Хордови

Следващия път, когато те попитат кой смяташ, че си, просто им дай фактите. Ти си бозайник, амниота, четирикрак, костен, ръкоперест, челюстен, прешленест, черепен, хордов организъм. Да, много са. И за да разбереш какво означават, ще трябва да научиш за най-сложната група от животни на Земята. И какво коства да стигнеш от това до това. Тип Хордови наброява всички 52 000 вида гръбначни животни на Земята и няколко хиляди вида безгръбначни. Те могат да са много различни – от малки безмозъчни рибки до Скарлет Йохансон. Знаеш вече, че когато говорим за класификация на животните, говорим всъщност за общо родословие. Всеки нов клон на това дърво отбелязва нов важен еволюционен етап. Точно както при тъканните слоеве и сегментацията при по-простите животни, има черти, които можем да търсим, за да проследим еволюцията на хордовите. Когато всички тези белези се появят в един организъм, ще сме стигнали до най-сложния клас в най-сложния тип – бозайниците. Първо, нека започнем с основите. Говорихме преди за общи черти за даден клон, които отличават група животни от техните предшественици и от други групи, произлизащи от същите прародители. Хордовите споделят четири такива черти, които ни правят такива, каквито сме. Всяка от тях е изявена в някакъв момент от жизнения цикъл на хордовите. Какво ще кажеш за доброволец, за да демонстрирам тези черти? Виждам, че ланцетниците вдигат устните си пипалца. Ланцетниците, познати още като главохордови, са един от трите подтипа хордови. За разлика от повечето други хордови, тези малки безмозъчни, безгръбначни рибки запазват всички от тези четири характеристики през целия си живот. Сигурно вече знаеш къде се появяват повечето от тези черти, след като типът е именуван на него – гръбначния мозък. Или поне нещо подобно на гръбначен мозък. Първо, има нотохорда – хрущялна структура, която минава между храносмилателната тръба и нервната тръба на животното. При повечето гръбначни скелетът се развива около нотохордата и позволява на мускулите да се закрепят. При хората нотохордата е редуцирана до хрущялните дискове между прешлените на гръбначния стълб. Второ, имаме самата нервна тръба, наричана гръбна нервна тръба. Това е тръба, изградена от нервни влакна, която се развива в нервната система. Това отличава хордовите от другите типове животни, които имат твърди вентрални нервни тръби (минават отпред, или от страната на стомаха). Трето, всички хордови имат фарингеални процепи. При безгръбначните – като ланцетника – те служат като филтри за хранене. При рибите и други водни животни това са хрилни отвори. А в гръбначни сухоземни като нас – те изчезват преди да се родим. Но тази тъкан се трансформира в области около челюстта, ушите и други структури в главата и врата. Последно, не можем да забравим за четвъртата черта, следаналната опашка, която е точно, каквото звучи. Тя помага на водните животни да се движат във водата, кара кучето ни да изглежда щастливо, като я размахва, а при хората – се свива през ембрионалното развитие в т.нар. опашна кост. Тя е точно тук. Повярвай ми, като става дума за това къде да е опашката, след ануса е правилното място. Всички тези четири черти започват да се появяват при „експлозията" през периода Камбрий преди повече от 500 милиона години. Днес те са споделени от членовете на всички три подтипа хордови, дори и животните от тези подтипове да не си приличат изобщо. Например нашите нови приятели главохордовите са най-старият жив подтип, но няма как да пропусна другата група хордови безгръбначни – опашнохордовите. Те са повече от 2000 вида, включващи туникатите. Ако не ти е ясно защо тези организми са един и същи тип като нас, това е защото имат ларва, подобна на попова лъжичка, с всички четири характеристики на хордовите. Възрастните, които всъщност имат сложно развита вътрешна структура, със сърце и други органи, запазват фарингеалните процепи. Но всички останали хордови черти изчезват или се трансформират в други структури. Третият и най-сложен подтип са гръбначните. Той