biologie pentru Majors II

Figura 3. (a) ornitorincul, un monotreme, posedă un cioc piezos și depune ouă, mai degrabă decât să dea naștere la tineri vii. (b) echidna este un alt monotreme. (credit b: modificarea de muncă de către Barry Thomas)

Figura 4. Cynodonts, care a apărut pentru prima dată în perioada permiană târzie acum 260 de milioane de ani, se crede că sunt strămoșii mamiferelor moderne., mamiferele sunt sinapside, ceea ce înseamnă că au o singură deschidere în craniu. Ele sunt singurele sinapside vii, deoarece formele anterioare au dispărut de perioada jurasică. Sinapsidele timpurii non-mamifere pot fi împărțite în două grupe, pelycosaurs și therapsids. În cadrul therapsids, un grup numit cynodonts sunt considerate a fi strămoșii mamiferelor (Figura 4).

O caracteristică cheie a synapsids este endothermy, mai degrabă decât ectothermy văzut în cele mai multe alte vertebrate., Rata metabolică crescută necesară pentru modificarea internă a temperaturii corpului a mers mână în mână cu modificările anumitor structuri scheletice. Mai târziu synapsids, care a mai evoluat caracteristici unice pentru mamifere, posedă obraji pentru deținerea de alimente și dentiție heterodontă dinți, care sunt specializate pentru mestecat, mecanic de rupere jos alimente pentru a accelera digestia și eliberarea de energie necesară pentru a produce căldură. Mestecarea necesită, de asemenea, capacitatea de a mesteca și de a respira în același timp, ceea ce este facilitat de prezența unui palat secundar., Un palat secundar separă zona gurii unde are loc mestecarea din zona de deasupra unde are loc respirația, permițând respirația să continue neîntreruptă în timpul mestecării. Un palat secundar nu se găsește în pelycosaurs, dar este prezent în cynodonts și mamifere. Maxilarul prezintă, de asemenea, modificări de la sinapside timpurii la cele ulterioare. Arcul zigomatic, sau pomeții, este prezent la mamifere și terapii avansate, cum ar fi cynodonts, dar nu este prezent în pelycosaurs. Prezența arcului zigomatic sugerează prezența mușchiului maseter, care închide maxilarul și funcționează în mestecare.,în scheletul apendicular, brâul umărului mamiferelor therian este modificat de cel al altor vertebrate prin faptul că nu posedă un os procoracoid sau o interclaviculă, iar scapula este osul dominant.mamiferele au evoluat din therapsids în perioada triasică târzie, deoarece cele mai vechi fosile de mamifere cunoscute sunt din perioada jurasică timpurie, acum aproximativ 205 milioane de ani. Mamiferele timpurii erau mici, cam de dimensiunea unui rozător mic., Mamiferele au început să se diversifice în epoca mezozoică, de la Jurasic până la perioadele cretacice, deși majoritatea acestor mamifere au dispărut până la sfârșitul Mezozoicului. În perioada cretacică, o altă radiație a mamiferelor a început și a continuat prin Epoca Cenozoică, cu aproximativ 65 de milioane de ani în urmă.

primatele

caracteristicile primatelor

primatele din clasa Mammalia includ lemuri, tarsieri, maimuțe, maimuțe și oameni. Primatele non-umane trăiesc în principal în regiunile tropicale sau subtropicale din America de Sud, Africa și Asia. Acestea variază în mărime de la lemurul mouse-ului la 30 de grame (1 uncie) până la gorila de munte la 200 de kilograme (441 de kilograme)., Caracteristicile și evoluția primatelor prezintă un interes deosebit pentru noi, deoarece ne permite să înțelegem evoluția speciei noastre.toate speciile de primate posedă adaptări pentru alpinismul copacilor, deoarece toți au coborât din locuitorii copacilor. Această moștenire arboricolă a primatelor a dus la mâini și picioare care sunt adaptate pentru brahiation, sau alpinism și swinging prin copaci., Aceste adaptări includ, dar nu se limitează la: 1) o articulație rotativă a umărului, 2) un deget mare care este larg separat de celelalte degete și degete, care sunt larg separate de degete (cu excepția oamenilor), care permit ramuri de prindere, 3) vedere stereoscopică, două câmpuri de vedere suprapuse din ochi, care permite percepția adâncimii și a distanței de măsurare., Alte caracteristici ale primatelor sunt creierele care sunt mai mari decât cele ale majorității celorlalte mamifere, ghearele care au fost modificate în unghii aplatizate, de obicei doar un singur descendent pe sarcină și o tendință spre menținerea corpului în poziție verticală.ordinea primatelor este împărțită în două grupe: prosimieni și antropoizi. Prosimienii includ bush copii din Africa, lemurii din Madagascar, și lorises, pottos, și tarsiers din Asia de Sud-est. Antropoidele includ maimuțe, maimuțe și oameni., În general, prosimienii tind să fie nocturni (spre deosebire de antropoizii diurni) și prezintă o dimensiune mai mică și un creier mai mic decât antropoizii.

