merinisäkkäät
Kaikki nisäkkäät , jotka ovat sopeutuneet elämään merellä ovat tarkoitetut kuten merinisäkkäitä . Tämä sisältää valaat (mukaan lukien delfiinit ), hylkeet , manaatit ja merisaukot . Nämä ryhmät eivät ole läheisessä yhteydessä toisiinsa; heidän esi-isänsä olivat maa-nisäkkäät. Vaikka hylkeet ja merisaukot elävät edelleen osittain maalla ja voivat liikkua siellä, valaat ja manaatit eivät voi enää tehdä niin.
Meren elämäntapaan sopeutuminen sisältää useita lähentyviä luonnoksia. Esimerkiksi kaikissa näissä ryhmissä eturaajat muuttuvat mela-tyyppisiksi eveiksi, kun taas takajalat joko menetetään kokonaan (valaat, manaatit) tai yhdistetään vedessä yhtenäisen hännän evän muodostamiseksi. Lisäksi hiustenlähtö on melkein täydellinen, muodostuu runsaasti ihonalaisia rasvakudoksia ja muuttuu hengityselimiä, jotta voidaan suorittaa pitkiä sukelluksia.
Määritelmästä riippuen jääkarhu voidaan myös laskea merinisäkkäiden joukkoon suurimpana elävänä maapetoeläimenä, koska se on hyvin sopeutunut meren elinympäristöön.
Anatomiset ja fysiologiset ominaisuudet
Meri edustaa elinympäristöä, joka eroaa huomattavasti maasta ja asettaa erityisiä vaatimuksia siinä eläville organismeille. Vastaavasti organismeilla, jotka ovat muuttaneet maasta mereen evoluution aikana, on kehon rakenteessa ja fysiologiassa erilaisia mukautuksia , joita ilman tämä elämäntapa ei olisi mahdollista.
korkeus
Muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta, kuten merisaukko , meren elämään sopeutuneilla nisäkkäillä on yleensä laajentunut runko lähimpiin äskettäisiin ja fossiileihin sukulaisiinsa verrattuna. Tämä pätee erityisesti valaisiin, joissa sinivalas on maan historian raskain tunnettu eläin, jonka pituus on yli 30 metriä ja paino enintään 200 tonnia. Mutta manaatit ovat myös huomattavasti suurempia kuin käärmeet, ja hylkeistä norsun hylkeet ja mursut saavuttavat huomattavasti suuremman ruumiin koon ja painon kuin muut maalla olevat lihansyöjät, kuten karhut . Tämän koon kasvu on todennäköisesti lähinnä menetys rajoituksia maa aiheuttama noste vedessä, ja näin alentamista vakavuuden . On myös ongelma termoregulaatiosta ja aineenvaihdunnan nopeudesta, joita rasvakerros ja ennen kaikkea suurempi runko pienentävät: Pienemmät saman lämpötilan eläimet tarvitsevat huomattavasti enemmän energiaa lämmön tasapainoon ja aineenvaihduntaan suhteessa ruumiin kokoon. kuin suuremmat.
Liikkuminen
Suurin osa maaeläimistä voi uida enemmän tai vähemmän hyvin, mutta pysyvästi vedessä elävillä eläimillä tätä perustaitoa täydennetään usein raajojen ja muiden kehon osien muutoksilla. Monet näistä eläinlajeista muodostavat varpaiden ja sormien väliin verkotetut jalat , jotka mahdollistavat veden siirtymisen enemmän. Langallisia nisäkkäitä löytyy Australian platypusista , esimerkiksi erilaisista jyrsijöistä , kuten majava , hyönteissyöjät , kuten desmanit, tai jopa saalistajat , kuten saukot . Myös vedessä liikkumista ja samalla ohjausta varten joillakin näistä eläimistä on modifioitu airo-häntä, kuten majava; lisäksi kaikki vesinisäkkäät virtaviivaistetaan .
Uimaraajojen jatkokehitys on koko käden ja jalkojen muuttuminen eviksi , joissa sormet ja varpaat eivät ole vain yhdistetty ohuella iholla, vaan ne on integroitu kokonaan lihaksikkaaseen melaan eikä niitä voida enää nähdä yksittäiset säteet. Tämä muutosmuoto on kehittynyt lähentymisenä vain nisäkkäiden sisällä merinisäkkäiden kolmessa ryhmässä : hylkeet, manaatit ja valaat. Kaikki nämä ryhmät ovat siirtyneet maasta elämään enemmän tai vähemmän täydelliseen elämään merivedessä, vain muutama valaiden ja hylkeiden laji on erikoistunut makean veden elämään seuraavassa vaiheessa.
