Canidae ( / ˈkæ nɪ d iː / ; [3] от латинского canis , « собака » ) — биологическое семейство собачьих хищников , в просторечии называемых собаками , и образующее кладу . Члена этого семейства также называют псовыми ( / ˈ k eɪ n ɪ d / ). [4] Семейство включает три подсемейства : Caninae и вымершие Borophaginae и Hesperocyoninae . [5] Caninae известны как собаки, [6] и включают домашних собак , волков , койотов , лисиц , шакалов и другие виды.
Собачьи встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды , они прибыли сюда самостоятельно или в сопровождении человека в течение длительных периодов времени. Собачьи различаются по размеру : от серого волка длиной 2 метра (6,6 футов) до лисицы фенек длиной 24 сантиметра (9,4 дюйма ) . Формы тела псовых схожи: обычно они имеют длинную морду, стоячие уши, зубы, приспособленные для раскалывания костей и разрезания плоти, длинные ноги и пушистые хвосты. В основном это социальные животные , живущие вместе семьями или небольшими группами и ведущие себя сообща. Обычно в подземном логове ежегодно выращивают только доминирующую пару в группе и выводок молодняка. Собачьи общаются с помощью запаховых сигналов и вокализации. Одна собака, домашняя собака, возникла в результате симбиотических отношений с людьми верхнего палеолита и сегодня остается одним из наиболее широко содержащихся домашних животных .
В истории хищных животных семейство Canidae представлено двумя вымершими подсемействами, обозначаемыми как Hesperocyoninae и Borophaginae, и ныне существующим подсемейством Caninae. [5] Это подсемейство включает всех ныне живущих псовых и их последних ископаемых родственников. [1] Все современные псовые как группа образуют зубную монофилетическую связь с вымершими борофагинами, причем обе группы имеют двустворчатый (две точки) на нижнем хищном талониде , что придает этому зубу дополнительную способность к жеванию . Это, вместе с развитием отчетливого бугорка энтоконида и расширением талонида первого нижнего коренного зуба , а также соответствующим увеличением когтя верхнего первого моляра и редукцией его парастиля , отличает этих позднекайнозойских псовых и представляет собой существенные различия. которые идентифицируют их кладу. [1] : стр.6
Кошачьи кошачьи и собачьи Caniforma появились в составе Carnivoramorpha около 45–42 млн лет назад (миллионы лет назад). [7] Canidae впервые появились в Северной Америке в позднем эоцене (37,8-33,9 млн лет назад). Они не достигли Евразии до позднего миоцена или Южной Америки до позднего плиоцена . [1] : 7
Эта кладограмма показывает филогенетическое положение псовых внутри Caniformia , основанное на находках окаменелостей: [1]
Сегодня Canidae включает в себя разнообразную группу, насчитывающую около 37 видов, размер которых варьируется от гривистого волка с длинными конечностями до коротконогой кустарниковой собаки. Современные псовые населяют леса, тундру, саванны и пустыни в тропических и умеренных частях света. Эволюционные отношения между видами изучались в прошлом с использованием морфологических подходов, но в последнее время молекулярные исследования позволили изучить филогенетические отношения. У некоторых видов генетическая дивергенция подавляется высоким уровнем потока генов между различными популяциями, и там, где виды гибридизировались, существуют большие гибридные зоны . [8]
Хищные животные эволюционировали после вымирания нептичьих динозавров 66 миллионов лет назад. Около 50 миллионов лет назад, или раньше, в палеоцене , хищные животные разделились на два основных отдела: псовые (собачьи) и кошачьи (кошачьи). К 40 млн лет назад появился первый идентифицируемый представитель семейства собачьих. Его окаменелые останки, получившие название Prohesperocyon wilsoni , были найдены на территории, которая сейчас является юго-западной частью Техаса. Основные особенности, позволяющие идентифицировать его как собаку, включают потерю верхнего третьего моляра (часть тенденции к более резкому прикусу) и строение среднего уха с увеличенной буллой (полая костная структура, защищающая нежные части). уха). Прогеспероцион , вероятно, имел немного более длинные конечности, чем его предшественники, а также параллельные и близко соприкасающиеся пальцы ног, что заметно отличается от растопыренного расположения пальцев у медведей . [9]
Семейство псовых вскоре разделилось на три подсемейства, каждое из которых в эоцене разошлось: Hesperocyoninae (около 39,74–15 млн лет назад), Borophaginae (около 34–32 млн лет назад) и Caninae (около 34–30 млн лет назад). Caninae — единственное сохранившееся подсемейство, в которое входят все современные псовые, включая волков, лисиц, койотов, шакалов и домашних собак. У членов каждого подсемейства со временем наблюдалось увеличение массы тела , а некоторые придерживались специализированной гиперплотоядной диеты, что сделало их склонными к вымиранию. [10] : Рис. 1
К олигоцену все три подсемейства псовых (Hesperocyoninae, Borophaginae и Caninae) появились в летописях окаменелостей Северной Америки. Самой ранней и наиболее примитивной ветвью Canidae была линия Hesperocyoninae, которая включала мезоцион размером с койота олигоцена (38–24 млн лет назад). Эти ранние псовые, вероятно, развились для быстрого преследования добычи на лугах; По внешнему виду они напоминали современных виверровых . Геспероционины в конечном итоге вымерли в среднем миоцене. Один из ранних представителей Hesperocyonines, род Hesperocyon , дал начало Archaeocyon и Leptocyon . Эти ответвления привели к борофагину и собачьей радиации . [11]
Около 8 млн лет назад Берингийский сухопутный мост позволил представителям рода Eucyon проникнуть в Азию из Северной Америки, и они продолжили колонизировать Европу. [12]
Роды Canis , Urocyon и Vulpes произошли от псовых из Северной Америки , где началась радиация собак. Успех этих собак был связан с развитием низших хищников , способных как жевать , так и стричь. [11] Около 5 миллионов лет назад некоторые эвционы Старого Света превратились в первых представителей Canis , [13] В плиоцене , около 4–5 млн лет назад, Canis lepophagus появился в Северной Америке. Это было маленькое животное, иногда похожее на койота. Другие по характеристикам были похожи на волков. Предполагается, что C. latrans (койот) произошел от C. lepophagus . [14]
Образование Панамского перешейка , около 3 млн лет назад, соединило Южную Америку с Северной Америкой, позволив псовым вторгнуться в Южную Америку , где они диверсифицировались. Однако самый последний общий предок южноамериканских псовых жил в Северной Америке около 4 млн лет назад, и, вероятно, более одного вторжения через новый сухопутный мост, учитывая тот факт, что в Южной Америке присутствует более одной линии. Две североамериканские линии, обнаруженные в Южной Америке, — это серая лисица ( Ulocyon cinereoargentus ) и ныне вымерший лютоволк ( Aenocyon dirus ). Кроме них, существуют виды, эндемичные для Южной Америки: гривистый волк ( Chrysocyon brachyurus ), короткоухая собака ( Atelocynus microtis ), кустарниковая собачка ( Speothos venaticus ), крабоедовая лисица ( Cerdocyon thus ) и южная лисица . Американские лисицы ( Lycalopex spp.). Монофилия этой группы установлена молекулярным путем. [12]
В течение плейстоцена появилась североамериканская волчья линия с Canis edwardii , четко идентифицируемая как волк, и появился Canis rufus , возможно, прямой потомок C. edwardii . Около 0,8 млн лет назад Canis ambrusteri появился в Северной Америке. Крупный волк, он был обнаружен по всей Северной и Центральной Америке и в конечном итоге был вытеснен ужасным волком, который затем распространился в Южную Америку в позднем плейстоцене. [15]
К 0,3 млн лет назад ряд подвидов серого волка ( C. lupus ) развился и распространился по всей Европе и Северной Азии. [16] Серый волк колонизировал Северную Америку в конце ранчолабрейской эры через Берингов сухопутный мост, совершив по меньшей мере три отдельных вторжения, каждое из которых состояло из одной или нескольких различных евразийских клад серых волков. [17] Исследования мтДНК показали, что существует как минимум четыре существующие линии C. lupus . [18] Ужасный волк делил свою среду обитания с серым волком, но вымер в результате крупномасштабного вымирания, произошедшего около 11 500 лет назад. Возможно, это был скорее мусорщик, чем охотник; его коренные зубы, по-видимому, приспособлены для дробления костей, и он, возможно, вымер в результате вымирания крупных травоядных животных, на трупах которых он полагался. [15]
В 2015 году исследование последовательностей митохондриального генома и полногеномных ядерных последовательностей африканских и евразийских псовых показало, что современные волкоподобные псовые колонизировали Африку из Евразии как минимум пять раз на протяжении плиоцена и плейстоцена, что согласуется с ископаемыми свидетельствами, предполагающими, что Большая часть разнообразия фауны африканских псовых возникла в результате иммиграции евразийских предков, что, вероятно, совпало с климатическими колебаниями плио-плейстоцена между засушливыми и влажными условиями. При сравнении африканских и евразийских золотых шакалов исследование пришло к выводу, что африканские экземпляры представляют собой отдельную монофилетическую линию, которую следует признать в отдельный вид — Canis anthus ( африканский золотой волк ). Согласно филогении, полученной на основе ядерных последовательностей, евразийский золотой шакал ( Canis aureus ) отделился от линии волка/койота 1,9 млн лет назад , но африканский золотой волк отделился 1,3 млн лет назад. Последовательности митохондриального генома показали, что эфиопский волк немного раньше отделился от линии волка/койота. [19] : С1
Дикие псовые встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды, и населяют самые разные среды обитания, включая пустыни , горы , леса и луга . Они различаются по размеру: от лисицы фенек, которая может иметь длину всего 24 см (9,4 дюйма) и весить 0,6 кг (1,3 фунта), [20] до серого волка , длина которого может достигать 160 см (5,2 фута). ) в длину и может весить до 79 кг (174 фунтов). [21] Лишь несколько видов ведут древесный образ жизни — серая лисица , близкородственная островная лисица [22] и енотовидная собака обычно лазают по деревьям. [23] [24] [25]
Все псовые имеют одинаковую основную форму, примером которой является серый волк, хотя относительная длина морды, конечностей, ушей и хвоста значительно различается у разных видов. За исключением кустарниковой собаки, енотовидной собаки и некоторых домашних пород собак , псовые имеют относительно длинные ноги и гибкое тело, приспособленное для преследования добычи. Хвосты густые, а длина и качество шерсти меняются в зависимости от сезона. Мордовая часть черепа гораздо более удлинена, чем у представителей семейства кошачьих. Скуловые дуги широкие, в задней части черепа имеется поперечный лямбдовидный гребень , а у некоторых видов - сагиттальный гребень , идущий спереди назад. Костные орбиты вокруг глаз никогда не образуют полного кольца, а слуховые буллы гладкие и округлые. [26] У самок от трех до семи пар молочных желез . [27]
Все псовые являются пальцевидными , то есть ходят на цыпочках. Кончик носа всегда обнажен, как и подушечки на подошвах ног. Последние состоят из одной подушечки за кончиком каждого пальца и более или менее трехлопастной центральной подушечки под корнями пальцев. Между подушечками растут волосы, и у песца в некоторые времена года подошва лапы густо покрыта шерстью. За исключением четырехпалой африканской дикой собаки ( Lycaon pictus ), на передних лапах имеется пять пальцев, но большой палец редуцирован и не достигает земли. На задних лапах четыре пальца, но у некоторых домашних собак иногда присутствует пятый рудиментарный палец, известный как прибылый палец , но он не имеет анатомической связи с остальной частью стопы. У некоторых видов слегка изогнутые когти не втягиваются и более или менее тупы [26], в то время как у других видов когти более острые, частично втягивающиеся. [ нужна цитата ]
Пенис собаки содержит бакулюм и структуру, называемую луковицей железы , которая расширяется во время совокупления , образуя копулятивную связь , которая длится до часа. [28] Молодые собаки рождаются слепыми, и их глаза открываются через несколько недель после рождения. [29] Все современные псовые (Caninae) имеют связку, аналогичную выйной связке копытных , используемую для поддержания положения головы и шеи при небольшом активном мышечном напряжении; эта связка позволяет им экономить энергию при беге на большие расстояния по запаховым следам, опустив нос к земле. Однако, судя по деталям скелета шеи, считается, что по крайней мере у некоторых борофагинов (таких как Aelurodon ) эта связка отсутствовала. [30]
Зубной ряд относится к расположению зубов во рту, при этом в зубных обозначениях зубов верхней челюсти используются заглавные буквы I для обозначения резцов , C для клыков , P для премоляров и M для коренных зубов , а строчные буквы буквы i, c, p и m обозначают зубы нижней челюсти . Зубы нумеруются по одной стороне рта и от передней части рта к задней. У плотоядных животных верхний премоляр P4 и нижний моляр m1 образуют хищные кости , которые используются вместе, подобно ножницам, для разрезания мышц и сухожилий добычи. [31]
Собаки используют свои премоляры для резки и дробления, за исключением верхнего четвертого премоляра P4 (верхнего хищнического), который используется только для резки. Они используют свои коренные зубы для измельчения, за исключением нижнего первого моляра m1 (нижнего хищного зуба), который в зависимости от пищевой адаптации собак развился как для резки, так и для измельчения. У нижнего хищника тригонид используется для нарезки, а талонид - для измельчения. Соотношение между тригонидом и талонидом указывает на пищевые привычки хищника: более крупный тригонид указывает на гиперплотоядного животного , а более крупный талонид указывает на более всеядную диету. [32] [33] Из-за низкой изменчивости длина нижнего хищного животного используется для оценки размера тела хищника. [32]
Исследование предполагаемой силы укуса клыков у большой выборки живых и ископаемых хищников-млекопитающих с поправкой на массу их тела показало, что у плацентарных млекопитающих сила укуса клыков была наибольшей у вымершего лютого волка (163). За ними среди современных псовых следуют четыре гиперплотоядных животного, которые часто охотятся на животных крупнее их самих: африканская дикая собака (142), серый волк (136), волк ( 112) и динго (108). Сила укуса хищников имела аналогичную тенденцию с собаками. На размер самой крупной добычи хищника сильно влияют его биомеханические ограничения. [34]
У большинства псовых 42 зуба , а их зубная формула :3.1.4.23.1.4.3. У кустарниковой собаки только один верхний коренной зуб и два нижних, у волка — два верхних и два нижних. а ушастая лисица имеет три или четыре верхних коренных зуба и четыре нижних. [26] Коренные зубы у большинства видов крепкие, что позволяет животным раскалывать кости, чтобы добраться до костного мозга . Формула молочных, или молочных зубов, у собак:3.1.33.1.3, моляры полностью отсутствуют. [26]
Почти все псовые — социальные животные и живут группами. В целом они территориальны или имеют домашний ареал и спят под открытым небом, используя свои логова только для размножения и иногда в плохую погоду. [35] У большинства лисиц и у многих настоящих собак пара самца и самки работают вместе, чтобы охотиться и выращивать детенышей. Серые волки и некоторые другие более крупные псовые живут большими группами, называемыми стаями . Стаи африканских диких собак могут состоять из 20–40 животных, а стаи численностью менее семи особей могут быть неспособны к успешному размножению. [36] Преимущество охоты стаями состоит в том, что можно поймать более крупную добычу. Некоторые виды образуют стаи или живут небольшими семейными группами в зависимости от обстоятельств, в том числе от типа доступной пищи. У большинства видов некоторые особи живут самостоятельно. В стае псовых существует система доминирования, согласно которой стаю возглавляют самые сильные и опытные животные. В большинстве случаев доминирующие самец и самка являются единственными членами стаи, которые размножаются. [37]
Собачьи общаются друг с другом с помощью запаховых сигналов , визуальных подсказок и жестов, а также с помощью вокализации, такой как рычание, лай и вой . В большинстве случаев группы имеют домашнюю территорию, с которой они вытесняют других сородичей . Собачьи используют метки запаха мочи [38] [39], чтобы отмечать свои тайники с едой [40] или предупреждать о вторжении на территорию. [41] Социальное поведение также опосредовано выделениями желез на верхней поверхности хвоста возле его корня и из анальных желез , [37] препуциальных желез , [42] [43] и надкаудальных желез . [44]
Собачьи как группа обладают несколькими репродуктивными особенностями, которые необычны среди млекопитающих в целом. Они, как правило, моногамны , обеспечивают отцовскую заботу о своем потомстве, имеют репродуктивные циклы с длительными проэстральными и диэстральными фазами и имеют копулятивную связь во время спаривания. Они также сохраняют взрослое потомство в социальной группе, подавляя его способность к размножению, одновременно используя родительскую заботу, которую они могут оказать, чтобы помочь вырастить следующее поколение потомства. [45] Большинство видов собак имеют спонтанные овуляторы, [46] хотя у гривистых волков овуляторы являются индуцированными . [47]
В проэстральный период повышенный уровень эстрадиола делает самку привлекательной для самца. Уровень прогестерона повышается во время эстральной фазы, когда самка восприимчива. После этого уровень эстрадиола колеблется и наступает длительная диэстральная фаза, во время которой самка беременна. Псевдобеременность часто возникает у собак, у которых произошла овуляция, но не удалось зачать ребенка. Период анэструса следует за беременностью или псевдобеременностью, причем в течение каждого сезона размножения бывает только один эстральный период. У псовых малого и среднего размера период беременности обычно составляет от 50 до 60 дней, а у более крупных видов - в среднем от 60 до 65 дней. Время года, в котором происходит сезон размножения, связано с продолжительностью дня, как было продемонстрировано на примере нескольких видов, которые переместились через экватор в другое полушарие и испытали шестимесячный сдвиг фазы. У домашних собак и некоторых мелких псовых в неволе течка может наступать чаще, возможно, потому, что в условиях искусственного освещения стимуляция фотопериода прекращается. [45] У псовых период течки длится от 1 до 20 дней, у большинства видов он длится одну неделю. [48]
Размер помета варьируется: рождается от одного до 16 и более щенков. Детеныши рождаются маленькими, слепыми и беспомощными и требуют длительного периода родительской заботы. Их держат в берлоге, чаще всего врытой в землю, для тепла и защиты. [26] Когда детеныши начинают есть твердую пищу, оба родителя, а часто и другие члены стаи, приносят им еду с охоты. Чаще всего рвота возникает из желудка взрослого человека. Там, где происходит такое участие стаи в кормлении помета, вероятность успеха размножения выше, чем в случае, когда самки отделяются от группы и выращивают своих детенышей изолированно. [49] Молодым псовым может потребоваться год, чтобы повзрослеть и освоить навыки, необходимые для выживания. [50] У некоторых видов, таких как африканская дикая собака, потомство мужского пола обычно остается в натальной стае, в то время как самки расходятся как группа и присоединяются к другой небольшой группе противоположного пола, чтобы сформировать новую стаю. [51]
Одна псовая, домашняя собака , давно вступила в партнерство с человеком. Собака была первым одомашненным видом. [52] [53] [54] [55] Археологические данные показывают, что первые бесспорные останки собаки были похоронены рядом с людьми 14 700 лет назад, [56] а спорные останки произошли 36 000 лет назад. [57] Эти даты подразумевают, что самые ранние собаки возникли во времена людей -охотников-собирателей , а не земледельцев . [58] [59]
Тот факт, что волки — вьючные животные с кооперативными социальными структурами, возможно, стал причиной развития этих отношений. Люди получили выгоду от лояльности, сотрудничества, командной работы, бдительности и способности к выслеживанию псовых, в то время как волк, возможно, получил выгоду от использования оружия для борьбы с более крупной добычей и разделения еды. Люди и собаки, возможно, эволюционировали вместе. [60]
Среди псовых только серый волк, как известно, охотится на людей. [61] [ нужна страница ] Тем не менее, были опубликованы как минимум два сообщения об убийстве людей койотами, [62] и как минимум два других сообщения об убийстве детей золотыми шакалами. [63] Люди ловили и охотились на некоторые виды псовых ради их меха, а на некоторых, особенно на серого волка, койота и рыжую лисицу, ради развлечения. [64] Собачьи, такие как волк, в настоящее время находятся под угрозой исчезновения в дикой природе из-за преследований, утраты среды обитания, истощения видов добычи копытных и передачи болезней от домашних собак. [65]