10. Eläimet sopeutuivat elämään maalla Flashcards
Miten/miksi/milloin maaeläimet kehittyivät?
Ennen maakasvien kehittymistä maalla, vesistöissä, vuorovesirannoilla ja niiden läheisyydessä eli viherleviä ja syanobakteereja. Nämä toimivat ravintona ensimmäisille maaympäristöön sopeutuneille eläimille.
Ensimmäisistä maaekosysteemin eläimistä on jäljellä vain vähän fossiileja, mutta tiedetään, että kasvien kehittyminen maalle johti suhteellisen nopeasti myös maaeläinten kehittymiseen. Noin 400 miljoonaa vuotta sitten maaympäristöön alkoi sopeutua selkärangattomia niveljalkaisia, joista kehittyi juoksujalkaisia, hyönteisiä ja hämähäkkieläimiä.
Ravinnon lisääntyminen ja uudenlaiset elinympäristöt maalla nopeuttivat maaeläinten evoluutiota.
Mikä oli Tiktaalik?
Tiktaalik on kala, joka eli, hengitti, lisääntyi ja saalisti vedessä. Se liikkui joskus kuitenkin maallakin, sillä se omasi sekä kalan, nisäkkään että matelian piirteitä. Kanadasta löydetyt Tiktaalik-fossiilit osoittivat niiden eläneen noin 420-360 miljoonaa vuotta sitten.
Mitä elämän sopeutuminen maahan edellytti?
Avainsopeumilla on ollut tärkeä vaikutus eläinten sopeutuessa elämään maalla. Esimerkiksi hapen saaminen ilmasta ja liikkuminen ilman veden kannattelevaa vaikutusta ovat vaatineet uudenlaiset hengitys- ja liikuntaelimistöt. Maaympäristö loi myös uudenlaisia valintapaineita, jotka kohdistuivat erityisesti lisääntymiseen, joka ei voinut olla enää vedestä riippuvaista.
Mitkä olivat ensimmäisiä maalla eläneitä selkärankaisia? Kerro miten ne kehittyivät ja sopeutuivat maaelämään.
Vanhimmat maalla eläneiden selkärankaisten fossiilit ovat noin 400 miljoonaa vuotta vanhoja sammakkoeläinten fossiileja. Sammakkoeläimet kehittyivät todennäköisesti joissa ja jokisuistoissa eläneistä varsieväkaloista. Sammakkoeläinten kehitys alkoi, kun vuorovesirannoilla eläneistä kaloista parhaiten menestyivät ne lajit, joilla oli voimakkaat, pohjalla liikkumiseen soveltuvat evät. Ne kehittyivät myöhemmin raajoiksi.
Maaselkärankaisten keuhkot kehittyivät vähitellen. Keuhkot mahdollistivat tehokkaan hapen ottamisen ilmasta. Myös verenkiertoelimistö kehittyi tehokkaammaksi, sillä sen avulla happea voitiin kuljettaa elimistön eri osiin soluhengitystä varten.
Sammakot ovat vaihtolämpöisiä, eli niiden ruumiinlämpötila vaihtelee ympäristön lämpötilan mukaan.
Mikä rajoitti sammakkoeläinten leviämistä?
Sammakkoeläimet lisääntyivät kuitenkin yhä ulkoisen siitoksen avulla, kuten kalat. Lisäksi niiden poikaset kehittyivät vedessä aikuisiksi yksilöiksi muodonvaihdoksen kautta.
Sammakkoeläinten iho ei myöskään kestänyt kunnolla kuivuutta, sillä osa niiden hengityksestä tapahtui kostean ihon kautta.
Lisääntymisen riippuvaisuus vedestä ja ihon läpi hengittäminen rajoittivat sammakkoeläinten leviämisen.
Milloin mateliat menestyivät kilpailussa ja sammakot menettivät kilpailuetuaan?
Noin 250 miljoonaa vuotta sitten maapallon ilmasto kuivui huomattavasti. Tällöin sammakkoeläimet eivät enää selvinneet kilpailussa yhtä hyvin kuin aiemmin, vaan luonnonvalinta suosi uusia eläinryhmiä. Eräästä sammakkoeläinten ryhmästä oli jo huomattavasti aiemmin kehittynyt matelioita, jotka nyt kuivassa ilmastossa syrjäyttivät vedestä riippuvaiset sammakkoeläimet.
Mateliat olivat ensimmäinen kunnolla maaelmään sopeutunut selkärankaisten ryhmä.
Miten mateliat erosivat sammakkoeläimistä?
Mateliat erosivat sammakkoeläimistä useilla eri tavoilla. Matelioiden tukiranka ja raajat olivat sopeutuneet sammakkoeläinten rakenteita paremmin maalla liikkumiseen. Myös matelioiden hengitys- ja verenkiertoelimistö kehittyi tehokkaammiksi. Lisäksi matelijoiden aistit ja hermosto olivat monipuolisempia, joka oli seurausta maalla olevista uusista ärsykkeistä (reagoiminen välttämätöntä).
Matelioiden sarveissuomuinen iho kesti sammakkoeläimiä paremmin kuivuutta.
Mitkä olivat matelioiden tärkeimmät avainsopeutumat?
Matelijoiden tärkeimmät avainsopeutumat olivat kuitenkin sisäinen siitos ja kuorellisen munan kehittyminen, jotka mahdollistivat lisääntymisen olevan vedestä riippumatonta.
