WikiDer > Фоссориал - Википедия

Fossorial - Wikipedia
Мысский суслик

А роющий (от латинского фоссор, что означает «копатель») животное - приспособленное к рытью земли, которое живет в основном, но не только под землей. Некоторые примеры барсуки, голый землекоп, моллюски, сурикаты, и крот саламандры. Наиболее пчелы и осы называются фоссориальными Перепончатокрылые". Много грызун виды также считаются окаменелыми, поскольку большую часть дня живут в норах, хотя в остальное время они могут жить на поверхности. С другой стороны, виды, которые живут исключительно под землей, описываются как подземная фауна. Некоторые организмы окаменелости, чтобы помочь в регулирование температуры в то время как другие используют подземную среду обитания для защиты от хищники или для хранение продуктов. Считается, что животное субфоссориальное, если оно демонстрирует ограниченную адаптацию к окаменелому образу жизни.[1]

Доисторические свидетельства

Физическая адаптация фоссориальности широко распространена среди многих доисторический тип и таксоны, Такие как бактерии и рано эукариоты. Более того, фоссориальность развивалась независимо несколько раз, даже в пределах одного семья.[2] Ископаемые животные появились одновременно с заселением суши членистоногие в конце Ордовик период (более 440 миллионов лет назад).[3] Другие известные ранние норы включают: Eocaecilia и возможно Dinilysia.[4] Самый старый пример закапывания в синапсиды, линия, которая включает современных млекопитающих и их предков, является Цинодонт, Thrinaxodon liorhinus, найденный в Кару из Южная Африка, возраст которой оценивается в 251 миллион лет. Факты показывают, что эта адаптация произошла из-за драматических массовых вымираний в Пермский период период.[1]

Физическая адаптация

Европейский крот - обратите внимание на сильные и короткие передние конечности

Существует шесть основных внешних модификаций, описанных H.W. Шимер в 1903 г.,[5] общие для всех роющих видов млекопитающих:

  • Веретенообразное, веретенообразное тело, сужающееся к обоим концам, приспособленное для плотной подземной среды.
  • Менее развитое или отсутствующее зрение, учитывая подповерхностную темноту.
  • Маленькие или отсутствующие внешние уши, чтобы уменьшить естественные трение во время рытья.
  • Короткие и крепкие конечности, так как быстрота или скорость движения менее важны, чем сила рытья.
  • Широкие и крепкие передние конечности (манус), в том числе длинные когти, предназначенные для разрыхления роющего материала задними лапами для рассеивания в спине. Эта черта оспаривается Хорхе Кубо, который утверждает, что череп является основным инструментом во время раскопок, но что наиболее активными частями являются передние конечности для копания и что задние конечности используются для устойчивости.[6]
  • Короткий или отсутствующий хвост, у которого практически нет двигательная активность или роющее использование для большинства ископаемых млекопитающих.[5]

Другие важные физические особенности включают скелет, скорректированный под поверхностью: череп треугольной формы, преназальный косточказубья долотообразные, эффективно сросшиеся и короткие поясничный позвонки, хорошо развитый грудинасильные передние конечности и более слабые кости задних конечностей.[5] Из-за недостатка света одной из наиболее важных особенностей ископаемых животных является развитие физических, сенсорных качеств, которые позволяют им общаться и ориентироваться в темной подземной среде. Учитывая, что звук распространяется медленнее в воздухе и быстрее через твердую землю, использование сейсмический (ударный) волны мелкого масштаба более выгодны в этих средах. Хорошо задокументировано несколько различных применений. Мысский слепыш (Georychus capensis) использует барабанную дробь для отправки сообщений своим родственникам через сородич сигнализация. Золотой крот пустыни Намиб (Eremitalpa granti namibensis) может обнаружить термит колонии и подобная добыча под землей из-за развития гипертрофированный молоточек. Эта адаптация позволяет лучше обнаруживать низкочастотные сигналы.[7] Наиболее вероятное объяснение фактической передачи этих сейсмических сигналов, зафиксированных слуховой система, это использование костной проводимости; всякий раз, когда к черепу прикладываются вибрации, сигналы проходят по многим маршрутам во внутреннее ухо.[8]

