Образуването на хомойотермични (топлокръвни) животни - появата на птици и бозайници
В учебниците по зоология след влечугите е обичайно първо да се разглеждат птиците, а след това бозайниците. Този ред се определя от общото значение на бозайниците в живота на биосферата и от факта, че Homo sapiens принадлежи към тях - Хомо сапиенс, чието развитие е свързано с формирането на човешкото общество и появата на нова форма на движение на материята - социалната. Това създава впечатлението, че птиците са предшествали бозайниците. Всъщност и двата класа са възникнали независимо от широко разделени групи влечуги, първо бозайници, а след това и птици.
Влечуги, отделени от земноводни през карбона (карбон). Тези примитивни влечуги, които все още са запазили някои признаци на земноводни, са обединени в група котилозаври. Още в края на карбона и в пермя котилозаврите пораждат различни групи влечуги. Едно от тях са животински зъби влечуги - Theromorpha, или синапсида, - предшественици на бозайници - появяват се в горния карбон и стават многобройни през перм - през триаса, първите животни се отделят от тях. В пермския период диапсидните влечуги се отделят от котилозаврите, които през триаса дават началото на клон на архозаври - архозаврия. Примитивни архозаври - псевдозухия - псевдосухия, или Thecodontia, - още през триаса те дават началото на крокодили, различни динозаври и летящи гущери. Птици, отделени от някои малки псевдосухии.
Конкуренцията и прякото преследване от многобройни и екологично много разнообразни влечуги принудиха примитивните птици и бозайници да населят най-неблагоприятните, неразвити или малко места за влечуги. Тези обстоятелства изискват разработването на нови устройства за получаване на храна, бягство от врагове, за изпитване на неблагоприятни физични и химични ефекти. Очевидно при тези условия най-добрата адаптация, освен пренареждане в органите на движение, храносмилане и други, е придобиването на по-гъвкаво поведение, основано на усложнението на централната нервна система и сетивните органи. Активирането на поведението, освен трансформациите в нервната система, изискваше укрепване на всички физиологични функции, което се осигуряваше от морфологични пренареждания.
Следователно и в двата класа възникнаха подобни, но независимо разработени адаптации, които издигнаха жизнената активност на птиците и бозайниците на по-високо ниво в сравнение с други гръбначни животни. Това създава почти равни възможности и за двата класа, които в момента доминират в животинската популация на сушата и отчасти във водата. Затова съвременната (кайнозойска) ера от историята на Земята често се нарича ерата на бозайниците и птиците. Тази позиция в съвременната фауна им осигурява сложен набор от адаптации, в които могат да се разграничат:
а) механизми, които поддържат стабилна телесна температура при променлива температура на външната среда (хомеотермия или топлокръвност)-
б) подобряване на нервната система, сетивните органи и усложняване на поведението-
в) разширяване на връзките между индивидите и на тази основа формиране на сложни форми на вътрешновидова организация, което повишава конкурентоспособността на вида в борбата за съществуване.
Хомойотермията (или топлокръвността) на птиците и бозайниците има подобна морфофизиологична основа - повишаване на нивото на метаболизма чрез засилване на храносмилането, дишането, кръвообращението, отделянето, наличието на топлоизолационни покрития - и се постига чрез регулиране на образуването на топлина (топлопроизводство на тялото), разпределението й в тялото и връщане към външната сряда.
Освобождаването на топлинна енергия (производство на топлина) се случва по време на всички окислителни процеси; производството на топлина се увеличава по време на смилането на храната (т.нар. специфично динамично действие на храната) и мускулната работа. Тези механизми за генериране на топлина функционират при всички животни, включително при безгръбначните. При бързо плуващите риби, като риба тон, телесната температура може да се повиши до 35-37 ° C и да остане на това ниво по време на движение. Активните влечуги също имат висока и относително постоянна температура. Въпреки това, в общия топлинен баланс на тези животни, преобладаващата стойност на външната температура остава. Следователно безгръбначните и гръбначните, с изключение на птиците и бозайниците, се класифицират като екзотермични (t. д. получаване на значителна част от топлината от външната среда). Те нямат ефективни механизми за стабилна терморегулация.
Птиците и бозайниците са ендотермични: определено ниво на телесна температура се осигурява главно поради вътрешни физиологични и биохимични процеси. Представителите на двата класа имат добре развита химическа терморегулация: рефлекторно, под въздействието на топлинния център на диенцефалона, интензитетът на редокс процесите се променя и по този начин количеството произведена топлина. По-голямата част от енергията на окисление се натрупва в аденозин трифосфорната киселина, която осигурява работата на мускулите; когато се разпадне, се отделя топлина. При силно охлаждане обаче такъв фосфорилиращ тип окисление не осигурява отделянето на достатъчно количество топлина. След това се включва свободният или директен тип тъканно дишане (без участието на аденозин-фосфорни киселини), при което по-голямата част от освободената енергия се освобождава под формата на топлина. С изчерпването на енергийните резерви (мазнини, въглехидрати) и невъзможността за попълването им, производството на топлина намалява и топлокръвният организъм умира - докато смъртта не настъпва от хипотермия, както обикновено се смята, а от изтощение.
С намаляване на телесната маса относителната му повърхност се увеличава, увеличавайки загубата на топлина. Следователно, при подобни условия, малките птици и бозайници трябва да изразходват относително повече енергия за поддържане на телесната температура, отколкото големите видове. Това "правило на повърхността" общоприложим за всички хомойотермни животни. Следователно по-малките видове консумират относително повече храна и кислород от по-големите.Трябва обаче да се има предвид, че в допълнение към размера, много други морфоекологични характеристики на този вид влияят върху интензивността на топлопроизводството, необходимо за поддържане на телесната температура на определено ниво: форма на тялото, състояние на топлоизолационните покрития, мобилност, хранителна специализация и наличие на фуражи, тяхната калоричност, дневен и сезонен ритъм на дейност, природа и микроклимат на предпочитаните местообитания и др. П.
Физическата терморегулация играе важна роля в регулирането на топлинните загуби. Чрез промяна на позицията на косъма (пера) животното увеличава или намалява дебелината на въздушния слой и съответно загубата на топлина. Повишаване на топлоизолационните свойства на завивките през зимата се осигурява от есенното линеене, по време на което се поставя по-дълга и по-дебела косъм (пера) покривка. При арктическите лисици повишава топлоизолацията до такава степен, че позволява да не се увеличава консумацията на кислород дори през зимата (фиг. 31), т. д. да се задоволи със същото количество храна. Промените в лумена на периферните кръвоносни съдове и скоростта на кръвния поток също променят преноса на топлина. Загубата на топлина намалява с увеличаване на мастните отлагания в слоя на съединителната тъкан на кожата (особено характерно за водните животни). Увеличеното дишане и увеличаването на изпарението от повърхността на дихателните пътища допринасят за отделянето на излишната топлина и предотвратява прегряването; при бозайниците служат и потните жлези. Поведението играе важна роля в терморегулацията: използването на различни убежища, нощуване под снега и много други. Сезонните миграции и миграции, характерни за редица птици и бозайници, им позволяват да останат в райони, благоприятни за метеорологични условия и хранителни запаси през цялата година.Терморегулацията на птиците и бозайниците се формира в хода на индивидуалното развитие (онтогенезата). При някои видове ефективната химична терморегулация се установява още в първите дни след раждането (люпенето), при други много по-късно и малките се оказват пойкилотермни за известно време. Изграждането на гнезда, дупки и други укрития и отоплението от родителите създават благоприятен за растеж и развитие микроклимат.
Топлокръвността се осигурява от високо ниво на метаболизъм: при ниски температури метаболизмът на птиците и бозайниците е десет пъти по-висок от този на пойкилотермните гръбначни животни. устойчивост "вътрешен климат" - необходимо условие за безпроблемната работа на всички системи на тялото, включително централната нервна система и сетивните органи. Това от своя страна обогатява възприемането на външната среда и осигурява по-фина и гъвкава адаптация към нея чрез промяна на поведението. Укрепването и усложняването на поведението и разнообразието от взаимоотношения между индивидите подобриха структурата на популацията, направиха възможно по-бързо намиране на храна, избягване на хищници, а изграждането на гнезда, дупки, пътеки, язовири направи възможно активното адаптиране на околната среда към техните нужди .
Топлокръвността (хомеотермия), сложната висша нервна дейност, различните форми на грижа за потомството, разнообразната използвана храна и други характеристики са позволили на птиците и бозайниците да населят почти цялото земно кълбо, включително безводните пустини и най-тежките планински райони, образуват стабилни селища там и заемат доминираща позиция не само във всички сухоземни биоценози, но и в част от моретата. Това определи значението на двата класа в живота на биосферата и в глобалната циркулация на веществата.
Още веднъж трябва да се подчертае, че еволюцията на птиците и бозайниците протича паралелно, на различна морфофизиологична основа. Въпреки това, общата посока на еволюционните трансформации и естеството на постигнатите биологични резултати са до голяма степен сходни.
Литература: Наумов Н. П., Карташев Н. Х. Зоология на гръбначните животни. - Х. 2. - Влечуги, птици, бозайници: Учебник за биолог. специалист. ботуши с висока кожа. - М.: По-висок. училище, 1979г. - 272 с, илюстрация.
Обратно към списъка
Забележка: в имейл адреса символът "@" заменен с предлог "на" за защита от спам.
