Млекопитающие

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Млекопитающие

Систематика
Многообразие млекопитающих
Научная классификация
Домен Эукариоты
Царство Животные


Тип Хордовые


Подтип Позвоночные
Инфратип Челюстноротые
Надкласс Четвероногие
Класс Млекопитающие








Международное научное название
Mammalia
Linnaeus, 1758
BBC: История животного мира с Дэвидом Аттенборо: Эра млекопитающих / 2 серия

Млекопитающие (лат. Mammalia) — класс позвоночных животных. Отличительными его особенностями являются наличие шерстяного покрова, трёх костей среднего уха и молочных желез. По разным источникам, насчитывается от 5000[1] до 5416[2] видов.

Изучением млекопитающих занимается наука териология (маммалиология).

Содержание

[править] Эволюция

Филогенетические дерево млекопитающих

Первыми полностью наземными позвоночными были амниоты (Amniota), возникшие в верхнем карбоне. Они произошли от рептилиоморфных земноводных. У них были лёгкие и конечности. В яйцах амниот находились внутренние мембраны, которые позволяли зародышу дышать и одновременно удерживать воду внутри. Таким образом, амниоты могли откладывать яйца на суше. В течение нескольких миллионов лет стали различаться две линии амниот: синапсиды (Synapsida), включающие млекопитающих, и завропсиды (Sauropsida), к которым относились черепахи, ящерицы, змеи, крокодилы, динозавры и птицы[3].

Одна группа синапсид, пеликозавры (Pelycosauria) объединяла самых крупных и свирепых животных раннего пермского периода[4].

Около 265 миллионов лет, от пеликозавров отделились терапсиды (Therapsida), вскоре ставшие доминирующими наземными позвоночными. Отличие терапсид от пеликозавров заключается в некоторых особенностях строения черепа и челюстей. Линия терапсидов, ведущая к млекопитающим, прошла через ряд этапов, начиная от животных, похожих на пеликозавров, и заканчивая цинодонтами (Cynodontia). За этот промежуток времени у терапсидов развилось костное вторичное нёбо, конечности стали вертикальными, что позволило уменьшить нагрузку на позвоночник; зубная кость стала главной костью нижней челюсти.

Массовое пермское вымирание, произошедшее 252,2 миллионов лет назад, привело к господству хищников среди терапсид. В раннем триасе все экологические ниши крупных и средних хищников были заняты архозаврами, которые в течение 35 миллионов лет преобразовались в крокодиломорфов (Crocodylomorpha), птерозавров (Pterosauria) и динозавров (Dinosauria). В юрском периоде динозавры стали доминировать на всех наземных нишах.

Первые млекопитающие появились в конце триасового периода, около 225 миллионов лет назад. Первоначально они вели ночной образ жизни и были насекомоядными. Впоследствии, в середине юрского периода, млекопитающие приспособились к плаванию, рытью и ловле рыбы, как например, касторокауды (Castorocauda lutrasimilis)[5].

Первое известное однопроходное — вид Teinolophos trusleri, который жил около 123 миллионов лет назад в Австралии. Самое раннее сумчатое — синодельфис (Sinodelphys), живший 125 миллионов лет назад в северо-восточной части Китая.

Млекопитающие стали господствовать во всех экологических нишах после мел-палеогенового вымирания, уничтожившего динозавров и произошедшего 65 миллионов лет назад. Млекопитающие и птицы очень быстро стали разнообразными: так, первые летучие мыши появились 50 миллионов лет назад, всего через 15 миллионов лет после исчезновения динозавров.

Последние молекулярные филогенетические исследования показывают, что большинство современных отрядов плацентарных млекопитающих разошлись 100—85 миллионов лет назад, а современные семейства образовались с конца эоцена до миоцена.

[править] Систематика

 → Систематика млекопитающих

Класс млекопитающих насчитывает от 5000 до 5416 видов, объединённых в 29 отрядов[2]. Систематики ещё не пришли к единому мнению касаемо отношений некоторых семейств и отрядов. Новая информация, исходящая из филогении на основе молекулярных данных, приводит к необходимости изменения положения некоторых групп. К примеру, ластоногие, ранее считавшиеся отдельным отрядом, были помещены в отряд хищных. Помимо этого, молекулярные данные свидетельствуют о том, что сумчатые и однопроходные более тесно связаны друг с другом, нежели с плацентарными, а плацентарные, в свою очередь, могут подразделяться в большие группы (афротерии, лавразиотерии), которые существенно отличаются от традиционных.

Классификация млекопитающих основывается на главных особенностях эмбрионального развития. Однопроходные, или первозвери (Prototheria) откладывают яйца, что является самым примитивным способом размножения среди млекопитающих. Сумчатые (Metatheria) рожают очень слаборазвитых детёнышей после короткого периода беременности и вынашивают их в сумке. У плацентарных (Eutheria) беременность длится достаточно долго; во время внутриутробного развития детёныши получают необходимые питательные вещества через плаценту — сложный орган, соединяющий эмбрион с маткой. Тем не менее, всех млекопитающих объединяет три признака, которые не встречаются у других животных: наличие трёх костей среднего уха, волосяного покрова и молочных желез.

[править] Общее описание

Синий кит — самое крупное животное на Земле

У всех млекопитающих присутствует волосяной покров на какой-либо стадии их жизненного цикла; у большинства же видов волосы присутствуют всю жизнь. Волосы состоят из белка, называемого кератином, и выполняют по крайней мере четыре функции. Во-первых, они замедляют теплообмен с окружающей средой (теплоизоляция); во-вторых, специализированные волоски (усы, или вибриссы), выполняют сенсорную функцию, выступая в роли органов осязания; в-третьих, оказывают влияние на внешний вид, помогая маскироваться, общаться, различать самцов и самок, а также предупреждать хищников защитным механизмом; в-четвёртых, волосы обеспечивают некоторую защиту, либо предоставляя дополнительный защитный слой, защищающий от ожогов, либо преобразовываясь в опасные шипы, сдерживающие хищников.

У млекопитающих присутствуют, как правило, дифференцированные зубы. Зубы меняются только один раз в жизни. Нижняя челюсть состоит из одной, зубной, кости. Сердце четырёхкамерное. Нёбо отделяет полость рта от носовой полости. Мышечная диафрагма разделяет грудную и брюшную полости. Головной мозг высокоразвитый.

Млекопитающие отличаются огромным разнообразием форм. Наименьшие по размерам виды встречаются среди летучих мышей и землероек, и весят всего 3 грамма. Самое крупное животное на Земле — синий кит — достигает массы в 160 тонн. Таким образом, существует 53 000 000-кратная разница между самым крупным и самым мелким млекопитающим. Млекопитающие способны летать, красться, плавать, бегать, рыть норы, что позволило им занять самые разнообразные экологические ниши.

[править] Распространение и места обитания

Млекопитающие распространены на всех континентах, во всех океанах, а также на многих океанических островах. Различные виды эволюционировали для жизни практически во всех наземных и водных средах обитания. Млекопитающие представлены во всех наземных биомах, от пустынь и полярных ледников до влажных тропических лесов. Одна группа млекопитающих — летучие мыши — приспособилась к полёту.

Многие млекопитающие ведут полуводный образ жизни, обитая по берегам рек, озёр или на береговых линиях океанов. Представители отряда китообразных перешли к полностью водному образу жизни.

[править] Поведение

Летучие мыши прибегают к эхолокации
Скунсы защищаются от хищников посредством выделения неприятных запахов
Вибриссы — важный орган осязания

Поведение млекопитающих существенно различается у разных видов. В связи с теплокровностью они испытывают высокую потребность в энергии. Терморегуляция играет важную роль в жизни млекопитающих. Например, в холодное время года они вынуждены согреваться, а виды тропических регионов — экономить воду в своём организме. Поведение является важным способом для поддержания физиологического баланса.

