Biologie für Majors II

Merkmale von Säugetieren identifizieren

Säugetiere sind Wirbeltiere, die Haare und Brustdrüsen besitzen. Einige andere Merkmale sind für Säugetiere charakteristisch, einschließlich bestimmter Merkmale des Kiefers, des Skeletts, des Integuments und der inneren Anatomie. Moderne Säugetiere gehören zu drei clades: monotremes, Beuteltiere und Eutherianer (oder Plazenta Säugetiere).,

Säugetiere

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Eigenschaften von Säugetieren

Das Vorhandensein von Haaren ist eines der offensichtlichsten Anzeichen eines Säugetiers., Obwohl es bei bestimmten Arten wie Walen nicht sehr umfangreich ist, hat das Haar viele wichtige Funktionen für Säugetiere. Säugetiere sind endotherm und das Haar bietet Isolierung, um die durch Stoffwechselarbeit erzeugte Wärme zu speichern. Das Haar fängt eine Luftschicht in der Nähe des Körpers ein und hält die Wärme zurück. Zusammen mit der Isolierung können Haare über spezielle Haare, sogenannte Vibrissen, besser bekannt als Schnurrhaare, als sensorischer Mechanismus dienen. Diese haften an Nerven, die Informationen über Empfindungen übertragen, was besonders für nächtliche oder grabende Säugetiere nützlich ist., Haare können auch eine schützende Färbung bieten oder Teil sozialer Signale sein, z. B. wenn das Haar eines Tieres „am Ende“ steht.“

Säugetier-Integument oder Haut umfasst sekretorische Drüsen mit verschiedenen Funktionen. Talgdrüsen produzieren eine Lipidmischung namens Talg, die zur Wasserbeständigkeit und Schmierung auf das Haar und die Haut ausgeschieden wird. Talgdrüsen befinden sich über dem größten Teil des Körpers. Ekkrine Drüsen produzieren Schweiß oder Schweiß, der hauptsächlich aus Wasser besteht. Bei den meisten Säugetieren sind die ekkrinen Drüsen auf bestimmte Bereiche des Körpers beschränkt, und einige Säugetiere besitzen sie überhaupt nicht., Bei Primaten, insbesondere beim Menschen, spielt der Schweiß jedoch eine wichtige Rolle bei der Thermoregulation und reguliert den Körper durch Verdunstungskühlung. Schweißdrüsen befinden sich bei Primaten über dem größten Teil der Körperoberfläche. Apokrine Drüsen oder Duftdrüsen sezernieren Substanzen, die für die chemische Kommunikation verwendet werden, wie zum Beispiel in Stinktieren. Milchdrüsen produzieren Milch, die verwendet wird, um Neugeborene zu füttern. Während männliche Monotremes und Eutherianer Brustdrüsen besitzen, männliche Beuteltiere nicht. Brustdrüsen sind wahrscheinlich modifizierte Talgdrüsen oder ekkrine Drüsen, aber ihr evolutionärer Ursprung ist nicht ganz klar.,

Abbildung 1. Knochen des Innenohrs des Säugetiers werden aus Knochen des Kiefers und des Schädels modifiziert. (credit: NCI)

Das Skelettsystem von Säugetieren besitzt viele einzigartige Eigenschaften. Der Unterkiefer von Säugetieren besteht nur aus einem Knochen, dem DJI. Die Kiefer anderer Wirbeltiere bestehen aus mehr als einem Knochen. Bei Säugetieren verbindet sich der D-Knochen mit dem Schädel am Squamosalknochen, während bei anderen Wirbeltieren der quadratische Knochen des Kiefers mit dem Gelenkknochen des Schädels verbunden ist., Diese Knochen sind bei Säugetieren vorhanden, wurden jedoch so modifiziert, dass sie beim Hören funktionieren und Knochen im Mittelohr bilden (Abbildung 1). Andere Wirbeltiere besitzen nur einen Mittelohrknochen, die Stapes. Säugetiere haben drei: Malleus, Incus und Stapes. Der Malleus stammte aus dem Gelenkknochen, während der Incus aus dem Quadratknochen stammte. Diese Anordnung von Kiefer – und Ohrknochen hilft bei der Unterscheidung fossiler Säugetiere von Fossilien anderer Synapsiden.

