ЗооКлуб ЗооКлуб


Главная Произведения посетителей

Становление гомойотермных (теплокровных) животных – возникновение птиц и млекопитающих

В учебниках зоологии после пресмыкающихся принято рассматривать сначала птиц, а потом млекопитающих. Такой порядок определяется общим значением млекопитающих в жизни биосферы и тем, что к ним относится человек разумный - Homo sapiens, с развитием которого связано становление человеческого общества и появление новой формы движения материи - социальной. При этом создается впечатление, что птицы как бы предшествовали млекопитающим. В действительности оба класса возникли независимо от далеко отстоящих друг от друга групп пресмыкающихся, сначала млекопитающие, а потом птицы. 

Павлин,  гомойотермное (теплокровное животное), фото птицы фотография

Пресмыкающиеся обособились от земноводных в каменноугольном периоде (карбоне). Этих примитивных пресмыкающихся, еще сохранявших некоторые признаки земноводных, объединяют в группу котилозавров. Уже в конце карбона и в перми котилозавры дают начало разнообразным группам пресмыкающихся. Одна из них - зверозубые пресмыкающиеся - Theromorpha, или Synapsida, - предшественники млекопитающих - появилась в верхнем карбоне и стала многочисленна в перми; в триасе от них обособились первые звери. В перми от котилозавров обосабливаются диапсидные пресмыкающиеся, в триасе давшие ветвь архозавров - Archosauria. Примитивные архозавры - псевдозухии - Pseudosuchia, или Thecodontia, - уже в триасе дали начало крокодилам, разнообразным динозаврам и летающим ящерам. От каких-то мелких псевдозухии обособились птицы.

Таким образом млекопитающие обособились от примитивных пресмыкающихся, еще сохранявших некоторые признаки земноводных, в триасе (примерно 215 млн. лет назад), а птицы - от вполне сложившихся пресмыкающихся лишь в конце триаса или в начале юры (примерно 190-170 млн. лет назад).

Конкуренция и прямое преследование со стороны многочисленных и экологически очень разнообразных пресмыкающихся вынуждало примитивных птиц и млекопитающих заселять наименее благоприятные, не освоенные или мало освоенные пресмыкающимися участки. Эти обстоятельства требовали выработки новых приспособлений для добывания пищи, спасения от врагов, для переживания неблагоприятных физико-химических воздействий. Очевидно, что в этих условиях наилучшим приспособлением помимо перестроек в органах движения, пищеварения и других было приобретение более гибкого поведения на основе усложнения центральной нервной системы и органов чувств. Активизация поведения помимо преобразований в нервной системе требовала усиления всех физиологических функций, что обеспечивалось морфологическими перестройками.

Поэтому в обоих классах возникли аналогичные, но развившиеся независимо приспособления, поднявшие жизнедеятельность птиц и млекопитающих на более высокий уровень по сравнению с остальными позвоночными. Именно это создало почти равные возможности для обоих классов, в настоящее время господствующих в животном населении суши, а частично и в воде. Поэтому современную (кайнозойскую) эру истории Земли называют нередко эрой млекопитающих и птиц. Такое положение в современной фауне им обеспечивает сложный комплекс приспособлений, в котором можно выделить:
а) механизмы, поддерживающие устойчиво температуру тела при изменчивой температуре внешней среды (гомойотермность, или теплокровность);
б) совершенствование нервной системы, органов чувств и усложнение поведения;
в) расширение связей между особями и на этой основе формирование сложных форм внутривидовой организации, повышающей конкурентоспособность вида в борьбе за существование.

Гомойотермность (или теплокровность) птиц и млекопитающих имеет сходную морфофизиологическую основу - повышение уровня обмена веществ путем интенсификации пищеварения, дыхания, кровообращения, выделения, наличие теплоизолирующих покровов - и достигается путем регуляции образования тепла (теплопродукция организма), его распределения по телу и отдачи во внешнюю среду.

