Wenn Sie sich für so interessante Tiere wie Amphibien interessieren, dann schlage ich vor, dass Sie mit einem Geist in Reflexionen eintauchen wissenschaftliche Tatsachenüber ihre evolutionäre Entwicklung. Die Herkunft der Amphibien ist ein sehr interessantes und umfangreiches Thema. Also, ich schlage vor, Sie schauen in die ferne Vergangenheit unseres Planeten!

Herkunft der Amphibien

Es wird angenommen, dass die Voraussetzungen für die Entstehung und Entstehung von Amphibien vor etwa 385 Millionen Jahren (in der Mitte des Devonzeitalters) günstige klimatische Bedingungen (Wärme und Feuchtigkeit) sowie die Verfügbarkeit von ausreichend Nahrung in Form von bereits waren zahlreiche kleine wirbellose Tiere gebildet.

Außerdem wurde in dieser Zeit eine große Menge organischer Rückstände in die Stauseen gespült, durch deren Oxidation der im Wasser gelöste Sauerstoffgehalt abnahm, was zur Bildung von Veränderungen in den Atmungsorganen beitrug in alten Fischen und ihre Anpassung an die Atmung. atmosphärische Luft.

Ichthyostega

Somit ist der Ursprung der Amphibien, d.h. Der Übergang von aquatischen Wirbeltieren zu einer terrestrischen Lebensweise wurde begleitet vom Auftreten von Atmungsorganen, die angepasst sind, um atmosphärische Luft aufzunehmen, sowie von Organen, die die Bewegung auf einer festen Oberfläche erleichtern. Diese. Kiemenapparat wurde durch Lungen ersetzt, und die Flossen wurden durch fünffingrige stabile Gliedmaßen ersetzt, die als Stütze für den Körper an Land dienen.

Gleichzeitig gab es eine Veränderung in anderen Organen sowie ihren Systemen: dem Kreislaufsystem, dem Nervensystem und den Sinnesorganen. Die wichtigsten fortschreitenden evolutionären Veränderungen in der Struktur von Amphibien (Aromorphose) sind die folgenden: die Entwicklung der Lunge, die Bildung von zwei Blutkreisläufen, das Auftreten eines dreikammerigen Herzens, die Bildung von Gliedmaßen mit fünf Fingern und die Bildung des Mittelohrs. Auch bei einigen Gruppen moderner Fische sind Anfänge neuer Anpassungen zu beobachten.

alte Crossopteren

Bisher wurde in der wissenschaftlichen Welt umstritten, woher die Amphibien stammen. Einige glauben, dass Amphibien aus zwei Gruppen alter Lappenflossenfische stammen – Porolepiformes und Osteolepiformes, die meisten anderen argumentieren für osteolepiforme Lappenflossenfische, schließen aber nicht die Möglichkeit aus, dass sich mehrere eng verwandte phyletische Abstammungslinien von osteolepiformen Fischen entwickeln und entwickeln könnten parallel zu.

Muschelköpfige Amphibien - Stegocephals

Dieselben Wissenschaftler vermuten, dass die parallelen Linien später ausstarben. Einer der speziell entwickelten, d.h. mutierte Art des alten Lappenflossenfisches war Tiktaalik, der erwarb ganze LinieÜbergangsmerkmale, die ihn zu einer Zwischenart zwischen Fischen und Amphibien machten.

Ich möchte diese Merkmale auflisten: ein beweglicher, verkürzter Kopf, der von den vorderen Gliedmaßen getrennt ist und einem Krokodil ähnelt, Schulter- und Ellbogengelenke, eine modifizierte Flosse, die es ihm ermöglichte, sich über den Boden zu erheben und verschiedene feste Positionen einzunehmen, es ist möglich, dass das Gehen im flachen Wasser. Tiktaalik atmete durch die Nasenlöcher, und die Luft in die Lungen wurde vielleicht nicht vom Kiemenapparat, sondern von den Mundpumpen gepumpt. Einige dieser evolutionären Veränderungen sind auch charakteristisch für den alten Lappenflossenfisch Panderichthys.

alte Crossopteren

Herkunft der Amphibien: die ersten Amphibien

Es wird angenommen, dass die ersten Amphibien Ichthyostegidae (lat. Ichthyostegidae) am Ende der Devonzeit in Erscheinung traten frisches Wasser Oyomah. Sie bildeten Übergangsformen, d.h. etwas zwischen den alten Lappenflossenfischen und den bestehenden - modernen Amphibien. Die Haut dieser uralten Kreaturen war mit sehr kleinen Fischschuppen bedeckt, und zusammen mit fünffingrigen Gliedmaßen hatten sie einen gewöhnlichen Fischschwanz.

Von den Kiemendeckeln haben sie nur noch Rudimente übrig, von den Fischen haben sie jedoch das Cleithrum (ein Knochen, der zur Rückenregion gehört und den Schultergürtel mit dem Schädel verbindet) erhalten. Diese alten Amphibien konnten nicht nur im Süßwasser, sondern auch an Land leben, und einige von ihnen krochen nur gelegentlich an Land.

Ichthyostega

Wenn man den Ursprung der Amphibien diskutiert, kann man nicht umhin zu sagen, dass später, in der Karbonzeit, eine Reihe von Zweigen gebildet wurden, die aus zahlreichen Oberordnungen und Ordnungen von Amphibien bestanden. So war zum Beispiel die Überordnung Labyrinthodonts sehr vielfältig und existierte bis zum Ende der Trias.

In der Karbonzeit bildete sich ein neuer Zweig früher Amphibien, die Lepospondyli (lat. Lepospondyli), heraus. Diese alten Amphibien waren daran angepasst, ausschließlich im Wasser zu leben, und existierten bis etwa zur Mitte der Perm-Zeit, wodurch sie entstanden moderne Abteilungen Amphibien - Beinlos und mit Schwanz.

Ich möchte anmerken, dass alle Amphibien, genannt Stegocephalen (Muschelköpfige), die im Paläozoikum auftauchten, bereits in der Trias-Zeit ausgestorben sind. Es wird angenommen, dass ihre ersten Vorfahren waren Knochiger Fisch, die primitive Strukturmerkmale mit weiter entwickelten (modernen) kombinierte.

Stegozephalus

In Anbetracht der Herkunft der Amphibien möchte ich darauf hinweisen, dass vor allem die Panzerfische den Lappenflossenfischen nahe stehen, da sie eine Lungenatmung und ein Skelett hatten, das den Skeletten von Stegocephalen (Panzerköpfchen) ähnelte. geleitet).

Die Devonzeit, in der sich die Muscheln bildeten, war aller Wahrscheinlichkeit nach von jahreszeitlich bedingten Dürren geprägt, in denen viele Fische „schwere Zeiten“ durchlebten, da das Wasser sauerstoffarm war und die zahlreich überwucherte Wasservegetation ihn erschwerte damit sie sich im Wasser bewegen.

Stegozephalus

In einer solchen Situation Atmungsorgane Wasserlebewesen mussten sich verändern und zu Lungensäcken werden. Zu Beginn des Auftretens von Atemproblemen mussten alte Lappenflossenfische einfach an die Wasseroberfläche steigen, um die nächste Portion Sauerstoff zu erhalten, und später, unter den Bedingungen des Austrocknens von Stauseen, mussten sie sich anpassen und an Land gehen. Andernfalls starben Tiere, die sich nicht an neue Bedingungen anpassten, einfach.

Nur jene Wassertiere, die sich anpassen und anpassen konnten und deren Gliedmaßen so verändert wurden, dass sie sich an Land fortbewegen konnten, konnten diese extremen Bedingungen überleben und sich schließlich in Amphibien verwandeln. Unter solch schwierigen Bedingungen konnten die ersten Amphibien, die neue, fortschrittlichere Gliedmaßen erhalten hatten, über Land von einem ausgetrockneten Reservoir zu einem anderen Reservoir ziehen, in dem noch Wasser gespeichert war.

Labyrinthodonten

Gleichzeitig konnten sich jene Tiere, die mit schweren Knochenschuppen (Schuppenpanzer) bedeckt waren, an Land kaum fortbewegen und deren Hautatmung entsprechend erschwert war, waren gezwungen, den Knochenpanzer an ihrer Körperoberfläche abzubauen (nachzubilden).

Bei einigen Gruppen antiker Amphibien blieb es nur am Bauch erhalten. Ich muss sagen, dass es dem Muschelkopf (stegozephal) gelang, nur bis zum Anfang zu überleben Mesozoikum. Alles modern, d.h. Die heutigen Ordnungen der Amphibien wurden erst am Ende des Mesozoikums gebildet.

Mit diesem Hinweis beenden wir unsere Geschichte über die Herkunft der Amphibien. Ich hoffe, dass Ihnen dieser Artikel gefallen hat, und Sie werden wieder auf die Seiten der Website zurückkehren, um in die wunderbare Welt der Tierwelt einzutauchen.

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• Einführung
• 6. Auftreten des Amnions
• 9. Lebendgeburt
• Fazit

Einführung

Der Übergang der Wirbeltiere vom Wasser ans Land war ein großer Schritt in der Entwicklungsgeschichte der Tierwelt, und daher ist die Diskussion über die Herkunft der Amphibien von besonderem Interesse. Amphibien waren die ersten Wirbeltiere mit sezierten und fingertragenden Gliedmaßen, stellten auf Lungenatmung um und begannen damit die Entwicklung der terrestrischen Umwelt.

Das für die Devonzeit charakteristische aride Klima der kontinentalen Regionen stellte die Bewohner austrocknender Stauseen oder Stauseen mit sauerstoffarmem Wasser in die ungünstigsten Bedingungen. Unter solchen Bedingungen verblieb der entscheidende Vorteil bei den Fischen, die ihre Schwimmblase als Atmungsorgan nutzen und so eine vorübergehende Austrocknung ertragen und bis zu einer neuen Regenzeit überleben konnten, um wieder zum Fischlebensstil zurückzukehren.

Dies war der erste Schritt, um die aquatische Umwelt zu verlassen. Aber von der wirklichen Entwicklung der Bedingungen des irdischen Lebens war sie noch weit entfernt. Das Höchste, was Lungenfische dann erreichen konnten, war die Fähigkeit, die ungünstige Jahreszeit passiv zu überstehen und sich im Schlick zu verstecken.

Aber die Devonzeit wurde durch die Karbonzeit ersetzt. Schon sein Name spricht von einer riesigen Masse von Pflanzenresten, die in seichten Gewässern Kohleschichten bildeten. Und die prächtige Entwicklung baumartiger Sporenpflanzen und die Tatsache, dass diese Pflanzen nicht an der Oberfläche verwesten, sondern unter Wasser verkohlten – all dies zeugt von dem feuchtheißen Klima, das damals in weiten Teilen der Erde herrschte .

Das veränderte Klima schuf auch neue Bedingungen für die Nachkommen des devonischen Lungenfisches. Eine davon, die Fähigkeit, Luft zu atmen, erwies sich im Zusammenhang mit dem Leben in warmen, sumpfigen Stauseen mit verrottender Vegetation als praktisch (das sind ungefähr die gleichen Bedingungen, unter denen die Amazonas-Flocke jetzt lebt); andere, bei denen innere Veränderungen im Stoffwechselprozess materielle Wirkungen sind natürliche Auslese die Fähigkeit entwickelt, vorübergehend auf Wasser zu verzichten, konnten sie in der feuchten Atmosphäre der Kohlenwälder bereits ein aktiveres Leben führen - sich bewegen und ihre eigene Nahrung besorgen.

Die Entstehung von Wirbeltieren an Land erfolgte im späten Devon, etwa 50 Millionen Jahre nach den ersten Landbezwingern – den Psilophyten. Zu dieser Zeit wurde die Luft bereits von Insekten beherrscht, und die Nachkommen von Lappenflossenfischen begannen sich über die Erde auszubreiten. Das neue Transportmittel ermöglichte es ihnen, sich für einige Zeit vom Wasser zu entfernen. Dies führte zur Entstehung von Wirbeltieren mit einer neuen Lebensweise - Amphibien. Ihre ältesten Vertreter - Ichthyostegs - wurden in Grönland in devonischen Sedimentgesteinen gefunden. Die kurzen fünffingrigen Pfoten der Ichthyosteg, dank derer sie an Land kriechen konnten, sahen eher aus wie Flossen. Das Vorhandensein einer Schwanzflosse, eines mit Schuppen bedeckten Körpers, weist auf die aquatische Lebensweise dieser Tiere hin.

Die Blütezeit der alten Amphibien wird auf das Karbon datiert. In dieser Zeit waren Stegocephals (Muschelköpfe) weit verbreitet. Ihre Körperform ähnelte Molchen und Salamandern. Die Fortpflanzung von Stegocephaliern erfolgte wie bei modernen Amphibien mit Hilfe von Kaviar, den sie ins Wasser brachten. Im Wasser entwickelten sich Larven, die Kiemenatmung hatten. Aufgrund dieses Fortpflanzungsmerkmals sind Amphibien für immer mit ihrer Wiege - dem Wasser - verbunden geblieben. Sie lebten wie die ersten Landpflanzen nur im Küstenteil des Landes und konnten keine weit von Gewässern entfernten Binnenmassive erobern.

vertebrale Landluftatmung

1. Voraussetzungen für die Entstehung von Wirbeltieren an Land

Ein dichter „Strauch“ von Helophyten (man könnte es „Rhinophyten-Schilf“ nennen), der in amphibiotischen Küstenlandschaften auftaucht, beginnt als Filter zu wirken, der den Mantelabfluss reguliert: Er filtert (und präzipitiert) intensiv Detritmaterial, das vom Land getragen wird, und bildet sich dadurch eine stabile Küstenlinie. Ein Analogon dieses Prozesses kann die Bildung von "Alligatorenteichen" durch Krokodile sein: Tiere vertiefen und erweitern ständig die von ihnen bewohnten Sumpfreservoirs und werfen Erde an Land. Als Ergebnis ihrer langjährigen "Bewässerungstätigkeit" verwandelt sich der Sumpf in ein System sauberer tiefer Teiche, die durch breite bewaldete "Dämme" getrennt sind. So teilte die Gefäßvegetation im Devon die berüchtigten Amphibienlandschaften in „echtes Land“ und „echte Süßwasserreservoirs“ auf.

Gerade mit den neu entstandenen Süßwasserkörpern ist das Auftreten der ersten Tetrapoden (Vierbeiner) im späten Devon verbunden - eine Gruppe von Wirbeltieren mit zwei Gliedmaßenpaaren; es vereint in seiner Zusammensetzung Amphibien, Reptilien, Säugetiere und Vögel (vereinfacht gesagt sind Tetrapoden alle Wirbeltiere, außer Fische und fischähnliche). Es ist heute allgemein anerkannt, dass Tetrapoden von Fischen mit Lappenflossen (Rhipidistia) abstammen; diese Reliktgruppe hat nun den einzigen lebenden Vertreter, den Quastenflosser. Die einst populäre Hypothese über die Herkunft von Tetrapoden aus einer anderen Reliktgruppe von Fischen - Lungenfischen (Dipnoi) - hat heute praktisch keine Anhänger mehr.

Die devonische Zeit, in der Stegozephalien entstanden, war offenbar durch saisonale Dürren gekennzeichnet, in denen das Leben in vielen Süßwasserkörpern für Fische schwierig war. Die Erschöpfung des Wassers mit Sauerstoff und die Schwierigkeit, darin zu schwimmen, wurde durch eine üppige Vegetation erleichtert, die in der Karbonzeit in Sümpfen und an den Ufern von Stauseen wuchs. Pflanzen fielen ins Wasser. Unter diesen Bedingungen könnten Anpassungen der Fische an die zusätzliche Atmung mit Lungensäcken entstehen. An sich war die Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff noch keine Voraussetzung für die Landung. Unter diesen Bedingungen könnten Lappenflossenfische an die Oberfläche steigen und Luft schlucken. Aber mit einer starken Austrocknung der Stauseen wurde das Leben für Fische bereits unmöglich. Sie konnten sich nicht an Land bewegen und starben. Nur diejenigen der aquatischen Wirbeltiere, die neben der Fähigkeit zur Lungenatmung auch Gliedmaßen erwarben, die sich an Land fortbewegen konnten, konnten diese Bedingungen überleben. Sie krochen an Land und überquerten benachbarte Stauseen, in denen noch Wasser aufbewahrt wurde.

Gleichzeitig war die Bewegung an Land für Tiere, die mit einer dicken Schicht schwerer Knochenschuppen bedeckt waren, schwierig, und die knöcherne Schuppenschale am Körper bot nicht die Möglichkeit der Hautatmung, die für alle Amphibien so charakteristisch ist. Diese Umstände waren offenbar eine Voraussetzung für die Reduzierung des Knochenpanzers am größten Teil des Körpers. In getrennten Gruppen antiker Amphibien blieb es (ohne die Schädelschale) nur am Bauch erhalten.

2. Das Aussehen eines Gliedes mit fünf Fingern

Bei den meisten Fischen wird im Skelett paariger Flossen ein proximaler Abschnitt unterschieden, der aus einer kleinen Anzahl von Knorpel- oder Knochenplatten besteht, und ein distaler Abschnitt, der eine große Anzahl radial segmentierter Strahlen enthält. Die Flossen sind inaktiv mit dem Gliedergürtel verbunden. Sie können nicht als Stütze für den Körper dienen, wenn Sie sich auf dem Grund oder an Land bewegen. Bei Lappenflossenfischen hat das Skelett paariger Gliedmaßen eine andere Struktur. Gesamt Ihre Knochenelemente sind reduziert und sie haben mehr große Größen. Der proximale Abschnitt besteht nur aus einem großen Knochenelement, das dem Humerus oder Femur der Vorderbeine oder Hinterbeine entspricht. Darauf folgen zwei kleinere Knochen, homolog zu Ulna und Radius oder Tibia und Tibia. Sie werden von 7-12 radial angeordneten Trägern getragen. In Verbindung mit den Gliedmaßengurten in einer solchen Flosse können nur Homologe der Schulter-bzw Oberschenkelknochen Daher sind die Flossen von Lappenflossenfischen aktiv mobil (Abb. 1 A, B) und können nicht nur zur Änderung der Bewegungsrichtung im Wasser, sondern auch zur Fortbewegung auf festem Untergrund verwendet werden. Das Leben dieser Fische in flachen, austrocknenden Stauseen in der Devonzeit trug zur Auswahl von Formen mit besser entwickelten und beweglichen Gliedmaßen bei. Die ersten Vertreter der Tetrapoda - Stegocephalen - hatten Gliedmaßen mit sieben und fünf Fingern, die den Flossen von Lappenflossenfischen ähnelten (Abb. 1, B).

Reis. Abb. 1. Skelett des Gliedes eines Lappenflossenfisches (A), seine Basis (B) und das Skelett der Vorderpfote eines Stegocephalus (C): I-Humerus, 2-Ulna, 3-Radius.

Im Handgelenksskelett bleibt die korrekte radiale Anordnung der Knochenelemente in 3-4 Reihen erhalten, 7-5 Knochen befinden sich im Handgelenk und dann liegen auch die Phalangen von 7-5 Fingern radial. Bei modernen Amphibien beträgt die Anzahl der Finger in den Gliedmaßen fünf oder ihre Oligomerisierung zu vier tritt auf. Eine weitere fortschreitende Transformation der Gliedmaßen äußert sich in einer Zunahme des Beweglichkeitsgrades der Knochengelenke, in einer Abnahme der Anzahl der Knochen im Handgelenk, zuerst auf drei Reihen bei Amphibien und dann auf zwei bei Reptilien und Säugetieren. Parallel dazu nimmt auch die Anzahl der Phalangen der Finger ab. Charakteristisch ist auch die Verlängerung der proximalen Gliedmaßen und die Verkürzung der distalen.

Auch die Position der Gliedmaßen ändert sich im Laufe der Evolution. Wenn sich bei Fischen die Brustflossen auf Höhe des ersten Wirbels befinden und zur Seite gedreht sind, tritt bei Landwirbeltieren infolge der Komplikation der Orientierung im Raum ein Hals auf und es tritt eine Beweglichkeit des Kopfes auf, und bei Reptilien und insbesondere bei Säugetieren bewegen sich die Vorderbeine in Verbindung mit dem Anheben des Körpers über dem Boden nach hinten und sind eher vertikal als horizontal ausgerichtet. Gleiches gilt für die Hinterbeine. Die Vielfalt der Lebensraumbedingungen, die die terrestrische Lebensweise bietet, bietet eine Vielzahl von Bewegungsformen: Springen, Laufen, Krabbeln, Fliegen, Graben, Klettern auf Felsen und Bäume und bei der Rückkehr in die aquatische Umgebung Schwimmen. Daher findet man bei Landwirbeltieren sowohl eine nahezu unbegrenzte Vielfalt von Gliedmaßen als auch deren vollständige sekundäre Reduktion, und viele ähnliche Anpassungen von Gliedmaßen an verschiedene Umgebungen sind wiederholt konvergent entstanden (Abb. 2).

Im Prozess der Ontogenese bei den meisten terrestrischen Wirbeltieren Gemeinsamkeiten in der Entwicklung der Gliedmaßen: das Legen ihrer Rudimente in Form von schlecht differenzierten Falten, die Bildung von sechs oder sieben Fingerrudimenten in Hand und Fuß, deren äußerste bald reduziert werden und sich in Zukunft nur noch fünf entwickeln.

Reis. 2 Skelett des Vorderbeins von Landwirbeltieren. A-Frosch - B-Salamander; B-Krokodil; G-Fledermaus; D-Person: 1-Humerus, 2-Radius, 3-Carpus, 4-Pascarpus, 5-Phalangen, 6-Ulna

3. Reduktion von Hautschleimdrüsen und Auftreten von Hornformationen

Bei Amphibienlarven enthält die Epidermis auch eine große Anzahl von Drüsenzellen, aber bei erwachsenen Tieren verschwinden letztere und werden durch vielzellige Drüsen ersetzt.

Bei beinlosen Amphibien befinden sich in der vorderen Hälfte jedes Segments ihres ringförmigen Körpers neben Drüsen des üblichen Typs auch spezielle Riesenhautdrüsen.

Bei Reptilien ist die Haut frei von Drüsen. Ausnahmsweise haben sie nur separate große Drüsen, die tragen Spezialfunktionen. Krokodile haben also ein Paar Moschusdrüsen an den Seiten des Unterkiefers. Schildkröten haben ähnliche Drüsen an der Verbindungsstelle der Rücken- und Bauchschilde. Bei Eidechsen werden auch spezielle Oberschenkelporen beobachtet, die jedoch nur eine Masse verhornter Zellen in Form einer Papille aus sich herausdrücken und daher kaum Drüsen zugeordnet werden können (einige Autoren vergleichen diese Formationen mit Haaren).

Die von der Atmungsfunktion befreite Haut von Reptilien erfährt erhebliche Veränderungen, die darauf abzielen, den Körper vor dem Austrocknen zu schützen. Bei Reptilien gibt es keine Hautdrüsen, da die Notwendigkeit, die Haut zu benetzen, verschwunden ist. Die Verdunstung von Feuchtigkeit von der Körperoberfläche hat abgenommen, da der gesamte Körper dieser Tiere mit Hornschuppen bedeckt ist. Komplette Pause von aquatische Umgebung führt dazu, dass der osmotische Druck im Körper von Reptilien von der Umgebung unabhängig wird. Die Verhornung der Haut, die sie wasserundurchlässig macht, beseitigt die Gefahr von Änderungen des osmotischen Drucks auch dann, wenn die Reptilien zum zweiten Mal auf eine aquatische Lebensweise umsteigen. Da Wasser nur freiwillig zusammen mit der Nahrung in den Körper von Reptilien gelangt, verschwindet die osmoregulatorische Funktion der Nieren fast vollständig. Reptilien müssen nicht wie Amphibien das ständig anfallende überschüssige Wasser aus dem Körper entfernen. Im Gegenteil, sie müssen wie Landtiere sparsam mit dem Wasser im Körper umgehen. Rumpfnieren (Mesonephros) von Amphibien werden bei Reptilien durch Beckennieren (Metanephros) ersetzt.

Vögel haben auch keine Hautdrüsen, mit Ausnahme von nur einer paarigen Drüse, die eine besondere Funktion hat. Dies ist das Steißbein, das sich normalerweise mit zwei Löchern über den letzten Wirbeln öffnet. Es hat eine ziemlich komplexe Struktur, besteht aus zahlreichen Röhren, die radial zum Ausscheidungskanal zusammenlaufen, und gibt ein öliges Geheimnis frei, das dazu dient, die Federn zu schmieren.

Säugetiere grenzen an die Fülle von Hautdrüsen an Amphibien. In der Haut von Säugetieren gibt es mehrzellige Drüsen beider Haupttypen - röhrenförmig und alveolar. Zu den ersten gehören Schweißdrüsen, die wie eine lange Röhre aussehen, deren Ende oft zu einer Kugel gefaltet ist, und der Rest ist normalerweise in Form eines Korkenziehers gebogen. Bei einigen niederen Säugetieren sind diese Drüsen fast sackförmig.

4. Aussehen der Luftatmungsorgane

Die Ähnlichkeit der Lungen niederer Landwirbeltiere mit der Schwimmblase, für die Fische Forscher seit langem auf die Idee der Homologie dieser Formationen geführt haben. In dieser allgemeinen Form stößt diese weitverbreitete Meinung jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten. Die Schwimmblase der meisten Fische ist ein unpaariges Organ, das sich im Rückengekröse entwickelt. Sie wird mit darmarteriellem Blut versorgt und gibt teils venöses Blut an die Kardinalvene, teils an die Pfortader der Leber ab. Diese Tatsachen sprechen zweifellos gegen diese Theorie. Bei einigen Fischen wird jedoch eine paarige Schwimmblase beobachtet, die mit der Bauchwand der Speiseröhre und darüber hinaus weiter vorne kommuniziert. Dieses Organ wird, wie die Lunge von Landwirbeltieren, mit Blut aus dem vierten Paar Kiemenarterien versorgt und gibt es direkt an das Herz ab (bei Lungenfischen in den Sinus venosus und bei Polyptorus in den angrenzenden Teil der Lebervene). Es ist ganz klar, dass wir es hier mit lungenähnlichen Gebilden zu tun haben.

Somit kann die obige Hypothese über die Entstehung der Lunge mit gewissen Einschränkungen akzeptiert werden – die Lungen der Landwirbeltiere sind das Ergebnis einer weiteren Spezialisierung (als Atmungsorgan) der Lungenblase.

Ausgehend von der Tatsache, dass die Lunge bei Amphibien in Form von paarigen sackartigen Auswüchsen hinter dem letzten Kiemensackpaar gebildet wird, vermutete Goethe, dass die Lunge das Ergebnis der Umwandlung eines Kiemensackpaares sei. Diese Theorie kann der ersten näher gebracht werden, wenn wir davon ausgehen, dass die Schwimmblase den gleichen Ursprung hat. So glauben einige Autoren, dass sich die Schwimmblase von Fischen und die Lungen von Landwirbeltieren unabhängig (divergierend) aus dem letzten Paar Kiemensäcke entwickelt haben.

Gegenwärtig kann man davon ausgehen, dass Goethes Theorie über die Entstehung der Lunge den Tatsachen am ehesten entspricht. Was die Frage nach der Herkunft der Schwimmblase von Fischen betrifft, so können wir für die Paarblase von Vielflossenganoiden und Lungenfischen nur die gleiche Herkunft annehmen wie für die Lunge. In einem solchen Fall muss auch keine völlig eigenständige Entwicklung dieser Organe hingenommen werden. Die Lungen von Landwirbeltieren sind spezialisierte paarige Schwimmblasen. Letztere sind durch Transformation aus einem Paar Kiemensäcke entstanden.

5. Auftreten von Homoiothermie

Homöothermie ist eine grundlegend andere Art der Temperaturanpassung, die auf der Grundlage eines starken Anstiegs des Niveaus oxidativer Prozesse bei Vögeln und Säugetieren als Folge einer evolutionären Verbesserung des Kreislaufs, der Atmung und anderer Organsysteme entstand. Der Sauerstoffverbrauch pro 1 g Körpergewicht ist bei warmblütigen Tieren zehn- und hundertmal höher als bei poikilothermen Tieren.

Die Hauptunterschiede zwischen homoiothermischen Tieren und poikilothermischen Organismen:

1) ein starker Fluss interner, endogener Wärme;

2) die Entwicklung eines integralen Systems effizient funktionierender Thermoregulationsmechanismen und als Ergebnis 3) der konstante Ablauf aller physiologischen Prozesse im optimalen Temperaturregime.

Homöothermische halten ein konstantes Wärmegleichgewicht zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeübertragung und halten dementsprechend konstant hohe Temperatur Karosserie. Der Körper eines warmblütigen Tieres kann nicht vorübergehend "ausgesetzt" werden, wie es bei Poikilothermen während einer Hypobiose oder Kryptobiose der Fall ist.

Wärmespendende Tiere produzieren immer ein gewisses Minimum an Wärmeproduktion, die die Arbeit sicherstellt Kreislauf, Atmungsorgane, Ausscheidung und andere, auch in Ruhe. Dieses Minimum wird als Grundumsatz bezeichnet. Der Übergang zur Aktivität erhöht die Wärmeerzeugung und erfordert dementsprechend eine Erhöhung der Wärmeübertragung.

Warmblüter zeichnen sich durch chemische Thermoregulation aus - eine reflexartige Erhöhung der Wärmeproduktion als Reaktion auf eine Abnahme der Umgebungstemperatur. Die chemische Thermoregulation fehlt bei Poikilothermen vollständig, bei denen zusätzliche Wärme aufgrund der direkten motorischen Aktivität von Tieren erzeugt wird.

Im Gegensatz zur Poikilothermie, unter Kälteeinwirkung im Körper von Warmblütern oxidative Prozesse nicht schwächen, sondern zunehmen, besonders in der Skelettmuskulatur. Bei vielen Tieren wird zunächst ein Zittern beobachtet - eine unkoordinierte Muskelkontraktion, die zur Freisetzung von Wärmeenergie führt. Darüber hinaus geben die Muskelzellen und viele andere Gewebe auch ohne die Ausführung von Arbeitsfunktionen Wärme ab und geraten in einen Zustand eines speziellen thermoregulatorischen Tons. Mit einer weiteren Abnahme der Temperatur des Mediums nimmt die thermische Wirkung des thermoregulatorischen Tons zu.

Bei zusätzlicher Wärmeproduktion wird der Fettstoffwechsel besonders gefördert, da Neutralfette den Hauptlieferanten chemischer Energie enthalten. Daher sorgen die Fettreserven der Tiere für eine bessere Thermoregulation. Säugetiere haben sogar ein spezialisiertes braunes Fettgewebe, in dem alle freigesetzte chemische Energie in Form von Wärme, d.h. geht, um den Körper zu wärmen. Braunes Fettgewebe ist am stärksten bei Tieren entwickelt, die in kalten Klimazonen leben.

Das Aufrechterhalten der Temperatur aufgrund der Erhöhung der Wärmeproduktion erfordert einen großen Energieaufwand. Daher benötigen Tiere mit einer Erhöhung der chemischen Thermoregulation entweder eine große Menge an Nahrung oder verbrauchen viele zuvor angesammelte Fettreserven. Zum Beispiel hat die kleine Spitzmaus eine außergewöhnlich hohe Stoffwechselrate. Abwechselnd sehr kurze Perioden Schlaf und Aktivität, es ist zu jeder Tageszeit aktiv und nimmt pro Tag das 4-fache seines Eigengewichts an Nahrung zu sich. Die Herzfrequenz bei Spitzmäusen beträgt bis zu 1000 pro Minute. Auch Vögel, die überwintern, brauchen viel Nahrung: Sie haben weniger Angst vor Frost als vor Hunger. Bei einer guten Ernte von Fichten- und Kiefernsamen brüten Kreuzschnäbel also sogar im Winter Küken.

Der Stärkung der chemischen Thermoregulation sind daher durch die Möglichkeit der Nahrungsaufnahme Grenzen gesetzt. Bei Nahrungsmangel im Winter ist diese Art der Thermoregulation ökologisch ungünstig. Zum Beispiel ist es bei allen Tieren, die jenseits des Polarkreises leben, schlecht entwickelt: Polarfüchse, Walrosse, Robben, Eisbären, Rentiere usw. Für die Bewohner der Tropen ist die chemische Thermoregulation auch nicht sehr typisch, da sie dies praktisch nicht tun zusätzliche Wärmeerzeugung benötigen.

Innerhalb einer bestimmten Bandbreite Außentemperaturen Homoiothermic hält die Körpertemperatur aufrecht, ohne dafür zusätzliche Energie aufzuwenden, sondern nutzt effektive Mechanismen der physikalischen Thermoregulation, die es ermöglichen, die Wärme des Grundumsatzes besser zu speichern oder abzuführen. Dieser Temperaturbereich, in dem sich Tiere am wohlsten fühlen, wird als thermoneutrale Zone bezeichnet. Jenseits der unteren Schwelle dieser Zone beginnt die chemische Thermoregulation und jenseits der oberen Schwelle wird Energie für die Verdunstung aufgewendet.

Die physikalische Thermoregulation ist umweltschonend, da die Anpassung an Kälte nicht durch zusätzliche Wärmeproduktion, sondern durch deren Erhaltung im Körper des Tieres erfolgt. Darüber hinaus ist es möglich, sich vor Überhitzung zu schützen, indem die Wärmeübertragung an die äußere Umgebung verbessert wird.

Es gibt viele Möglichkeiten der physikalischen Thermoregulation. In der phylogenetischen Reihe der Säugetiere – von Insektenfressern über Fledermäuse, Nagetiere und Raubtiere – werden die Mechanismen der physikalischen Thermoregulation immer perfekter und vielfältiger. Dazu gehören eine reflektorische Verengung und Erweiterung der Blutgefäße der Haut, die ihre Wärmeleitfähigkeit verändert, eine Veränderung der wärmeisolierenden Eigenschaften von Fell- und Federbezügen, ein Gegenstrom-Wärmeaustausch durch Kontaktierung von Blutgefäßen während der Blutversorgung einzelner Organe und Regulierung der Verdunstungswärmeübertragung.

Das dichte Fell von Säugetieren, Federn und insbesondere die Daunendecke von Vögeln ermöglichen es, um den Körper herum eine Luftschicht mit einer Temperatur nahe der Körpertemperatur des Tieres zu halten und dadurch die Wärmeabstrahlung an die äußere Umgebung zu reduzieren. Die Wärmeübertragung wird durch die Neigung der Haare und Federn, den jahreszeitlichen Wechsel von Fell und Gefieder reguliert. Das außergewöhnlich warme Winterfell arktischer Säugetiere ermöglicht es ihnen, bei Kälte auf eine deutliche Stoffwechselsteigerung zu verzichten und den Nahrungsbedarf zu senken. Zum Beispiel Polarfüchse an der Küste des Nordens arktischer Ozean im Winter verbrauchen sie noch weniger Nahrung als im Sommer.

Bei Meeressäugern - Flossenfüßern und Walen - ist eine Schicht subkutanen Fettgewebes im ganzen Körper verteilt. Die Dicke des subkutanen Fetts bei einigen Robbenarten erreicht 7-9 cm und seine Gesamtmasse beträgt bis zu 40-50% des Körpergewichts. Die wärmeisolierende Wirkung eines solchen „Fettstrumpfes“ ist so hoch, dass der Schnee unter den auf dem Schnee liegenden Robben nicht über Stunden schmilzt, obwohl die Körpertemperatur des Tieres auf 38°C gehalten wird. Bei Tieren mit heißem Klima würde eine solche Verteilung der Fettreserven zum Tod durch Überhitzung führen, da überschüssige Wärme nicht abgeführt werden kann, sodass Fett lokal in ihnen gespeichert wird. separate Teile Körper, ohne die Wärmestrahlung von einer gemeinsamen Oberfläche zu stören (Kamele, Fettschwanzschafe, Zebu usw.).

Gegenstromwärmetauschersysteme, die dazu beitragen, eine konstante Temperatur der inneren Organe aufrechtzuerhalten, finden sich in den Pfoten und Schwänzen von Beuteltieren, Faultieren, Ameisenbären, Halbaffen, Flossenfüßern, Walen, Pinguinen, Kranichen usw. Gleichzeitig werden die Gefäße durch die erhitztes Blut Bewegungen aus der Körpermitte stehen in engem Kontakt mit den Wänden der Gefäße, die das gekühlte Blut von der Peripherie zur Mitte leiten und ihnen ihre Wärme geben.

Von nicht geringer Bedeutung für die Aufrechterhaltung des Temperaturgleichgewichts ist das Verhältnis der Körperoberfläche zu seinem Volumen, da der Umfang der Wärmeerzeugung letztlich von der Masse des Tieres abhängt und der Wärmeaustausch über seine Hüllen erfolgt.

6. Auftreten des Amnions

Alle Wirbeltiere werden in Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen ihre Embryonalentwicklung stattfindet, in primäre aquatische - Anamnia und primäre terrestrische - Amniota eingeteilt. Der Evolutionsprozess bei Tieren war mit der Entwicklung eines neuen Lebensraums - Land - verbunden. Dies zeigt sich sowohl bei Wirbellosen, wo die höchste Klasse der Arthropoden (Insekten) Bewohner der terrestrischen Umwelt wurde, als auch bei Wirbeltieren, wo das Land von höheren Wirbeltieren beherrscht wurde: Reptilien, Vögel und Säugetiere. Die Landung wurde von Anpassungsänderungen auf allen Organisationsebenen begleitet - von biochemisch bis morphologisch. Aus entwicklungsbiologischer Sicht drückten sich Anpassungen an eine neue Umgebung im Auftreten von Anpassungen aus, die die Lebensbedingungen ihrer Vorfahren für den sich entwickelnden Embryo erhalten, d.h. aquatische Umgebung. Dies gilt sowohl für die Sicherstellung der Entwicklung von Insekten als auch von höheren Wirbeltieren. In beiden Fällen wird das Ei, wenn die Entwicklung außerhalb des Körpers der Mutter stattfindet, in Schalen gekleidet, die Schutz und Erhaltung der Makrostruktur des halbflüssigen Inhalts des Eies an der Luft bieten. Um den Embryo selbst herum, der sich in den Eimembranen entwickelt, bildet sich ein System embryonaler Membranen - Amnion, Serosa, Allantois. Die embryonalen Membranen aller Amniota sind homolog und entwickeln sich ähnlich. Die Entwicklung bis zum Austritt aus dem Ei erfolgt in einer aquatischen Umgebung, die um den Embryo herum mit Hilfe der Amnionmembran konserviert wird, unter deren Namen die gesamte Gruppe der höheren Wirbeltiere Amniota genannt wird. Insekten haben auch ein funktionelles Analogon des Wirbeltieramnions. So finden Probleme in zwei so unterschiedlichen Tiergruppen eine gemeinsame Lösung, von denen jede in ihrem evolutionären Zweig als die höchste angesehen werden kann. Die Amnionmembran bildet um den Embryo herum eine Amnionhöhle, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, deren Salzzusammensetzung der des Zellplasmas nahe kommt. Bei Reptilien und Vögeln wird der über dem Dotter aufsteigende Embryo nach und nach vorne, an den Seiten und hinten von einer Doppelfalte bedeckt, die aus Ektoderm und Parietalmesoderm gebildet wird. Die Falten schließen sich über dem Embryo und wachsen in Schichten zusammen: das äußere Ektoderm mit dem äußeren Ektoderm, das darunter liegende Scheitelmesoderm mit dem Scheitelmesoderm der gegenüberliegenden Falte. Gleichzeitig wird der gesamte Embryo und sein Dottersack von oben durch das Ektoderm und das darunter liegende parietale Mesoderm bedeckt, die zusammen die äußere Hülle - Serosa - bilden. Das Ektoderm des inneren Teils der Falten, dem Embryo zugewandt, und das es bedeckende parietale Mesoderm schließen sich über dem Embryo und bilden die Amnionmembran, in deren Höhle es sich entwickelt. Später erscheint im Embryo im Bereich des Hinterdarms ein Auswuchs seiner Bauchwand (Entoderm mit viszeralem Mesoderm), der sich vergrößert und das Exocel zwischen Serosa, Amnion und Dottersack einnimmt.

Dieser Auswuchs ist die dritte Keimhaut, die Allantois genannt wird. Im viszeralen Mesoderm der Allantois entwickelt sich ein Netzwerk von Gefäßen, die sich zusammen mit den Gefäßen der serösen Membran den Unterschalenmembranen und der mit Poren ausgestatteten Schalenmembran des Eies nähern und für den Gasaustausch sorgen Embryo entwickeln.

Die Voranpassungen, die der Bildung der embryonalen Amniota-Membranen (ihr gemeinsamer "vielversprechender Standard") während der Evolution vorausgehen, können durch zwei Beispiele veranschaulicht werden.

1. Notobranchius (Notobranchius) und Aphiosemion (Aphiosemion) Fisch in Afrika und Cynolebias (Cynolebias) in Südamerika leben in trockenen Gewässern. Kaviar wird in Wasser gelegt und seine Entwicklung erfolgt während einer Dürre. Viele erwachsene Fische sterben während der Dürre, aber die gelegten Eier entwickeln sich weiter. Aus den Eiern schlüpfen in der Regenzeit Jungfische, die sofort aktiv fressen können. Die Fische wachsen schnell und legen im Alter von 2 - 3 Monaten bereits selbst Eier. Dabei befinden sich zunächst nur wenige Eier im Gelege, doch mit zunehmendem Alter und Wachstum nimmt die Größe der Gelege zu. Interessanterweise führte die Anpassung an die Fortpflanzung in periodisch austrocknenden Gewässern zu einer Abhängigkeit der Entwicklung von diesem Faktor: Ohne Vortrocknung verlieren die Eier ihre Entwicklungsfähigkeit. Für die Entwicklung des Goldstreifen-Afiosemion muss sein Kaviar also eine sechsmonatige Trocknung im Sand durchlaufen. In den Eiern dieser Fische verflüssigt sich das Eigelb unter dem Embryo und der Embryo beginnt darin zu versinken und zieht an der oberen Wand des Dottersacks entlang. Dadurch schließen sich Falten an den Außenwänden des Dottersacks um den Embryo und bilden eine Kammer, die Feuchtigkeit zurückhält und in der der Embryo Trockenheit erfährt. Dieses Beispiel zeigt, wie die embryonalen Membranen von Amniota entstehen könnten, und es scheint die Art und Weise der Bildung von Amnion und Serosa bei höheren Wirbeltieren nachzuahmen und vorwegzunehmen.

2. Der Embryo primitiver Reptilien, dessen Eier eiweißfrei sind, wächst im Entwicklungsprozess, trennt sich vom Eigelb und ruht auf der Schale. Unfähig, die Form der Schale zu verändern, sinkt der Embryo in den Eigelb, und das extraembryonale Ektoderm (nach aktuellen Daten war es das erste) schließt sich in doppelten Falten über dem sinkenden Embryo. Später wächst das parietale Mesoderm in die Falten ein.

Der Vergleich dieser beiden Beispiele legt nahe mögliches Schema evolutionärer Ursprung von zwei der drei Keimhäute - Serosa und Amnion.

Die Entstehung von Allantois wurde ursprünglich mit der Ausscheidung von Stickstoffstoffwechselprodukten in der Embryogenese höherer Wirbeltiere in Verbindung gebracht. Bei allen Amnioten erfüllt die Allantois eine gemeinsame Funktion - die Funktion einer Art embryonaler Blase. Im Zusammenhang mit der frühen Funktion der Niere des Embryos wird angenommen, dass Allantois als Folge der "vorzeitigen" Entwicklung der Blase entstanden ist. Die Blase ist auch bei erwachsenen Amphibien vorhanden, aber in ihren Embryos nicht merklich entwickelt (A. Romer, T. Parsons, 1992). Darüber hinaus erfüllt Allantois eine Atmungsfunktion. In Verbindung mit dem Chorion wirkt die vaskularisierte Chorioallantois als Atmungssystem, absorbiert Sauerstoff, der durch die Schale eintritt, und entfernt Kohlendioxid. Bei den meisten Säugetieren befindet sich Allantois auch unter dem Chorion, jedoch bereits als integraler Bestandteil der Plazenta. Hier versorgen die Allantoisgefäße den Fötus auch mit Sauerstoff und Nährstoffen und transportieren Kohlendioxid und Stoffwechselendprodukte in den Blutkreislauf der Mutter. In verschiedenen Handbüchern wird Allantois als Derivat des viszeralen Mesoderms und Ektoderms oder Endoderms bezeichnet. Die Diskrepanz erklärt sich aus der anatomischen Nähe zur Kloake, die laut G. J. Romeis das Hauptmerkmal von Wirbeltieren ist. Die Kloake selbst hat in der Embryogenese einen doppelten Ursprung. In den Embryonen aller Wirbeltiere wird es durch eine Erweiterung des hinteren Endes des endodermalen Hinterdarms gebildet. Bis zu relativ späten Entwicklungsstadien ist es durch eine Membran von der äußeren Umgebung abgegrenzt, außerhalb derer sich das Ektoderm (Proctodeum) - der Hinterdarm - einstülpt. Mit dem Verschwinden der Membran wird das Ektoderm in die Kloake eingebaut, und es wird schwierig zu unterscheiden, welcher Teil der Kloakenauskleidung vom Ektoderm und welcher Teil vom Endoderm stammt.

Bei allen Reptilien und Vögeln sind die Eier groß, polylecital, telolecital mit einer meroblastischen Art der Zerkleinerung. Eine große Menge Eigelb in den Eiern von Tieren dieser Klassen dient als Grundlage für die Verlängerung der Embryogenese. Ihre postembryonale Entwicklung ist direkt und wird nicht von einer Metamorphose begleitet.

7. Veränderungen im Nervensystem

Besonders bedeutsam wurde die Rolle des Nervensystems nach dem Aufkommen der Wirbeltiere an Land, was die ehemals primären Gewässer in eine äußerst schwierige Situation brachte. Sie passten sich perfekt an das Leben in der aquatischen Umgebung an, die wenig Ähnlichkeit mit den Bedingungen terrestrischer Lebensräume hatte. Der geringe Widerstand der Umgebung, die Zunahme des Körpergewichts und die gute Verteilung von Gerüchen, Geräuschen und elektromagnetischen Wellen in der Luft stellten neue Anforderungen an das Nervensystem. Das Gravitationsfeld stellte äußerst strenge Anforderungen an das System der somatischen Rezeptoren und an den Vestibularapparat. Wenn es unmöglich ist, ins Wasser zu fallen, sind solche Probleme auf der Erdoberfläche unvermeidlich. An der Grenze der Medien bildeten sich spezifische Bewegungsorgane, die Gliedmaßen, aus. Ein starker Anstieg der Anforderungen an die Koordination der Arbeit der Körpermuskulatur führte zu einer intensiven Entwicklung der sensomotorischen Teile der Wirbelsäule, des Hinterhirns und der Medulla oblongata. Das Einatmen der Luft, Veränderungen im Wasser-Salz-Haushalt und Verdauungsmechanismen führten zur Entwicklung spezifischer Systeme zur Steuerung dieser Funktionen aus dem Gehirn und dem peripheren Nervensystem.

Hauptsächlich strukturelle Ebenen Organisation des Nervensystems

Infolgedessen erhöht Gesamtgewicht peripheres Nervensystem aufgrund der Innervation der Gliedmaßen, der Bildung von Hautempfindlichkeit und Hirnnerven, Kontrolle über die Atmungsorgane. Außerdem vergrößerte sich das Kontrollzentrum des peripheren Nervensystems - das Rückenmark. Spezielle Wirbelsäulenverdickungen und spezialisierte Zentren zur Steuerung der Bewegungen der Gliedmaßen im hinteren und verlängertes Medulla. Bei großen Dinosauriern überstiegen diese Abschnitte die Größe des Gehirns. Wichtig ist auch, dass das Gehirn selbst größer geworden ist. Eine Zunahme seiner Größe wird durch eine Zunahme der Repräsentation von Analysatoren im Gehirn verursacht verschiedene Arten. Das sind zunächst motorische, sensomotorische, visuelle, auditive und olfaktorische Zentren. Weitere Entwicklung erhielt ein System von Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des Gehirns. Sie wurden zur Grundlage für einen schnellen Vergleich von Informationen, die von spezialisierten Analysatoren stammen. Parallel dazu entwickelten sich ein interner Rezeptorkomplex und ein komplexer Effektorapparat. Um die Steuerung des Rezeptors mi zu synchronisieren, komplexe Muskeln und innere Organe Im Laufe der Evolution entstanden auf der Grundlage verschiedener Teile des Gehirns assoziative Zentren.

Die Hauptzentren des Nervensystems von Wirbeltieren am Beispiel eines Frosches.

Wichtige evolutionäre Ereignisse, die zu einer Veränderung des Lebensraums führten, erforderten qualitative Veränderungen im Nervensystem.

Ausführliche Beschreibung der Abbildungen

Tiere verschiedene Gruppen die vergleichbaren Größen des Rückenmarks und des Gehirns unterscheiden sich stark. Bei einem Frosch (A) sind Gehirn und Rückenmark fast gleich groß, bei einer grünen Meerkatze (B) und einem Weißbüschelaffe (C) ist die Masse des Gehirns viel größer als die Masse des Rückenmarks und des Rückenmarks Die Schnur einer Schlange (D) ist in Größe und Masse um ein Vielfaches größer als das Gehirn.

Im Stoffwechsel des Gehirns lassen sich drei dynamische Prozesse unterscheiden: der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid, der Verbrauch organische Materie und Austausch von Lösungen. Der untere Teil der Abbildung zeigt den Verbrauchsanteil dieser Komponenten im Gehirn von Primaten: Die obere Linie befindet sich in einem passiven Zustand, die untere Linie bei harter Arbeit. Der Verbrauch wässriger Lösungen wird als die Zeit berechnet, die das gesamte Körperwasser benötigt, um das Gehirn zu passieren.

Die wichtigsten strukturellen Ebenen der Organisation des Nervensystems. Die einfachste Ebene ist eine einzelne Zelle, die Signale empfängt und erzeugt. Eine komplexere Option ist die Anhäufung von Körpern Nervenzellen- Ganglien. Die Bildung von Kernen oder geschichteten Zellstrukturen ist die höchste Ebene der zellulären Organisation des Nervensystems.

Die Hauptzentren des Nervensystems von Wirbeltieren am Beispiel eines Frosches. Das Gehirn ist rot gefärbt und das Rückenmark ist blau. Zusammen bilden sie das zentrale Nervensystem. Die peripheren Ganglien sind grün, die Kopfganglien orange und die Spinalganglien blau. Zwischen den Zentren findet ein ständiger Informationsaustausch statt. Verallgemeinerung und Vergleich von Informationen, Kontrolle von Effektororganen erfolgen im Gehirn.

Wichtige evolutionäre Ereignisse, die zu einer Veränderung des Lebensraums führten, erforderten qualitative Veränderungen im Nervensystem. Das erste Ereignis dieser Art war die Entstehung von Akkordaten, das zweite - die Entstehung von Wirbeltieren an Land, das dritte - die Bildung des assoziativen Teils des Gehirns bei archaischen Reptilien. Die Entstehung des Gehirns von Vögeln kann nicht als grundlegendes evolutionäres Ereignis angesehen werden, aber Säugetiere gingen viel weiter als Reptilien - das assoziative Zentrum begann, die Funktionen der Arbeitskontrolle zu übernehmen sensorische Systeme. Die Fähigkeit, Ereignisse vorherzusagen, ist für Säugetiere zu einem Werkzeug geworden, um den Planeten zu beherrschen. A-D - der Ursprung von Akkordaten in schlammigen seichten Gewässern; D-Z - Landung; Z, P - die Entstehung von Amphibien und Reptilien; K-N - die Bildung von Vögeln in der aquatischen Umwelt; P-T - das Auftreten von Säugetieren in den Baumkronen; I-O - Spezialisierung von Reptilien.

8. Veränderungen im Wasser-Salz-Stoffwechsel

Amphibien haben Rumpfnieren (mesonephrische Nieren) entwickelt. Dies sind längliche kompakte rotbraune Körper, die an den Seiten der Wirbelsäule im Bereich des Kreuzbeinwirbels liegen (Abb. 3). Von jeder Niere erstreckt sich der Harnleiter (Wolfskanal) und jeder mündet unabhängig in die Kloake. Eine Öffnung an der Unterseite der Kloake führt zur Blase, in die Urin eintritt und Wasser resorbiert und konzentrierter Urin aus dem Körper ausgeschieden wird. Die Aufnahme von Wasser, Zucker, Vitaminen, Natriumionen (Reabsorption oder Reabsorption) erfolgt auch in den Nierentubuli, ein Teil der Zerfallsprodukte wird über die Haut ausgeschieden. Amphibienembryos haben funktionierende Kopfnieren.

Reis. 3. Urogenitalsystem eines männlichen Frosches: 1 - Niere; 2 - Harnleiter (auch bekannt als Vas deferens); 3 - Hohlraum der Kloake; 4 - Urogenitalöffnung; 5 - Blase; 6 - Öffnung der Blase; 7 - Hoden; 8 - Samenleiter; 9 - Samenbläschen; 10 - Fettkörper; 11 - Nebenniere

Bei Vorderkante In jeder Niere liegen bei beiden Geschlechtern fingerförmige gelblich-orange Fettkörper, die während der Fortpflanzungszeit als Nährstoffreserve für die Geschlechtsdrüsen dienen. Ein schmaler, kaum wahrnehmbarer gelblicher Streifen erstreckt sich entlang der Oberfläche jeder Niere - der Nebenniere - Drüse innere Sekretion(Abb. 3).

Bei Reptilien haben die Nieren keine Verbindung zum Wolfsgang, sie haben ihre eigenen Harnleiter entwickelt, die mit der Kloake verbunden sind. Der Wolfskanal ist beim Weibchen verkleinert und übernimmt beim Männchen die Funktion des Samenleiters. Bei Reptilien ist die Gesamtfiltrationsfläche der Glomeruli kleiner und die Länge der Tubuli größer. Mit einer Abnahme der Fläche der Glomeruli nimmt die Intensität der Wasserfiltration aus dem Körper ab, und in den Tubuli wird der größte Teil des in den Glomeruli gefilterten Wassers wieder absorbiert. Somit wird ein Minimum an Wasser aus dem Reptilienkörper ausgeschieden. In der Blase wird zusätzlich noch Wasser aufgenommen, das nicht entfernt werden kann. Meeresschildkröten und einige andere Reptilien, die gezwungen sind, Salzwasser zum Trinken zu verwenden, haben spezielle Salzdrüsen, um überschüssiges Salz aus dem Körper zu entfernen. Bei Schildkröten befinden sie sich in der Augenhöhle. Meeresschildkröten „weinen wirklich bittere Tränen“ und befreien sich von überschüssigen Salzen. Meerechsen haben Salzdrüsen in Form sogenannter „Nasendrüsen“, die in die Nasenhöhle münden. Krokodile haben keine Blase und Salzdrüsen befinden sich in der Nähe ihrer Augen. Wenn ein Krokodil nach Beute greift, arbeiten die Muskeln des viszeralen Skeletts und die Tränendrüsen öffnen sich, daher gibt es einen Ausdruck "Krokodilstränen" - das Krokodil verschluckt das Opfer und "vergießt Tränen": So werden Salze aus dem Körper freigesetzt.

Reis. 4.1 Das Urogenitalsystem der weiblichen kaukasischen Agama: 1 - Niere; 2 - Blase; 3 - Harnöffnung; 4 - Eierstock; 5 - Eileiter; 6 - Trichter des Eileiters; 7 - sexuelle Öffnung; 8 - Hohlraum der Kloake; 9 - Rektum

Reis. 4.2 Das Urogenitalsystem der männlichen kaukasischen Agama: 1 - Niere; 2 - Blase; 3 - Hoden; 4 - Anhängsel des Hodens; 5 - Saatrohr; 6 - Urogenitalöffnung; 7 - Kopulationssack; 8 - Hohlraum der Kloake; 9 - Rektum

Die Entwicklung von Reptilien ist nicht mit der aquatischen Umwelt verbunden, die Hoden und Eierstöcke sind paarig und liegen in der Körperhöhle an den Seiten der Wirbelsäule (Abb. 4.1 - 4.2). Die Befruchtung der Eier erfolgt im Körper des Weibchens, die Entwicklung erfolgt im Ei. Die Sekrete der sekretorischen Drüsen des Eileiters bilden um das Ei (Eigelb) eine Proteinhülle, die bei Schlangen und Eidechsen unterentwickelt und bei Schildkröten und Krokodilen mächtig ist, dann werden die äußeren Hüllen gebildet. Während der Embryonalentwicklung werden embryonale Membranen gebildet - serös und Amnion, Allantois entwickelt sich. Eine relativ kleine Anzahl von Reptilienarten hat Ovoviviparität ( Gemeine Viper, vivipare Eidechse, Spindel usw.). Bei einigen Skinken und Schlangen ist eine echte Lebendgeburt bekannt: Sie bilden eine echte Plazenta. Parthenogenetische Fortpflanzung wird bei einer Reihe von Eidechsen angenommen. Ein Fall von Hermaphroditismus wurde in einer Schlangeninsel gefunden.

Die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten und die Regulierung des Wasserhaushaltes bei Vögeln erfolgen hauptsächlich über die Nieren. Bei Vögeln befinden sich metanephrische (Becken-)Nieren in den Aussparungen des Beckengürtels, die Harnleiter münden in die Kloake, es gibt keine Blase (eine der Anpassungen für den Flug). Harnsäure(das Endprodukt der Ausscheidung), das mit Kristallen leicht aus der Lösung fällt, bildet eine breiige Masse, die nicht in der Kloake verweilt und schnell abfällt. Die Nephrone der Vögel haben einen mittleren Abschnitt - die Henle-Schleife, in der Wasser resorbiert wird. Außerdem wird in der Kloake Wasser aufgenommen. Somit wird im Körper von Vögeln eine Osmoregulation durchgeführt. All dies ermöglicht es Ihnen, Fäulnisprodukte mit minimalem Wasserverlust aus dem Körper zu entfernen. Darüber hinaus haben die meisten Vögel Nasen- (Orbital-) Drüsen (insbesondere Seevögel Salzwassertrinker), die dazu dienen, überschüssige Salze aus dem Körper zu entfernen.

Der Wasser-Salz-Stoffwechsel bei Säugetieren erfolgt hauptsächlich über die Nieren und wird durch die Hormone der hinteren Hypophyse reguliert. Die Haut ist mit ihren Schweißdrüsen und dem Darm am Wasser-Salz-Stoffwechsel beteiligt. Metanephrische Nieren sind bohnenförmig und befinden sich an den Seiten der Wirbelsäule. Die Harnleiter münden in die Blase. Der Blasengang bei Männern mündet in das Kopulationsorgan und bei Frauen - am Vorabend der Vagina. Bei eierlegenden (Kloaken) münden Harnleiter in die Kloake. Die Reabsorption von Wasser- und Natriumionen erfolgt in der Henle-Schleife, die umgekehrte Absorption von für den Körper nützlichen Substanzen (Zucker, Vitamine, Aminosäuren, Salze, Wasser) erfolgt durch die Wände verschiedener Abschnitte der Nephrontubuli. Im Wasserhaushalt spielt auch das Rektum eine gewisse Rolle, dessen Wände Wasser aus dem Kot aufnehmen (typisch für Halbwüsten- und Wüstentiere). Einige Tiere (z. B. Kamele) sind in der Lage, während der Fresszeit in futterarmen und trockenen Zeiten aufgenommenes Fett zu speichern: Beim Fettabbau wird eine gewisse Menge Wasser gebildet.

9. Lebendgeburt

Lebendgeburt ist eine Art der Fortpflanzung von Nachkommen, bei der sich der Embryo im Körper der Mutter entwickelt und ein Individuum geboren wird, das bereits frei von Eihüllen ist. Einige lebendgebärende Hohltiere, Cladoceren, Mollusken, viele Spulwürmer, einige Stachelhäuter, Salpen, Fische (Haie, Rochen und auch Aquarienfische- Guppys, Schwertträger, Mollys usw.), einige Kröten, Würmer, Salamander, Schildkröten, Eidechsen, Schlangen, fast alle Säugetiere (einschließlich Menschen).

Bei Reptilien ist die Lebendgeburt ziemlich weit entwickelt. Es tritt nur in Formen mit weichen Eierschalen auf, wodurch die Eier die Möglichkeit des Wasseraustauschs mit der Umgebung behalten. Bei Schildkröten und Krokodilen, deren Eier eine entwickelte Proteinhülle und -schale haben, wird keine Lebendgeburt beobachtet. Der erste Schritt zur Lebendgeburt ist die Retention befruchteter Eier in den Eileitern, wo eine Teilentwicklung stattfindet. Bei einer schnellen Eidechse können Eier also 15 bis 20 Tage in den Eileitern verweilen. Es kann zu einer Verzögerung von 30 Tagen kommen gemeine Ringelnatter, sodass sich im gelegten Ei ein halbgebildeter Embryo befindet. Gleichzeitig als nördlich des Bezirks, daher kommt es in der Regel zu einer längeren Verweildauer der Eier in den Eileitern. Bei anderen Arten, wie lebend gebärenden Eidechsen, Spindeln, Kupferköpfen usw., werden die Eier in den Eileitern zurückgehalten, bis die Embryonen schlüpfen. Dieses Phänomen wird ovovivipar genannt, weil Entwicklung ist im Gange aufgrund von Reservenährstoffen im Ei und nicht aufgrund des Körpers der Mutter.

Als echte Lebendgeburt wird oft nur die Geburt von Personen in Plazenta angesehen.

Befruchtete Eier niederer Wirbeltiere werden in den Eileitern des Weibchens zurückgehalten, und der Embryo erhält alle notwendigen Nährstoffe aus den Eireserven. Im Gegensatz dazu kleine Eier Säugetiere haben vernachlässigbare Mengen an Nährstoffen. Die Befruchtung bei Säugetieren ist intern. Reife Eizellen gelangen in die paarigen Eileiter, wo sie befruchtet werden. Beide Eileiter münden in ein spezielles Organ des weiblichen Fortpflanzungssystems - die Gebärmutter. Die Gebärmutter ist ein muskulöser Beutel, dessen Wände sich stark dehnen können. Die befruchtete Eizelle haftet an der Gebärmutterwand, wo sich der Fötus entwickelt. An der Stelle, an der das Ei an der Gebärmutterwand haftet, entwickelt sich eine Plazenta oder ein Kinderort. Der Fötus ist durch die Nabelschnur mit der Plazenta verbunden, in der seine Blutgefäße verlaufen. In der Plazenta gelangen durch die Wände von Blutgefäßen aus dem Blut der Mutter Nährstoffe und Sauerstoff in das Blut des Fötus, Kohlendioxid und andere für den Fötus schädliche Abfallprodukte werden entfernt. Bei höheren Tieren löst sich die Plazenta im Moment der Geburt von der Gebärmutterwand und wird in Form einer Nachgeburt nach außen geschoben.

Die Position des Fötus in der Gebärmutter

Merkmale der Fortpflanzung und Entwicklung von Säugetieren ermöglichen es uns, sie in drei Gruppen zu unterteilen:

ovipar

Beuteltiere

Plazenta

eierlegende Tiere

Zu den Oviparen gehören das Schnabeltier und der Echidna, die in Australien leben. In der Körperstruktur dieser Tiere sind viele für Reptilien charakteristische Merkmale erhalten geblieben: Sie legen Eier, und ihre Eileiter öffnen sich wie die Harnleiter und der Darmkanal in die Kloake. Ihre Eier sind groß und enthalten eine beträchtliche Menge an nahrhaftem Eigelb. Im Eileiter ist das Ei mit einer weiteren Eiweißschicht und einer dünnen pergamentförmigen Hülle bedeckt. Beim Echidna bildet die Haut auf der Bauchseite während der Eiablage (bis zu 2 cm lang) einen Brutbeutel, in dem sich die Milchdrüsengänge öffnen, ohne Brustwarzen zu bilden. In diesen Beutel wird ein Ei gelegt und ausgebrütet

Beuteltiere

Bei Beuteltieren entwickelt sich der Embryo zunächst in der Gebärmutter, aber die Verbindung zwischen Embryo und Gebärmutter ist unzureichend, da keine Plazenta vorhanden ist. Infolgedessen werden die Babys unterentwickelt und sehr klein geboren. Nach der Geburt werden sie in einem speziellen Beutel auf dem Bauch der Mutter platziert, wo sich die Brustwarzen befinden. Die Jungen sind so schwach, dass sie zunächst nicht in der Lage sind, selbst Milch zu saugen, und sie wird ihnen regelmäßig unter der Wirkung der Muskeln der Milchdrüsen in den Mund injiziert. Die Jungen bleiben im Beutel, bis sie in der Lage sind, selbstständig zu fressen und sich fortzubewegen. Beuteltiere sind Tiere, die eine Vielzahl von Anpassungen an die Lebensbedingungen haben. Zum Beispiel, Australisches Känguru bewegt sich in Sprüngen und hat dafür stark verlängerte Hinterbeine; andere sind an das Klettern auf Bäume angepasst - der Koalabär. Zu den Beuteltieren gehören auch der Beutelwolf, Beutelameisenbären und andere.

Diese beiden Tiergruppen werden als niedere Säugetiere klassifiziert, und Taxonomen unterscheiden zwei Unterklassen: die Unterklasse der Oviparen und die Unterklasse der Beuteltiere.

plazentare Tiere

Die am besten organisierten Säugetiere gehören zur Unterklasse der Plazentatiere oder echten Tiere. Ihre Entwicklung findet vollständig in der Gebärmutter statt, und die Hülle des Embryos verschmilzt mit den Wänden der Gebärmutter, was zur Bildung der Plazenta führt, daher der Name der Unterklasse - Plazenta. Diese Methode der Entwicklung des Embryos ist die vollkommenste.

Es sollte beachtet werden, dass Säugetiere eine gut entwickelte Fürsorge für Nachkommen haben. Frauen füttern ihre Jungen mit Milch, wärmen sie mit ihrem Körper, schützen sie vor Feinden, bringen ihnen bei, nach Nahrung zu suchen usw.

Fazit

Die Entstehung von Wirbeltieren an Land wird wie jede größere Erweiterung der Anpassungszone von einer Transformation hauptsächlich von vier morphofunktionellen Systemen begleitet: Fortbewegung, Orientierung (Sinnesorgane), Ernährung und Atmung. Transformationen des Bewegungsapparates waren mit der Notwendigkeit verbunden, sich unter der Bedingung einer erhöhten Schwerkraftwirkung in der Luft entlang des Substrats zu bewegen. Diese Transformationen äußerten sich vor allem in der Bildung von Laufgliedern, der Stärkung der Gliedmaßengurte, der Verringerung der Verbindung zwischen Schultergürtel und Schädel, aber auch in der Stärkung der Wirbelsäule. Transformationen des Nahrungserfassungssystems äußerten sich in der Bildung des Autostils des Schädels, der Entwicklung der Kopfbeweglichkeit (die durch posttemporale Reduktion erleichtert wurde) und auch in der Entwicklung einer beweglichen Zunge, die den Transport von Nahrung im Inneren gewährleistet Mundhöhle. Die komplexesten Umstellungen waren mit der Anpassung an die Atemluft verbunden: die Bildung der Lunge, des Lungenkreislaufs und des Dreikammerherzens. Von den weniger bedeutenden Änderungen in diesem System sind die Reduzierung der Kiemenschlitze und die Trennung des Verdauungs- und Atmungstrakts - die Entwicklung der Choanen und des Kehlkopfschlitzes - zu beachten.

Die ganze Palette der Anpassungen, die mit der Verwendung von Luft zum Atmen verbunden sind, hat sich bei den Lappenflossenfischen (und ihren Vorfahren) im Wasser entwickelt (Schmalhausen, 1964). Das Ausatmen von Wasser führte nur zur Reduktion der Kiemen und des Augenapparates. Diese Reduktion war mit der Freisetzung des Hyomandibulare und seiner Umwandlung in Steigbügel verbunden - mit der Entwicklung des Orientierungssystems und dem Aufkommen der Zungenbeweglichkeit. Die Transformation des Orientierungssystems äußerte sich in der Bildung des Mittelohrs, der Reduktion des seismosensorischen Systems und in der Anpassung von Sehen und Riechen an das Funktionieren außerhalb des Wassers.

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Um diese Frage zu klären, musste viel Arbeit auf der Suche nach fossilen Spuren ausgestorbener Lebewesen geleistet werden. Früher wurde der Übergang von Tieren an Land wie folgt erklärt: Im Wasser, so heißt es, gibt es viele Feinde, und so begannen die Fische, die ihnen entkamen, von Zeit zu Zeit an Land zu kriechen und allmählich die notwendigen Anpassungen zu entwickeln und sich in andere, fortgeschrittenere Formen von Organismen zu verwandeln.
Diese Erklärung kann nicht akzeptiert werden. Immerhin gibt es auch jetzt noch so erstaunliche Fische, die von Zeit zu Zeit ans Ufer kriechen und dann wieder ins Meer zurückkehren (Abb. 21). Aber sie werfen überhaupt kein Wasser, um sie vor Feinden zu retten. Erinnern wir uns auch an Frösche - Amphibien, die an Land lebend ins Wasser zurückkehren, um Nachkommen zu zeugen, wo sie laichen und wo sich junge Frösche - Kaulquappen - entwickeln. Hinzu kommt, dass die ältesten Amphibien keineswegs wehrlose, unter Feinden leidende Kreaturen waren. Sie waren in dicke, harte Rüstungen gekleidet und jagten andere Tiere wie grausame Raubtiere; es ist unglaublich, dass sie oder andere wie sie durch die Gefahr von Feinden aus dem Wasser getrieben werden sollten.
Es wurde auch die Meinung geäußert, dass Wassertiere, die das Meer überschwemmten, als wären sie im Meerwasser erstickt, das Bedürfnis nach frischer Luft verspürten und von dem unerschöpflichen Sauerstoffvorrat in der Atmosphäre angezogen wurden. War es wirklich so? Denken wir an fliegende Seefische. Sie schwimmen entweder nahe der Meeresoberfläche oder steigen mit einem starken Platschen aus dem Wasser und rasen in die Luft. Es scheint, dass es für sie am einfachsten ist, die Luft der Atmosphäre zu nutzen. Aber sie nutzen es einfach nicht. Sie atmen mit Kiemen, also an das Leben im Wasser angepassten Atmungsorganen, und sind damit recht zufrieden.
Aber unter Süßwasser gibt es solche, die spezielle Anpassungen für die Luftatmung haben. Sie sind gezwungen, sie einzusetzen, wenn das Wasser in einem Fluss oder See trüb, verstopft und sauerstoffarm wird. Wenn verstopft Meerwasser Einige Schlammströme fließen ins Meer, dann schwimmen Seefische an einen anderen Ort. Meeresfisch und benötigen keine speziellen Geräte zur Luftatmung. Süßwasserfische befinden sich in einer anderen Position, wenn das Wasser um sie herum trüb wird und verrottet. Es lohnt sich, einige tropische Flüsse zu beobachten, um zu verstehen, was passiert.

Statt unserer vier Jahreszeiten wird in den Tropen eine heiße und trockene Jahreshälfte durch eine regnerische und feuchte ersetzt. Bei stürmischen Regenfällen und häufigen Gewittern treten die Flüsse weit über die Ufer, das Wasser steigt hoch und ist mit Luftsauerstoff gesättigt. Aber hier ändert sich das Bild dramatisch. Der Regen hört auf zu schütten. Die Gewässer sinken. Die sengende Sonne trocknet die Flüsse aus. Schließlich gibt es statt fließendem Wasser Seenketten und Sümpfe, in denen stehendes Wasser von Tieren überschwemmt wird. Sie sterben in Scharen, die Leichen zersetzen sich schnell, und die Verrottung verbraucht Sauerstoff, so dass er in diesen Reservoirs voller Organismen immer weniger wird. Wer kann in einer so drastischen Veränderung der Lebensbedingungen überleben? Natürlich nur einer, der die entsprechenden Anpassungen hat: Er kann entweder überwintern, sich während der gesamten Trockenzeit im Schlick eingraben, auf Luftsauerstoff atmen oder schließlich beides. Alle anderen sind der Vernichtung geweiht.
Fische haben zwei Arten von Geräten zum Atmen von Luft: Entweder haben ihre Kiemen schwammige Auswüchse, die Feuchtigkeit speichern, und infolgedessen dringt Luftsauerstoff leicht in die Blutgefäße ein, die sie waschen; oder sie haben eine modifizierte Schwimmblase, die dazu dient, den Fisch auf einer bestimmten Tiefe zu halten, gleichzeitig aber auch die Rolle eines Atmungsorgans spielen kann.

Die erste Anpassung findet sich bei einigen Knochenfischen, also solchen, die kein knorpeliges, sondern ein vollständig verknöchertes Skelett mehr haben. Ihre Schwimmblase ist nicht an der Atmung beteiligt. Einer dieser Fische - "Kriechender Barsch" - lebt in tropischen Ländern und jetzt. Wie einige andere Knochenfische hat er die Fähigkeit, das Wasser zu verlassen und mit seinen Flossen am Ufer entlang zu kriechen (oder zu springen); manchmal klettert er sogar auf Bäume auf der Suche nach Schnecken oder Würmern, von denen er sich ernährt. So erstaunlich die Gewohnheiten dieser Fische auch sind, sie können uns nicht den Ursprung der Veränderungen erklären, die es Wassertieren ermöglichten, Bewohner des Landes zu werden. Sie atmen mit Hilfe spezieller Geräte im Kiemenapparat.
Wenden wir uns zwei sehr alten Fischgruppen zu, die bereits in der ersten Hälfte des antiken Zeitalters der Erdgeschichte auf der Erde lebten. Es geht umüber Lappenflossen- und Lungenfische. Einer der wunderbaren Lappenflossenfische, Polypter genannt, lebt noch immer in den Flüssen. tropisches Afrika. Tagsüber versteckt sich dieser Fisch gerne in tiefen Löchern auf dem schlammigen Grund des Nils, nachts erwacht er auf der Suche nach Nahrung zum Leben. Sie greift sowohl Fische als auch Krebse an und verachtet Frösche nicht. Auf der Lauer liegend steht der Polypter auf dem Grund und stützt sich auf seine breiten Brustflossen. Manchmal kriecht er auf ihnen am Boden entlang wie auf Krücken. Aus dem Wasser gezogen, kann dieser Fisch drei bis vier Stunden leben, wenn er in nassem Gras gehalten wird. Gleichzeitig erfolgt ihre Atmung mit Hilfe einer Schwimmblase, in die der Fisch hin und wieder Luft holt. Diese Blase bei Lappenflossenfischen ist doppelt und entwickelt sich als Auswuchs der Speiseröhre von der ventralen Seite.

Wir kennen keinen Polypter im fossilen Zustand. Ein anderer Lappenflossenfisch, ein naher Verwandter des Polypters, lebte in sehr fernen Zeiten und atmete mit einer gut entwickelten Schwimmblase.
Lungenfische oder Lungenfische sind insofern bemerkenswert, als ihre Schwimmblase zu einem Atmungsorgan geworden ist und wie eine Lunge funktioniert. Von diesen haben bis heute nur drei Gattungen überlebt. Einer von ihnen – der Hornzahn – lebt in den langsam fließenden Flüssen Australiens. In der Stille der Sommernächte werden die Grunzgeräusche, die dieser Fisch macht, wenn er an die Wasseroberfläche schwimmt und Luft aus der Schwimmblase entlässt, weit getragen (Abb. 24). Aber normalerweise das grosser Fisch liegt bewegungslos auf dem Grund oder schwimmt langsam zwischen den Wasserdickichten, pflückt sie und sucht dort nach Krebstieren, Würmern, Mollusken und anderem Futter. Sie atmet auf zwei Arten: mit beiden Kiemen und einer Schwimmblase. Sowohl das als auch andere Körper arbeiten gleichzeitig. Wenn der Fluss im Sommer austrocknet und kleine Stauseen übrig bleiben, fühlt sich der Rohrkolben darin wohl, während der Rest der Fische massenhaft verendet, ihre Leichen verrotten und das Wasser verderben, ihm den Sauerstoff entziehen. Reisende in Australien haben diese Gemälde viele Male gesehen. Besonders interessant ist, dass sich solche Bilder zu Beginn des Karbonzeitalters extrem oft auf der Erdoberfläche entfalteten; Sie geben eine Vorstellung davon, wie durch das Aussterben einiger und den Sieg anderer ein großes Ereignis in der Geschichte des Lebens möglich wurde - die Entstehung aquatischer Wirbeltiere an Land.

Der moderne Hornzahn neigt nicht dazu, an Land zu ziehen, um dort zu leben. Er verbringt das ganze Jahr im Wasser. Forscher konnten bisher nicht beobachten, dass er für eine heiße Zeit Winterschlaf hält.
Sein entfernter Verwandter – Ceratodes oder fossiler Hornzahn – lebte in sehr ferner Zeit auf der Erde und war weit verbreitet. Seine Überreste wurden in Australien gefunden, Westeuropa, Indien, Afrika, Nordamerika.
Zwei andere Lungenfische unserer Zeit – Protopter und Lepidosiren – unterscheiden sich vom Hornzahn durch die Struktur ihrer zur Lunge gewordenen Schwimmblase. Sie haben nämlich einen doppelten, während der Hornzahn einen ungepaarten hat. Der Protopter ist in den Flüssen des tropischen Afrikas recht weit verbreitet. Oder besser gesagt, er lebt nicht in den Flüssen selbst, sondern in den Sümpfen, die sich neben dem Flussbett erstrecken. Er ernährt sich von Fröschen, Würmern, Insekten, Krebsen. Gelegentlich greifen die Protopter sich gegenseitig an. Ihre Flossen sind nicht zum Schwimmen geeignet, sondern dienen dazu, beim Krabbeln den Po zu stützen. Sie haben sogar so etwas wie ein Ellbogen- (und Knie-) Gelenk ungefähr in der Mitte der Länge der Flosse. Diese bemerkenswerte Eigenschaft zeigt sich bei Lungenfischen, noch bevor sie abreisen Wasserelement Anpassungen entwickelt werden konnten, die ihnen für das Leben an Land sehr nützlich waren.
Von Zeit zu Zeit steigt der Protopter an die Wasseroberfläche und saugt Luft in die Lunge. Doch dieser Fisch hat es in der Trockenzeit schwer. In den Sümpfen gibt es fast kein Wasser mehr, und der Protopter ist in einer speziellen Art von Loch etwa einen halben Meter tief im Schlick begraben; hier liegt er, umgeben von verhärtetem Schleim, der von seinen Hautdrüsen abgesondert wird. Dieser Schleim bildet eine Art Hülle um den Protopter und lässt ihn nicht vollständig austrocknen, wodurch die Haut feucht bleibt. Durch die gesamte Kruste verläuft ein Durchgang, der am Maul des Fisches endet und durch den er atmosphärische Luft atmet. Während dieser Winterruhe dient die Schwimmblase als einziges Atmungsorgan, da die Kiemen dann nicht arbeiten. Aufgrund dessen ist das Leben im Körper des Fisches zu dieser Zeit? Sie verliert viel Gewicht, verliert nicht nur ihr Fett, sondern auch einen Teil ihres Fleisches, so wie unsere Tiere aufgrund von angesammeltem Fett und Fleisch im Winterschlaf leben - ein Bär, ein Murmeltier. Die Trockenzeit in Afrika dauert gut sechs Monate: in der Heimat des Protopters - von August bis Dezember. Wenn der Regen kommt, erwacht das Leben in den Sümpfen wieder, die Hülle um den Protopter löst sich auf und er nimmt seine lebhafte Aktivität wieder auf und bereitet sich jetzt auf die Fortpflanzung vor.
Junge Protopter, die aus Eiern geschlüpft sind, sehen eher wie Salamander als wie Fische aus. Sie haben lange äußere Kiemen, wie die von Kaulquappen, und die Haut ist mit bunten Flecken bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt gibt es noch keine Schwimmblase. Es entwickelt sich, wenn die äußeren Kiemen abfallen, genau wie bei jungen Fröschen.
Der dritte Lungenfisch - Lepidosiren - lebt in Südamerika. Sie verbringt ihr Leben fast genauso wie ihre afrikanische Verwandte. Und ihre Nachkommen entwickeln sich sehr ähnlich.

Um diese Frage zu klären, musste viel Arbeit auf der Suche nach fossilen Spuren ausgestorbener Lebewesen geleistet werden.

Früher wurde der Übergang von Tieren an Land wie folgt erklärt: Im Wasser, so heißt es, gibt es viele Feinde, und so begannen die Fische, die ihnen entkamen, von Zeit zu Zeit an Land zu kriechen und allmählich die notwendigen Anpassungen zu entwickeln und sich in andere, fortgeschrittenere Formen von Organismen zu verwandeln.

Diese Erklärung kann nicht akzeptiert werden. Immerhin gibt es auch jetzt noch so erstaunliche Fische, die von Zeit zu Zeit an die Küste kriechen und dann ins Meer zurückkehren. Aber sie werfen überhaupt kein Wasser, um sie vor Feinden zu retten. Erinnern wir uns auch an Frösche - Amphibien, die an Land lebend ins Wasser zurückkehren, um Nachkommen zu zeugen, wo sie laichen und wo sich junge Frösche - Kaulquappen - entwickeln. Hinzu kommt, dass die ältesten Amphibien keineswegs wehrlose, unter Feinden leidende Kreaturen waren. Sie waren in einen dicken harten Panzer gekettet und jagten andere Tiere wie grausame Raubtiere; es ist unglaublich, dass sie oder andere wie sie durch die Gefahr von Feinden aus dem Wasser getrieben werden sollten.

Sie äußerten auch die Meinung, dass Wassertiere, die das Meer überschwemmten, als wären sie im Meerwasser erstickt, das Bedürfnis nach frischer Luft verspürten und von der unerschöpflichen Sauerstoffversorgung der Atmosphäre angezogen wurden. War es wirklich so? Denken wir an fliegende Seefische. Sie schwimmen entweder nahe der Meeresoberfläche oder steigen mit einem starken Platschen aus dem Wasser und rasen in die Luft. Es scheint, dass es für sie am einfachsten ist, die Luft der Atmosphäre zu nutzen. Aber sie nutzen es einfach nicht. Sie atmen mit Kiemen, also an das Leben im Wasser angepassten Atmungsorganen, und sind damit recht zufrieden.

Aber unter Süßwasser gibt es solche, die spezielle Anpassungen für die Luftatmung haben. Sie sind gezwungen, sie zu verwenden, wenn das Wasser im Fluss oder Benutzer trüb, verstopft und sauerstoffarm wird. Wenn das Meerwasser mit einigen Schlammströmen verstopft ist, die ins Meer fließen, schwimmen Seefische an einen anderen Ort. Meeresfische benötigen keine besonderen Anpassungen für die Luftatmung. Süßwasserfische befinden sich in einer anderen Position, wenn das Wasser um sie herum trüb wird und verrottet. Es lohnt sich, einige tropische Flüsse zu beobachten, um zu verstehen, was passiert.

Statt unserer vier Jahreszeiten wird in den Tropen eine heiße und trockene Jahreshälfte durch eine regnerische und feuchte ersetzt. Bei stürmischen Regenfällen und häufigen Gewittern treten die Flüsse weit über die Ufer, das Wasser steigt hoch und ist mit Luftsauerstoff gesättigt. Aber hier ändert sich das Bild dramatisch. Der Regen hört auf zu schütten. Die Gewässer sinken. Die sengende Sonne trocknet die Flüsse aus. Schließlich gibt es statt fließendem Wasser Seenketten und Sümpfe, in denen stehendes Wasser von Tieren überschwemmt wird. Sie sterben in Scharen, die Leichen zersetzen sich schnell, und die Verrottung verbraucht Sauerstoff, so dass er in diesen Reservoirs voller Organismen immer weniger wird. Wer kann in einer so drastischen Veränderung der Lebensbedingungen überleben? Natürlich nur einer, der die entsprechenden Anpassungen hat: Er kann entweder überwintern, sich während der gesamten Trockenzeit im Schlick eingraben, auf Luftsauerstoff atmen oder schließlich beides. Alle anderen sind der Vernichtung geweiht.

Fische haben zwei Arten von Geräten zum Atmen von Luft: Entweder haben ihre Kiemen schwammige Auswüchse, die Feuchtigkeit speichern, und infolgedessen dringt Luftsauerstoff leicht in die Blutgefäße ein, die sie waschen; oder sie haben eine modifizierte Schwimmblase, die dazu dient, den Fisch auf einer bestimmten Tiefe zu halten, gleichzeitig aber auch die Rolle eines Atmungsorgans spielen kann.

Die erste Anpassung findet sich bei einigen Knochenfischen, also solchen, die kein knorpeliges, sondern ein vollständig verknöchertes Skelett mehr haben. Ihre Schwimmblase ist nicht an der Atmung beteiligt. Einer dieser Fische - "Kriechender Barsch" - lebt in tropischen Ländern und jetzt. Wie einige

andere Knochenfische, hat er die Fähigkeit, das Wasser zu verlassen und mit seinen Flossen am Ufer entlang zu kriechen (oder zu springen); manchmal klettert er sogar auf Bäume auf der Suche nach Schnecken oder Würmern, von denen er sich ernährt. So erstaunlich die Gewohnheiten dieser Fische auch sind, sie können uns nicht den Ursprung der Veränderungen erklären, die es Wassertieren ermöglichten, Bewohner des Landes zu werden. Sie atmen mit Hilfe spezieller Geräte 9 Kiemenapparat.

Wenden wir uns zwei sehr alten Fischgruppen zu, die bereits in der ersten Hälfte des antiken Zeitalters der Erdgeschichte auf der Erde lebten. Dies sind Lappenflossen- und Lungenfische. Einer der wunderbaren Kreuzflossenfische, Polypter genannt, lebt noch immer in den Flüssen des tropischen Afrikas. Tagsüber versteckt sich dieser Fisch gerne in tiefen Löchern auf dem schlammigen Grund des Nils, nachts erwacht er auf der Suche nach Nahrung zum Leben. Sie greift sowohl Fische als auch Krebse an und verachtet Frösche nicht. Auf der Lauer liegend steht der Polypter auf dem Grund und stützt sich auf seine breiten Brustflossen. Manchmal kriecht er auf ihnen am Boden entlang wie auf Krücken. Aus dem Wasser gezogen, kann dieser Fisch drei bis vier Stunden leben, wenn er in nassem Gras gehalten wird. Gleichzeitig erfolgt ihre Atmung mit Hilfe einer Schwimmblase, in die der Fisch hin und wieder Luft holt. Diese Blase bei Lappenflossenfischen ist doppelt und entwickelt sich als Auswuchs der Speiseröhre von der ventralen Seite.

Wir kennen keinen Polypter im fossilen Zustand. Ein anderer Lappenflossenfisch, ein naher Verwandter des Polypters, lebte in sehr fernen Zeiten und atmete mit einer gut entwickelten Schwimmblase.

Lungenfische oder Lungenfische sind insofern bemerkenswert, als ihre Schwimmblase zu einem Atmungsorgan geworden ist und wie eine Lunge funktioniert. Von diesen haben bis heute nur drei Gattungen überlebt. Einer von ihnen – der Hornzahn – lebt in den langsam fließenden Flüssen Australiens. In der Stille der Sommernächte werden die Grunzgeräusche, die dieser Fisch macht, wenn er an die Wasseroberfläche schwimmt und Luft aus der Schwimmblase entlässt, weit getragen. Aber normalerweise liegt dieser große Fisch regungslos am Grund oder schwimmt langsam zwischen den Wasserdickichten, zupft sie und sucht dort nach Krebstieren, Würmern, Weichtieren und anderer Nahrung.

Sie atmet auf zwei Arten: mit beiden Kiemen und einer Schwimmblase. Sowohl das als auch andere Körper arbeiten gleichzeitig. Wenn der Fluss im Sommer austrocknet und kleine Stauseen übrig bleiben, fühlt sich der Rohrkolben darin wohl, während der Rest der Fische massenhaft verendet, ihre Leichen verrotten und das Wasser verderben, ihm den Sauerstoff entziehen. Reisende in Australien haben diese Gemälde viele Male gesehen. Besonders interessant ist, dass sich solche Bilder zu Beginn des Karbonzeitalters extrem oft auf der Erdoberfläche entfalteten; Sie geben eine Vorstellung davon, wie durch das Aussterben einiger und den Sieg anderer ein großes Ereignis in der Geschichte des Lebens möglich wurde - die Entstehung aquatischer Wirbeltiere an Land.

Der moderne Hornzahn neigt nicht dazu, an Land zu ziehen, um dort zu leben. Er verbringt das ganze Jahr im Wasser. Forscher konnten bisher nicht beobachten, dass er für eine heiße Zeit Winterschlaf hält.

Sein entfernter Verwandter – Ceratodes oder fossiler Hornzahn – lebte in sehr ferner Zeit auf der Erde und war weit verbreitet. Seine Überreste wurden in Australien, Westeuropa, Indien, Afrika und Nordamerika gefunden.

Zwei andere Lungenfische unserer Zeit – Protopter und Lepidosiren – unterscheiden sich vom Hornzahn durch die Struktur ihrer zur Lunge gewordenen Schwimmblase. Sie haben nämlich einen doppelten, während der Hornzahn einen ungepaarten hat. Der Protopter ist in den Flüssen des tropischen Afrikas recht weit verbreitet. Oder besser gesagt, er lebt nicht in den Flüssen selbst, sondern in den Sümpfen, die sich neben dem Flussbett erstrecken. Er ernährt sich von Fröschen, Würmern, Insekten, Krebsen. Gelegentlich greifen die Protopter sich gegenseitig an. Ihre Flossen sind nicht zum Schwimmen geeignet, sondern dienen dazu, beim Krabbeln den Po zu stützen. Sie haben sogar so etwas wie ein Ellbogen- (und Knie-) Gelenk ungefähr in der Mitte der Länge der Flosse. Dieses bemerkenswerte Merkmal zeigt, dass Lungenfische bereits vor dem Verlassen des Wasserelements Anpassungen entwickeln konnten, die ihnen für das Leben an Land sehr nützlich waren.

Von Zeit zu Zeit steigt der Protopter an die Wasseroberfläche und saugt Luft in die Lunge. Doch dieser Fisch hat es in der Trockenzeit schwer. In den Sümpfen gibt es fast kein Wasser mehr, und der Protopter ist in einer speziellen Art von Loch etwa einen halben Meter tief im Schlick begraben; hier liegt er, umgeben von verhärtetem Schleim, der von seinen Hautdrüsen abgesondert wird. Dieser Schleim bildet eine Art Hülle um den Protopter und lässt ihn nicht vollständig austrocknen, wodurch die Haut feucht bleibt. Durch die gesamte Kruste verläuft ein Durchgang, der am Maul des Fisches endet und durch den er atmosphärische Luft atmet. Während dieser Winterruhe dient die Schwimmblase als einziges Atmungsorgan, da die Kiemen dann nicht arbeiten. Aufgrund dessen ist das Leben im Körper des Fisches zu dieser Zeit? Sie verliert viel Gewicht, verliert nicht nur ihr Fett, sondern auch einen Teil ihres Fleisches, so wie unsere Tiere aufgrund von angesammeltem Fett und Fleisch im Winterschlaf leben - ein Bär, ein Murmeltier. Die Trockenzeit in Afrika dauert gut sechs Monate: in der Heimat des Protopters - von August bis Dezember. Wenn der Regen kommt, erwacht das Leben in den Sümpfen wieder, die Hülle um den Protopter löst sich auf und er nimmt seine lebhafte Aktivität wieder auf und bereitet sich jetzt auf die Fortpflanzung vor.

Junge Protopter, die aus Eiern geschlüpft sind, sehen eher wie Salamander als wie Fische aus. Sie haben lange äußere Kiemen, wie die von Kaulquappen, und die Haut ist mit bunten Flecken bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt gibt es noch keine Schwimmblase. Es entwickelt sich, wenn die äußeren Kiemen abfallen, genau wie bei jungen Fröschen.

Der dritte Lungenfisch - Lepidosiren - lebt in Südamerika. Sie verbringt ihr Leben fast genauso wie ihre afrikanische Verwandte. Und ihre Nachkommen entwickeln sich sehr ähnlich.

Kein Lungenfisch überlebte mehr. Ja, und diejenigen, die noch übrig sind – der gehörnte Zahn, der Protopter und die Lepidosiren – näherten sich dem Sonnenuntergang ihres Jahrhunderts. Ihre Zeit ist längst vorbei. Aber sie geben uns eine Vorstellung von der fernen Vergangenheit und sind für uns von besonderem Interesse.

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Kehren wir nun vom Mesozoikum zum Paläozoikum zurück – ins Devon, wo wir die Nachkommen der Lappenflossenfische hinterlassen haben, die als erste der Wirbeltiere an Land kamen.

Sie können es jedoch nicht vergessen! - Dieses Kunststück, das ich zuvor beschrieben habe (Reisen über Land auf der Suche nach Wasser), ist ein sehr, sehr grob vereinfachtes Diagramm der Motive, die den Fisch zwangen, die austrocknenden Stauseen zu verlassen.

Es ist leicht zu sagen: Fische stiegen aus dem Wasser und begannen an Land zu leben . Jahrhunderte, Jahrtausende vergingen unwiderruflich, bis die rastlosen Nachkommen der Lappenfische langsam aber sicher ausstarben und in ganzen Clans überlebten, sich an alles anpassten, was das Land ihnen entgegenbrachte, unwirtlich wie eine fremde Welt: Sand, Staub, Steine. Und abgemagerte Psilophyten, urzeitliche Gräser, zaghaft umringende feuchte Mulden an manchen Stellen.

Um die mühsame Zeit zu verkürzen, die die Vorfahren der Amphibien verbrachten, um ein neues Element zu erobern, sagen wir einfach: Sie stiegen aus dem Wasser und sahen sich um. Was haben sie gesehen?

Da ist etwas, könnte man sagen, und nichts. Nur in der Nähe der Ufer der Meere und großer Seen in verrottenden Pflanzen, die von Wellen an Land geworfen werden, schwärmen Krebstiere und Würmer und in der Nähe des Randes von Süßwasser - primitive Asseln und Tausendfüßler. Hier und in einiger Entfernung entlang der sandigen Niederungen kriechen verschiedene Spinnen und Skorpione. Die ersten flügellosen Insekten lebten am Ende des Devons auch an Land. Wenig später tauchten geflügelte auf.

Es war knapp, aber es war möglich, sich am Ufer zu ernähren.

Landung von Halbfischen, Halbamphibien - Ichthyostegs (die ersten Stegocephalier ) - wurde von vielen radikalen Veränderungen in ihrem Körper begleitet, auf die wir nicht näher eingehen werden: Dies ist eine zu spezifische Frage.

Um an Land richtig atmen zu können, braucht man Lungen. Sie waren in Lappenflossenfischen. In stehenden Seen und Sümpfen voller verwesender Pflanzen und ohne Sauerstoff trieben die Lappenfedern an die Oberfläche und schluckten Luft. Sonst wären sie erstickt: In muffigem Wasser reichen Kiemen allein nicht aus, um den Körper mit lebensnotwendigem Sauerstoff zu sättigen.

Aber hier ist die Sache: Wie Berechnungen zeigten, konnten Lappenflossenfische an Land nicht mit ihren Lungen atmen!

„In der Ruheposition, wenn das Tier am Boden liegt, wird der Druck des gesamten Körpergewichts auf Bauch und Mundhöhlenboden übertragen. In dieser Position der Fischlunge ist das Atmen unmöglich. Luft in den Mund zu saugen ist nur schwer möglich. Das Ansaugen und sogar das Einpressen von Luft in die Lunge erforderte große Anstrengung und konnte nur durch Anheben des vorderen Körperteils (mit der Lunge) auf den Vorderbeinen durchgeführt werden. In diesem Fall hört der Druck auf die Bauchhöhle auf und Luft kann unter Einwirkung der Zungen- und Zwischenkiefermuskulatur aus der Mundhöhle in die Lunge destilliert werden “(Akademiker I. Schmalhausen).

Und die Gliedmaßen der Lappenflossenfische waren zwar stark, aber um den vorderen Körperteil lange zu stützen, waren sie nicht geeignet. In der Tat ist der Druck auf die Flossenpfoten am Ufer tausendmal größer als im Wasser, als der Lappenflossenfisch am Boden des Stausees entlang kroch.

Es gibt nur einen Ausweg: Hautatmung. Aufnahme von Sauerstoff durch die gesamte Körperoberfläche sowie durch die Mund- und Rachenschleimhaut. Offensichtlich war es das Wichtigste. Fische krochen aus dem Wasser, zumindest nur zur Hälfte. Der Gasaustausch – der Verbrauch von Sauerstoff und die Freisetzung von Kohlendioxid – ging über die Haut.

Aber hier bei ichthyostegov, den nächsten evolutionären Nachkommen der Lappenflossenfische, waren die Pfoten bereits echt und so kräftig, dass sie den Körper über dem Boden lange Zeit stützen konnten. Ichthyostegs werden "vierbeinige" Fische genannt . Sie waren gleichzeitig Bewohner von zwei Elementen - Wasser und Luft. In der ersten brüteten sie und ernährten sich hauptsächlich.

Erstaunliche Mosaikkreaturen Ichthyostegi. Sie haben viele Fische und Frösche. Sie sehen aus wie schuppige Fische mit Beinen! Richtig, ohne Flossen und mit einem einflügeligen Schwanz. Einige Forscher halten die Ichthyostegi für einen kargen Seitenzweig des Amphibien-Stammbaums. Andere hingegen wählten diese "vierbeinigen" Fische als Vorfahren der Stegocephalen und folglich aller Amphibien.

Stegocephalier (Muschelköpfige ) waren riesig, ähnlich wie Krokodile (ein Schädel lang mehr als einen Meter!) und klein: zehn Zentimeter am ganzen Körper. Der Kopf von oben und von den Seiten war mit einer festen Schale aus Hautknochen bedeckt. Es hat nur fünf Öffnungen: vorne - zwei nasal, dahinter - Auge und oben auf dem Kopf noch eine - für das dritte, parietale oder parietale Auge. Es funktionierte offenbar bei devonischen Panzerfischen sowie bei permischen Amphibien und Reptilien. Dann verkümmerte es und verwandelte sich bei modernen Säugetieren und Menschen in die Zirbeldrüse oder Zirbeldrüse, deren Zweck noch nicht vollständig verstanden ist.

Der Rücken der Stegocephalianer war nackt, und der Bauch war durch eine nicht sehr starke Panzerung aus Schuppen geschützt. Wahrscheinlich, damit sie sich beim Krabbeln auf dem Boden nicht den Bauch verletzen.

Einer von Stegocephalianer, Labyrinthodonten (Labyrinth-Zähne: Der Zahnschmelz ihrer Zähne war kunstvoll gefaltet), führte zur Moderne schwanzlose Amphibien. Andere, die Lepospondyle (dünne Wirbeltiere), produzierten Schwanz- und beinlose Amphibien.

Stegocephalier lebten "ein wenig" auf der Erde - ungefähr hundert Millionen Jahre - und in der Perm-Zeit begannen sie schnell auszusterben. Fast alle von ihnen starben aus irgendeinem Grund. Nur wenige Labyrinthodonten gingen vom Paläozoikum in das Mesozoikum (nämlich die Trias) über. Bald waren sie zu Ende.