Лопатепері риби та походження чотириногих
Тема 1 РІЗНОМАНІТНІСТЬ ТВАРИН
& 21. Лопатепері риби та походження чотириногих
1. Клас Лопатепері риби. Як уже зазначалося, до кісткових риб належать класи Променепері й Лопатепері. Порівняно з променеперими, лопатепері – архаїчна група. Наприклад, у них добре розвинена хорда й погано – хребет. Плавальному міхуру променеперих риб відповідають легені (мішкоподібні органи, що слугують для дихання повітрям) лопатеперих. Назви цих класів пов’язані з будовою парних плавців у їхніх типових представників (рис. 21.1).
До лопатеперих
Целаканти – морські хижаки (до 1,8 м завдовжки), що неквапливо “переступають” своїми лапоподібними плавцями по кам’яному покриву на глибині майже 100 м. Тіло
2. Вихід на суходіл. Хребетні опанували і воду, і суходіл. У воді переважають представники надкласу Риби, а на суходолі – надкласу Чотириногі, що походять від риб.
Рис. 21.1. Два типи будови парних плавців
Рис. 21.2. Лопатепері риби (зліва направо): рогозуби (Австралія) та протоптер (Африка), що належать до дводишних; целакант
За нечисленними винятками, сучасні риби на суходолі швидко гинуть. Без підтримки води вага їхнього тіла зростає в безліч разів. Плавці більшості риб непридатні для пересування суходолом. Зябра та шкіра висихають, а органи чуття, пристосовані до умов водного середовища, перестають сприймати зовнішні подразники.
Як же давні хребетні змогли вийти на суходіл? Це відбулося майже 370 млн років тому (наприкінці девонського періоду). Суходіл у той час був оточений широкими мілководдями, де мешкали різноманітні лопатепері риби. Це був період швидкої еволюції наземної рослинності. У воді було багато рослинних залишків, вона була бідною на кисень.
Завдяки легеням риби отримували кисень не з води, а з повітря. Деякі з них пристосувалися пересуватися на мілководді, відштовхуючись від мулистого дна своїми лапоподібними плавцями (рис. 213). Від мулистого дна незручно відштовхуватись ані плавцем із багатьма гнучкими променями, ані твердим цільним плавцем (він зануриться в грунт).
Саме тому перевагу отримали ті тварини, у яких виникли кінцівки з кількома пальцями (рис. 21.4). Це й були перші чотириногії.
Рис. 21.3. Етапи походження чотириногих (знизу вгору за перебігом часу): еустеноптерон, типова лопатепера риба; пандерихтіс і тіктаалік, лопатепері риби, які пристосувалися виходити на суходіл; акантостега, найдавніший відомий представник чотириногих
Рис. 21.4. Кінцівки чотириногих – це перетворені парні плавці лопатеперих риб
Нині відомі вже кілька груп таких тварин. Вони поєднували ознаки риб (зябра, укрите лускою тіло, плавальна лопать на хвості) й чотириногих (кінцівки з п’ятьма-вісьмома пальцями). Це були водні тварини, які іноді виповзали на суходіл. Тут було вдосталь поживи (безхребетні вже встигли його заселити) і ще не з’явилися великі хижаки. При пересиханні однієї водойми перші чотириногі переповзали до сусідньої. Наслідком освоєння суходолу стало виникнення сучасних груп чотириногих. Перших із них відносять до класу Амфібії (або Земноводні).
3. Будова кінцівок. Ви могли б запитати: “Яке значення для сучасної людини мають події, що відбувалися 370 млн років тому? Хіба нам не байдуже, як і чому опановували наземне середовище риби, що давним-давно вимерли?”
Сліди тих подій збереглися в будові людського тіла. Наші руки й ноги – це перетворені парні плавці лопатеперих (див. рис. 18.4, с. 72; 21.1, с. 82; 21.4). Будову наших кінцівок (і всього нашого тіла) можна зрозуміти, тільки знаючи нашу еволюційну історію.
Кінцівка складається з кількох відділів, з’єднаних суглобами. Відділи та суглоби передніх і задніх кінцівок подібні за будовою, але називаються по-різному (рис. 21.5). Опору кінцівкам (як і плавцям) дають пояси: плечовий пояс – переднім кінцівкам, а тазовий – заднім. Вони змінювалися відповідно до способу життя тих чи інших видів. У деяких чотириногих кінцівки навіть можуть зовсім зникати або перетворюватися на плавці чи крила (наведіть приклади!). Особливості способів руху чотириногих (ходіння, біг, стрибки, політ, плавання, копання, повзання тощо) пов’язані з їхнім планом будови, що є видозміненим планом будови риб.
Надклас Чотириногі походить від давніх лопатеперих риб. Кінцівки чотириногих – це видозмінені плавці риб. У всіх чотириногих вони побудовані за одним принципом. Відмінності в будові кінцівок пов’язані з різноманітністю способів життя різних видів.
Пальці; відділи та суглоби кінцівок; пояси кінцівок.
Рис. 21.5. Порівняння елементів передньої та задньої кінцівок (ліворуч) і скелет передніх кінцівок деяких чотириногих (праворуч)
1. Порівняйте чисельність і різноманітність променеперих і лопатеперих риб.
2. Чи відрізняються променеперий і лопатеперий типи плавців? Чому на кінцівку зміг перетворитися саме лопатеперий плавець?
3. Чому кінцівки чотириногих мають невелику кількість пальців?
4. Чому і змій, і китів, і людину відносять до надкласу Чотириногі?
5. Порівняйте опанування суходолу рослинами, безхребетними та чотириногими. Чим подібні ці події та чим відрізняються?
4. Давні амфібії. Найдавніші амфібії належали до стегоцефалів (рис. 21.6) – панцироголових земноводних, що успадкували від риб добре розвинені покривні кістки черепа. Серед них були як дрібні тварини, так і великі, кілька метрів завдовжки хижаки. З часом стегоцефалів почали витісняти плазуни. В епоху панування рептилій залишилися майже виключно водні стегоцефали. Крім них, на суходолі збереглися невеликі навколоводні амфібії, які мешкали у високогір’ях або в холодних районах, адже амфібії краще від рептилій переносять холод. Так, безхвості амфібії (жаби, ропухи та ін.) походять від невеликих стегоцефалів, що жили навколо високогірних річок і в разі небезпеки стрибали у воду. Тіло їхнє поступово вкорочувалося (рис. 21.7). Личинки безхвостих – пуголовки – набули обтічної форми тіла, аби протистояти силі бурхливих гірських потоків. Оскільки в цих потоках бракує придатних для споживання безхребетних (їх зносить течія), пуголовки пристосувалися до живлення рослинністю.
Рис. 21.6. Стегоцефали
Рис. 21.7. Сучасні амфібії походять від невеликих стегоцефалів
