlen dzięki pompowaniu w jamie ustnej - która jest silnie unaczyniona - lub w kloaki. Zjawisko to pozwala im pozostawać pod wodą przez dłuższy czas.

Krokodyle posiadają ważną innowację: podniebienie wtórne. Składa się z szeregu fałd skórnych oddzielających usta od przewodów nosowych. Oznacza to, że mogą oddychać, gdy pysk zwierzęcia jest otwarty.

System wydalniczy

Wszystkie gady mają sparowane, klapowane nerki mniej więcej tej samej wielkości. U węży nerki znajdują się w okolicy ogonowej jamy celulozowej.

Podobnie jak w przypadku pozostałych kręgowców, jednostką funkcjonalną nerek są nefrony. U gadów każda nerka składa się z kilku tysięcy nefronów, czyli mniej niż prawie dwa miliony nefronów w nerkach człowieka.

Zmniejszenie wielkości kłębuszków nerkowych uważa się za przystosowanie mające na celu uniknięcie utraty wody. Ponadto są one bardzo słabo unaczynione.

Produktem odpadowym gadów jest kwas moczowy; z tego powodu gady są znane jako uricotelians. Wydaje się, że jest to dostosowanie mające na celu ograniczenie utraty wody.

Kwas moczowy jest substancją nierozpuszczalną w wodzie. W ten sposób produkt wytrąca się, a wydalana substancja składa się z białej, półstałej masy.

Natomiast gatunki żyjące w środowisku wodnym często wydzielają amoniak, substancję o wysokim poziomie toksyczności. Ponieważ produkt wydalania jest toksyczny, należy go rozcieńczyć większą ilością wody niż jest to konieczne do wydalenia kwasu moczowego.

Reprodukcja

Gady mają zapłodnienie wewnętrzne, a płci są rozdzielone. Mężczyźni mają dwa jądra, a kobiety dwa jajniki. Samce kopulują ze specjalnym organem zwanym hemipenis. Występuje nawet u prawie wszystkich gadów, z wyjątkiem żółwi i krokodyli.

Żółwie są zapłodnione wewnętrznie i jajorodne. Inwestują energię w stworzenie gniazda dla swoich młodych, a gdy jaja zostaną złożone i pokryte podłożem, rodzice lekceważą swoje przyszłe potomstwo.

Duża liczba węży jest jajorodnych, a mała grupa jest jajorodna. Żyworodność ewoluowała u gadów prawie sto razy na drodze odrębnych ścieżek ewolucyjnych. Zjawisko to zwykle występuje z powodu wydłużenia czasu zatrzymania jaj w jajowodzie.

Zwierzęta z tą modalnością rozrodczą są zwykle kojarzone z zimnym klimatem i może to być cecha adaptacyjna, która pozwala gadom utrzymywać optymalną temperaturę dla potomstwa. W ciele matki temperatura jest optymalna dla rozwoju młodych.

Określenie płci

Jedną z osobliwości gadów w zakresie ich rozmnażania jest wpływ temperatury na określanie płci zwierząt. Zjawisko to odnotowano u żółwi, jaszczurek i krokodyli.

U żółwi niskie temperatury są związane z produkcją samców. Podobnie wysokie temperatury przekładają się na produkcję żeńską. Ponieważ czynnikiem decydującym jest temperatura, gatunki te nie mają chromosomów płci.

Czy gady to prawdziwa grupa?

Historycznie rzecz biorąc, kręgowce lądowe dzieli się na trzy dobrze zdefiniowane klasy: gady, ptaki i ssaki. Gady to organizmy zimnokrwiste z łuskami; ptaki są stałocieplne i mają pióra; podczas gdy ssaki są stałocieplne, są ciężkie i produkują mleko.

Perspektywa kladystyczna

Z tym prostym opisem wydaje się, że łatwo jest pogrupować byty organiczne w kategorie odpowiadające klasom.

Dla szkoły kladystów gady reprezentują grupę parafiletyczną, to znaczy nie tworzą kladu.

Z punktu widzenia kladyzmu prawidłowe grupy obejmują ostatniego wspólnego przodka i wszystkich jego potomków. W przypadku gadów nie bierze się pod uwagę wszystkich potomków, ponieważ ta grupa nie obejmuje ptaków.

Ptaki wyewoluowały z grupy dinozaurów zwanych dromeozaurami. Dlatego, jeśli chcesz wziąć pod uwagę grupę monofiletyczną - ostatniego wspólnego przodka i wszystkich jego potomków - musisz wziąć pod uwagę ptaki w obrębie gadów.

Niektórzy biolodzy, którzy chcą odnieść się do tych klas, poprawnie używają terminu gady ptasie i nie ptasie.

Współdzielone znaki pochodne

W bardzo powierzchowny sposób grupy gadów i ptaków mogą wydawać się bardzo różne od siebie. Jednak oba mają wspólną serię wspólnych znaków pochodnych lub synapomorfii, tak jak są one znane w terminologii cladist.

Zarówno „tradycyjne” ptaki, jak i gady mają wspólne cechy anatomiczne na poziomie czaszki i kostek. Ponadto oba mają w swoich strukturach beta keratynę. Znaki te jednoczą obie grupy w klad (grupa monofiletyczna).

Ptaki i krokodyle to grupy siostrzane. Krokodyl jest bardziej spokrewniony z kolibrem niż z jaszczurką lub wężem. Innymi słowy, krokodyle i ptaki mają wspólnego, późniejszego przodka i są uważane za grupę monofiletyczną (pamiętaj, że grupy monofiletyczne mogą być zagnieżdżane).

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. Jacobson, ER (red.). (2007). Choroby zakaźne i patologia gadów: atlas kolorów i tekst. CRC Press.
4. Kardong, KV (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.
5. Llosa, ZB (2003). Zoologia ogólna. EUNED.
6. Vitt, LJ i Caldwell, JP (2013). Herpetologia: wprowadzenie do biologii płazów i gadów. Prasa akademicka.