stringtranslate.com

Зауропсида

Sauropsida ( по -гречески «лица ящерицы») — это клада амниот , в целом эквивалентная классу Reptilia , хотя обычно используется в более широком смысле и включает как вымерших родственников стволовой группы современных рептилий, так и птиц (которые, как тероподы динозавры гнездятся внутри рептилий и являются более близкими родственниками крокодилов, чем ящерицами или черепахами). [1] Самое популярное определение гласит, что Sauropsida является родственным таксоном Synapsida , другой клады амниот, в которую входят млекопитающие как единственные современные представители. Хотя ранние синапсиды исторически назывались «рептилиями, подобными млекопитающим», все синапсиды более тесно связаны с млекопитающими, чем с любой современной рептилией. С другой стороны, к зауропсидам относятся все амниоты, более близкие к современным рептилиям, чем к млекопитающим. Сюда входят Aves ( птицы ), которые признаны подгруппой архозавровых рептилий, несмотря на то, что первоначально они были названы отдельным классом в таксономии Линнея .

Основание Sauropsida разделяется на две основные группы «рептилий»: Eureptilia («настоящие рептилии») и Parareptilia («рядом с рептилиями»). Эврептилии охватывают всех ныне живущих рептилий (включая птиц), а также различные вымершие группы. Парарептилии обычно считаются полностью вымершей группой, хотя некоторые гипотезы происхождения черепах предполагают, что они принадлежат к парарептилиям. Клады Recumbirostra и Varanopidae , традиционно считающиеся лепоспондилами и синапсидами соответственно, также могут быть базальными зауропсидами. Термин «Sauropsida» возник в 1864 году Томасом Генри Хаксли , [2] который сгруппировал птиц с рептилиями на основе ископаемых свидетельств.

История классификации

Хаксли и пробелы в ископаемых

Берлинский образец Archeopteryx Lithographica , исторически важного ископаемого, который помог утвердить птиц как компонент генеалогического древа рептилий.

Термин Sauropsida («лицо ящерицы») имеет долгую историю и восходит к Томасу Генри Хаксли и его мнению, что птицы произошли от динозавров . Он основывал это главным образом на окаменелостях Гесперорниса и Археоптерикса , которые начали становиться известными в то время. [3] В лекциях Хантера , прочитанных в Королевском колледже хирургов в 1863 году, Хаксли неофициально сгруппировал классы позвоночных в млекопитающих , сауроидов и ихтиоидов (последние содержат анамниотов ) , основываясь на пробелах в физиологических признаках и отсутствии переходных окаменелостей. казалось, что это существует между этими тремя группами. В начале следующего года он предложил двум последним названия Sauropsida и Ichthyopsida . [2] Однако Хаксли включил в число зауропсидов группы млекопитающих ( синапсиды ), такие как дицинодон . Таким образом, согласно первоначальному определению, Sauropsida включала не только группы, обычно связанные с ним сегодня, но и несколько групп, которые, как сегодня известно, находятся на стороне млекопитающих. [4]

Новое определение зауропсидов (Goodrich, 1916).

К началу 20 века окаменелости пермских синапсид из Южной Африки стали хорошо известны, что позволило палеонтологам проследить эволюцию синапсид гораздо более подробно. Термин Sauropsida был использован Э. С. Гудричем в 1916 году, как и термин Хаксли, и включал ящериц, птиц и их родственников. Он отличал их от млекопитающих и их вымерших родственников, которых включил в сестринскую группу Theropsida (теперь обычно заменяемую названием Synapsida ). Таким образом, классификация Гудрича несколько отличается от классификации Хаксли, в которой синапсиды немлекопитающих (или, по крайней мере, дицинодонты ) подпадали под зауропсидов. Гудрич поддержал это разделение природой сердец и кровеносных сосудов в каждой группе, а также другими особенностями, такими как строение переднего мозга. По словам Гудрича, обе линии произошли от более ранней стволовой группы, протозавров («первые ящерицы»), которая включала некоторых палеозойских амфибий , а также ранних рептилий , предшествовавших расколу зауропсидов и синапсид (и, следовательно, не истинных зауропсидов). Его концепция отличалась от современных классификаций тем , что он считал модифицированную пятую плюсневую кость апоморфией группы, что побудило его поместить Sauropterygia , Mesosauria и, возможно, Ichthyosauria и Araeoscelida в Theropsida. [4]