evoluția primatelor

primele mamifere asemănătoare primatelor sunt denumite proto-primate. Erau aproximativ asemănătoare cu veverițele și rechinii de copaci ca mărime și aspect. Dovezile fosile existente (mai ales din Africa de Nord) sunt foarte fragmentate. Aceste proto-primate rămân în mare parte creaturi misterioase până când devin disponibile mai multe dovezi fosile., Cel mai vechi cunoscut primat ca mamiferele cu un relativ robust fosile este Plesiadapis (deși unii cercetători nu sunt de acord că Plesiadapis a fost un proto-primate). Fosilele acestei primate au fost datate cu aproximativ 55 de milioane de ani în urmă. Plesiadapiformele erau proto-primate care aveau unele caracteristici ale dinților și scheletului în comun cu primatele adevărate. Au fost găsite în America de Nord și Europa în Cenozoic și au dispărut până la sfârșitul Eocenului.primele primate adevărate au fost găsite în America de Nord, Europa, Asia și Africa în epoca Eocenului., Aceste primate timpurii semănau cu prosimienii din zilele noastre, cum ar fi lemurii. Schimbările evolutive au continuat la aceste primate timpurii, cu creiere și ochi mai mari, iar capcanele mai mici fiind tendința. Până la sfârșitul Epocii Eocene, multe dintre speciile prosimiene timpurii au dispărut fie din cauza temperaturilor mai scăzute, fie a concurenței de la primele maimuțe.

Figura 5. Maimuța howler este originară din America Centrală și de Sud. Sună ca un leu care răcnește., (credit: Xavi Talleda)

maimuțele antropoide au evoluat de la prosimieni în timpul epocii Oligocene. Cu 40 de milioane de ani în urmă, dovezile indică faptul că maimuțele erau prezente în Lumea Nouă (America de Sud) și în Lumea Veche (Africa și Asia). Maimuțele lumii noi sunt numite și Platyrrhini—o referire la nasul lor larg (Figura 5). Maimuțele din Lumea Veche sunt numite Catarrhini-o referire la nasul lor îngust. Există încă un pic de incertitudine cu privire la originile maimuțelor Lumii Noi. În momentul în care au apărut platyrrhines, continentele din America de Sud și Africa s-au îndepărtat., Prin urmare, se crede că maimuțele au apărut în Lumea Veche și au ajuns în Lumea Nouă fie plutind pe plute de bușteni, fie traversând poduri terestre. Datorită acestei izolări reproductive, maimuțele lumii noi și maimuțele lumii vechi au suferit radiații adaptive separate de-a lungul a milioane de ani. Maimuțele din Lumea Nouă sunt toate arboricole, în timp ce maimuțele din Lumea Veche includ specii arboricole și de locuit la sol.maimuțele au evoluat din catarhinele din Africa la jumătatea distanței prin Cenozoic, cu aproximativ 25 de milioane de ani în urmă. Maimuțele sunt în general mai mari decât maimuțele și nu posedă coadă., Toate maimuțele sunt capabile să se miște prin copaci, deși multe specii își petrec cel mai mult timpul pe pământ. Maimuțele sunt mai inteligente decât maimuțele și au creiere relativ mai mari, proporționale cu mărimea corpului. Maimuțele sunt împărțite în două grupuri. Maimuțele mai mici cuprind familia Hylobatidae, inclusiv gibonii și siamangii. Maimuțele mari includ genurile Pan (cimpanzeii și bonobo) (figura 6a), gorila (gorilele), Pongo (orangutanii) și Homo (oamenii) (figura 6b)., Gibonii foarte arborici sunt mai mici decât maimuțele mari; au dimorfism sexual scăzut (adică sexele nu sunt semnificativ diferite ca mărime); și au brațe relativ mai lungi folosite pentru a se învârti prin copaci.

Figura 6. (A) cimpanzeul este una dintre maimuțele mari. Are un creier relativ mare și nu are coadă. (B) toate maimuțele mari au o structură scheletică similară., (credit a: modificarea muncii de către Aaron Logan; credit b: modificarea muncii de către Tim Vickers)

evoluția oamenilor

familia Hominidae a primatelor de ordin include hominoidele: maimuțele mari (Figura 7). Dovezi din fosile și la o comparație între om și cimpanzeu ADN-ul sugerează că oamenii și cimpanzeii au deviat dintr-o comună hominoid strămoș aproximativ 6 milioane de ani în urmă. Mai multe specii au evoluat din ramura evolutivă care include oamenii, deși specia noastră este singurul membru supraviețuitor., Termenul hominină este folosit pentru a se referi la acele specii care au evoluat după această împărțire a liniei primate, desemnând astfel specii care sunt mai strâns legate de oameni decât de cimpanzei. Hominins au fost predominant biped și includ acele grupuri care probabil a dat naștere speciei noastre—inclusiv Australopithecus, Homo habilis și Homo erectus—și cei non-ancestral grupuri care pot fi considerate „veri” de oamenii moderni, precum Neanderthalienii. Determinarea adevăratelor linii de coborâre în hominine este dificilă., În ultimii ani, când relativ puține hominin fosile au fost recuperate, unii oameni de știință credeau că considerându-le, în ordine, de la cel mai vechi la cel mai tânăr, ar demonstra cursul evoluției de la începutul hominins la oamenii moderni. În ultimii ani, însă, au fost găsite multe fosile noi și este clar că de multe ori au existat mai multe specii în viață la un moment dat și că multe dintre fosilele găsite (și speciile numite) reprezintă specii de hominină care au murit și nu sunt ancestrale pentru oamenii moderni.

Figura 7., Această diagramă arată evoluția oamenilor moderni.

Homininele foarte timpurii

trei specii de hominide foarte timpurii au făcut știri în ultimii ani. Cel mai vechi dintre acestea, Sahelanthropus tchadensis, a fost datat cu aproape 7 milioane de ani în urmă. Există un singur specimen din acest gen, un craniu care a fost o descoperire de suprafață în Ciad., Fosila, informal numit „Toumai,” este un mozaic de primitiv și a evoluat caracteristici, și nu este clar cum acest fosili se potrivește cu imaginea dată de date moleculare, și anume că linia care duce la oamenii moderni și moderne cimpanzeii se pare că bifurcate aproximativ 6 milioane de ani în urmă. Nu se crede în acest moment că această specie a fost un strămoș al oamenilor moderni.o a doua specie mai tânără, Orrorin tugenensis, este, de asemenea, o descoperire relativ recentă, Găsită în 2000. Există mai multe specimene deorrorină., Nu se știe dacă Orrorin a fost un strămoș uman, dar această posibilitate nu a fost exclusă. Unele caracteristici ale Orrorinare mai asemănătoare cu cele ale oamenilor moderni decât sunt australopiths, deși Orrorin este mult mai veche.un al treilea gen, Ardipithecus, a fost descoperit în anii 1990, iar oamenii de știință care au descoperit prima fosilă au descoperit că unii alți oameni de știință nu credeau că organismul este biped (astfel, nu ar fi considerat un hominid)., În anii care au urmat, mai multe exemplare de Ardipithecus, clasificate ca două specii diferite, au demonstrat că organismul era biped. Din nou, statutul acestui gen ca strămoș uman este incert.Australopithecus („maimuța de Sud”) este un gen de hominină care a evoluat în Africa de Est în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani și a dispărut în urmă cu aproximativ 2 milioane de ani., Acest gen prezintă un interes deosebit pentru noi, deoarece se crede că genul nostru, genul Homo, a evoluat din Australopithecus în urmă cu aproximativ 2 milioane de ani (după ce a trecut probabil prin unele state de tranziție). Australopithecus avea o serie de caracteristici care erau mai asemănătoare cu maimuțele mari decât cu oamenii moderni. De exemplu, dimorfismul sexual a fost mai exagerat decât la oamenii moderni. Masculii au fost cu până la 50% mai mari decât femelele, un raport similar cu cel observat în gorilele și urangutanii moderni. În schimb, bărbații umani moderni sunt cu aproximativ 15-20% mai mari decât femelele., Dimensiunea creierului Australopithecus în raport cu masa corporală a fost, de asemenea, mai mică decât oamenii moderni și mai asemănătoare cu cea observată la maimuțele mari. O caracteristică cheie pe care Australopithecus a avut-o în comun cu oamenii moderni a fost bipedalismul, deși este probabil ca Australopithecus să petreacă timp și în copaci. Hominin urme, similare cu cele ale omului modern, au fost găsite în Laetoli, Tanzania și datat la 3,6 milioane de ani în urmă. Ei au arătat că homininele din vremea Australopithecusului mergeau în poziție verticală.,au existat o serie de specii Australopithecus, care sunt adesea denumite australopiths. Australopithecus anamensis a trăit în urmă cu aproximativ 4, 2 milioane de ani. Se cunosc mai multe despre o altă specie timpurie, Australopithecus afarensis, care a trăit între 3, 9 și 2, 9 milioane de ani în urmă. Această specie demonstrează o tendință în evoluția umană: reducerea dimensiunii dentiției și a maxilarului. A. afarensis (figura 8) avea canini și molari mai mici în comparație cu maimuțele, dar aceștia erau mai mari decât cei ai oamenilor moderni.

Figura 8., Craniul (a) Australopithecus afarensis, un hominid timpuriu care a trăit între două și trei milioane de ani în urmă, semăna cu cel al (b) oamenilor moderni, dar era mai mic, cu fruntea înclinată și maxilarul proeminent.dimensiunea creierului său a fost de 380-450 centimetri cubi, aproximativ dimensiunea unui creier cimpanzeu modern. De asemenea, avea fălci prognatice, care este o maxilară relativ mai lungă decât cea a oamenilor moderni. La mijlocul anilor 1970, fosila unei femei adulte A. afarensis a fost găsită în regiunea Afar din Etiopia și datează de acum 3, 24 milioane de ani (Figura 9)., Fosila, numită informal „Lucy”, este semnificativă deoarece a fost cea mai completă fosilă australopit găsită, cu 40% din schelet recuperat.

Figura 9. Acest schelet ADULT de sex feminin Australopithecus afarensis, poreclit Lucy, a fost descoperit la mijlocul anilor 1970. (credit: „120”/Wikimedia Commons)

Australopithecus africanus a trăit între 2 și 3 milioane de ani în urmă. Avea o construcție subțire și era biped, dar avea oase robuste de braț și, ca și alți hominizi timpurii, ar fi putut petrece timp semnificativ în copaci., Creierul său era mai mare decât cel al lui A. afarensis la 500 de centimetri cubi, ceea ce este puțin mai mic de o treime din dimensiunea creierului uman modern. Alte două specii, Australopithecus bahrelghazaliand Australopithecus garhi, au fost adăugate la lista de australopiths în ultimii ani.

un punct mort: genul Paranthropus

australopiții aveau o construcție relativ subțire și dinți potriviți pentru alimente moi. În ultimii ani, fosile de hominizi de un alt tip de corp au fost găsite și datate la aproximativ 2,5 milioane de ani în urmă., Acești hominizi, din genul Paranthropus, erau relativ mari și aveau dinți mari de măcinare. Molarii lor au arătat o uzură grea, sugerând că au avut o dietă vegetariană grosieră și fibroasă, spre deosebire de dieta parțial carnivoră a australopiților. Paranthropus include Paranthropus robustus din Africa de Sud și Paranthropus aethiopicus și Paranthropus boisei din Africa de Est. De hominizi în acest gen au dispărut mai mult de 1 milion de ani în urmă și nu sunt considerate a fi ancestrale a omului modern, ci mai degrabă membrii unei ramuri a evoluat pe hominin copac care a lăsat urmași.,

Homininele timpurii: genul Homo

genul uman, Homo, a apărut pentru prima dată între 2, 5 și 3 milioane de ani în urmă. Pentru mulți ani, fosilele unei specii numite H. habiliswere cele mai vechi exemple în genul Homo, dar, în 2010, o nouă specie numită Homo gautengensis fost descoperite și pot fi mai mari. Comparativ cu A. africanus, H. habilis a avut o serie de caracteristici mai asemănătoare cu oamenii moderni. H. habilis avea o maxilară mai puțin prognatică decât australopitele și un creier mai mare, la 600-750 centimetri cubi. Cu Toate Acestea, H., habilis a păstrat unele caracteristici ale speciilor mai vechi de hominină, cum ar fi brațele lungi. Numele H. habilis înseamnă „om la îndemână”, care este o referire la uneltele de piatră care au fost găsite cu rămășițele sale.urmăriți acest videoclip despre paleontologul Smithsonian Briana Pobiner care explică legătura dintre consumul de carne de hominină și tendințele evolutive.

Figura 10. Homo erectus avea o frunte proeminentă și un nas care arăta mai degrabă în jos decât în față.H. erectus a apărut cu aproximativ 1,8 milioane de ani în urmă (figura 10)., Se crede că are originea în Africa de Est și a fost prima specie de hominină care a migrat din Africa. Fosilele lui H. erectus au fost găsite în India, China, Java și Europa și au fost cunoscute în trecut ca „Java Man” sau „Peking Man”.”H. erectus avea o serie de trăsături care erau mai asemănătoare cu oamenii moderni decât cele ale lui H. habilis. H. erectus a fost mai mare decât homininele anterioare, atingând înălțimi de până la 1,85 metri și cântărind până la 65 de kilograme, care sunt dimensiuni similare cu cele ale oamenilor moderni., Gradul său de dimorfism sexual a fost mai mic decât speciile anterioare, masculii fiind cu 20 până la 30% mai mari decât femelele, ceea ce este aproape de diferența de mărime observată la specia noastră. H. erectus a avut un creier mai mare decât speciile anterioare la 775-1.100 centimetri cubi,care se compară cu 1,130–1,260 centimetri cubi văzuți în creierul uman modern. H. erectus a avut, de asemenea, un nas cu nări orientate în jos similare cu oamenii moderni, mai degrabă decât nările orientate în față găsite la alte primate., Nările mai lungi, orientate în jos, permit încălzirea aerului rece înainte de a intra în plămâni și este posibil să fi fost o adaptare la climatele mai reci. Artefactele găsite cu fosile de H. erectus sugerează că a fost primul hominin care a folosit focul, vânătoarea și a avut o bază de origine. H. erectus este, în general, considerat a fi trăit până în urmă cu aproximativ 50.000 de ani.

Oameni: Homo sapiens

Figura 11. Homo neanderthalensis a folosit unelte și este posibil să fi purtat îmbrăcăminte.,un număr de specii, uneori numite arhaice Homo sapiens, aparent a evoluat de la H. erectus începând cu aproximativ 500.000 de ani în urmă. Aceste specii includ Homo heidelbergensis, Homo rhodesiensis și Homo neanderthalensis. Aceste arhaice H. sapiens au avut o dimensiune a creierului similară cu cea a oamenilor moderni, în medie 1,200–1,400 centimetri cubi. Ei se deosebeau de oamenii moderni prin faptul că aveau un craniu gros, o creastă proeminentă a frunții și o bărbie retrasă. Unele dintre aceste specii au supraviețuit până acum 30.000-10.000 de ani, suprapunându-se cu oamenii moderni (Figura 11).,există dezbateri considerabile despre originile oamenilor moderni anatomic sau Homo sapiens sapiens. Așa cum am discutat mai devreme, H. erectus a migrat din Africa și în Asia și Europa în primul val major de migrație în urmă cu aproximativ 1,5 milioane de ani. Se crede că oamenii moderni au apărut în Africa de la H. erectus și au migrat din Africa în urmă cu aproximativ 100.000 de ani într-un al doilea val major de migrație. Apoi, oamenii moderni au înlocuit speciile H. erectus care au migrat în Asia și Europa în primul val.această cronologie evolutivă este susținută de dovezi moleculare., O abordare a studierii originilor oamenilor moderni este examinarea ADN-ului mitocondrial (mtDNA) din populațiile din întreaga lume. Deoarece un făt se dezvoltă dintr-un ou care conține mitocondriile mamei sale (care au propriul ADN non-nuclear), mtDNA este trecut în întregime prin linia maternă. Mutațiile în mtDNA pot fi acum utilizate pentru a estima cronologia divergenței genetice. Dovezile rezultate sugerează că toți oamenii moderni au mtDNA moștenit de la un strămoș comun care a trăit în Africa în urmă cu aproximativ 160.000 de ani., O altă abordare a înțelegerii moleculare a evoluției umane este examinarea cromozomului Y, care este transmis de la tată la fiu. Aceste dovezi sugerează că toți bărbații au moștenit astăzi un cromozom Y de la un bărbat care a trăit în Africa în urmă cu aproximativ 140 000 de ani.

verificați înțelegerea

răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine înțelegeți subiectele abordate în secțiunea anterioară. Acest test scurt nu contează pentru gradul dvs. în clasă și îl puteți relua de nenumărate ori.,

utilizați acest test pentru a verifica înțelegerea dvs. și decideți dacă (1) studiați secțiunea anterioară mai departe sau (2) Treceți la secțiunea următoare.