У роющих животных работа, необходимая для сжатия почвы, увеличивается экспоненциально с увеличением диаметра тела. В амфисбайцы, древняя группа чешуйчатых роющих ящериц, специализация включает перо из длинная мышца спины, основная мышца, связанная с рытьем, чтобы увеличить площадь поперечного сечения. Ограниченные почвой небольшого диаметра тела, амфисбены могут увеличивать мышечную массу за счет увеличения длины тела, а не диаметра тела.[9] У большинства амфисбенов конечности были потеряны как часть фоссориального образа жизни. Однако кротовая ящерица Bipesв отличие от других амфисбенов сохраняет крепкие копающие передние конечности[10] сопоставимы с таковыми у кротов и сверчков.

Физиологические модификации

Нога Крота Крикет
Фоссориальная передняя лапа крота-сверчка, демонстрирующая слуховые и фоссориальные адаптации

Многие ископаемые и субфоссориальные млекопитающие, обитающие в зонах умеренного климата с частично замороженными землями, склонны впадать в спячку из-за сезонной нехватки мягкой, сочной травы и других источников питания.[5]

W.H. Шимер пришел к выводу, что в целом виды, которые приняли ископаемый образ жизни, вероятно, поступили так, потому что не смогли на земле найти пищу и защиту от хищников.[5] Кроме того, некоторые, такие как Э. Нево, предполагают, что ископаемый образ жизни мог возникнуть из-за сурового надземного климата.[11] Переход к андерграундному образу жизни также влечет за собой изменения в метаболизм и энергетика, часто в зависимости от веса. Субфоссориальные виды, весящие более 80 г (2,8 унции), имеют сравнительно более низкую базальные нормы[уточнить] чем те, которые весят менее 60 граммов (2,1 унции). У среднего окаменелого животного базальная скорость составляет от 60% до 90%. Дальнейшие наблюдения показывают, что более крупные роющие животные, такие как ежики или же броненосцы, имеют более низкую теплопроводность, чем мелкие животные, что, скорее всего, снижает накопление тепла в их норах.[12]

Геологические и экологические последствия

Одним из важных воздействий на окружающую среду со стороны ископаемых животных является биотурбация, определенный Маршаллом Уилкинсоном как изменение фундаментальных свойств почвы, включая поверхностные геоморфологические процессы.[13] Было измерено, что небольшие окаменелости, такие как муравьи, термиты, и дождевые черви вытеснить огромное количество почвы. Общие глобальные коэффициенты перемещения этих животных эквивалентны общим глобальным коэффициентам тектоническое поднятие.[13] Присутствие роющих животных также оказывает прямое влияние на состав, структуру почвы и растительность. Воздействие, которое оказывают эти животные, может варьироваться от кормления, сбора урожая, кэширования и нарушения почвы, но может отличаться, учитывая большое разнообразие ископаемых видов, особенно травоядный разновидность. Чистый эффект обычно складывается из изменения состава видов растений и увеличения разнообразия растений, что может вызвать проблемы с устойчивыми культурами, поскольку однородность сельскохозяйственных культур.[14] Роение также влияет на круговорот азота в пораженной почве. Курганы и голые почвы, содержащие роющих животных, содержат значительно больше NH+
4 и НЕТ−
3 а также большее нитрификация потенциальный и микробный НЕТ−
3 потребление, чем в почвах с растительностью. Основной механизм этого явления вызван удалением покрывающих пастбищ.[15]

Роющие змеи могут быть более уязвимы к изменяющимся условиям окружающей среды, чем не роющие змеи, хотя это может не относиться к другим ископаемым группам, таким как ящерицы. Это может сформировать эволюционный тупик для змей.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Дамиани, Р., 2003, Самые ранние свидетельства роения цинодонтов, Издательство Королевского общества, Том 270, Выпуск 1525
  2. ^ Таварес, Уильям Корреа; Сеуанес, Гектор Н. (18 мая 2018 г.). «Изменения в интенсивности отбора на митогеном подземных и ископаемых грызунов, соответствующих наземным видам». Геном млекопитающих. 29 (5–6): 353–363. Дои:10.1007 / s00335-018-9748-5. ISSN 0938-8990. PMID 29777385. S2CID 21755491.
  3. ^ Retallack, G.J .; Фикс, К. Р. (1987). «Следы окаменелостей животных позднего ордовика на суше». Наука. 235 (4784): 61–63. Bibcode:1987Научный ... 235 ... 61R. Дои:10.1126 / science.235.4784.61. PMID 17769314. S2CID 37351505.
  4. ^ Йи, Хунъюй; Норелл, Марк А. (2015). «Ройное происхождение современных змей». Достижения науки. 1 (10): e1500743. Bibcode:2015SciA .... 1E0743Y. Дои:10.1126 / sciadv.1500743. ЧВК 4681343. PMID 26702436.
  5. ^ а б c d е Шимер Х.В., 1903, Адаптация к водным видам. Древесные, ископаемые и беглые повадки млекопитающих.III. Фоссориальные адаптации, Американский натуралист, Том XXXVII, № 444 - декабрь 1903 г.
  6. ^ Кубо, Дж., 2005, Гетерохронная интерпретация происхождения приспособлений рытья у северной водяной полевки, Arvicola terrestris (Rodentia: Arvicolidae), Биологический журнал Линнеевского общества, Том 87, стр. 381–391
  7. ^ Наринс П.М., 1997, Использование сейсмических сигналов окаменелыми южноафриканскими млекопитающими: золотая жила в неврологии, Бюллетень исследований мозга, том. 44, Issue 5, с. 641–646
  8. ^ Мейсон, М.Дж., 2001, Структуры среднего уха у ископаемых млекопитающих: сравнение с нефоссориальными видами, Journal of Zoology, Vol. 255, вып. 4, стр. 467–486
  9. ^ Navas, Carlos A .; Antoniazzi, Marta M .; Карвалью, Хосе Эдуардо; Шауи-Берлинк, Хосе Гильерме; Джеймс, Роб С .; Джаред, Карлос; Колсдорф, Тиана; Пай-Силва, Мали Дал; Уилсон, Робби С. (2004-06-15). «Морфологическая и физиологическая специализация при раскопках у амфисбенов, древней линии ископаемых позвоночных». Журнал экспериментальной биологии. 207 (14): 2433–2441. Дои:10.1242 / jeb.01041. ISSN 0022-0949. PMID 15184515.
  10. ^ Вестфаль, Наташа; Махлоу, Кристин; Голова, Джейсон Джеймс; Мюллер, Йоханнес (10 января 2019 г.). «Пектораль Миология из конечностей с пониженными червячными ящериц (Squamata, двуходки) предлагает развязку костно-мышечной системы в процессе эволюции удлинения тела». BMC Эволюционная биология. 19 (1): 16. Дои:10.1186 / s12862-018-1303-1. ISSN 1471-2148. ЧВК 6329177. PMID 30630409.
  11. ^ Нево, E. 2007. Мозаичная эволюция подземных млекопитающих: ковыряние, регресс, прогрессия и глобальная конвергенция. Подземные грызуны: Новости из подполья: 375-388.
  12. ^ Макнаб, Б., 1979, Влияние размера тела на энергетику и распространение ископаемых и роющих млекопитающих, Экология, Том 60, страницы 1010-1021
  13. ^ а б Уилкинсон, М.Т., Ричардс, П.Дж., Хамфрис, Г.С., 2009 г., Перелом: почвенные, геологические и экологические последствия биотурбации почвы, Earth Science Reviews, Vol. 97, Issues 1-4, pp. 257–272
  14. ^ Huntly, N, Reichman, OJ, 1994, Воздействие подземных млекопитающих травоядных на растительность, Journal of Mammalogy, Volume 75, pp. 852–859
  15. ^ Canals, H, 2003, Как нарушение, вызванное ископаемыми млекопитающими, изменяет цикл N на однолетних пастбищах Калифорнии. Экология, Том 84, стр. 875–881.
  16. ^ Cyriac, V.P .; Кодандарамайя, У. (2018). «Копание собственной макроэволюционной могилы: окаменелость как эволюционный тупик у змей». Журнал эволюционной биологии. 31 (4): 587–598. Дои:10.1111 / jeb.13248. ISSN 1420-9101. PMID 29418035. S2CID 4619858.