Der Adduktorenmuskel, der den Kiefer schließt, besteht bei Säugetieren aus zwei Muskeln: der Temporalis und dem Masseter., Diese ermöglichen eine seitliche Bewegung des Kiefers und ermöglichen das Kauen, was für Säugetiere einzigartig ist. Die meisten Säugetiere haben heterodont Zähne, was bedeutet, dass sie verschiedene Arten und Formen von Zähnen haben, anstatt nur eine Art und Form von Zahn. Die meisten Säugetiere sind Diphyodonten, was bedeutet, dass sie zwei Sätze von Zähnen in ihrem Leben haben: Laub-oder „Baby“ Zähne und bleibende Zähne. Andere Wirbeltiere sind Polyphyodonten, dh ihre Zähne werden während ihres gesamten Lebens ersetzt.

Säugetiere besitzen wie Vögel ein Vierkammerherz., Säugetiere haben auch eine spezielle Gruppe von Herzfasern, die sich in den Wänden ihres rechten Vorhofs befinden, den Sinusknoten oder Schrittmacher, der die Rate bestimmt, mit der das Herz schlägt. Säugetier-Erythrozyten (rote Blutkörperchen) haben keine Kerne, während die Erythrozyten anderer Wirbeltiere kernig sind.

Die Nieren von Säugetieren haben einen Teil des Nephrons, der als Henle-oder nephritische Schleife bezeichnet wird und es Säugetieren ermöglicht, Urin mit einer hohen Konzentration an gelösten Stoffen zu produzieren, die höher ist als die des Blutes., Säugetieren fehlt ein Nierenportalsystem, das ein System von Venen ist, das Blut von den Hinter-oder unteren Gliedmaßen und der Region des Schwanzes zu den Nieren bewegt. Nierenportalsysteme sind in allen anderen Wirbeltieren außer kieferlosen Fischen vorhanden. Eine Harnblase ist bei allen Säugetieren vorhanden.

Säugetiergehirne haben bestimmte Eigenschaften, die sich von anderen Wirbeltieren unterscheiden. Bei einigen, aber nicht allen Säugetieren ist die Großhirnrinde, der äußerste Teil des Großhirns, stark gefaltet, was eine größere Oberfläche ermöglicht, als dies bei einer glatten Hirnrinde möglich ist., Die Optiklappen, die sich im Mittelhirn befinden, sind bei Säugetieren in zwei Teile geteilt, während andere Wirbeltiere einen einzigen, ungeteilten Lappen besitzen. Eutherische Säugetiere besitzen auch eine spezielle Struktur, die die beiden Gehirnhälften verbindet, das Corpus callosum.

Gruppen von Säugetieren

Es gibt drei Gruppen von Säugetieren: die Eutherianer oder Plazenta-Säugetiere, die Beuteltiere und die Monotremes oder Metather. Diese Gruppen sind in zwei clades unterteilt: die eutherians und Beuteltiere umfassen die clade der therian Säugetiere, und monotremes bilden ihre Schwester clade.,

Beuteltiere

Abbildung 2. Der tasmanische Teufel ist einer von mehreren Beuteltieren, die in Australien heimisch sind. (kredit: Wayne McLean)

Beuteltiere sind in erster Linie in Australien gefunden, obwohl das Opossum in Nordamerika gefunden wird. Australische Beuteltiere gehören das Känguru, Koala, Bandicoot, tasmanischen Teufel (Abbildung 2), und mehrere andere Arten. Die meisten Beuteltierarten besitzen einen Beutel, in dem sich die sehr Frühgeborenen nach der Geburt aufhalten, Milch erhalten und sich weiter entwickeln., Beuteltiere unterscheiden sich von Eutherianern dadurch, dass es eine weniger komplexe Plazentaverbindung gibt: Die Jungen werden in einem extrem frühen Alter geboren und verriegeln sich an der Brustwarze innerhalb des Beutels.

Eutherianer

Eutherianer sind die weltweit am weitesten verbreiteten Säugetiere. Es gibt 18 bis 20 Ordnungen von Plazentasäugetieren. Einige Beispiele sind Insectivora, die Insektenfresser; Edentata, die zahnlosen Ameisenbären; Rodentia, die Nagetiere; Cetacea, die Wassersäuger einschließlich Wale; Fleischfresser, fleischfressende Säugetiere einschließlich Hunde, Katzen und Bären; und Primaten, zu denen auch Menschen gehören., Eutherische Säugetiere werden manchmal als Plazentasäugetiere bezeichnet, da alle Arten eine komplexe Plazenta besitzen, die einen Fötus mit der Mutter verbindet und einen Gas -, Flüssigkeits-und Nährstoffaustausch ermöglicht. Während andere Säugetiere eine weniger komplexe Plazenta besitzen oder kurzzeitig eine Plazenta haben, besitzen alle Eutherianer während der Schwangerschaft eine komplexe Plazenta.