Млекопитающие демонстрируют практически все адаптивные типы образа жизни, в том числе наземный, подземный, водный, древесный и летающий. Стили передвижения также разнообразны: плавание, бег, прыжки, полёт, рытьё и скалолазание.

Социальное поведение варьируется: одни млекопитающие живут в группах, насчитывающих десятки, сотни, иногда даже тысячи особей, другие предпочитают держаться в одиночку, за исключением периода размножения.

Встречается ночная, дневная и сумеречная активность.

Обоняние, зрение, слух и тактильное взаимодействие являются важными способами взаимодействия между млекопитающими. Обоняние играет ключевую роль во многих аспектах экологии млекопитающих, в том числе лактации, спаривании и социальной коммуникации. Они используют феромоны и другие обонятельные сигналы для передачи информации о репродуктивном статусе, территории или отдельных особях. Маркировка передаётся через мочу, кал или выделения конкретных желез. В некоторых случаях — например, у скунсов — запах помогает защититься от хищников.

Слух млекопитающих, как правило, хорошо развит. Для ряда видов он служит первичной формой восприятия. Эхолокация, способность воспринимать объекты во внешней среде, улавливая эхо от звуков, порождённых животным, играет важную роль в жизни летучих мышей и китообразных. В меньшей степени она наблюдается и у видов из других отрядов (например, землероек).

Многие млекопитающие общаются друг с другом посредством различных звуков. Голосовые сигналы используются в общении между матерью и детёнышами, потенциальными партнёрами и в других социальных контекстах. Вокализация помогает передавать индивидуальную или групповую идентичность, уведомлять о приближении хищников, охранять территорию или отображать репродуктивное состояние. Обмен данным посредством голоса довольно сложен в некоторых группах, в частности, у людей.

Млекопитающие также воспринимают окружающую среду при помощи тактильных восприятий. Специализированные волоски (усы, или вибриссы) выполняют сенсорную функцию, позволяя животному знать о контакте с каким-либо объектом внешней среды. Вибриссы хорошо раздражаются и оснащены мышцами, которые контролируют их позицию. Другой важный орган чувств — кожа, отдельные части которой особенно чувствительны к тактильным стимулам.

Зрение хорошо развито у ряда видов, однако оно менее важно для животных, ведущих подземный образ жизни или прибегающих к эхолокации. Ночные виды имеют сравнительно большие, хорошо развитые глаза. Зрение необходимо при питании, передвижении и почти всех аспектах поведения млекопитающих.

По типу питания среди млекопитающих встречаются плотоядные (например, почти все представители отряда хищных), растительноядные (парно- и непарнокопытные) и всеядные (приматы) виды. Млекопитающие употребляют в пищу как позвоночных, так и беспозвоночных животных, растения и грибы. Будучи теплокровными, им требуется значительно больше пищи, чем холоднокровным. Таким образом, очень немногие млекопитающие оказывают значительное влияние на популяции своих продуктов питания.

[править] Размножение

 → Размножение млекопитающих

Волки придерживаются моногамии

Для большинства млекопитающих характерна полигамия, выражающаяся в виде полигинии, полиандрии и полигинандрии (беспорядочное спаривание). Поскольку самки во время беременности и кормления молоком не могут размножаться, самцы, как правило, ответственны за появление большего числа детёнышей, нежели самки. Как следствие, наиболее распространённой формой полового поведения млекопитающих является полигиния, при которой один самец спаривается с несколькими самками. Ещё одна разновидность полигамии — полиандрия — также может быть найдена у млекопитающих. Суть её заключается в том, что одна самка спаривается с несколькими самцами.

Львы характеризуются кооперативным размножением

Около 3% млекопитающих придерживаются моногамии — один самец и одна самка имеют исключительные, монопольные отношения.

Некоторые виды, например, львы, характеризуются кооперативным размножением: группа самок, а иногда и самцов, разделяют заботу о молодняке от одной или нескольких самок.

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) демонстрируют уникальную, не встречающуюся среди других млекопитающих, систему размножения (помимо этого, они также холоднокровны[6] и живут дольше других грызунов — до 30 лет[7]). Для этого вида характерен эусоциальный, подлинно общественный образ жизни, с разделением особей на касты, сходный с таковым у общественных насекомых. Потомство в колонии приносит самка-королева. Она спаривается с несколькими фертильными самцами на протяжении всей жизни. Рабочие особи к размножению не способны.

Многие млекопитающие придерживаются сезонного размножения, которое обуславливается такими внешними факторами как продолжительность дня, наличие необходимых ресурсов и температурой воздуха. Самки некоторых видов удерживают сперму до наступления благоприятных условий, после чего их яйцеклетка может быть оплодотворена. У других млекопитающих яйцеклетка оплодотворяется сразу после совокупления, однако имплантация эмбриона в слизистую оболочку матки откладывается (так называемая задержанная имплантация). Есть также и третья форма задержки беременности — задержка развития, при котором развитие зародыша приостанавливается на некоторое время. Сезонное размножение и задержка в оплодотворении, имплантации и развитии помогает млекопитающим рожать детёнышей во время благоприятных периодов, что повышает шансы на выживание потомства.

Домовые мыши рожают большое количество детёнышей

Некоторые млекопитающие рожают очень много детёнышей в каждом помёте. Несмотря на недоразвитость, большинство новорождённых доживают до половой зрелости, после чего сами начинают размножаться. Для таких видов характерна высокая смертность и низкая продолжительность жизни. Подобная стратегия часто встречается у грызунов и насекомоядных. Противоположный тип жизненного цикла — рождение одного или нескольких высокоразвитых детёнышей, которые живут в относительно стабильных условиях и способны конкурировать за ресурсы, что является стратегией к выживанию. По такой схеме действуют китообразные, приматы и парнокопытные.

Уход за потомством — основной компонент поведения млекопитающих

Основным компонентом эволюционного развития, поведения и жизненного цикла млекопитающих является уход за потомством. Во время цикла эструса яйцеклетки развиваются и становятся готовыми к оплодотворению. Как только происходит оплодотворение, самки развивают свои эмбрионы одним из трёх способов — откладывают яйца (первозвери), вынашивают в сумке (наблюдается у сумчатых после непродолжительной беременности) или же полноценно вынашивают в матке (плацентарные).

После рождения или вылупления детёныши питаются от своей матери молоком — веществом, богатым жирами и белками.

Как уже упоминалось выше, в зависимости от вида и условий окружающей среды, самцы могут либо оказывать небольшую заботу за своим потомством, либо же вообще не участвовать в развитии детёнышей. Забота со стороны самцов проявляется в виде охраны территории и добычи ресурсов.

Млекопитающие часто рождаются в слаборазвитом состоянии, и требуют длительного ухода и защиты за собой. Для защиты обычно используются логова и гнёзда. Детёныши некоторых видов, в частности, из отрядов китообразных и парнокопытных, способны передвигаться сразу после рождения.

[править] Продолжительность жизни

Широкая вариация в размерах обуславливает различную продолжительность жизни млекопитающих. Как правило, она пропорциональна размеру животного. Исключение составляют летучие мыши, которые невелики в размерах, однако живут более десяти лет. Продолжительность жизни млекопитающих колеблется от менее чем одного года до 70 и более лет в дикой природе. Рекордсмен — гренландский кит (Balaena mysticetus), который может прожить 211 лет[8].

[править] Хищничество

Хищничество представляет собой один из основных источников смертности для многих млекопитающих. За исключением тех немногих животных, которые занимают высшее звено в пищевых цепях, ряд видов является объектом охоты для других организмов — в основном млекопитающих, птиц и рептилий. Для защиты от хищников применяется несколько стратегий, таких как защитная окраска, броня и выделение неприятных химических веществ.

[править] Роль в экосистемах и жизни человека

Домашние свиньи — важный источник мяса для человека

Экологические роли пяти с лишним тысяч видов млекопитающих весьма разнообразны. Существуют хищники и жертвы, растительноядные и плотоядные, — организмы, значительно преобразующие среду обитания, свою и других животных (например, плотины бобров или большие популяции парнокопытных в саваннах). Отчасти из-за высокой скорости метаболизма, млекопитающие часто играют роль, что непропорционально велика по сравнению с их численным количеством. Они бывают ответственными за распространение семян растений или опыление.

Млекопитающие представляют собой важный экономический ресурс для людей. Многие виды были одомашнены, и сейчас предоставляют различные продукты — мясо, молоко, шерсть, или же содержатся как служебные или домашние животные. Млекопитающие имеют важное значение для промышленности и экотуризма. Они помогают контролировать популяции других видов, в том числе и вредителей сельскохозяйственных культур. Лабораторные животные — преимущественно мыши и крысы — используются при проведении медицинских и других научных исследований.

Негативное влияние млекопитающих на человека выражается в поедании фруктов, овощей и семян, вредительстве сельскохозяйственных культур; хищники нападают на скот и людей. Виды, распространённые в городской или пригородной черте, становятся домашними вредителями. Несколько видов хорошо сосуществуют с человеком. В результате преднамеренной или случайной интродукции, в основном на изолированные океанические острова, домашние животные оказали значительное негативное воздействие на местные экосистемы.

Некоторые млекопитающие являются переносчиками опасных заболеваний человека и домашнего скота. Чума, пожалуй, самый известный пример. Она распространяется через блох, обитающих на теле грызунов. Бешенство, передающееся со слюной при укусе больным животным, может приводить к летальному исходу у домашнего скота и человека.

[править] Охрана

Сильная фрагментация атлантического леса

Разрушение и фрагментация мест обитания, чрезмерная охота, внедрение интродуцированных видов и другие антропогенные факторы способствуют сокращению популяций млекопитающих во всём мире. За последние пять веков вымерло около 82 млекопитающих. В настоящее время Международный союз охраны природы (МСОП) перечислил около 1000 млекопитающих (порядка 25% всех описанных видов) как находящихся под определённым риском исчезновения.

Основные факторы, способствующие вымиранию:

  • Фрагментация мест обитания. Естественно редкие или требующие больших территорий виды нередко подвергаются опасности из-за потерь необходимых мест обитания.
  • Непосредственное истребление затрагивает те виды, которые угрожают сельскому хозяйству или имеют промышленное значение.
  • Глобальное изменение климата приводит к смещению ареалов, и эти сдвиги часто коррелируют с изменениями в местном климате. Млекопитающие не в состоянии успевать за этими сдвигами, и рискуют потерять среду обитания.
  • Интродуцированные виды оказали негативное влияние в самых разнообразных регионах мира, прежде всего на изолированных островах. Они вытесняли местные виды с привычных им мест обитания. Местные виды зачастую оказывались неспособными противостоять завезённым хищникам, например, птица какапо (Strigops habroptilus) с Новой Зеландии.

[править] См. также

[править] Источники

  1. Павлинов И. Я.  Систематика современных млекопитающих. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. — 297 с. — ISSN 0134-8647
  2. 2,0 2,1 Предисловие(англ.) к книге Wilson D. E., Reeder D. M. (editors)Mammal Species of the World. A Taxonomic and Geographic Reference (3rd ed.). — Baltimore: Johns Hopkins University Press, 2 vols., 2005. — 2142 pp. — ISBN 978-0-8018-8221-0 [1]
  3. Reptilomorpha: Cotylosauria (англ.). Проверено 27 июля 2013.
  4. Синапсиды (англ.). Проверено 27 июля 2013.
  5. Jurassic "Beaver" Found; Rewrites History of Mammals (англ.). National Geographic News (23 февраля 2006). Проверено 27 июля 2013.
  6. Голых землекопов не жжет ни кислота, ни перец. Элементы — Новости (31 января 2008). Проверено 26 июля 2013.
  7. Голый землекоп (Heterocephalus_glaber) (англ.). Animal Diversity Web. Проверено 26 июля 2013.
  8. Гренландский кит в базе AnAge (англ.). AnAge. Проверено 26 июля 2013.

[править] Ссылки


Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты