stringtranslate.com

Завропсиды

Sauropsida ( греч. «ящероподобные лица») — клад амниот , в целом эквивалентный классу Reptilia , хотя обычно используется в более широком смысле, чтобы также включать вымерших родственников стволовой группы современных рептилий и птиц (которые, как тероподные динозавры, вложены в рептилий как более тесно связанные с крокодилами, чем с ящерицами или черепахами). [2] Наиболее популярное определение гласит, что Sauropsida — это родственный таксон Synapsida , другой клад амниот, которая включает млекопитающих в качестве своих единственных современных представителей. Хотя ранних синапсидов исторически называли «звероподобными рептилиями», все синапсиды более тесно связаны с млекопитающими, чем с любой современной рептилией. С другой стороны, Sauropsids включают всех амниот, более тесно связанных с современными рептилиями, чем с млекопитающими . К ним относятся птицы (Aves ) , которые признаются подгруппой архозавровых рептилий, несмотря на то, что изначально они были обозначены как отдельный класс в таксономии Линнея .

База Sauropsida разветвляется на две основные группы «рептилий»: Eureptilia («истинные рептилии») и Parareptilia («следующие за рептилиями»). Eureptilia охватывает всех ныне живущих рептилий (включая птиц), а также различные вымершие группы. Parareptilia обычно считается полностью вымершей группой, хотя несколько гипотез о происхождении черепах предполагают, что они принадлежат к парарептилиям. Клады Recumbirostra и Varanopidae , традиционно считающиеся лепоспондилами и синапсидами соответственно, также могут быть базальными завропсидами. Термин «Sauropsida» возник в 1864 году благодаря Томасу Генри Хаксли [3] , который сгруппировал птиц с рептилиями на основе ископаемых свидетельств.

История классификации

Хаксли и пробелы в ископаемых

Берлинский образец Archaeopteryx lithographica , исторически важная окаменелость, которая помогла установить, что птицы являются компонентом генеалогического древа рептилий.

Термин Sauropsida («лица 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 Hesperornis и Archaeopteryx , которые начали становиться известными в то время. [4] В лекциях Хантера, прочитанных в Королевском колледже хирургов в 1863 году, Хаксли неформально сгруппировал классы позвоночных в млекопитающих , завроидов и ихтиоидов (последние включали анамниотов ), основываясь на пробелах в физиологических чертах и ​​отсутствии переходных ископаемых , которые, казалось, существовали между тремя группами. В начале следующего года он предложил названия Sauropsida и Ichthyopsida для двух последних. [3] Хаксли, однако, включил группы по линии млекопитающих ( синапсиды ), такие как Dicynodon, среди завропсидов. Таким образом, согласно первоначальному определению, Sauropsida включала в себя не только группы, обычно ассоциируемые с ней сегодня, но и несколько групп, которые сегодня известны как относящиеся к млекопитающим. [5]

Завропсиды переопределены (Гудрич, 1916)

К началу 20 века окаменелости пермских синапсидов из Южной Африки стали хорошо известны, что позволило палеонтологам проследить эволюцию синапсидов гораздо более подробно. Термин Sauropsida был принят Е. С. Гудричем в 1916 году во многом подобно термину Хаксли, чтобы включить ящериц, птиц и их родственников. Он отличал их от млекопитающих и их вымерших родственников, которых он включил в сестринскую группу Theropsida (теперь обычно заменяемую на название Synapsida ). Таким образом, классификация Гудрича несколько отличается от классификации Хаксли, в которой немлекопитающие синапсиды (или, по крайней мере, дицинодонты ) попадали под завропсиды. Гудрич поддерживал это разделение характером сердец и кровеносных сосудов в каждой группе, а также другими особенностями, такими как структура переднего мозга. По мнению Гудрича, обе линии произошли от более ранней стволовой группы, Protosauria («первые ящеры»), которая включала некоторых палеозойских амфибий , а также ранних рептилий, предшествовавших разделению завропсидов/синапсидов (и, таким образом, не являющихся настоящими завропсидами). Его концепция отличалась от современных классификаций тем, что он считал измененную пятую плюсневую кость апоморфией группы, что привело его к размещению Sauropterygia , Mesosauria и, возможно, Ichthyosauria и Araeoscelida в Theropsida. [5]

Подробное описание генеалогического древа рептилий

В 1956 году доктор медицинских наук Уотсон заметил, что завропсиды и синапсиды очень рано разошлись в истории эволюции рептилий, и поэтому он разделил Protosauria 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 Sauropsida включали Procolophonia , Eosuchia , Protorosauria , Millerosauria , Chelonia (черепахи), Squamata (ящерицы и змеи), Rhynchocephalia , Rhynchosauria , Choristodera , Thalattosauria , Crocodilia , « текодонты » ( парафилетические базальные Archosauria ), нептичьих динозавров , птерозавров и завропитеригий . Однако его концепция отличалась от современной тем, что рептилии без слуховой выемки , такие как ареосцелиды и капториниды , считались теропсидами . [6]

Эта классификация дополняла, но никогда не была столь популярной, как классификация рептилий (согласно классической работе Ромера « Палеонтология позвоночных» [7] ) на четыре подкласса в соответствии с расположением височных окон , отверстий по бокам черепа за глазами. С появлением филогенетической номенклатуры термин Reptilia вышел из употребления у многих таксономистов, которые использовали вместо него Sauropsida, чтобы включить монофилетическую группу, содержащую традиционных рептилий и птиц.

Кладистические определения

Sauropsida и концепция класса Reptilia в 19-м/20-м веках . Оба наложены на кладограмму Tetrapods , показывая разницу в покрытии.

Класс Reptilia был известен как эволюционный класс, а не клада с тех пор, как была признана эволюция . Переклассификация рептилий была одной из ключевых целей филогенетической номенклатуры . [8] Термин Sauropsida с середины 20-го века использовался для обозначения клада на основе ветвей, содержащего все виды амниот, которые не находятся на стороне синапсид разделения между рептилиями и млекопитающими. Эта группа охватывает всех ныне живущих рептилий, а также птиц, и как таковая сопоставима с классификацией Гудрича. Главное отличие состоит в том, что лучшее разрешение раннего древа амниот разделило большую часть «Protosauria» Гудрича, хотя определения Sauropsida, по сути идентичные определениям Хаксли (т. е. включая млекопитающеподобных рептилий), также выдвинуты. [9] [10] Некоторые более поздние кладистические работы использовали Sauropsida более ограниченно, чтобы обозначить группу короны , т.е. всех потомков последнего общего предка современных рептилий и птиц. Было опубликовано несколько определений филогенетических стволов, узлов и корон, закрепленных в различных ископаемых и современных организмах, поэтому в настоящее время нет консенсуса относительно фактического определения (и, следовательно, содержания) Sauropsida как филогенетической единицы. [11]

Некоторые таксономисты, такие как Бентон (2004), использовали этот термин, чтобы он вписывался в традиционные классификации, основанные на рангах, 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 переопределением Reptilia, утверждая, что последнее гораздо более известно и должно иметь приоритет. [11]

Кладистические определения Sauropsida включают:

Эволюционная история

Мезозойские завропсиды: нептичьи динозавры ( европазавры и игуанодонты ) рядом с ранней птицей археоптериксом, восседающим на пне дерева на переднем плане.

Завропсиды произошли от базальных амниот примерно 320 миллионов лет назад, в каменноугольный период палеозойской эры . В мезозойскую эру (примерно с 250 миллионов лет назад до 66 миллионов лет назад) завропсиды были крупнейшими животными на суше, в воде и в воздухе. Мезозой иногда называют веком рептилий. В мел-палеогеновое вымирание крупные завропсиды вымерли в глобальном вымирании в конце мезозойской эры. За исключением нескольких видов птиц, вся линия динозавров вымерла; в следующую эру, кайнозойскую эру , оставшиеся птицы диверсифицировались настолько широко, что сегодня почти каждый третий вид наземных позвоночных является видом птиц.

Филогения

Представленная здесь кладограмма иллюстрирует «генеалогическое древо» завропсидов и следует упрощенной версии взаимосвязей, обнаруженных М. С. Ли в 2013 году. [ 13] Все генетические исследования подтвердили гипотезу о том, что черепахи (ранее относимые к древним анапсидам ) являются диапсидными рептилиями, несмотря на отсутствие каких-либо отверстий в черепе за глазницами; некоторые исследования даже поместили черепах среди архозавров , [13] [14] [15] [16] [17] [18] хотя некоторые из них вместо этого отнесли черепах к лепидозавроморфам. [19] В кладограмме ниже для получения результатов использовалась комбинация генетических (молекулярных) и ископаемых (морфологических) данных. [13]

Лорен и Пиньейро (2017) и Модесто (2019) предложили альтернативную филогению базальных завропсидов. В этом дереве парарептилии включают черепах и тесно связаны с неареосцелидовыми диапсидами. Семейство Varanopidae , в противном случае включенное в Synapsida , Модесто считает группой завропсидов. [20] [21]

В недавних исследованиях клада « микрозавров » Recumbirostra , исторически считавшаяся лепоспондильными рептилиоморфами, была восстановлена ​​как ранняя группа завропсидов. [22] [23]

Исследование 2024 года определяет Captorhinidae и Araeoscelidia как сестринские группы, которые отделились до формирования коронной амниоты (синапсиды и завропсиды). Это же исследование также рассматривает парарептилий как полифилетических, причем некоторые группы ближе к коронной группе рептилий, чем другие. [24]

Структурное различие с синапсидами

Последний общий предок синапсидов и завропсидов жил около 320 млн лет назад в каменноугольном периоде и был известен как рептилиоморфы .

Тепловая и секреционная

Ранние синапсиды унаследовали обильные железы на коже от своих предков-амфибий. Эти железы эволюционировали в потовые железы у синапсидов, что дало им возможность поддерживать постоянную температуру тела, но сделало их неспособными сохранять воду от испарения. Более того, синапсиды выделяют азотистые отходы через мочевину , которая токсична и должна быть растворена в воде для секреции. К сожалению, наступившие пермский и триасовый периоды были засушливыми. В результате только небольшой процент ранних синапсидов выжил на суше от Южной Африки до Антарктиды в сегодняшней географии. В отличие от синапсидов, завропсиды не имеют этих желез на коже; их способ выделения азотистых отходов — через мочевую кислоту , которая не требует воды и может выводиться с фекалиями. В результате завропсиды смогли распространиться во всех средах и достичь своего пика. Даже сегодня большинство позвоночных, обитающих в засушливых условиях, — это, например, завропсиды, змеи и пустынные ящерицы.

Строение мозга

В отличие от того, как синапсид имеет свою кору в шести различных слоях нейронов, которая называется неокортексом , головной мозг завропсидов имеет совершенно другую структуру. Для соответствующей структуры головного мозга в классическом представлении неокортекс синапсидов гомологичен только архикортексу мозга птиц. Однако в современном представлении, появившемся с 1960-х годов, поведенческие исследования предполагают, что неостриатум и гиперстриатум птиц могут получать сигналы зрения, слуха и телесных ощущений, что означает, что они действуют так же, как неокортекс. Сравнивая мозг птиц с мозгом млекопитающих, ядерно-слоистая гипотеза, предложенная Картэном (1969), предполагает, что клетки, которые образуют слои в неокортексе синапсидов, собираются индивидуально по типу и образуют несколько ядер. Для синапсидов, когда одна новая функция адаптируется в ходе эволюции, она будет назначена отдельной области коры, поэтому для каждой функции синапсидам придется развивать отдельную область коры, и повреждение этой конкретной коры может привести к инвалидности. [25] Однако для завропсидов функции разбираются и назначаются всем ядрам. В этом случае функция мозга для завропсидов очень гибкая, даже с маленьким мозгом многие завропсиды все еще могут иметь относительно высокий интеллект по сравнению с млекопитающими, например, птицами из семейства врановых. Таким образом, возможно, что некоторые нептичьи динозавры, такие как тираннозавр , у которых был крошечный мозг по сравнению с их огромным размером тела, были более умными, чем считалось ранее. [26]

Ссылки

  1. ^ Марьянович, Д. (2021). «Изготовление калибровочной колбасы на примере повторной калибровки транскриптомного временного дерева челюстных позвоночных». Frontiers in Genetics . 12. 521693. doi : 10.3389/fgene.2021.521693 . PMC  8149952. PMID  34054911 .
  2. ^ ab Gauthier JA (1994): Диверсификация амниот . В: DR Prothero и RM Schoch (ред.) Основные черты эволюции позвоночных: 129–159. Ноксвилл, Теннесси: Палеонтологическое общество.
  3. ^ ab Huxley, Thomas Henry (1864). «Структура и классификация млекопитающих». Medical Times and Gazette . Архивы Huxley . Получено 2023-03-16 .
  4. ^ Гексли, Томас Генри (1877). «Лекции об эволюции». Сборник эссе IV . Получено 16.03.2023 . {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  5. ^ ab Goodrich, ES (1916). «О классификации пресмыкающихся». Труды Лондонского королевского общества . 89B (615): 261–276. Bibcode : 1916RSPSB..89..261G. doi : 10.1098/rspb.1916.0012.
  6. ^ Уотсон, Д. М. С. (1957). «О миллерозавре и ранней истории рептилий-завропсидов». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 240 (673): 325–400. Bibcode : 1957RSPTB.240..325W. doi : 10.1098/rstb.1957.0003.
  7. ^ Ромер, А.С. (1933). Палеонтология позвоночных . Издательство Чикагского университета., 3-е изд., 1966.
  8. ^ Готье, .А., Клюге, АГ и Роу, Т. (1988). Ранняя эволюция амниот. Страницы 103–155 в Michael J. Benton (ред.): Филогения и классификация четвероногих, том 1: Амфибии, рептилии, птицы. Syst. Ass. Spec. Том 35A. Clarendon Press, Оксфорд.
  9. ^ Лорен, Мишель; Готье, Жак (январь 1996 г.). «Амниота. Млекопитающие, рептилии (черепахи, ящерицы, клиновидные змеи, крокодилы, птицы) и их вымершие родственники». Веб-проект «Дерево жизни ». Архивировано из оригинала 10 апреля 2006 г. Получено 16.03.2023 .{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  10. ^ Pearse, AS (ред., 1947): Zoological Names: a List of Phyla, Classes, and Orders. Подготовлено для секции F, American Association for the Advancement of Science . Второе издание. Дарем, Северная Каролина, США, стр. 1-22
  11. ^ abc Modesto, SP; Anderson, JS (2004). «Филогенетическое определение Reptilia». Systematic Biology . 53 (5): 815–821. doi : 10.1080/10635150490503026 . PMID  15545258.
  12. ^ 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.
  13. ^ abc Lee, MSY (2013). «Происхождение черепах: выводы из филогенетической модернизации и молекулярных каркасов». Журнал эволюционной биологии . 26 (12): 2729–2738. doi : 10.1111/jeb.12268 . PMID  24256520. S2CID  2106400.
  14. ^ Маннен, Хидеюки; Ли, Стивен С.-Л. (октябрь 1999 г.). «Молекулярные доказательства клады черепах». Молекулярная филогенетика и эволюция . 13 (1): 144–148. doi :10.1006/mpev.1999.0640. PMID  10508547.
  15. ^ Зардоя, Р.; Мейер, А. (1998). «Полный митохондриальный геном предполагает диапсидное сродство черепах». Proc Natl Acad Sci USA . 95 (24): 14226–14231. Bibcode : 1998PNAS...9514226Z. doi : 10.1073/pnas.95.24.14226 . ISSN  0027-8424. PMC 24355. PMID 9826682  . 
  16. ^ Ивабе, Н.; Хара, Ю.; Кумазава, Ю.; Шибамото, К.; Сайто, Ю.; Мията, Т.; Като, К. (2004-12-29). «Сестринские отношения черепах с кладой птиц и крокодилов, выявленные с помощью ядерных ДНК-кодируемых белков». Молекулярная биология и эволюция . 22 (4): 810–813. doi : 10.1093/molbev/msi075 . PMID  15625185.
  17. ^ 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. PMID  17719245.
  18. ^ Katsu, Y.; Braun, EL; Guillette, LJ Jr.; Iguchi, T. (2010-03-17). «От рептильной филогеномики к рептильным геномам: анализ протоонкогенов c-Jun и DJ-1». Cytogenetic and Genome Research . 127 (2–4): 79–93. doi :10.1159/000297715. PMID  20234127. S2CID  12116018.
  19. ^ Lyson, Tyler R.; Sperling, Erik A.; Heimberg, Alysha M.; Gauthier, Jacques A.; King, Benjamin L.; Peterson, Kevin J. (2012-02-23). ​​«МикроРНК поддерживают кладу черепаха + ящерица». Biology Letters . 8 (1): 104–107. doi :10.1098/rsbl.2011.0477. PMC 3259949. PMID  21775315 . 
  20. ^ Лорен, Мишель; Пиньейро, Грасиела Х. (2017). «Переоценка таксономического положения мезозавров и удивительная филогения ранних амниот». Frontiers in Earth Science . 5 : 88. Bibcode : 2017FrEaS...5...88L. doi : 10.3389/feart.2017.00088 . hdl : 20.500.12008/33548 . ISSN  2296-6463.
  21. ^ Modesto, Sean P. (январь 2020 г.). «Rooting about reptile relationships». Nature Ecology & Evolution . 4 (1): 10–11. doi :10.1038/s41559-019-1074-0. ISSN  2397-334X. PMID  31900449. S2CID  209672518 . Получено 29 декабря 2020 г. .
  22. ^ Пардо, Джейсон Д.; Шостакивский, Мэтт; Альберг, Пер Э.; Андерсон, Джейсон С. (июнь 2017 г.). «Скрытое морфологическое разнообразие среди ранних тетрапод». Nature . 546 (7660): 642–645. Bibcode :2017Natur.546..642P. doi :10.1038/nature22966. hdl : 1880/113382 . ISSN  1476-4687. PMID  28636600. S2CID  2478132.
  23. ^ 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.
  24. ^ Последовательные климатические кризисы в далеком прошлом привели к ранней эволюции и радиации рептилий.
  25. ^ Картен, Х. Дж. в Сравнительные и эволюционные аспекты центральной нервной системы позвоночных (ред. Пертрас, Дж.) 164–179 (1969).
  26. ^ Jarvis, Güntürkün, O., Bruce, L., Csillag, A., Karten, H., Kuenzel, W., Medina, L., Paxinos, G., Perkel, DJ, Shimizu, T., Striedter, G., Wild, JM, Ball, GF, Dugas-Ford, J., Durand, SE, Hough, GE, Husband, S., Kubikova, L., Lee, DW, ... Butler, AB (2005). "Птичий мозг и новое понимание эволюции мозга позвоночных". Nature Reviews . Neuroscience, 6(2), 151–159. doi :10.1038/nrn1606.