Monotremes

Es gibt drei lebende Arten von Monotremes: das Schnabeltier und zwei Arten von Echidnas oder stacheligen Ameisenbären., Das ledrige Schnabeltier gehört zur Familie der Ornithorhynchidae („Vogelschnabel“), während Echidnas zur Familie der Tachyglossidae („klebrige Zunge“) gehören (Abbildung 3). Das Schnabeltier und eine Art von Echidna sind in Australien gefunden, und die andere Art von Echidna ist in Neuguinea gefunden. Monotremes sind einzigartig unter Säugetieren, da sie Eier legen, anstatt junge zu gebären. Die Schalen ihrer Eier sind nicht wie die harten Schalen von Vögeln, sondern eine ledrige Schale, ähnlich wie die Schalen von Reptilieneiern. Schnabeltiere haben keine Zähne.,

Abbildung 3. (a) Das Schnabeltier, ein monotones, besitzt einen ledrigen Schnabel und legt Eier, anstatt lebende Junge zur Welt zu bringen. (b) Die Echidna ist eine weitere Monotonie. (credit b: Änderung der Arbeit von Barry Thomas)

Evolution von Säugetieren

Abbildung 4. Cynodonten, die vor 260 Millionen Jahren erstmals in der späten Perm-Zeit auftauchten, gelten als Vorfahren moderner Säugetiere., (credit: Nobu Tamura)

Säugetiere sind Synapsiden, was bedeutet, dass sie eine einzige Öffnung im Schädel haben. Sie sind die einzigen lebenden Synapsiden, da frühere Formen in der Jurazeit ausgestorben sind. Die frühen Nicht-Säugetier-Synapsiden können in zwei Gruppen unterteilt werden, die Pelykosaurier und die Therapsiden. Innerhalb der Therapsids wird angenommen, dass eine Gruppe namens Cynodonts die Vorfahren von Säugetieren ist (Abbildung 4).

Ein Schlüsselmerkmal von Synapsiden ist die Endothermie und nicht die Ektothermie, die bei den meisten anderen Wirbeltieren beobachtet wird., Die erhöhte Stoffwechselrate, die erforderlich ist, um die Körpertemperatur intern zu verändern, ging mit Veränderungen bestimmter Skelettstrukturen einher. Die späteren Synapsiden, die für Säugetiere einzigartigere Eigenschaften hatten, besitzen Wangen zum Halten von Nahrung und heterodontale Zähne, die auf das Kauen spezialisiert sind, mechanisch Nahrung abbauen, um die Verdauung zu beschleunigen und die Energie freizusetzen, die zur Erzeugung von Wärme benötigt wird. Kauen erfordert auch die Fähigkeit, gleichzeitig zu kauen und zu atmen, was durch das Vorhandensein eines sekundären Gaumens erleichtert wird., Ein sekundärer Gaumen trennt den Bereich des Mundes, in dem das Kauen stattfindet, von dem Bereich oben, in dem die Atmung stattfindet, so dass die Atmung während des Kauens ununterbrochen abläuft. Ein sekundärer Gaumen findet sich nicht bei Pelykosauriern, sondern bei Cynodonten und Säugetieren. Der Kieferknochen zeigt auch Veränderungen von frühen Synapsiden zu späteren. Der Jochbogen oder Wangenknochen ist bei Säugetieren und fortgeschrittenen Therapsiden wie Cynodonten vorhanden, bei Pelykosauriern jedoch nicht. Das Vorhandensein des Jochbogens deutet auf das Vorhandensein des Massetermuskels hin, der den Kiefer schließt und beim Kauen funktioniert.,

Im Appendikularskelett unterscheidet sich der Schultergürtel der Säugetiere insofern von dem anderer Wirbeltiere, als er keinen Prokorakoidknochen oder ein Interklavikel besitzt und das Schulterblatt der dominierende Knochen ist.

Säugetiere entwickelten sich aus Therapsiden in der späten Triaszeit, da die frühesten bekannten Säugetierfossilien aus der frühen Jurazeit stammen, vor etwa 205 Millionen Jahren. Frühe Säugetiere waren klein, etwa so groß wie ein kleines Nagetier., Säugetiere begannen sich zuerst im Mesozoikum zu diversifizieren, vom Jura bis zur Kreidezeit, obwohl die meisten dieser Säugetiere am Ende des Mesozoikums ausgestorben waren. Während der Kreidezeit begann und setzte sich eine weitere Strahlung von Säugetieren durch das Känozoikum vor etwa 65 Millionen Jahren fort.

Zusammenfassend: Säugetiere

Säugetiere sind im Allgemeinen Wirbeltiere, die Haare und Brustdrüsen besitzen. Das Säugetier-Integument umfasst verschiedene sekretorische Drüsen, einschließlich Talgdrüsen, ekkrine Drüsen, apokrine Drüsen und Brustdrüsen., Säugetiere sind Synapsiden, was bedeutet, dass sie eine einzige Öffnung im Schädel haben. Ein Schlüsselmerkmal von Synapsiden ist eher die Endothermie als die Ektothermie bei anderen Wirbeltieren. Säugetiere haben sich wahrscheinlich in der späten Triaszeit aus Farsiden entwickelt, da die frühesten bekannten Säugetierfossilien aus der frühen Jurazeit stammen. Es gibt heute drei Gruppen von Säugetieren: Monotremes, Beuteltiere und Eutherianer. Monotremes sind einzigartig unter Säugetieren, da sie Eier legen, anstatt junge zu gebären., Eutherische Säugetiere werden manchmal als Plazentasäugetiere bezeichnet, da alle Arten eine komplexe Plazenta besitzen, die einen Fötus mit der Mutter verbindet und einen Gas -, Flüssigkeits-und Nährstoffaustausch ermöglicht.

Primaten

Eigenschaften von Primaten

Ordnung Primaten der Klasse Mammalia umfasst Lemuren, Tarsiers, Affen, Affen und Menschen. Nichtmenschliche Primaten leben hauptsächlich in den tropischen oder subtropischen Regionen Südamerikas, Afrikas und Asiens. Sie reichen in der Größe von der Maus Lemur bei 30 Gramm (1 Unze) bis zum Berggorilla bei 200 Kilogramm (441 Pfund)., Die Eigenschaften und die Entwicklung von Primaten sind für uns von besonderem Interesse, da sie es uns ermöglichen, die Entwicklung unserer eigenen Spezies zu verstehen.

Alle Primatenarten besitzen Anpassungen zum Klettern von Bäumen, da sie alle von Baumbewohnern abstammen. Dieses baumartige Erbe der Primaten hat zu Händen und Füßen geführt, die für die Brachiation oder das Klettern und Schwingen durch Bäume geeignet sind., Diese Anpassungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: 1) ein rotierendes Schultergelenk, 2) einen großen Zeh, der weit von den anderen Zehen und Daumen getrennt ist, die weit von den Fingern (außer Menschen) getrennt sind, die Greifäste ermöglichen, 3) stereoskopisches Sehen, zwei überlappende Sichtfelder von den Augen, die die Wahrnehmung von Tiefe und Messabstand ermöglichen., Andere Merkmale von Primaten sind Gehirne, die größer sind als die der meisten anderen Säugetiere, Krallen, die in abgeflachte Nägel umgewandelt wurden, typischerweise nur ein Nachwuchs pro Schwangerschaft, und ein Trend, den Körper aufrecht zu halten.

Ordnung Primaten ist in zwei Gruppen unterteilt: Prosimianer und Anthropoide. Zu den Prosimianern gehören die Buschbabys Afrikas, die Lemuren Madagaskars und die Lorises, Pottos und Tarsiers Südostasiens. Anthropoide umfassen Affen, Affen und Menschen., Im Allgemeinen neigen Prosimianer dazu, nachtaktiv zu sein (im Gegensatz zu tagaktiven Anthropoiden) und zeigen eine kleinere Größe und ein kleineres Gehirn als Anthropoide.

Evolution von Primaten

Die ersten primatenartigen Säugetiere werden als Proto-Primaten bezeichnet. Sie ähnelten in Größe und Aussehen in etwa Eichhörnchen und Baumspitzmäusen. Die vorhandenen fossilen Beweise (meist aus Nordafrika) sind sehr fragmentiert. Diese Proto-Primaten bleiben weitgehend mysteriöse Kreaturen, bis mehr fossile Beweise verfügbar werden., Die ältesten bekannten primatenartigen Säugetiere mit einem relativ robusten Fossilienbestand sind Plesiadapis (obwohl einige Forscher nicht zustimmen, dass Plesiadapis ein Proto-Primat war). Fossilien dieses Primaten wurden vor etwa 55 Millionen Jahren datiert. Plesiadapiformen waren Proto-Primaten, die einige Merkmale der Zähne und Skelett gemeinsam mit echten Primaten hatten. Sie wurden in Nordamerika und Europa im Känozoikum gefunden und starben am Ende des Eozäns aus.

Die ersten echten Primaten wurden in Nordamerika, Europa, Asien und Afrika im Eozän gefunden., Diese frühen Primaten ähnelten den heutigen Prosimianern wie Lemuren. Evolutionäre Veränderungen setzten sich bei diesen frühen Primaten fort, mit größeren Gehirnen und Augen, und kleinere Schnauzen sind der Trend. Am Ende des Eozäns, Viele der frühen prosimianischen Arten starben entweder aufgrund kühlerer Temperaturen oder aufgrund der Konkurrenz der ersten Affen aus.

Abbildung 5. Der Brüllaffe stammt aus Mittel – und Südamerika. Es macht einen Anruf, der wie ein brüllender Löwe klingt., (credit: Xavi Talleda)

Anthropoide Affen entwickelten sich von prosimians während des Oligozäns Epoche. Vor 40 Millionen Jahren deuten Beweise darauf hin, dass Affen in der Neuen Welt (Südamerika) und der Alten Welt (Afrika und Asien) präsent waren. New World Affen werden auch Platyrrhini genannt-ein Hinweis auf ihre breiten Nasen (Abbildung 5). Affen der Alten Welt werden Katarrhini genannt—ein Hinweis auf ihre schmalen Nasen. Es gibt immer noch eine gewisse Unsicherheit über die Ursprünge der Neuen Welt Affen. Zu der Zeit, als die Platyrrhines entstanden, waren die Kontinente Südamerika und Afrika auseinander getrieben., Daher wird angenommen, dass Affen in der Alten Welt entstanden sind und die Neue Welt entweder durch Treiben auf Blockflößen oder durch Überqueren von Landbrücken erreicht haben. Aufgrund dieser reproduktiven Isolation wurden Affen der Neuen Welt und Affen der Alten Welt über Millionen von Jahren getrennten adaptiven Strahlungen unterzogen. Die Affen der Neuen Welt sind alle Baumstämme, während Affen der Alten Welt Baumstämme und bodenbewohnende Arten umfassen.

Affen entwickelten sich aus den Katarrhinen in Afrika auf halbem Weg durch das Känozoikum, vor etwa 25 Millionen Jahren. Affen sind im Allgemeinen größer als Affen und besitzen keinen Schwanz., Alle Affen sind in der Lage, sich durch Bäume zu bewegen, obwohl viele Arten die meiste Zeit auf dem Boden verbringen. Affen sind intelligenter als Affen, und sie haben relativ größere Gehirne proportional zur Körpergröße. Die Affen sind in zwei Gruppen unterteilt. Die kleinen Affen umfassen die Familie Hylobatidae, einschließlich Gibbons und Siamangs. Zu den Menschenaffen gehören die Gattungen Pan (Schimpansen und Bonobos) (Abbildung 6a), Gorilla (Gorillas), Pongo (Orang-Utans) und Homo (Menschen) (Abbildung 6b)., Die sehr arborealen Gibbons sind kleiner als die Menschenaffen; sie haben einen geringen sexuellen Dimorphismus (das heißt, die Geschlechter unterscheiden sich nicht deutlich in der Größe); und sie haben relativ längere Arme, um durch Bäume zu schwingen.

Abbildung 6. Der (a) Schimpanse ist einer der Menschenaffen. Es besitzt ein relativ großes Gehirn und hat keinen Schwanz. (b) Alle Menschenaffen haben eine ähnliche Skelettstruktur., (kredit a: Änderung der Arbeit von Aaron Logan; Kredit b: Änderung der Arbeit von Tim Vickers)

Evolution des Menschen

Die Familie Hominidae der Ordnung Primaten umfasst die Hominoide: die großen Affen (Abbildung 7). Beweise aus dem Fossilienbestand und aus einem Vergleich von menschlicher und Schimpansen-DNA deuten darauf hin, dass Menschen und Schimpansen vor etwa 6 Millionen Jahren von einem gemeinsamen hominoiden Vorfahren abwichen. Mehrere Arten entwickelten sich aus dem evolutionären Zweig, der Menschen umfasst, obwohl unsere Spezies das einzige überlebende Mitglied ist., Der Begriff Hominin bezieht sich auf jene Arten, die sich nach dieser Spaltung der Primatenlinie entwickelt haben, wodurch Arten bezeichnet werden, die enger mit Menschen als mit Schimpansen verwandt sind. Hominine waren überwiegend zweibeinig und umfassen jene Gruppen, die wahrscheinlich unsere Spezies hervorgebracht haben—einschließlich Australopithecus, Homo habilis, und Homo erectus—und jene Nicht-Ahnengruppen, die als „Cousins“ des modernen Menschen angesehen werden können, wie Neandertaler. Die Bestimmung der wahren Abstiegslinien bei Homininen ist schwierig., In den vergangenen Jahren, als relativ wenige Homininfossilien geborgen worden waren, glaubten einige Wissenschaftler, dass sie in der Reihenfolge, von den ältesten bis zu den jüngsten, den Verlauf der Evolution von frühen Homininen zu modernen Menschen zeigen würden. In den letzten Jahren wurden jedoch viele neue Fossilien gefunden, und es ist klar, dass oft mehr als eine Art gleichzeitig am Leben war und dass viele der gefundenen Fossilien (und benannten Arten) Homininarten darstellen, die ausgestorben sind und für den modernen Menschen nicht Vorfahren sind.

Abbildung 7., Diese Grafik zeigt die Entwicklung des modernen Menschen.

Sehr frühe Hominine

Drei Arten sehr früher Hominiden haben in den letzten Jahren Neuigkeiten gebracht. Der älteste davon, Sahelanthropus tchadensis, wurde vor fast 7 Millionen Jahren datiert. Es gibt ein einziges Exemplar dieser Gattung, einen Schädel, der ein Oberflächenfund im Tschad war., Das Fossil, informell „Toumai“ genannt, ist ein Mosaik primitiver und entwickelter Eigenschaften, und es ist unklar, wie dieses Fossil zu dem Bild passt, das molekulare Daten liefern, nämlich dass die Linie, die zu modernen Menschen und modernen Schimpansen führt, anscheinend vor etwa 6 Millionen Jahren gegabelt wurde. Es wird zu dieser Zeit nicht angenommen, dass diese Art ein Vorfahr des modernen Menschen war.

Eine zweite, jüngere Art, Orrorin tugenensis, ist ebenfalls eine relativ neue Entdeckung, die im Jahr 2000 gefunden wurde. Es gibt mehrere Exemplare ofOrrorin., Es ist nicht bekannt, ob Orrorin ein menschlicher Vorfahr war, aber diese Möglichkeit wurde nicht ausgeschlossen. Einige Merkmale von Orrorinsind denen des modernen Menschen ähnlicher als die Australopithen, obwohl Orrorin viel älter ist.

Eine dritte Gattung, Ardipithecus, wurde in den 1990er Jahren entdeckt, und die Wissenschaftler, die das erste Fossil entdeckten, fanden heraus, dass einige andere Wissenschaftler den Organismus nicht für einen Zweibeiner hielten (daher würde es nicht als Hominid angesehen)., In den dazwischen liegenden Jahren zeigten mehrere weitere Exemplare von Ardipithecus, die als zwei verschiedene Arten klassifiziert waren, dass der Organismus zweibeinig war. Auch hier ist der Status dieser Gattung als menschlicher Vorfahr ungewiss.

Frühe Hominine: Gattung Australopithecus

Australopithecus („südlicher Affe“) ist eine Gattung von Hominin, die sich vor etwa 4 Millionen Jahren in Ostafrika entwickelt hat und vor etwa 2 Millionen Jahren ausgestorben ist., Diese Gattung ist für uns von besonderem Interesse, da angenommen wird, dass sich unsere Gattung, Gattung Homo, vor etwa 2 Millionen Jahren aus Australopithecus entwickelte (nachdem sie wahrscheinlich einige Übergangsstaaten durchlaufen hatte). Australopithecus hatte eine Reihe von Eigenschaften, die den Menschenaffen ähnlicher waren als den modernen Menschen. Zum Beispiel war sexueller Dimorphismus übertriebener als beim modernen Menschen. Männer waren bis zu 50 Prozent größer als Frauen, ein Verhältnis, das dem bei modernen Gorillas und Orang-Utans ähnelt. Im Gegensatz dazu sind moderne menschliche Männer etwa 15 bis 20 Prozent größer als Frauen., Die Gehirngröße von Australopithecus im Verhältnis zu seiner Körpermasse war auch kleiner als der moderne Mensch und ähnlicher als bei den Menschenaffen. Ein Schlüsselmerkmal, das Australopithecus mit modernen Menschen gemeinsam hatte, war der Bipedalismus, obwohl es wahrscheinlich ist, dass Australopithecus auch Zeit in Bäumen verbrachte. Hominin Fußabdrücke, ähnlich denen des modernen Menschen, wurden in Laetoli, Tansania gefunden und vor 3, 6 Millionen Jahren datiert. Sie zeigten, dass Hominine zum Zeitpunkt des Australopithecus aufrecht gingen.,

Es gab eine Reihe von Australopithecus-Arten, die oft als australopiths. Australopithecus anamensis lebte vor etwa 4,2 Millionen Jahren. Es ist mehr über eine andere frühe Art bekannt, Australopithecus afarensis, die vor 3, 9 bis 2, 9 Millionen Jahren lebte. Diese Art zeigt einen Trend in der menschlichen Evolution: die Verringerung von Gebiss und Kiefer in der Größe. A. afarensis (Abbildung 8) hatte kleinere Eckzähne und Molaren im Vergleich zu Affen, aber diese waren größer als die des modernen Menschen.

Abbildung 8., Der Schädel von (a) Australopithecus afarensis, einem frühen Hominiden, der vor zwei bis drei Millionen Jahren lebte, ähnelte dem von (b) modernen Menschen, war aber kleiner mit einer geneigten Stirn und einem hervorstehenden Kiefer.

Seine Gehirngröße betrug 380-450 Kubikzentimeter, ungefähr die Größe eines modernen Schimpansengehirns. Es hatte auch prognathische Kiefer, was ein relativ längerer Kiefer ist als der des modernen Menschen. Mitte der 1970er Jahre wurde das Fossil einer erwachsenen Frau A. afarensis in der Region Afar in Äthiopien gefunden und vor 3, 24 Millionen Jahren datiert (Abbildung 9)., Das Fossil, das informell „Lucy“ genannt wird, ist von Bedeutung, da es das vollständigste gefundene Australopith-Fossil war, wobei 40 Prozent des Skeletts wiederhergestellt wurden.

Abbildung 9. Dieses erwachsene weibliche Australopithecus afarensis-Skelett mit dem Spitznamen Lucy wurde Mitte der 1970er Jahre entdeckt. (credit: „120“/Wikimedia Commons)

Australopithecus africanus lebte vor 2 bis 3 Millionen Jahren. Es hatte einen schlanken Körperbau und war zweibeinig, hatte aber robuste Armknochen und, wie andere frühe Hominiden, Möglicherweise viel Zeit in Bäumen verbracht., Sein Gehirn war mit 500 Kubikzentimetern größer als das von A. afarensis, was etwas weniger als einem Drittel der Größe des modernen menschlichen Gehirns entspricht. Zwei andere Arten, Australopithecus bahrelghazaliund Australopithecus garhi, wurden in den letzten Jahren in die Liste der Australopithen aufgenommen.

Eine Sackgasse: Gattung Paranthropus

Die Australopithen hatten einen relativ schlanken Körperbau und Zähne, die für weiche Nahrung geeignet waren. In den letzten Jahren wurden Fossilien von Hominiden eines anderen Körpertyps gefunden und vor etwa 2, 5 Millionen Jahren datiert., Diese Hominiden der Gattung Paranthropus waren relativ groß und hatten große Schleifzähne. Ihre Backenzähne zeigten starken Verschleiß, was darauf hindeutet, dass sie eine grobe und faserige vegetarische Ernährung hatten, im Gegensatz zu der teilweise fleischfressenden Ernährung der Australopithen. Paranthropus umfasst Paranthropus robustus von Südafrika und Paranthropus aethiopicus und Paranthropus boisei von Ostafrika. Die Hominiden dieser Gattung sind vor mehr als 1 Million Jahren ausgestorben und gelten nicht als Vorfahren des modernen Menschen, sondern als Mitglieder eines evolutionären Zweiges auf dem Homininbaum, der keine Nachkommen hinterließ.,

Frühe Hominine: Gattung Homo

Die menschliche Gattung Homo erschien erstmals vor 2,5 bis 3 Millionen Jahren. Seit vielen Jahren Fossilien einer Art namens H. habiliswar die ältesten Beispiele in der Gattung Homo, aber im Jahr 2010 wurde eine neue Art namens Homo gautengensis entdeckt und kann älter sein. Im Vergleich zu A. africanus hatte H. habilis eine Reihe von Merkmalen, die dem modernen Menschen ähnlicher waren. H. habilis hatte einen Kiefer, der mit 600-750 Kubikzentimetern weniger prognathisch war als die Australopithen und ein größeres Gehirn. Allerdings, H., habilis behielt einige Merkmale älterer Homininarten wie lange Arme bei. Der Name H. habilis bedeutet „handlicher Mann“, was auf die Steinwerkzeuge verweist, die mit ihren Überresten gefunden wurden.

Sehen Sie sich dieses Video über die Smithsonian Paläontologin Briana Pobiner an, die den Zusammenhang zwischen dem Essen von Hominin von Fleisch und evolutionären Trends erklärt.

Abbildung 10. Homo erectus hatte eine markante Stirn und eine Nase, die eher nach unten als nach vorne zeigte.

H. erectus erschien rund 1,8 Millionen Jahren (Abbildung 10)., Es wird angenommen, dass es aus Ostafrika stammt und die erste Homininart war, die aus Afrika wanderte. Fossilien von H. erectus wurden in Indien, China, Java und Europa gefunden und waren in der Vergangenheit als „Java Man“ oder „Peking Man“ bekannt.“H. erectus hatte eine Reihe von Merkmalen, die dem modernen Menschen ähnlicher waren als denen von H. habilis. H. erectus war größer als frühere Hominine, erreichte Höhen von bis zu 1,85 Metern und wiegte bis zu 65 Kilogramm, was Größen ähnlich denen des modernen Menschen sind., Sein Grad an sexuellem Dimorphismus war geringer als bei früheren Arten, wobei Männer 20 bis 30 Prozent größer waren als Frauen, was dem Größenunterschied unserer Spezies nahe kommt. H. erectus hatte ein größeres Gehirn als frühere Spezies bei 775-1, 100 Kubikzentimetern, was im Vergleich zu den 1.130–1.260 Kubikzentimetern im modernen menschlichen Gehirn zu sehen ist. H. erectus hatte auch eine Nase mit nach unten gerichteten Nasenlöchern, die dem modernen Menschen ähnlich waren, und nicht die nach vorne gerichteten Nasenlöcher, die bei anderen Primaten gefunden wurden., Längere, nach unten gerichtete Nasenlöcher ermöglichen die Erwärmung kalter Luft, bevor sie in die Lunge gelangt, und können eine Anpassung an kälteres Klima gewesen sein. Artefakte mit Fossilien von H. erectus deuten darauf hin, dass es der erste Hominin war, der Feuer benutzte, Jagd, und haben eine Heimatbasis. Es wird allgemein angenommen, dass H. erectus bis vor etwa 50.000 Jahren gelebt hat.

der Mensch: Homo sapiens

Abbildung 11. Der Homo neanderthalensis benutzte Werkzeuge und trug möglicherweise Kleidung.,

Eine Reihe von Arten, die manchmal als archaischer Homo sapiens bezeichnet werden, haben sich anscheinend aus H. erectus entwickelt, der vor etwa 500.000 Jahren begann. Diese Arten Homo heidelbergensis, Homo rhodesiensis und Homo neanderthalensis. Diese archaischen H. sapiens hatten eine Gehirngröße ähnlich der des modernen Menschen mit durchschnittlich 1.200-1.400 Kubikzentimetern. Sie unterschieden sich von modernen Menschen durch einen dicken Schädel, einen markanten Stirnkamm und ein zurückweichendes Kinn. Einige dieser Arten überlebten bis vor 30.000-10.000 Jahren und überlappten sich mit modernen Menschen (Abbildung 11).,

Über die Ursprünge des anatomisch modernen Menschen oder Homo sapiens sapiens wird heftig debattiert. Wie bereits erwähnt, wanderte H. erectus in der ersten großen Migrationswelle vor etwa 1, 5 Millionen Jahren aus Afrika und nach Asien und Europa aus. Es wird angenommen, dass moderne Menschen in Afrika aus H. erectus entstanden sind und vor etwa 100.000 Jahren in einer zweiten großen Migrationswelle aus Afrika ausgewandert sind. Dann ersetzten moderne Menschen H. erectus-Arten, die in der ersten Welle nach Asien und Europa ausgewandert waren.

Dieser evolutionäre Zeitplan wird durch molekulare Beweise gestützt., Ein Ansatz zur Untersuchung der Ursprünge des modernen Menschen besteht darin, mitochondriale DNA (mtDNA) aus Populationen auf der ganzen Welt zu untersuchen. Da sich ein Fötus aus einem Ei entwickelt, das die Mitochondrien seiner Mutter enthält (die ihre eigene nichtnukleare DNA haben), wird mtDNA vollständig durch die mütterliche Linie geleitet. Mutationen in mtDNA können nun verwendet werden, um die Zeitleiste der genetischen Divergenz abzuschätzen. Die daraus resultierenden Beweise deuten darauf hin, dass alle modernen Menschen mtDNA von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt haben, der vor etwa 160.000 Jahren in Afrika lebte., Ein anderer Ansatz für das molekulare Verständnis der menschlichen Evolution besteht darin, das Y-Chromosom zu untersuchen, das von Vater zu Sohn weitergegeben wird. Diese Beweise deuten darauf hin, dass alle Männer heute ein Y-Chromosom von einem Mann geerbt haben, der vor etwa 140.000 Jahren in Afrika lebte.

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