включва най-много видове, защото членовете имат твърд гръбнак, което позволява експлозия от разнообразие: от миниатюрни рибки до големия син кит. Можеш да видиш колко фантастично е това разнообразие, като разделиш хордовите на множеството класове: от слузести морски змии до нас – топлокръвни пухкави бозайници. И като тези класове стават по-сложни, можеш да разпознаеш черти, които всеки от тях развива, които им дават еволюционно предимство пред предхождащите ги видове. Например какво ще кажеш за страхотната черта мозък? Гръбначните с глава, която съдържа сензорни органи и мозък, се наричат черепни. Освен това те винаги имат сърце поне с две камери. Понеже това е наука, трябва да знаеш, че има изключения за всяко правило, които трябва да запомниш. Изключението в този случай са миксините, единствените в подтип гръбначни, които нямат гръбнак. Но са класифицирани заедно с нас, защото имат череп. Това змиеподобно същество плува, като използва отделни мускули да упражняват сила върху нотохордата. Както и да е, миксини. Свързани с тях е класът Миноги – най-старите живи видове от гръбначните. Те имат хрущялен гръбначен стълб и дори по-важно – имат по-сложна нервна система. С появата на гръбнака виждаме гръбначните да стават по-големи, да развиват по-сложни скелети и да стават по-ефективни в ловуването на храна и избягването на хищници. Но забеляза ли нещо да липсва? Миногите и други ранни гръбначни са безчелюстни, а ако искаш да дъвчеш храна, със сигурност е добре да имаш челюст със зъби. Повечето учени мислят, че челюстта е еволюирала от структури, поддържащи първите два фарингеални процепа близо до устата. А зъбите? Сегашната теория е, че те са еволюирали от остри люспи на лицето. Челюстните се появяват преди 470 милиона години и една от най-старите, най-успешни групи челюстни, оцелели до днешни дни, са клас Хрущялни. Знаеш ги като акули, скатове и манти. Техните скелети са направени основно от хрущял, така и са наречени. Това показва началото на втвърден скелет. Хрущялните не са се променили много през последните 300 милиона години. Техният успех се дължи на двойните перки, които позволяват ловуване и плуване. и на тези челюсти за отхапване на вкусни парчета месо. За да достигнем до бозайниците, ще ни трябват кости. Откриваме ги при еволюцията на рибите. Запознай се с костните риби. За разлика от хрущялните, членовете на тази група имат минерализиран ендоскелет. Костните риби понякога се считат за надклас, защото от тях произхождат цяла плеяда от разнообразни класове. Всъщност има известен спор между таксономистите за това как трябва да се нарича. Най-важното нещо е, че мнозинството от гръбначните попадат при костните. И това включва теб. Те се разделят на две главни групи, които включват множество класове. Първият е лъчеперки, включващ 27 000 вида – почти всички риби, за които някога си чувал/а, са в тази група. Лъчеперките еволюират в сладки води, разпространяват се в океаните и някои накрая се връщат в сладки води. Във втората група нещата започват да стават странни и интересни. Това са ръкоперките – името им произлиза от костите, обградени от мускули в гръдните и тазовите им перки. И това звучи като нещо, което може да се използва за ходене. Ръкоперките включват целакантите, които включват един жив вид: двойнодишащи риби, които поглъщат въздух с дробовете си, и тетраподите, които са се адаптирали към сушата с четири крайника. Това е странно, нали. Въпреки че сухоземните животни очевидно не са риби, след като четирикраките еволюират от костни риби, те са класифицирани в тази група. Тези таксономисти... иска ми се да купонясвам с тях някой път... Но първо... Представи си, че си рибар по бреговете на Южна Африка в западния Индийски океан преди около 75 години. Задръж тази мисъл. Току що си извадил риба, която никой не е виждал досега. Не само това, хванал си риба, която е считана за изчезнала преди 75 милиона години. Точно това се е случило през 1938 г., когато капитан Хендрик Гусън извадил от водата латимерия. И