Освобождение тепловой энергии (теплопродукция) происходит при всех окислительных процессах; теплопродукция растет при переваривании пищи (так называемое специфическое динамическое действие пищи) и мышечной работе. Эти механизмы теплообразования функционируют у всех животных, в том числе и у беспозвоночных. У быстро плавающих рыб, например у тунцов, температура тела может повышаться до 35-37° С и оставаться на этом уровне во время движения. У активных пресмыкающихся тоже устанавливается высокая и относительно постоянная температура. Однако в общем тепловом балансе этих животных сохраняется преобладающее значение внешней температуры. Поэтому беспозвоночных и позвоночных, кроме птиц и млекопитающих, относят к экзотермным (т. е. получающим значительную часть тепла из внешней среды). Эффектных механизмов устойчивой терморегуляции у них нет.

Птицы и млекопитающие эндотермны: определенный уровень температуры тела обеспечивается преимущественно за счет внутренних физиолого-биохимических процессов. У представителей обоих классов хорошо развита химическая терморегуляция: рефлекторно, под воздействием теплового центра промежуточного мозга изменяется интенсивность окислительно-восстановительных процессов и тем самым - количество продуцируемого тепла. Большая часть энергии окисления накапливается в аденозинтрифосфорной кислоте, обеспечивающей работу мышц; при ее распаде выделяется тепло. Однако при сильном охлаждении такой фосфорилирующий тип окисления не обеспечивает выделения достаточного количества тепла. Тогда включается свободный или прямой тип тканевого дыхания (без участия аденозин-фосфорных кислот), при котором большая часть освобождающейся энергии выделяется в виде тепла. При истощении энергетических запасов (жиры, углеводы) и невозможности их пополнения теплопродукция падает и теплокровный организм погибает; при этом смерть наступает не от переохлаждения, как обычно думают, а от истощения.

При уменьшении массы тела его относительная поверхность возрастает, увеличивая теплопотери. Поэтому при сходных условиях мелкие птицы и млекопитающие должны тратить на поддержание температуры тела, относительно больше энергии, чем крупные виды. Это "правило поверхности" в общей форме приложимо ко всем гомойотермным животным. Поэтому мелкие виды потребляют относительно больше пищи и кислорода, чем более крупные. Однако следует учитывать, что на интенсивности теплопродукции, необходимой для поддержания температуры тела на определенном уровне, сказываются, помимо размеров, многие другие морфоэкологические особенности данного вида: форма тела, состояние теплоизолирующих покровов, подвижность, пищевая специализация и доступность кормов, их калорийность, суточная и сезонная ритмика активности, характер и микроклимат предпочитаемых мест обитания и т. п. 

Лев, гомойотермное (теплокровное) животное, млекопитающии, фото хищники фотография

В регуляции теплопотерь большую роль играет физическая терморегуляция. Изменяя положение волосяного (перьевого) покрова, животное увеличивает или уменьшает толщину воздушного слоя и соответственно потери тепла. Повышение теплоизоляционных свойств покровов зимой обеспечивает осенняя линька, во время которой одевается более длинный и густой волосяной (перьевой) покров. У песцов он настолько увеличивает теплоизоляцию, что позволяет даже зимой не повышать потребление кислорода (рис. 31), т. е. довольствоваться прежним количеством пищи. Изменение просвета периферических кровеносных сосудов и скорости кровотока также изменяет теплоотдачу. Потери тепла снижаются при возрастании отложений жира в соединительнотканном слое кожи (особенно характерно для водных животных). Учащение дыхания и увеличение испарения с поверхности дыхательных путей способствует отдаче избытка тепла и предотвращает перегрев; у млекопитающих этому же служат потовые железы. Значительную роль в терморегуляции играет поведение: использование разнообразных убежищ, ночевки под снегом и многое другое. Характерные для ряда птиц и млекопитающих сезонные кочевки и миграции позволяют им в течение всего года быть в районах, благоприятных по погодным условиям и запасам корма.Терморегуляция птиц и млекопитающих формируется в ходе индивидуального развития (онтогенеза). У части видов эффективная химическая терморегуляция устанавливается уже в первые дни после рождения (вылупления), у других - значительно позже, и детеныши на какое-то время оказываются пойкилотермными. Постройка гнезд, нор и других убежищ и обогрев родителями создают благоприятный для роста и развития микроклимат.

Теплокровность обеспечивается высоким уровнем обмена веществ: при низких температурах метаболизм птиц и млекопитающих в десятки раз выше, чем у пойкилотермных позвоночных. Устойчивость "внутреннего климата" - необходимое условие бесперебойной работы всех систем организма, в том числе центральной нервной системы и органов чувств. В свою очередь это обогатило восприятия внешней среды и обеспечило более тонкое и гибкое приспособление к ней изменением поведения. Усиление и усложнение поведения и разнообразие связей между особями совершенствовало популяционную структуру, позволяло быстрее находить пищу, избегать хищников, а устройство гнезд, нор, троп, плотин давало возможность активно приспосабливать среду к своим потребностям.

Теплокровность (гомойотермия), сложная высшая нервная деятельность, разнообразные формы заботы о потомстве, разнообразие используемых кормов и другие особенности позволили птицам и млекопитающим заселить практически весь Земной шар, включая безводные пустыни и самые суровые горные районы, образовать там устойчивые поселения и занять господствующее положение не только во всех биоценозах суши, но и в части морей. Это обусловило значение обоих классов в жизни биосферы и в глобальном круговороте веществ.

Следует еще раз подчеркнуть, что эволюция птиц и млекопитающих протекала параллельно, на различной морфофизиологической основе. Однако общее направление эволюционных преобразований и характер достигнутых биологических результатов в значительной степени оказались сходными.

Литература: Наумов Н. П., Карташев Н. Н. Зоология позвоночных. - Ч. 2. - Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие: Учебник для биолог. спец. ун-тов. - М.: Высш. школа, 1979. - 272 с, ил.

Вернуться в список

Примечание: в адресе e-mail символ "@" заменен предлогом "на" с целью защиты от спама.

Новинки раздела:

10 самых маленьких змей планеты
О самых маленьких змеях планеты мы вам и расскажем в данной статье. Каково это — быть такими крохотными?

Самые популярные породы собак в мире
Популярность породы — это лишь дань моде. Об этом следует помнить, знакомясь с нашим рейтингом...

Самые красивые пауки в мире
При виде паука мы обычно испытываем страх или отвращение — что может быть красивого в этих жутких восьминогих созданиях, поедающих мух?

3000 фактов о животных и растениях
Интересные, занимательные и любопытные фактов о жизни животных и растениях в картинках...

Купить-продать собаку, кошку и других животных, а также услуги, корма и товары на БЕСПЛАТНОЙ доске объявлений

10 самых сильных животных в мире
Может ли человек сравниться по силе с животными?
25 интересных факта о кашалотах
Самым крупным зубатым китом является кашалот. Его длина достигает 20 метров...
10 самых лучших пастушьих пород собак
В разных странах право называться лучшей пастушьей собакой принадлежало разным породам...
10 самых дорогих животных планеты
Сколько денег готовы заплатить люди за животное?
Интересные факты о жизни горбатых китов
Если горбатые киты заводят друзей, то это на всю жизнь...
10 самых долгоживущих аквариумных видов рыб
Продолжительность жизни аквариумных рыбок зависит от многих факторов...
10 самых популярных (домашних) насекомых
Сегодня технологии позволяют содержать практически любые виды насекомых...
10 самых дорогих пород собак
За некоторые породы собак люди готовы платить большие деньги...
10 самых красивых белых животных
Белые звери привлекают взгляд, притягивая своей необычностью и красотой...

Рейтинг@Mail.ru

© 1998-2017, Зооклуб - домашние и дикие животные       Дизайн сайта - Vitalik.info