Детализация генеалогического древа рептилий

В 1956 году DMS Watson заметил, что зауропсиды и синапсиды разошлись на очень ранних этапах истории эволюции рептилий, и поэтому он разделил протозавров Гудрича между двумя группами. Он также переосмыслил Sauropsida и Theropsida, исключив птиц и млекопитающих соответственно, сделав их парафилетическими , в отличие от определения Гудрича. Таким образом, его зауропсиды включали проколофонию , эозухию , проторозаврию , миллерозаврию , хелонию (черепахи), чешуйчатых (ящериц и змей), ринхоцефалию , ринхозаврию , хористодеру , талаттозаврию , крокодилов , « текодонтов » ( парафилетическую базальную архозаврию ), нептичьих динозавров , птерозавров и зауропитеригии . Однако его концепция отличалась от современной тем, что теропсидами считались рептилии без слуховой вырезки , такие как ареосцелиды и капториниды . [5]

Эта классификация дополняла, но никогда не была такой популярной, как классификация рептилий (согласно классической « Палеонтологии позвоночных» Ромера [6] ) на четыре подкласса в соответствии с расположением височных окон , отверстий по бокам черепа за глазами. . С момента появления филогенетической номенклатуры термин Reptilia потерял популярность у многих систематиков, которые использовали Sauropsida вместо него, чтобы включить монофилетическую группу, включающую традиционных рептилий и птиц.

Кладистические определения

Sauropsida и концепция класса Reptilia XIX/XX веков . Оба наложены на кладограмму четвероногих , показывая разницу в покрытии.

Класс Reptilia был известен как эволюционный уровень , а не клада, с тех пор, как была признана эволюция . Реклассификация рептилий была одной из ключевых целей филогенетической номенклатуры . [7] Термин Sauropsida с середины 20-го века использовался для обозначения разветвленной клады, содержащей все виды амниот, которые не находятся на синапсидной стороне разделения между рептилиями и млекопитающими. Эта группа включает в себя всех ныне живущих рептилий, а также птиц, и поэтому ее можно сравнить с классификацией Гудрича. Основное отличие состоит в том, что лучшее разрешение раннего дерева амниот позволило разделить большую часть «Протозаврии» Гудрича, хотя определения Sauropsida, по существу, идентичные определениям Хаксли (т.е. включая млекопитающих рептилий), также выдвигаются. [8] [9] Некоторые более поздние кладистические работы использовали Sauropsida более ограничительно, чтобы обозначить коронную группу , то есть всех потомков последнего общего предка современных рептилий и птиц. Был опубликован ряд филогенетических определений ствола, узла и кроны, основанных на множестве ископаемых и существующих организмов, поэтому в настоящее время нет единого мнения относительно фактического определения (и, следовательно, содержания) Sauropsida как филогенетической единицы. [10]

Некоторые систематики, такие как Бентон (2004), использовали этот термин, чтобы он вписался в традиционные ранговые классификации, сделав таксоны уровня классов Sauropsida и Synapsida заменой традиционного класса Reptilia, в то время как Модесто и Андерсон (2004), используя Стандарт PhyloCode предложили заменить название Sauropsida своим новым определением Reptilia, утверждая, что последнее гораздо более известно и должно иметь приоритет. [10]

Кладистические определения Sauropsida включают:

Эволюционная история

Мезозойские зауропсиды: неавиальные динозавры ( европасавры и игуанодонты ) рядом с ранними птицами -археоптериксами , сидящими на пне на переднем плане.

Зауропсиды произошли от базальных амниот примерно 320 миллионов лет назад, в каменноугольный период палеозойской эры . В мезозойскую эру (около 250 миллионов лет назад примерно до 66 миллионов лет назад) зауропсиды были крупнейшими животными на суше, в воде и в воздухе. Мезозой иногда называют эпохой рептилий. В ходе мел-палеогенового вымирания крупнотелые зауропсиды вымерли в результате глобального вымирания в конце мезозойской эры. За исключением нескольких видов птиц, вся линия динозавров вымерла; в следующую эпоху, кайнозойскую , оставшиеся птицы диверсифицировались настолько широко, что сегодня почти каждый третий вид наземных позвоночных является видом птиц.

Филогения

Представленная здесь кладограмма иллюстрирует «генеалогическое древо» зауропсидов и следует упрощенной версии взаимоотношений, обнаруженных М.С. Ли в 2013 году. [12] Все генетические исследования подтвердили гипотезу о том, что черепахи (ранее отнесенные к категории древних анапсидов ) диапсидные рептилии, несмотря на отсутствие отверстий в черепе за глазницами; некоторые исследования даже отнесли черепах к архозаврам , [12] [13] [14] [15] [16] [17], хотя некоторые вместо этого обнаружили черепах как лепидозавроморфов. [18] Для получения результатов в приведенной ниже кладограмме использовалась комбинация генетических (молекулярных) и ископаемых (морфологических) данных. [12]

Лаурин и Пинейро (2017) и Модесто (2019) предложили альтернативную филогению базальных зауропсидов. На этом дереве к парарептилиям относятся черепахи, которые тесно связаны с диапсидами, не являющимися ареосцелидиями. Семейство Varanopidae , иначе включенное в Synapsida , Модесто считает группой зауропсидов. [19] [20]

В недавних исследованиях клада « микрозавров » Recumbirostra , исторически считавшаяся лепоспондиловыми рептилиями, была обнаружена как ранние зауропсиды. [21] [22]

Разница в структуре с синапсидами

Последний общий предок синапсид и зауропсид жил около 320 млн лет назад в каменноугольном периоде и был известен как Reptiliomorpha .

Термичность и секреция

Ранние синапсиды унаследовали обилие желез на коже от своих предков-амфибий. Эти железы превратились в потовые железы в синапсидах, что дало им возможность поддерживать постоянную температуру тела, но лишило их возможности сохранять воду от испарения. Более того, синапсиды выделяют азотистые отходы через мочевину , которая токсична и для выделения ее необходимо растворять в воде. К сожалению, предстоящий пермский и триасовый периоды оказались засушливыми периодами. В результате на территории от Южной Африки до Антарктиды в современной географии выжил лишь небольшой процент ранних синапсид. В отличие от синапсидов, у зауропсидов нет этих желез на коже; их путь выделения азотистых отходов - через мочевую кислоту , которая не требует воды и может выводиться с калом. В результате зауропсиды смогли распространиться на все среды обитания и достичь своего апогея. Даже сегодня большинство позвоночных животных, живущих в засушливой среде, — это, например, зауропсиды, змеи и пустынные ящерицы.

Структура мозга

В отличие от того, как синапсиды имеют кору в шести разных слоях нейронов, которая называется неокортексом , головной мозг Sauropsida имеет совершенно иную структуру. По соответствующему строению головного мозга в классическом представлении неокортекс синапсид гомологичен только с архикортексом птичьего мозга. Однако с современной точки зрения, появившейся с 1960-х годов, поведенческие исследования показали, что птичий неостриатум и гиперстриатум могут воспринимать сигналы зрения, слуха и телесных ощущений, а значит, действуют точно так же, как неокортекс. Сравнивая мозг птиц с мозгом млекопитающих, гипотеза ядерно-слоистой структуры, предложенная Картеном (1969), предполагает, что клетки, образующие слои в неокортексе синапсид, собираются индивидуально по типу и образуют несколько ядер. Что касается синапсидов, когда одна новая функция адаптируется в ходе эволюции, она будет закреплена за отдельной областью коры, поэтому для каждой функции синапсидам придется развивать отдельную область коры, и повреждение этой конкретной области коры может привести к инвалидности. [23] Однако у Sauropsida функции разобраны и назначены всем ядрам. При этом функция мозга у зауропсид весьма гибкая, даже при небольшом мозге многие зауропсиды все же могут обладать относительно высоким интеллектом по сравнению с млекопитающими, например, птицами семейства Corvidae. Таким образом, вполне возможно, что некоторые нептичьи динозавры, такие как тираннозавр , у которых был крошечный мозг по сравнению с огромным размером тела, были более разумными, чем считалось ранее. [24]

Рекомендации

  1. ^ ab Готье Дж. А. (1994): Разнообразие амниот . В: Д. Р. Протеро и Р. М. Шох (ред.) Основные особенности эволюции позвоночных: 129–159. Ноксвилл, Теннесси: Палеонтологическое общество.
  2. ^ аб Хаксли, Томас Генри (1864). «Строение и классификация млекопитающих». Medical Times и Gazette . Архив Хаксли . Проверено 16 марта 2023 г.
  3. ^ Хаксли, Томас Генри (1877). «Лекции по эволюции». Сборник сочинений IV . Проверено 16 марта 2023 г. {{cite book}}: |website=игнорируется ( помощь )
  4. ^ аб Гудрич, ES (1916). «О классификации рептилий». Труды Лондонского королевского общества . 89Б (615): 261–276. Бибкод :1916РСПСБ..89..261Г. дои :10.1098/rspb.1916.0012.
  5. ^ Уотсон, DMS (1957). «О Миллерозавре и ранней истории рептилий-зауропсидов». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 240 (673): 325–400. Бибкод : 1957RSPTB.240..325W. дои : 10.1098/rstb.1957.0003.
  6. ^ Ромер, А.С. (1933). Палеонтология позвоночных . Издательство Чикагского университета., 3-е изд., 1966.
  7. ^ Готье, А.А., Клюге, А.Г. и Роу, Т. (1988). Ранняя эволюция амниоты. Страницы 103–155 в книге Майкла Дж. Бентона (ред.): Филогения и классификация четвероногих, Том 1: Земноводные, рептилии, птицы. Сист. Жопа. Спец. Том. 35А. Кларендон Пресс, Оксфорд.
  8. ^ Лорен, Мишель; Готье, Жак (январь 1996 г.). «Амниота. Млекопитающие, рептилии (черепахи, ящерицы, сфенодоны, крокодилы, птицы) и их вымершие родственники». Веб-проект «Древо жизни» . Архивировано из оригинала 10 апреля 2006 года . Проверено 16 марта 2023 г.{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  9. ^ Пирс, А.С. (редактор, 1947): Зоологические названия: список типов, классов и отрядов. Подготовлено для раздела F Американской ассоциации содействия развитию науки . Второе издание. Дарем, Северная Каролина, США, стр. 1–22.
  10. ^ abc Модесто, SP; Андерсон, Дж. С. (2004). «Филогенетическое определение рептилий». Систематическая биология . 53 (5): 815–821. дои : 10.1080/10635150490503026 . ПМИД  15545258.
  11. ^ Лорен, Мишель; Рейс, Роберт Р. (1995). «Переоценка ранней филогении амниот». Зоологический журнал Линнеевского общества . 113 (2): 165–223. doi :10.1111/j.1096-3642.1995.tb00932.x.
  12. ^ abc Ли, MSY (2013). «Происхождение черепах: выводы из филогенетической модернизации и молекулярных каркасов». Журнал эволюционной биологии . 26 (12): 2729–2738. дои : 10.1111/jeb.12268 . PMID  24256520. S2CID  2106400.
  13. ^ Маннен, Хидеюки; Ли, Стивен С.-Л. (октябрь 1999 г.). «Молекулярные доказательства существования клада черепах». Молекулярная филогенетика и эволюция . 13 (1): 144–148. дои : 10.1006/mpev.1999.0640. ПМИД  10508547.
  14. ^ Зардоя, Р.; Мейер, А. (1998). «Полный митохондриальный геном предполагает сходство черепах с диапсидом». Proc Natl Acad Sci США . 95 (24): 14226–14231. Бибкод : 1998PNAS...9514226Z. дои : 10.1073/pnas.95.24.14226 . ISSN  0027-8424. ПМК 24355 . ПМИД  9826682. 
  15. ^ Ивабе, Н.; Хара, Ю.; Кумазава, Ю.; Сибамото, К.; Сайто, Ю.; Мията, Т.; Като, К. (29 декабря 2004 г.). «Отношения сестринской группы черепах к кладе птиц и крокодилов, выявленные с помощью белков, кодируемых ядерной ДНК». Молекулярная биология и эволюция . 22 (4): 810–813. дои : 10.1093/molbev/msi075 . ПМИД  15625185.
  16. ^ Роос, Йонас; Аггарвал, Рамеш К.; Янке, Аксель (ноябрь 2007 г.). «Расширенный митогеномный филогенетический анализ дает новое представление об эволюции крокодилов и их выживании на границе мелового и третичного периодов». Молекулярная филогенетика и эволюция . 45 (2): 663–673. doi :10.1016/j.ympev.2007.06.018. ПМИД  17719245.
  17. ^ Катсу, Ю.; Браун, Эль; Гийетт, Эл-Джей-младший; Игучи, Т. (17 марта 2010 г.). «От филогеномики рептилий к геномам рептилий: анализ протоонкогенов c-Jun и DJ-1». Цитогенетические и геномные исследования . 127 (2–4): 79–93. дои : 10.1159/000297715. PMID  20234127. S2CID  12116018.
  18. ^ Лайсон, Тайлер Р.; Сперлинг, Эрик А.; Хеймберг, Алиша М.; Готье, Жак А.; Кинг, Бенджамин Л.; Петерсон, Кевин Дж. (23 февраля 2012 г.). «МикроРНК поддерживают кладу черепаха + ящерица». Письма по биологии . 8 (1): 104–107. дои : 10.1098/rsbl.2011.0477. ПМЦ 3259949 . ПМИД  21775315. 
  19. ^ Лорен, Мишель; Пинейро, Грасиела Х. (2017). «Переоценка таксономического положения мезозавров и удивительная филогения ранних амниот». Границы в науках о Земле . 5 : 88. Бибкод :2017FrEaS...5...88L. дои : 10.3389/feart.2017.00088 . hdl : 20.500.12008/33548 . ISSN  2296-6463.
  20. ^ Модесто, Шон П. (январь 2020 г.). «Болеем за отношения рептилий». Экология и эволюция природы . 4 (1): 10–11. дои : 10.1038/s41559-019-1074-0. ISSN  2397-334Х. PMID  31900449. S2CID  209672518 . Проверено 29 декабря 2020 г. .
  21. ^ Пардо, Джейсон Д.; Шостаковский, Мэтт; Альберг, Пер Э.; Андерсон, Джейсон С. (июнь 2017 г.). «Скрытое морфологическое разнообразие ранних четвероногих». Природа . 546 (7660): 642–645. Бибкод : 2017Natur.546..642P. дои : 10.1038/nature22966. hdl : 1880/113382 . ISSN  1476-4687. PMID  28636600. S2CID  2478132.
  22. ^ Манн, Арьян; Пардо, Джейсон Д.; Мэддин, Хиллари К. (30 сентября 2019 г.). «Infernovenator steenae, новый змеевидный рекумбиростран из Лагерштетте «Мазон-Крик», еще больше проясняет происхождение лизорофов». Зоологический журнал Линнеевского общества . 187 (2): 506–517. doi : 10.1093/zoolinnean/zlz026. ISSN  0024-4082.
  23. ^ Картен, HJ в «Сравнительных и эволюционных аспектах центральной нервной системы позвоночных» (ред. Пертрас, Дж.) 164–179 (1969).
  24. ^ Джарвис, Гюнтюркюн, О., Брюс, Л., Чсиллаг, А., Картен, Х., Куэнзель, В., Медина, Л., Паксинос, Г., Перкель, DJ, Симидзу, Т., Стридтер, Г. ., Уайлд, Дж. М., Болл, Г. Ф., Дугас-Форд, Дж., Дюран, С. Е., Хаф, Дж. Е., Хасбэнд, С., Кубикова, Л., Ли, Д. В., ... Батлер, А. Б. (2005). «Птичий мозг и новое понимание эволюции мозга позвоночных». Обзоры природы . Нейронаука, 6(2), 151–159. дои : 10.1038/nrn1606.