Merinisäkkäistä raajojen uudistaminen on hylkeissä vähiten edennyt erityisesti maalla liikkumisen mahdollistamiseksi. Etujalat edustavat tässä evää, jossa viisi sormisädettä ovat täysin läsnä. Ensimmäinen sormisäde on selvästi pitkänomainen ja voimakkaasti kehittynyt, pituus pienenee sitten tasaisesti. Takaraajassa on myös kaikki viisi sädettä, tässä kaksi ulompaa ovat selvästi pitkänomaisia. Sormisäteiden ulkopuolelle ulottuva nauha tukee rustokudosta . Liikkumis- ja siten käytön evät on erilainen näissä kahdessa suuret tiivisteet: Vaikka korva tiivisteet käyttää etu- että asemana elimet ja käyttää takajalat vain ohjaus ja tukeminen, koira tiivisteet käyttää taitetun takaraajoissa varten työntövoimaa ja tue sitä etujalkoillaan.
Manaateissa etujalat muodostavat täysin suljetut melat, joissa ei ole lainkaan säteitä ulkopuolelta. Näitä meloja voidaan liikuttaa sekä kyynärpäässä että ranteessa. Takajalat ovat poissa, ja häntä on korvattu suurella airolla, fluke . Jälkimmäinen on tärkein liikkeellepaneva voima eläinten erittäin hitaassa uintityylissä; eturivat muodostavat airot veteen ohjaamiseksi.
Valaat ovat selkeimmin sopeutuneet meren elämään. Takaraajat puuttuvat myös kokonaan niistä, ja etujalat muuttuvat suuriksi, melan muotoisiksi eviksi ( räpylät ). Päinvastoin kuin manaatit, nivelet eivät ole enää läsnä olkapäätä lukuun ottamatta. Vaikka ulkosormet ovat huomattavasti lyhentyneet, keskisormet II ja III ovat hyvin pitkiä ja niillä on huomattavasti suurempi sormenluiden määrä, nimittäin jopa neljätoista ( hyperfalangia ). Kaikkien valaiden pyrstö muodostaa vaakasuoran fluke, joka on suunniteltu kaksiosaiseksi hännän eväksi ja tarjoaa eläinten käyttövoiman. Veden vakauden takaamiseksi valailla on ylimääräinen evä, selkäevä . Tämä on parittamaton rakenne selän keskellä, jota vain sidekudos ja rusto tukevat ja joka on liikkumaton.
hengitys
Nisäkkäät ovat keuhkojen hengittimiä , mikä tarkoittaa, että he tarvitsevat ilman happea hengittääkseen . Yksikään nisäkäs ei pysty hengittämään vettä, koska siinä ei ole kiduksia . Tästä syystä kaikkien meressä elävien nisäkkäiden on säännöllisesti tullut pinnalle hengittämään. Erityisesti valaat voivat kuitenkin sukeltaa hyvin pitkään tarvitsematta uutta happea. Tämä on mahdollista joidenkin fysiologisten prosessien ja keuhkojen ja muiden elinten muutosten vuoksi.
Valaan sieraimet ovat pään päällä, joten ei tarvitse täysin ilmestyä hengittämään. Jokaisella hengityksellä eläimet vaihtavat täysin 80-90 prosenttia keuhkojensa sisällöstä (maa-nisäkkäissä tämä osuus on vain noin 10-15 prosenttia). Keuhkoissa on kaksinkertainen kapillaariverkosto , jota muuten esiintyy vain manaatteissa ja platypusissa, ja se antaa kaksinkertaisen määrän happea uutettavaksi hengitettävästä ilmasta. Verrattuna maanisäkkäät, vain hyvin pieni osa 9 prosenttia koko hapen tallennetaan keuhkoihin, suurin osa noin 82 prosenttia on sidottu vuonna myoglobiinia ja lihaksia , loput kiertää veressä . Vertailun vuoksi maanpäällisten nisäkkäiden keuhkot sisältävät noin 34 prosenttia hapesta ja lihakset vain 25 prosenttia. Jotta happea voidaan kuljettaa myös tehokkaasti, valailla on maa-nisäkkäinä 2–3-kertainen verimäärä suhteessa painokiloa kohti. Sukellettaessa hapenkulutus vähenee lisäksi, verenkierto ja sydämen toiminta hidastuvat. Lisäksi jotkut elimet ja kehon alueet irtoavat verenkierrosta. Erityiset mukautukset antavat valaiden pysyä veden alla hyvin pitkään. Jotkut kouravaalit sukeltavat jopa 40 minuuttia, siittiövalaat jopa 90 minuuttia ja ankka-valaat enintään kaksi tuntia. Siittiövalaat voivat nousta yli 3000 metrin syvyyteen.