оттогава това озадачава учените. Втора популация е била идентифицирана през 1999 г. близо до Индонезия, но дълбокоокеанските същества остават изключително редки. Латимерията изумява учените заради двойките изпъкнали перки. Те излизат от тялото като крака и се движат по последователен начин. С други думи, те се движат повече като кон, отколкото като риба. Всъщност тези двойки перки са поддържани от същите кости, каквито имаме ние в ръцете и краката си. Латимерията също така има череп, свързан със стави, така че може да си разширява челюстта, за да поглъща голяма плячка. Има също дебели люспи, които не съществуват при никои други риби. Не става за ядене, но защо би ял нещо, което е жива вкаменелост? Добре, сега ще говорим за четирикраките, което, разбира се, значи четири крака. Да стъпят с тях на сушата е било нещо наистина велико за тези ранни същества, защото това означава, че са могли да избягат от все по-бруталния и хищнически свят на океана. Тетраподите постепенно заменили перките си с крайници и развили изцяло нови части, които не съществували преди това – например вратове. С помощта на допълнителни прешлени, които разделят тялото от главата. Първите четирикраки днес се откриват в клас Земноводни, които са първите същества, развили трикамерно сърце. Има повече от 6000 познати вида земноводни като жаби, саламандри. Повечето от тях започват живота си като попови лъжички във водата и по-късно развиват крака, дробове и храносмилателна система и често мигрират към сушата като възрастни. Но земноводните снасят яйца без черупки. Понеже изсъхват бързо, трябва да бъдат снесени във вода. Това ни води към следващия знаков еволюционен момент за хордовите: амниотичното яйце. Амниотите са четирикраки, които снасят яйца, адаптирани към живота на сушата. Групата включва влечуги, птици и бозайници. Амниотичното яйце е било особено важно за успеха на земните обитатели: позволило е на ембрионите да се развиват в тяхно лично езерце в амниотичната торбичка, често оградена от твърда черупка – в случая на влечугите и птиците. Клас Влечуги представя най-ранните амниоти. Също като земноводните те имат трикамерно сърце, но са изцяло сухоземни. Тук откриваме динозаврите и нашите змии, костенурки и гущери. Често чуваш да описват влечугите като студенокръвни. Това не означава, че кръвта им е студена. Те всъщност са екзотерми, което значи, че абсорбират външната топлина като основен източник на телесна температура. Ето защо гущерът обича да се припича на слънце. Почти всички от най-старата група влечуги, архозаврите, са изчезнали, когато динозаврите измрели преди 65 милиона години. Но две родови линии архозаври са оцелели. Едната включва съвременните влечуги крокодили и алигатори. А другата е вид динозаври, които сега наричаме птици – клас Птици. Има големи очевидни различия между тези два оцелели вида архозаври. Едната е еволюирала за хранене и борба с големи животни, докато другата развива умението за летене, изящност и прочие. Не толкова очевидна, но еднакво важна разлика, е, че птиците са ендотерми, което означава, че могат да засилят метаболизма си, за да регулират температурата на тялото си. Цялата тази топлина изисква голяма пещ, а тя е осигурена благодарение на еволюцията на четирикамерното сърце. Има само една друга група животни, които развиват тази характеристика отделно от птиците и тя им позволява да се разпространят по цялата планета. Става дума, разбира се, за клас Бозайници. Познати като амниоти, които имат козина, три специални ушни кости и млечни жлези. Повечето бозайници са еволюирали, изоставяйки развитието в яйчена черупка. Зародишът е предпазен от хищници и опасности в утробата на майката. В този клас от хордовите ще откриеш мен, Джуди Денч, твоето куче, твоята котка, косатката Шаму, африканските слонове, южноамериканските пуду и 5300 други познати видове бозайници. Всичко започва с един прост прародител преди повече от 500 милиона години в този луд тип Хордови, но накрая сме успели. И сега знаеш какво точно представляваш.