Sisäisessä siitoksessa hedelmöitys tapahtuu naaraan elimistön sisällä. Kuorellisen munan kehittyminen puolestaan mahdollisti alkionkehitykselle välttämättömän vesiympäristön toteutumisen myös maalla. Sikiö kehittyi naaraan munasolun sisältämän ravinnon varassa. Naaraan munasolun ympärille kehittyi vielä kova pintakerros, munankuori, joka esti sikiön kuivumisen tai kolhiintymisen.
Milloin oli matelioiden valtakausi? Kerro siitä hieman.
Elämän keskiaika, 250-65 miljoonaa vuotta sitten, tunnetaan dinosaurusten ja muiden matelioiden valtakautena. Maapallon ilmasto oli silloin kuuma ja kuiva, ja mantereita peittivät laajat paljassiemenisten kasvien muodostamat käpypalmu- ja havumetsät.
Mateliat alkoivat yleistyä maaympäristössä, mutta ne levittäytyivät myös ilmaan ja meriin. Matelioista suurimmista kehittyi dinosaurusten monimuotoinen ryhmä, jossa oli ainakin 1000 lajia. Dinosaurusten koko vaihteli valtavasti (pienimmät vain kilon, suurimmat jopa 100 tonnia) ja osa niistä oli kasvissyöjiä, osa petoja. Kasvisravinnon pilkkoi suolistossa elävät selluloosaa pilkkovat mikrobit.
Milloin ja miksi dinosaurukset hävisivät maapallolta?
Dinosaurukset hävisivät maapallolta noin 65 miljoonaa vuotta sitten. Häviämisen syystä on tehty paljon olettamuksia, mutta todennäköisimpänä niistä pidetään maapallon lämpötilan pitkäaikaista laskua. Maapallon lämpötilan lasku oli seurausta maapalloon osuneesta asteroidista, jonka nostattama pölypilvi esti pitkään ja tehokkaasti auringonvalon pääsyn maapallon pinnalle.
Suurin osa kasveista ei pystynyt sopeutumaan jäähtyneeseen ilmastoon ja valonpuutteeseen, joka vaikutti dinosaurusten ravinnonsaantiin. Suurinta osaa dinosauruksista pidetään lisäksi vaihtolämpöisiä, jolloin ilmaston viileneminen vaikutti niihin entisestään. Tässä joukkosukupuutossa katosi yli 75% maapallon lajeista.
Millaista dinosaurusten sukupuuton jälkeen oli?
On arvioitu, että kesti noin 10 miljoonaa vuotta ennen kuin luonto oli toipunut dinosaurusten joukkosukupuutosta ja saavuttanut sitä edeltäneen lajirunsauden. Katastrofista selvinneiden lajien rinnalle kehittyi runsaasti uusia lajeja; esimerkiksi nisäkkäiden ja lintujen nopea evoluutio alkoi. Dinosaurusten sukupuuton jälkeistä aikaa kutsutaan elämän uudeksi ajaksi.
Miten nisäkkäiden kehitys sai alkunsa?
Dinosaurusten aikakaudella eli lukuisia nisäkäsliskoja, eli sellaisia eläimiä, joilla oli sekä nisäkkään että liskon piirteitä. Nisäkäsliskot eivät usein pärjänneet kilpailussa muille matelijoille, mutta yhdestä nisäkäsliskojen ryhmästä kehittyi kuitenkin pieniä karvapeitteisiä nisäkkäitä. Nisäkkäät saalistivat tällöin hyönteisiä ja muita selkärangattomia. Näistä nykyisten jyrsijöiden kokoisista alkunisäkkäistä alkoi kehitys, joka johti myöhemmin kolmeen suuntaan: pussieläimet, nokkaeläimet ja istukalliset nisäkkäät.
Mikä oli nisäkkäiden avainsopeuma/menestymisen keino?
Kaikki nisäkkäät olivat tasalämpöisiä, ja niillä oli erilaisia keinoja ylläpitää tasaista ruumiinlämpötilaa. Nisäkkäiden kasvapeite toimi hyvänä lämmöneristeenä ja esti lämmönhukkaa. Se suojasi eläimiä lisäksi haitalliselta UV-säteilyltä. Tasalämpöisyyden ansiosta nisäkkäät selviytyivät matelioita paremmin myös kylmillä ja kuumilla alueilla, ja sopeutuivat suurempiin lämpötilan vaihteluihin.
Kerro pussieläimistä (poikasen kehittyminen, kilpailussa menestyminen).
Pussieläimen poikasen kehitys alkaa samaan tapaan kohdussa kuin istukallisen nisäkkään, mutta pussieläimen poikanen ei kehity kohdussa valmiiksi asti, vaan joutuu ryömimään sieltä emonsa vatsapussiin. Vatsapussissa poikanen imee ravintonsa emonsa nisästä, kunnes se on täysin kehittynyt.
Pussieläimet eivät kuitenkaan menestyneet kilpailussa istukallisten nisäkkäiden kanssa, vaan tulivat syrjäytetyksi istukallisten nisäkkäiden toimesta useimmilla mantereilla. Australia erkaantui varhain muista mantereista, jolloin istukalliset eläimet eivät päässeet vaeltamaan sinne.
Mitä nokkaeläimet ovat?
Nokkaeläimet ovat nisäkkäitä, jotka eivät synnytä eläviä poikasia, vaan lisääntyvät munimalla. Niillä on kuitenkin karvapeite ja ne ruokkivat poikasiaan nisäkkäiden tavoin maidolla.