Tiivisteissä pidemmät sukellukset mahdollistavat ensisijaisesti verenkiertoelimistön muutokset. Huolimatta vähentyneestä sykkeestä sukellettaessa, verenkierto varmistetaan pääasiassa joustavilla laskimoseinillä ja onteloilla. Nenä ja kurkunpää ovat kiinni sukelluksen aikana ja myös verenkierto kehoon vähenee. Merkitsevästi suurempi määrä verta kuin maanpäällisissä nisäkkäissä ja lisääntynyt veripigmentin hemoglobiinin osuus mahdollistavat myös huomattavasti suuremman hapenoton hengitettävästä ilmasta. Erityisesti Weddell-hylje ja eteläinen norsun hylke tunnetaan kyvystään sukeltaa erityisen pitkään ja saavuttaa erityisen suuri syvyys.
Manaatit hengittävät noin kahden tai viiden minuutin välein ja saavuttavat korkeimmat noin 20 minuutin sukellusajat. Valaiden tavoin he voivat ottaa tehokkaasti happea sisään kaksoiskapillaariverkoston kautta, ja niiden aineenvaihdunta on hyvin hidasta. Syke on myös huomattavasti pienempi kuin vastaavan kokoisilla eläimillä, ja sitä voidaan laskea entisestään.
Lämpösäätö
Varsinkin homoiotermisinä eli " lämpimäverisinä " eläiminä olevien nisäkkäiden kohdalla merivedessä ilmenee ongelma, että tehokkaan lämmöneristyksen on oltava olemassa. Muutamia hylkeitä lukuun ottamatta merinisäkkäillä ei ole turkista, joka ottaa tämän tehtävän maa-nisäkkäissä, koska se on enemmän haittaa vedessä. Sen sijaan kaikki merinisäkkäät ovat kehittäneet erittäin paksun rasvakerroksen, joka on ihon alla. Tämä ihonalainen rasvakudos eristää eläimet kylmästä merivedestä ja varmistaa, että keho pystyy ylläpitämään tasaista lämpötilaa. Joissakin valaissa tämä kerros, jota he kutsuvat kuplijaksi , voi olla jopa 70 senttimetriä paksu.
Varsinkin turkattomissa tiivisteissä kehon pintalämpötila pidetään veden lämpötilan alueella alentuneella verivirralla, jotta vedelle menettäisi mahdollisimman vähän lämpöä. Sen sijaan turkisnauhojen turkissa on ilmataskut, joilla on eristävä vaikutus ulkopuolelta.
Tilanne on samanlainen kuin merisaukko, joka on ainoa merinisäkäs, jolla ei ole eristävää rasvakerrosta. Tässä lämpöeristyksen tarjoaa erittäin tiheä turkki, jossa on ilmataskut. Merisaukkoilla on jopa 100 000 karvaa neliösenttimetrillä turkista.
Suolapitoisuus
Meriveden korkean suolapitoisuuden vuoksi meren eliöiden, joiden kehon nesteissä on huomattavasti alhaisempi suolapitoisuus, on kyettävä erittämään ylimääräinen suola. Liian paljon vettä ei saa päästää pois. Nisäkkäille tämä tarkoittaa, että heidän munuaisensa on kyettävä tuottamaan erittäin väkevää virtsaa . Tästä syystä hylkeen munuaiset ovat liuskaisia ja niissä on noin 150-300 munuaiskääpiötä ( renculi ). Valaiden munuaisissa on jopa muutama tuhat renculia ja ne ovat pitkänomaisia elimiä selkärangassa .
Käänteisessä lähestymistavassa merinisäkkäiden on kyettävä saamaan (makeaa) vettä merivedestä. Koska (makeaa) vettä menetetään jatkuvasti ihon läpi osmoosin kautta ja ruoan kanssa nieltävän meriveden suolapitoisuus on korkea, nämä eläimet onnistuvat säilyttämään kehossa huomattavasti pienemmän suolapitoisuuden. Biologiselle elämälle on ominaista ylläpitää kehon järjestystä elottomia "itsejohtuvia" prosesseja vastaan, jotka lisäävät vähitellen entropiaa - häiriötä - suuremmissa järjestelmissä.
Merellä olevilla kaloilla on sama kyky, makean veden kaloilla on päinvastoin.
ravitsemus
Ruokavaihtoehdot meressä voidaan rakentaa eri perusteille. Kuten maa-nisäkkäillä, merinisäkkäillä on myös kasvinsyöjiä ja lihansyöjiä. Manaatit ovat kasvinsyöjiä, joiden meriheinän ja rihmalevien ruokavalio he laiduntavat. Tätä tarkoitusta varten heillä on suuret molaarit ruoan pilkkomiseen.
Suurin osa hylkeistä ja hammasvalaista metsästää kaloja ja muita merieläimiä, jotka he voivat saada kiinni suulla. Tätä tarkoitusta varten molempien ryhmien edustajilla on yhtenäiset, teräväkärkiset hampaat, jotka ovat välttämättömiä saaliin pitämiseksi ja kalanloukun muodostamiseksi joillekin hammasvalaslajeille. Muut hammastetut valaat, kuten nokkaiset valaat ja erilaiset delfiinit , ovat erikoistuneet pääjalkaisten , erityisesti kalmarien , metsästykseen . Heillä on pienempi määrä hampaita, joilla on suuret hampaat, joita he voivat käyttää saaliin pitämiseen paikallaan.
Muokattuimmat ovat valaat, jotka ruokkivat krillirapuja . Nämä raput elävät valtavissa parvissa ja tarjoavat toimeentulon valasvalaille . Baliinivalaisiin, mukaan lukien maailman suurimmat elävät eläimet, muodostettiin taskurapujen saamiseksi hampun korvaaja. Saalistaessaan valaat ottavat valtavia määriä vettä ja rapuja suuhunsa ja suodattavat vesimassat, kun ne puristetaan parran läpi, raput tarttuvat kuoriseulaan ja ne voidaan niellä.
Lähentymät
Neljä merinisäkkäiden ryhmää tulee hyvin erilaisista suhteista nisäkkäissä. Näin ollen tiivisteet kehitetty sisar ryhmä kantaa sisällä pedot . Manaattien lähimmät sukulaiset löytyvät norsuista ja käärmeistä . Valaiden suhdetta ei ole vielä lopullisesti selvitetty. Nykyisen tietämyksen mukaan he ovat polttaneet tasaisin varpaisiin sorkka- ja kavioeläimiin . Lähimmät tänään elävät sukulaisesi ovat todennäköisesti virtahepot . Merisaukot ovat saukko, joka kuuluu näätäperheeseen . Merinisäkkäillä on kuitenkin ominaisia yhtäläisyyksiä, jotka erottavat ne maa-nisäkkäistä. Esimerkkejä ovat virtaviivainen muoto, mela-muotoiset ylärajat, suljettavat sieraimet ja rasvakerros, joka suojaa jäähtymiseltä. Tämä lähentyvä kehitys on seurausta sopeutumisesta avomeren elämään.
Samanlaisia mukautuksia meren elämään voidaan havaita myös muilla nisäkkäiden maalla elävillä selkärankaisilla . Pingviinit sisällä lintujen sekä merikilpikonnat ja sammunut ichthyosaurs , meri crocodiles ja plesiosaurs ovat myös kehittäneet virtaviivainen muoto ja evät. Nämä eläimet ovat myös riippuvaisia ilman hapesta, ja ne oli mukautettava vastaavasti pitempien sukellusaikojen sallimiseksi. Lämpösäädöllä on toisaalta vain rooli pingviinissä, joka ratkaisee tämän vastaavalla alemmalla höyhenellä ja rasvakerroksella. Kylmäverisinä eläiminä matelijat sopeutuvat ympäristöönsä ja elävät pääasiassa lämpimillä merialueilla.
Syyt elinympäristön muutokseen
Kilpailu muiden maa-asukkaiden kanssa ja / tai uusien resurssien käyttö voidaan nähdä mahdollisena syynä elinympäristön muuttumiseen maasta mereen . Joten meressä oli mahdollisesti ruokaa nykyisten meren selkärankaisten varhaisille muodoille, joita he voisivat käyttää paremmin kuin kalat (esim. Krilli ). Mukauttamalla ja kehittämällä vähitellen tärkeimpiä ominaisuuksia, kuten verkkolevyjä, muuttunutta kehon muotoa ja muita ominaisuuksia, nämä eläimet pystyivät etenemään mereen kilpailijoitaan pidemmälle evoluution aikana . Tällä tavalla muodostettiin erityisiä siirtymälajeja, jotka edustavat nykypäivän meren elämän esi-isiä.
asiaa tukevat dokumentit
- ^ William Gearty, Craig R.McClain, Jonathan L.Payne: Energiset kompromissit säätelevät vesinisäkkäiden kokojakaumaa. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 26. maaliskuuta 2018; online 201712629 doi : 10.1073 / pnas.1712629115 .
kirjallisuus
- Wilfried Westheide, Reinhard Rieger (Hrsg.): Erityinen eläintiede. Osa 2: Selkärankaiset ja kalloeläimet , Spektrum Akademischer Verlag, München 2004.
