Reptile facts for kids
Reptiles
Clockwise from above left: Zielony żółw morski (Chelonia mydas), tuatara (Sphenodon punctatus), krokodyl nilowy (Crocodylus niloticus) i agama synajska (Pseudotrapelus sinaitus).
- Lepidosauria (lepidozaury)
- Rhynchocephalia (tuatary i krewniacy)
- Squamata (jaszczurki & &
- Squamata) (jaszczurki & węże)
- Testudines (żółwie)
- Archosauria (archozaury)
- Crocodilia (krokodyle)
- Aves (ptaki) (uwzględnione w analizach kladystycznych, ale wyłączone w tradycyjnej taksonomii)
Patrz tekst dla grup wymarłych.
Globalne rozmieszczenie gadów (z wyłączeniem ptaków)
Reptile to potoczna nazwa jednej z głównych grup kręgowców lądowych. Nie jest ona używana tak często przez biologów, którzy używają dokładniejszych terminów.
Nazwa „gad” pochodzi z języka łacińskiego i oznacza „ten, który się skrada”. Wszystkie żywe gatunki gadów są zimnokrwiste, mają łuskowatą skórę i składają jaja cleidoic. Wydalają one kwas moczowy (zamiast mocznika) i mają kloakę. Kloaka jest wspólnym otworem dla odbytu, dróg moczowych i przewodów rozrodczych. Gady mają również wspólny układ serca i głównych naczyń krwionośnych, który różni się od układu ssaków.
Wiele ważnych grup gadów jest obecnie wymarłych. Wielkie morskie gady ery mezozoicznej, ichtiozaury, plezjozaury i mosasaury, wymarły. Kiedyś mówiliśmy, że dinozaury wyginęły, ale przetrwały one w postaci swoich pierzastych potomków (ptaków). Starożytne gady, które przetrwały to żółwie, krokodyle i tuatara, samotny ocalały ze swojej grupy. Zdecydowana większość współczesnych gadów to węże i jaszczurki.
Badanie żywych gadów nazywa się herpetologią.
Ptaki w stosunku do gadów
Niektóre gady są bliżej spokrewnione z ptakami niż z innymi gadami. Krokodyle są bliżej spokrewnione z ptakami niż z jaszczurkami. Theropod dinozaury są nawet bliżej spokrewnione, ponieważ ptaki ewoluowały z nich.
Cladistic pisarze wolą bardziej jednolite (monofiletyczny) grupowanie. To stawia ptaki (ponad 10,000 gatunków) z tym, co ludzie normalnie nazywają gadami. (patrz Sauropsida)
Fylogeneza
Przedstawiony tu kladogram ilustruje „drzewo genealogiczne” gadów i podąża za uproszczoną wersją relacji znalezionych przez M.S. Lee, w 2013 roku. Wszystkie badania genetyczne poparły hipotezę, że żółwie to diapsydy; niektóre umieściły żółwie w obrębie archozaurów (Archosauriformes), choć kilka z nich zamiast tego odzyskało żółwie jako lepidozaury (Lepidosauriformes). Poniższy kladogram wykorzystał kombinację danych genetycznych (molekularnych) i kopalnych (morfologicznych) do uzyskania wyników.
| Amniota |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Systemy
Krążenie
Większość gadów ma trzykomorowe serce składające się z dwóch przedsionków i dwóch komór.trzykomorowe serce składające się z dwóch przedsionków, jednej zmiennie podzielonej komory i dwóch aort, które prowadzą do krążenia systemowego. Stopień wymieszania krwi natlenionej i odtlenionej w sercu trójkomorowym różni się w zależności od gatunku i stanu fizjologicznego. W różnych warunkach krew odtlenowana może być kierowana z powrotem do organizmu lub krew natlenowana może być kierowana z powrotem do płuc. To zróżnicowanie w przepływie krwi ma hipotezę, aby umożliwić bardziej efektywną termoregulację i dłuższe czasy nurkowania dla gatunków wodnych, ale nie wykazano, że jest to korzyść fitness.
Istnieją pewne interesujące wyjątki od ogólnej fizjologii. Na przykład, krokodyle mają anatomicznie czterokomorowe serce, ale mają też dwie aorty systemowe i dlatego są w stanie ominąć tylko krążenie płucne. Również niektóre gatunki węży i jaszczurek (np. pytony i jaszczurki monitorujące) mają serca trzykomorowe, które podczas skurczu stają się funkcjonalnie sercami czterokomorowymi. Jest to możliwe dzięki grzebieniowi mięśniowemu, który dzieli komorę podczas rozkurczu komór i całkowicie ją rozdziela podczas skurczu komór. Ze względu na ten grzbiet, niektóre z tych kałamarnic są w stanie wytworzyć komorowe różnice ciśnień, które są równoważne z tymi, które obserwuje się w sercach ssaków i ptaków.
Oddechowy
Płuca reptilian
Wszystkie gady oddychają za pomocą płuc. Żółwie wodne wykształciły bardziej przepuszczalną skórę, a niektóre gatunki zmodyfikowały kloakę w celu zwiększenia powierzchni do wymiany gazowej. Nawet przy takich adaptacjach, oddychanie nigdy nie jest w pełni możliwe bez płuc. Wentylacja płuc odbywa się w różny sposób u każdej z głównych grup gadów. U kałamarnic, płuca są wentylowane prawie wyłącznie przez mięśnie osiowe. Jest to również ten sam mięsień, który jest używany podczas poruszania się. Ze względu na to ograniczenie, większość kałamarnic jest zmuszona wstrzymywać oddech podczas intensywnych biegów. Niektóre z nich znalazły jednak sposób na obejście tego problemu. Waranidy, oraz kilka innych gatunków jaszczurek, wykorzystują pompowanie policzkowe jako uzupełnienie normalnego „oddychania osiowego”. Pozwala to zwierzętom na całkowite wypełnienie płuc podczas intensywnego ruchu, a tym samym zachowanie aktywności tlenowej przez długi czas. Wiadomo, że jaszczurki Tegu posiadają protoprzeponę, która oddziela jamę płucną od trzewnej. Chociaż nie jest ona zdolna do ruchu, pozwala na większe napełnienie płuc, poprzez odciążenie ich od ciężaru wnętrzności. Krokodyle faktycznie mają przeponę mięśniową, która jest analogiczna do przepony ssaków. Różnica polega na tym, że mięśnie przepony krokodyla odciągają kość łonową (część miednicy, która u krokodyli jest ruchoma) do tyłu, co powoduje obniżenie wątroby, zwalniając tym samym miejsce dla płuc, które mogą się rozszerzyć. Ten typ ustawienia przepony został określony jako „tłok wątrobowy”.”
Żółwie i żółwie
To, w jaki sposób żółwie i żółwie oddychają, było przedmiotem wielu badań. Do tej pory tylko kilka gatunków zostało przebadanych na tyle dokładnie, by mieć pojęcie, jak żółwie to robią. Wyniki wskazują, że żółwie i żółwie znalazły różne rozwiązania tego problemu. Trudność polega na tym, że większość skorup żółwi jest sztywna i nie pozwala na takie rozszerzanie i kurczenie się, jakie inne owady wykorzystują do wentylacji płuc. Niektóre żółwie, takie jak żółw indyjski (Lissemys punctata), mają arkusz mięśni, który otacza płuca. Kiedy się on kurczy, żółw może wydychać. W stanie spoczynku żółw może cofnąć kończyny do jamy ciała i wypchnąć powietrze z płuc. Kiedy żółw wysuwa kończyny, ciśnienie wewnątrz płuc jest zmniejszone, a żółw może zasysać powietrze. Płuca żółwia są przymocowane do wewnętrznej strony górnej części skorupy (pancerza), a dolna część płuc jest przymocowana (poprzez tkankę łączną) do reszty trzewi. Używając serii specjalnych mięśni (w przybliżeniu odpowiednik przepony), żółwie są w stanie popychać swoje wnętrzności w górę i w dół, co skutkuje efektywnym oddychaniem, ponieważ wiele z tych mięśni ma punkty zaczepienia w połączeniu z kończynami przednimi (rzeczywiście, wiele z mięśni rozszerza się do kieszeni kończyn podczas skurczu). Oddychanie podczas lokomocji było badane u trzech gatunków i wykazują one różne wzorce. Dorosłe samice zielonych żółwi morskich nie oddychają, gdy kulą się wzdłuż plaż lęgowych. Wstrzymują oddech podczas ruchu lądowego i oddychają skokami, gdy odpoczywają. Północnoamerykańskie żółwie błotne oddychają w sposób ciągły podczas ruchu, a cykl wentylacji nie jest skoordynowany z ruchami kończyn (Landberg i in., 2003). Prawdopodobnie do oddychania podczas lokomocji wykorzystują mięśnie brzucha. Ostatnim badanym gatunkiem jest ślizgacz czerwonolicy, który również oddycha podczas ruchu, ale wykonuje mniejsze oddechy podczas ruchu niż podczas niewielkich przerw między ruchami lokomotorycznymi, co wskazuje na możliwość mechanicznej interferencji między ruchami kończyn a aparatem oddechowym. Zaobserwowano również, że żółwie skrzynkowe oddychają, gdy są całkowicie zamknięte w swoich skorupach (ibid.).
Podniebienie
Większość gadów nie ma podniebienia wtórnego, co oznacza, że muszą wstrzymywać oddech podczas połykania. Krokodyle wykształciły kostne podniebienie wtórne, które pozwala im kontynuować oddychanie podczas pozostawania w zanurzeniu (i chroni ich mózgi przed uszkodzeniem przez walczącą ofiarę). Skinki (rodzina Scincidae) również wykształciły kostne podniebienie wtórne, w różnym stopniu. Węże przyjęły inne podejście i zamiast tego wydłużyły tchawicę. Ich przedłużenie tchawicy wystaje jak mięsista słomka i pozwala tym zwierzętom połykać duże ofiary bez cierpienia z powodu uduszenia.
Skóra
Skóra gadów pokryta jest zrogowaciałym naskórkiem, dzięki czemu jest wodoszczelna i umożliwia gadom życie na suchym lądzie, w przeciwieństwie do płazów. W porównaniu ze skórą ssaków, skóra gadów jest raczej cienka i pozbawiona grubej warstwy skóry właściwej, która u ssaków tworzy skórę. Odsłonięte części ciała gadów są chronione przez łuski lub łuski, czasem z kostną podstawą, tworzące pancerz. U lepidozaurów, takich jak jaszczurki i węże, cała skóra pokryta jest zachodzącymi na siebie łuskami naskórka. Takie łuski były kiedyś uważane za typowe dla całej klasy Reptilia, ale obecnie wiadomo, że występują tylko u lepidozaurów. Łuski występujące u żółwi i krokodyli są pochodzenia skórnego, a nie epidermalnego, i są właściwie określane mianem łusek (scutes). U żółwi ciało jest ukryte wewnątrz twardej skorupy złożonej ze stopionych łusek.
Ekrecja
Ekrecja odbywa się głównie przez dwie małe nerki. U diapsydów, kwas moczowy jest głównym azotowym produktem odpadowym; żółwie, podobnie jak ssaki, wydalają głównie mocznik. W przeciwieństwie do nerek ssaków i ptaków, nerki gadów nie są w stanie wytwarzać płynnego moczu o większym stężeniu niż ich płyn ustrojowy. Dzieje się tak, ponieważ brakuje im wyspecjalizowanej struktury zwanej pętlą Henlego, która jest obecna w nefronach ptaków i ssaków. Z tego powodu, wiele gadów używać okrężnicy do pomocy w reabsorpcji wody. Niektóre są również w stanie pobierać wodę zgromadzoną w pęcherzu moczowym. Nadmiar soli jest również wydalany przez nosowe i językowe gruczoły solne u niektórych gadów.
Układy trawienne
Większość gadów jest mięsożerna i ma raczej proste i stosunkowo krótkie jelita, mięso jest dość łatwe do rozbicia i strawienia. Trawienie jest wolniejsze niż u ssaków, co odzwierciedla ich niższy metabolizm i niezdolność do dzielenia i przeżuwania pokarmu. Jako poikilotermy (o zmiennej temperaturze ciała regulowanej przez ich środowisko), ich zapotrzebowanie na energię wynosi około jednej piątej do jednej dziesiątej zapotrzebowania ssaka tej samej wielkości. Duże gady, takie jak krokodyle i duże zwężacze mogą żyć z jednego dużego posiłku przez miesiące, trawiąc go powoli.
Współczesne gady są głównie mięsożerne, podczas wczesnej historii gadów kilka grup wyprodukowało roślinożerną megafaunę: w paleozoiku parezaury i synaptyczne dicynodonty, a w mezozoiku kilka linii dinozaurów. Dziś żółwie są jedyną grupą gadów w przeważającej mierze roślinożernych, ale kilka linii agam i legwanów ewoluowało, by żyć całkowicie lub częściowo na roślinach.
Gady roślinożerne napotykają te same problemy związane z przeżuwaniem, co roślinożerne ssaki, ale przy braku złożonych zębów ssaków wiele gatunków połyka kamienie i kamyki (tzw. gastrolity), by wspomóc trawienie: Kamienie są wypłukiwane w żołądku, pomagając w rozdrabnianiu materii roślinnej. Skamieniałe gastrolity zostały znalezione w związku z zauropodami. Żółwie morskie, krokodyle i legwany morskie również używają gastrolitów jako balastu, pomagając im nurkować.
Układ nerwowy
Układ nerwowy gadów zawiera tę samą podstawową część mózgu płazów, ale móżdżek i móżdżek gadów są nieco większe. Większość typowych narządów zmysłów jest dobrze rozwinięta z pewnymi wyjątkami, przede wszystkim brak u węża uszu zewnętrznych (obecne są uszy środkowe i wewnętrzne). Istnieje dwanaście par nerwów czaszkowych. Ze względu na krótki ślimak, gady używają elektrycznego dostrajania, aby rozszerzyć zakres słyszalnych częstotliwości.
Gady są ogólnie uważane za mniej inteligentne niż ssaki i ptaki. Wielkość ich mózgu w stosunku do ich ciała jest znacznie mniejsza niż u ssaków, iloraz encefalizacji jest około jednej dziesiątej tego, co u ssaków. Krokodyle mają stosunkowo większe mózgi i wykazują dość złożoną strukturę społeczną. Większe jaszczurki, takie jak monitory, są znane z wykazywania złożonych zachowań, w tym współpracy. Smok z Komodo jest znany z angażowania się w zabawę.
Wizja
Większość gadów to zwierzęta dzienne. Wizja jest zazwyczaj dostosowana do warunków światła dziennego, z widzeniem kolorów i bardziej zaawansowaną wizualną percepcją głębi niż u płazów i większości ssaków. U niektórych gatunków, takich jak ślepe węże, wizja jest ograniczona. Niektóre węże mają dodatkowe zestawy narządów wzrokowych (w najluźniejszym znaczeniu tego słowa) w postaci dołków wrażliwych na promieniowanie podczerwone (ciepło). Takie wrażliwe na ciepło wżery są szczególnie dobrze rozwinięte u żmij, ale występują również u boa i pytonów. Wżery te pozwalają wężom wyczuwać ciepło ciała ptaków i ssaków, umożliwiając żmijom polowanie na gryzonie w ciemności.
Reprodukcyjne
Większość gadów rozmnaża się płciowo, choć niektóre są zdolne do rozmnażania bezpłciowego. Wszystkie czynności rozrodcze odbywają się przez kloakę, pojedyncze wyjście/wejście u nasady ogona, gdzie eliminowane są również odpady. Większość gadów ma narządy kopulacyjne, które są zwykle schowane lub odwrócone i przechowywane wewnątrz ciała. U żółwi i krokodyli samiec posiada pojedyncze przyśrodkowe prącie, podczas gdy u kałamarnic, w tym węży i jaszczurek, występuje para hemipenów. Tuatary, jednakże, nie mają narządów kopulacyjnych, a więc samiec i samica po prostu naciskają na siebie kloaki, gdy samiec wydala spermę.
Większość gadów składa jaja owodniowe pokryte skórzastymi lub wapiennymi skorupami. Amnion, chorion i allantois są obecne podczas życia embrionalnego. Nie występują stadia rozwoju larwalnego. Żyworodność i jajorodność rozwinęły się tylko u kałamarnic, a wiele gatunków, w tym wszystkie boa i większość żmij, wykorzystuje ten sposób rozmnażania. Stopień wiwipolarności jest różny: niektóre gatunki po prostu zachowują jaja do czasu tuż przed wykluciem, inne dostarczają matczynego pokarmu uzupełniającego żółtko, a jeszcze inne nie posiadają żadnego żółtka i dostarczają wszystkich składników odżywczych poprzez strukturę podobną do łożyska ssaków.
Rozmnażanie bezpłciowe zostało zidentyfikowane u kałamarnic w sześciu rodzinach jaszczurek i jednym wężu. W niektórych gatunkach squamates, populacja samic jest w stanie wyprodukować unisexual diploidalny klon matki. Ta forma rozmnażania bezpłciowego, zwana partenogenezą, występuje u kilku gatunków gekonów, a szczególnie rozpowszechniona jest u teiidae (zwłaszcza Aspidocelis) i lacertidae (Lacerta). W niewoli smoki z Komodo (Varanidae) rozmnażały się przez partenogenezę.
Podejrzewa się, że gatunki partenogenetyczne występują wśród kameleonów, agamidów, ksantuzjuszy i tyflopodów.
Niektóre gady wykazują zależną od temperatury determinację płci (TDSD), w której temperatura inkubacji określa, czy dane jajo wykluwa się jako samiec czy samica. TDSD jest najbardziej rozpowszechnione u żółwi i krokodyli, ale występuje również u jaszczurek i tuatarów. Do tej pory nie potwierdzono, czy TDSD występuje u węży.
Mechanizmy obronne
Wiele małych gadów, takich jak węże i jaszczurki, które żyją na ziemi lub w wodzie, jest narażonych na bycie ofiarą wszelkiego rodzaju zwierząt mięsożernych. Unikanie jest więc najczęstszą formą obrony u gadów. Przy pierwszych oznakach niebezpieczeństwa większość węży i jaszczurek odpełza w podszycie, a żółwie i krokodyle zanurzają się w wodzie i znikają z pola widzenia.
Gady mogą również unikać konfrontacji poprzez kamuflaż. Korzystanie z różnych szarości, zieleni i brązów, zwierzęta te mogą mieszać się niezwykle dobrze w tle ich naturalnego środowiska.
Jeśli niebezpieczeństwo pojawia się tak nagle, że lot może być szkodliwe, a następnie krokodyle, żółwie, niektóre jaszczurki, a niektóre węże syczą głośno, gdy konfrontowane przez wroga. Grzechotniki gwałtownie wibrują końcówką ogona, która składa się z serii zagnieżdżonych, wydrążonych koralików.
Jeśli wszystko to nie odstrasza wroga, różne gatunki przyjmą różne taktyki obronne.
Węże używają skomplikowanego zestawu zachowań, gdy zostaną zaatakowane. Niektóre z nich najpierw podnoszą głowę i rozkładają skórę na szyi, starając się wyglądać na większe i bardziej groźne. Niepowodzenie tego może prowadzić do innych środków praktykowanych szczególnie przez kobry, żmije i blisko spokrewnione gatunki, które używają jadu do ataku. Jad jest zmodyfikowana ślina, dostarczane przez kły.
Gdy krokodyl jest zaniepokojony o jego bezpieczeństwo, będzie gape, aby odsłonić zęby i żółty język. Jeśli to nie zadziała, krokodyl staje się nieco bardziej niespokojny i zazwyczaj zaczyna wydawać syczące dźwięki. Po tym, krokodyl zaczyna się poważnie, zmieniając swoją postawę dramatycznie, aby wyglądać bardziej zastraszające. Ciało jest nadmuchane, aby zwiększyć pozorny rozmiar. Jeśli jest to absolutnie konieczne, może zdecydować się na zaatakowanie przeciwnika.
Niektóre gatunki próbują gryźć, niektóre używają głowy jako młota kowalskiego i dosłownie rozbijają przeciwnika, niektóre pędzą lub płyną w kierunku zagrożenia z daleka, nawet zaganiając je na ląd lub galopując za nimi.
Gekony, skinksy i inne jaszczurki, które są schwytane przez ogon, zrzucają część struktury ogona poprzez proces zwany autotomią i w ten sposób są w stanie uciec. Oderwany ogon będzie się nadal poruszał, tworząc złudne wrażenie ciągłej walki i odwracając uwagę drapieżnika od uciekającego zwierzęcia. Zwierzę może częściowo zregenerować swój ogon w ciągu kilku tygodni. Nowy odcinek będzie zawierał raczej chrząstkę niż kość, a skóra może być wyraźnie odbarwiona w porównaniu z resztą ciała.
Gady żyjące
- Gady (tylko grupy żyjące)
- Order Crocodilia (krokodyle, gawiale, kajmany i aligatory): 23 gatunki
- Order Sphenodontia (tuatary z Nowej Zelandii): 2 gatunki
- Order Squamata (jaszczurki, węże i amfisbaenidy („robakowate lizardy”): około 7000 gatunków.
- Order Testudines (żółwie, żółwie, i żółwie lądowe): ok. 300 gatunków
-
Kameleony, jaszczurka
-
Smokomodo, śpiący. Największa żyjąca jaszczurka
Obrazy dla dzieci
-
Gady, z Nouveau Larousse Illustré, 1897-1904: Zwróć uwagę na włączenie płazów (poniżej krokodyli).
-
„Potwór z przedpotopu”, Mosasaurus odkryty w kamieniołomie wapienia w Maastricht, 1770 (współczesna rycina)
-
Pierwsze gady miały anapsydalny typ dachu czaszki, jak widać u permskiego rodzaju Captorhinus
-
Klasyfikacje filogenetyczne grupują tradycyjne „gady ssakopodobne”, jak ten Varanodon, z innymi synapsydami, a nie z wymarłymi gadami.
-
Mezozoiczna scena ukazująca typową reptiliańską megafaunę: dinozaury, w tym Europasaurus holgeri, iguanodonty i Archaeopteryx lithographica siedzący na pniu drzewa na pierwszym planie.
-
A = Anapsyd, B = Synapsyd, C = Diapsyd
-
Podtrzymana produkcja energii (dżule) typowego gada w stosunku do ssaka podobnej wielkości jako funkcja temperatury ciała. Ssak ma znacznie wyższą wydajność szczytową, ale może funkcjonować tylko w bardzo wąskim zakresie temperatury ciała.
-
Skóra jaszczurki piaskowej, pokazująca gady z rodziny kałamarnicowatych ikona łuski
-
Wąż kolubrynowy, Dolichophis jugularis, zjadający beznogą jaszczurkę, Pseudopus apodus. Większość gadów jest mięsożerna, a wiele z nich zjada przede wszystkim inne gady.
-
Większość gadów rozmnaża się płciowo, na przykład ten Trachylepis maculilabris skink
-
Obraz z 1897 roku przedstawiający walczącego „Laelaps” (obecnie Dryptosaurus) autorstwa Charlesa R. Knight
-
Wczesny gad Hylonomus
-
Varanus priscus był olbrzymią mięsożerną jaszczurką z gatunku goanna, być może o długości nawet 7 metrów i wadze do 1 940 kilogramów.