Տեղեկատվություն

15.16՝ Կաթնասուններ – Կենսաբանություն


Կաթնասունների բնութագիրը

Մազերի առկայությունը կաթնասունի ամենաակնառու նշաններից մեկն է։ Մազերը կարող են նաև պաշտպանիչ գունավորում ապահովել կամ լինել սոցիալական ազդանշանի մաս, օրինակ, երբ կենդանու մազը «բիզ» է կանգնում:

Կաթնասունների ծածկույթը կամ մաշկը ներառում է տարբեր գործառույթներով արտազատող գեղձեր։ Ճարպագեղձեր արտադրում է լիպիդային խառնուրդ, որը կոչվում է sebum, որը արտազատվում է մազերի և մաշկի վրա ջրի դիմացկունության և քսելու համար: Ճարպագեղձերը տեղակայված են մարմնի մեծ մասում: Էկրինային գեղձեր արտադրում է քրտինքը կամ քրտինքը, որը հիմնականում բաղկացած է ջրից։ Կաթնասունների մեծ մասի մոտ էկրին գեղձերը սահմանափակված են մարմնի որոշակի հատվածներով, իսկ որոշ կաթնասուններ ընդհանրապես դրանք չունեն: Այնուամենայնիվ, պրիմատների, հատկապես մարդկանց մոտ, քրտինքը աչքի է ընկնում ջերմակարգավորման մեջ՝ կարգավորելով մարմինը գոլորշիացնող սառեցման միջոցով: Քրտնագեղձերը գտնվում են պրիմատների մարմնի մակերեսի մեծ մասում: Ապոկրին գեղձեր, կամ հոտի գեղձերը, արտազատում են նյութեր, որոնք օգտագործվում են քիմիական հաղորդակցության համար, օրինակ՝ սկունկերում։ Կաթնագեղձեր արտադրել կաթ, որն օգտագործվում է նորածիններին կերակրելու համար: Մինչ արու մոնոտրեմները և էվթերիանները ունեն կաթնագեղձեր, արու մարսուալները չունեն: Կաթնագեղձերը, ամենայն հավանականությամբ, փոփոխված ճարպագեղձեր են, բայց դրանց էվոլյուցիոն ծագումը լիովին պարզ չէ:

Կաթնասունների ոսկրային համակարգը օժտված է բազմաթիվ եզակի հատկանիշներով։ Կաթնասունների ստորին ծնոտը բաղկացած է միայն մեկ ոսկորից՝ ատամնաբուժական. Մյուս ողնաշարավորների ծնոտները կազմված են մեկից ավելի ոսկորներից։ Կաթնասունների մոտ ատամնաբուժական ոսկորը միանում է գանգի ոսկորին, իսկ մյուս ողնաշարավորների մոտ ծնոտի քառակուսի ոսկորը միանում է գանգի հոդային ոսկորին։ Այս ոսկորները առկա են կաթնասունների մոտ, բայց դրանք փոփոխվել են՝ լսելու գործառույթը և միջին ականջում ոսկորներ ձևավորելու համար (Նկար 1): Մյուս ողնաշարավորներն ունեն միջին ականջի միայն մեկ ոսկոր՝ բծերը: Կաթնասուններն ունեն երեք՝ մալլեուս, ինկուս և բծեր: The malleus-ը առաջացել է հոդային ոսկորից, մինչդեռ incus-ը առաջացել է քառակուսի ոսկորից: Ծնոտի և ականջի ոսկորների այս դասավորությունը օգնում է բրածո կաթնասուններին տարբերել այլ սինապսիդների բրածոներից:

Կաթնասունների մոտ ծնոտը փակող ներդիր մկանը կազմված է երկու մկաններից՝ ժամանակավոր և մերսող: Դրանք թույլ են տալիս ծնոտի կողք-կողքի շարժումը՝ հնարավոր դարձնելով ծամելը, ինչը բնորոշ է կաթնասուններին: Կաթնասունների մեծ մասն ունի հետերոդոնտ ատամներ, ինչը նշանակում է, որ նրանք ունեն ատամների տարբեր տեսակներ և ձևեր, այլ ոչ թե ատամի մեկ տեսակ և ձև: Կաթնասունների մեծ մասն է դիֆիոդոնտներ, այսինքն՝ նրանք իրենց կյանքի ընթացքում ունենում են երկու ատամ՝ կաթնային կամ «կաթ» և մշտական ​​ատամներ։ Մյուս ողնաշարավորները պոլիֆիոդոնտներ են, այսինքն՝ նրանց ատամները փոխարինվում են ողջ կյանքի ընթացքում։

Կաթնասունները, ինչպես թռչունները, ունեն չորս խցիկի սիրտ: Կաթնասուններն ունեն նաև սրտի մանրաթելերի մասնագիտացված խումբ, որը տեղակայված է նրանց աջ ատրիումի պատերին, որը կոչվում է sinoatrial հանգույց կամ սրտի ռիթմավար, որը որոշում է սրտի բաբախման արագությունը: Կաթնասունների էրիթրոցիտները (արյան կարմիր բջիջները) չունեն միջուկներ, մինչդեռ մյուս ողնաշարավորների էրիթրոցիտները կորիզացված են։

Կաթնասունների երիկամներն ունեն նեֆրոնի մի հատված, որը կոչվում է Հենլեի հանգույց կամ նեֆրիտիկ հանգույց, որը թույլ է տալիս կաթնասուններին արտադրել մեզի լուծույթների բարձր կոնցենտրացիայով, ավելի բարձր, քան արյան մեջ: Կաթնասունների մոտ բացակայում է երիկամային պորտալ համակարգը, որը երակների համակարգ է, որը արյունը տեղափոխում է հետևի կամ ստորին վերջույթներից և պոչի շրջանից դեպի երիկամներ: Երիկամային պորտալարային համակարգերը առկա են բոլոր մյուս ողնաշարավորների մոտ, բացառությամբ առանց ծնոտի ձկների: Բոլոր կաթնասունների մոտ առկա է միզապարկ:

Կաթնասունների ուղեղն ունի որոշակի հատկանիշներ, որոնք տարբերվում են մյուս ողնաշարավորներից։ Որոշ, բայց ոչ բոլոր կաթնասունների մոտ գլխուղեղի կեղևը` ուղեղի ծայրամասային հատվածը, խիստ ծալված է, ինչը թույլ է տալիս ավելի մեծ մակերես ունենալ, քան հնարավոր է հարթ կեղևի դեպքում: Օպտիկական բլթակները, որոնք տեղակայված են միջին ուղեղում, կաթնասունների մեջ բաժանված են երկու մասի, մինչդեռ մյուս ողնաշարավորները ունեն մեկ, չբաժանված բլիթ: Eutherian կաթնասունները ունեն նաև մասնագիտացված կառուցվածք, որը կապում է ուղեղի երկու կիսագնդերը, որը կոչվում է կորպուս կալոզում:

Կաթնասունների խմբեր

Կաթնասունների երեք խումբ կա էվթերյաններ, կամ պլասենցային կաթնասուններ, մարսուալներ, եւ մոնոտրեմներ, կամ մետատերյաններ։ Այս խմբերը բաժանվում են երկու կլադաների. էվթերիաններն ու մարսուպյանները կազմում են թերիական կաթնասունների կլադը, իսկ մոնոտրեմները կազմում են նրանց քույր կլադը։

Մարսուններ

Մարսուններ հիմնականում հանդիպում են Ավստրալիայում, թեև օպոսումը հանդիպում է Հյուսիսային Ամերիկայում: Ավստրալական մարսուալներից են կենգուրուն, կոալան, բանդիկոտը, թասմանյան սատանան (Նկար 2) և մի քանի այլ տեսակներ: Մարսուփիների տեսակների մեծ մասն ունի քսակ, որտեղ ծնվելուց հետո բնակվում են շատ վաղահաս ձագերը՝ ստանալով կաթ և շարունակելով զարգանալ: Մարսունները տարբերվում են էվթերյաններից նրանով, որ կա ավելի քիչ բարդ պլասենցային կապ. մատղաշները ծնվում են չափազանց վաղ տարիքում և փակվում են քսակի մեջ գտնվող խուլի վրա:

Էվթերյաններ

Էվթերյաններ (պլասենցաներ) Կաթնասուններից ամենատարածվածն ու բազմաթիվն են, որոնք հանդիպում են ամբողջ աշխարհում: Eutherian կաթնասուններին երբեմն անվանում են «պլասենցային կաթնասուններ», քանի որ բոլոր տեսակներն ունեն բարդ խորիոալլանտոիկ պլասենտա, որը կապում է պտուղը մորը, ինչը թույլ է տալիս գազի, հեղուկների և սննդանյութերի փոխանակում: Կան մոտ 4000 տեսակ պլասենցային կաթնասուններ՝ 18-ից 20 կարգերում, տարբեր հարմարվողականություններով փորելու, թռչելու, լողի, որսի, վազքի և մագլցելու համար: Էվոլյուցիոն իմաստով նրանք աներևակայելի հաջողակ են եղել ձևով, բազմազանությամբ և առատությամբ: Էվթերական կաթնասունները դասակարգվում են երկու խոշոր կլադաների՝ Atlantogenata և Boreoeutheria: Ատլանտոգենետան ներառում է Աֆրոթերիա (օրինակ՝ փղեր, հիրաքսներ և մանատներ) և Քսենարտրաները (մրջնակերներ, արմադիլոսներ և ծույլներ)։ Boreoeutheria-ն պարունակում է երկու մեծ խումբ՝ Euarchontoglires և Laurasiatheria: Euarchontoglires-ում ծանոթ պատվերներն են՝ Scandentia (ծառի խոզուկներ), Rodentia (առնետներ, մկներ, սկյուռեր, խոզուկներ), Lagomorpha (ճագարներ և նապաստակներ) և Primates (ներառյալ մարդիկ): Լաուրասիաթերյան հիմնական կարգերը ներառում են Պերիսոդակտիլա (օրինակ՝ ձիեր և ռնգեղջյուրներ), Ցետարտիոդակտիլներ (օրինակ՝ կովեր, ընձուղտներ, խոզեր, գետաձիեր և կետեր), Մսակերները (օրինակ՝ կատուներ, շներ և արջեր) և Չիրոպտերա (չղջիկներ և չղջիկներ) թռչող աղվեսներ): Երկու ամենամեծ կարգերն են կրծողները (2000 տեսակ) և չղջիկները (մոտ 1000 տեսակ), որոնք միասին կազմում են բոլոր էվթերական տեսակների մոտավորապես 60 տոկոսը:

Մոնոտրեմներ

Կան երեք կենդանի տեսակներ մոնոտրեմներպլատիպուսը և էխիդնաների երկու տեսակ կամ փշոտ մրջնակեր: Ընտանիքին է պատկանում կաշվե կտուցավոր պլատիպուսը Ornithorhynchidae («թռչնի կտուց»), մինչդեռ էխիդնաները պատկանում են ընտանիքին Tachyglossidae («կպչուն լեզու») (Նկար 3): Պլատիպուսը և էխիդնայի մի տեսակը հանդիպում են Ավստրալիայում, իսկ մյուս տեսակը՝ Նոր Գվինեայում։ Մոնոտրեմները եզակի են կաթնասունների մեջ, քանի որ նրանք ձու են դնում, այլ ոչ թե կենդանի երիտասարդներ են ծնում: Նրանց ձվերի կեղևը նման չէ թռչունների կոշտ պատյաններին, այլ կաշվե պատյան է, որը նման է սողունների ձվերի պատյաններին։ Մոնոտրեմները ատամներ չունեն։

Կաթնասունների էվոլյուցիան

Կաթնասունները սինապսիդներ են, այսինքն՝ նրանք ունեն մեկ բացվածք գանգի մեջ: Նրանք միակ կենդանի սինապսիդներն են, քանի որ ավելի վաղ ձևերը վերացել են Յուրա դարաշրջանում։ Վաղ ոչ կաթնասունների սինապսիդները կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ պելիկոզավրեր և թերապսիդներ։ Թերապսիդների շրջանակում ցինոդոնտներ կոչվող խումբը համարվում է կաթնասունների նախնիներ (Նկար 4):

Սինապսիդների հիմնական հատկանիշը էնդոթերմիան է, այլ ոչ թե էկտոթերմիան, որը նկատվում է շատ այլ ողնաշարավորների մոտ: Մարմնի ջերմաստիճանը ներքին փոփոխության համար պահանջվող նյութափոխանակության արագությունը ձեռք ձեռքի տված էր ոսկրային որոշ կառուցվածքների փոփոխություններին: Ավելի ուշ սինապսիդները, որոնք ունեին կաթնասուններին բնորոշ ավելի զարգացած հատկություններ, ունեն այտեր՝ ուտելիքը պահելու համար և հետերոդոնտ ատամներ, որոնք մասնագիտացված են ծամելու, մեխանիկորեն քայքայելու սնունդը՝ մարսողությունը արագացնելու և ջերմություն արտադրելու համար անհրաժեշտ էներգիան ազատելու համար: Ծամելու համար անհրաժեշտ է նաև միաժամանակ ծամելու և շնչելու կարողություն, ինչին նպաստում է երկրորդական քիմքի առկայությունը։ Երկրորդային քիմքը բաժանում է բերանի այն հատվածը, որտեղ ծամում է տեղի ունենում, վերևում գտնվող հատվածից, որտեղ տեղի է ունենում շնչառություն, ինչը թույլ է տալիս շնչել անխափան ծամելու ընթացքում: Երկրորդական քիմք չի հայտնաբերվել պիլիկոզավրերի մոտ, սակայն առկա է ցինոդոնտների և կաթնասունների մոտ: Ծնոտի ոսկորը նաև փոփոխություններ է ցույց տալիս վաղ սինապսիդներից մինչև ավելի ուշ: Զիգոմատիկ կամարը կամ այտոսկրը առկա է կաթնասունների և առաջադեմ թերապսիդների մոտ, ինչպիսիք են ցինոդոնտները, բայց բացակայում է պելիկոզավրերի մոտ: Զիգոմատիկ կամարի առկայությունը հուշում է մերսող մկանի առկայության մասին, որը փակում է ծնոտը և գործում է ծամելու մեջ։

Հավելվածային կմախքում թերիական կաթնասունների ուսագոտին ձևափոխված է մյուս ողնաշարավորներից, քանի որ այն չունի պրոկորակոիդ ոսկոր կամ միջկլավիկուլ, իսկ սկապուլան գերիշխող ոսկորն է:

Կաթնասունները առաջացել են տերապսիդներից ուշ տրիասյան ժամանակաշրջանում, քանի որ ամենավաղ հայտնի կաթնասունների բրածոները վաղ Յուրայի ժամանակաշրջանից են՝ մոտ 205 միլիոն տարի առաջ: Վաղ կաթնասունները փոքր էին, փոքր կրծողի չափ: Կաթնասուններն առաջին անգամ սկսեցին դիվերսիֆիկացվել Մեզոզոյան դարաշրջանում՝ Յուրայի դարաշրջանից մինչև կավճի ժամանակաշրջաններ, թեև այդ կաթնասունների մեծ մասը վերացել էր մեզոզոյան դարաշրջանի վերջում։ Կավճի ժամանակաշրջանում կաթնասունների մեկ այլ ճառագայթում սկսվեց և շարունակվեց Կենոզոյան դարաշրջանում՝ մոտ 65 միլիոն տարի առաջ:

Ուսուցման նպատակները

Կաթնասուններն ընդհանրապես ողնաշարավոր կենդանիներ են, որոնք ունեն մազեր և կաթնագեղձեր: Կաթնասունների ծածկույթը ներառում է տարբեր արտազատող գեղձեր, այդ թվում՝ ճարպագեղձեր, էկրինային գեղձեր, ապոկրին խցուկներ և կաթնագեղձեր։ Կաթնասունները սինապսիդներ են, ինչը նշանակում է, որ նրանք ունեն մեկ բացվածք գանգի մեջ: Սինապսիդների հիմնական բնութագիրը էնդոթերմիան է, այլ ոչ թե այլ ողնաշարավորների մոտ նկատվող էկտոթերմիան: Կաթնասունները հավանաբար առաջացել են թերապսիդներից ուշ տրիասյան ժամանակաշրջանում, քանի որ ամենավաղ հայտնի կաթնասունների բրածոները պատկանում են վաղ Յուրայի շրջանին: Այսօր ապրում են կաթնասունների երեք խումբ՝ մոնոտրեմներ, մարսուալներ և էվթերյաններ։ Մոնոտրեմները եզակի են կաթնասունների մեջ, քանի որ նրանք ձու են դնում, այլ ոչ թե ձագեր ծնում: Eutherian կաթնասուններին երբեմն անվանում են պլասենցային կաթնասուններ, քանի որ բոլոր տեսակներն ունեն բարդ պլասենտա, որը կապում է պտուղը մորը, ինչը թույլ է տալիս գազի, հեղուկների և սննդանյութերի փոխանակում: