Exploring Our Fluid Earth

Mikä on matelija?

Matelijat ovat ryhmä selkärankaisia eläimiä, joilla on kuiva hilseilevä iho ja kova luuranko. Esimerkkejä matelijoista ovat kilpikonnat, liskot, käärmeet ja krokotiilit (kuva 5.21). Biologit pitävät nykyisin lintuja matelijoiden lajina. Matelijat ovat monipuolinen eläinryhmä, johon kuuluu lähes 10 000 lajia lintuja lukuun ottamatta. Ne ovat sopeutuneet elämään monenlaisissa ympäristöissä. Useimmat matelijalajit elävät maanpäällisissä ympäristöissä, mutta monet elävät makean veden tai meren ympäristössä. Matelijat olivat 186 miljoonan vuoden ajan – noin 252-66 miljoonaa vuotta sitten – maapallon hallitsevia maaeläimiä. Dinosaurukset ja muut sukupuuttoon kuolleet matelijaryhmät kukoistivat mesotsooisella kaudella, joka tunnetaan myös matelijoiden aikakautena.

Todisteet yhteisestä esi-isästä ja monimuotoisuudesta

Kaikkien nisäkkäiden ja matelijoiden (linnut mukaan luettuina) viimeisin yhteinen esi-isä kehittyi ensimmäisen kerran sammakkoeläimistä suunnilleen 350-300 miljoonaa vuotta sitten (kuva 5.22). Paksu suomuinen iho oli yksi monista sopeutumisista, joiden ansiosta matelijat pystyivät selviytymään maalla ja syrjäyttämään sammakkoeläimet maapallon hallitsevina maalla elävinä selkärankaisina.

kuvio 5.22./strong (strongA/strong) Kaikkien selkärankaisten eläinten fylogeneettinen puu/pbr / kuvio 5.22./strong (strongA/strong) Kaikkien selkärankaisten eläinten fylogeneettinen puu/pbr / kuvio 5.22./strong. 5.22./strongnbsp;(strongB/strong) Eri matelijaryhmien välisiä evolutiivisia suhteita havainnollistava fylogeneettinen puu (sinisellä tummennettu)/pbr /

Nykyaikaisia matelijoita edustaa viisi yleistä ryhmää: kilpikonnat, liskot, käärmeet, krokotiilit ja linnut. Vaikka lintuja pidetään nykyään yleisesti matelijoiden lajina, niitä käsitellään erikseen kappaleessa Linnut.

Kilpikonnat

Kilpikonnat (järjestys Testudines) ovat nelijalkaisia matelijoita, joiden vartaloa peittää kova luinen kuori. Kuori koostuu kahdesta osasta (kuva 5.23). Carapace on kuoren ylä- eli selkäpuoli. Plastron on kuoren litteämpi ala- eli vatsapuoli. Kilpikonnalajien ruokavalio ja elinympäristöt vaihtelevat suuresti. Ne syövät kasveja, selkärangattomia ja kaloja. Monet kilpikonnalajit ovat sopeutuneet vesielämään makean veden, murtoveden ja meren elinympäristöissä (kuva 5.23 B, C ja D). Toiset lajit, mukaan lukien useat kilpikonnat, voivat selviytyä ankarissa aavikkoilmastoissa (kuva 5.23 A). Termiä kilpikonna käytetään kuvaamaan joitakin ei-uivia maakilpikonnia.

Merikilpikonnat eli merikilpikonnat muodostavat yhden ainoan ryhmän (superheimo Chelonioidea; kuva 5.24). Nahkaselkämerikilpikonna (Dermochelys coriacea) on maailman suurin elossa oleva kilpikonnalaji, joka painaa jopa 700 kiloa (kg) ja jonka kokonaispituus on 2,2 metriä (m) (kuva 5.24 D). Merikilpikonnia esiintyy kaikissa merialueilla lukuun ottamatta kylmiä napa-alueita. Ne syövät yleensä meduusoja, sieniä, äyriäisiä, meriruohoja ja makroleviä.

Käärmeet

Käärmeet (alaluokka Serpentes) ovat jalattomia matelijoita, joilla on hoikka, pitkänomainen ruumis (kuva 5.25). Kaikki käärmeet ovat tiukasti lihansyöjiä. Ne syövät muita matelijoita, lintuja, pieniä nisäkkäitä, kaloja ja hyönteisiä. Useimmat käärmeet ovat maaeläimiä, jotka elävät elinympäristöissä aavikoista sademetsiin. Jotkin lajit ovat kuitenkin sopeutuneet elämään vedessä. Suuret ja pahamaineiset anakondakäärmeet (Eunectes spp.) elävät pääasiassa makean veden soilla ja hitaasti virtaavissa joissa. Ne tunnetaan myös nimellä ”vesiboat.”

Kaikkien merikäärmeiden (alaheimo Hydrophiinae) yhteiset sukujuuret ovat yhteisiä useiden muiden myrkkykäärmelajien, kuten kobrojen ja mambojen kanssa.

Evoluutiokehitysbiologian (epävirallisesti ”evo-devo”-biologia) alalta saadut havainnot ovat osoittaneet, että käärmeet ovat menettäneet raajansa toissijaisesti evoluution aikana. Sekundaarinen häviäminen on ominaisuuden evolutiivinen palautuminen takaisin esi-isiensä tilaan. Jalattomat käärmeet ovat kehittyneet liskon kaltaisista esi-isistä, joilla oli jalat, mutta pintapuolisesti ne näyttävät muistuttavan enemmän aikaisempia esi-isiä, kuten ankeriaita tai kaloja. Käärmeet ovat läheisimmin sukua liskoille (järjestys Squamata) kuin muille matelijaryhmille.

Liskot

Liskot (alalahko Lacertilia) ovat matelijoita, joilla on useimmiten neljä jalkaa (kuva 5.26). Jotkin liskoryhmät ovat itsenäisesti kehittäneet raajattomia ruumiinmuotoja ja näyttävät pintapuolisesti käärmeiden kaltaisilta. Liskojen koko vaihtelee pikkuruisesta 16 millimetrin pituisesta kääpiökekosta (Sphaerodactylus ariasae) kolmen metrin pituiseen Komodon lohikäärmeeseen (Varanus komodoensis). Niitä esiintyy kaikilla maapallon mantereilla Etelämannerta lukuun ottamatta. Toisin kuin muut selkärankaisten ryhmät, liskot ovat suurelta osin onnistuneet kolonisoimaan pieniä, syrjäisiä saaria.

Krokotiilit

Krokotiilit (järjestys Crocodilia) ovat isoja vesieläimiin kuuluvia matelijoita, joiden iho on paksusti suomustettu, joilla on pitkät hännät, ja joiden pää on litteä. Esimerkkejä ovat krokotiilit, alligaattorit ja kaimaanit (kuva 5.27). Kaikki krokotiilit ovat petoeläimiä, jotka syövät pääasiassa kaloja, nilviäisiä, äyriäisiä, lintuja ja nisäkkäitä. Suolaisen veden krokotiili (Crocodylus porosus; kuva 5.27 B) on suurin elävä matelija, joka on jopa seitsemän metriä pitkä ja 1 200 kilogrammaa painava. Maapallolla elää 23 krokotiililajia, jotka elävät enimmäkseen lämpimässä trooppisessa ilmastossa.

Hävinneet matelijat

Monet suurikokoisten matelijoiden ryhmät hallitsivat maapallon maa- ja vesielinympäristöjä mesotsooisella kaudella, noin 252-66 miljoonaa vuotta sitten. Kuvassa 5.28 on joitakin esimerkkejä mesotsooisen kauden elämästä. Tutuin ryhmä näistä muinaisista matelijoista lienee dinosaurukset. Dinosaurukset ovat monipuolinen ryhmä maaeläimiin kuuluvia matelijoita, jotka ovat useimmiten suurikokoisia (kuva 5.28 B). Koululaiset ympäri maailmaa tuntevat dinosaurukset niiden monimutkaisilla tieteellisillä nimillä, kuten Tyrannosaurus rex, Stegosaurus sp., Triceratops sp.,, ja Velociraptor sp. Useimmat lajit kuolivat sukupuuttoon mesotsooisen kauden lopussa noin 66 miljoonaa vuotta sitten, mutta yksi dinosaurusten ryhmä on säilynyt nykypäiviin asti: linnut.

kuv. 5.28./strongnbsp;(strongB/strong) Dinosauruslajin emTyrannosaurus rex/em fossiilisen luurangon jäljennös/pbr /

pstrongFig. 5.28./strongnbsp;(strongC/strong) Dinosauruslajin emTyrannosaurus rex/em fossiilisen luurangon jäljennös/pbr /

pstrongFig. 5.28./strongnbsp;(strongC/strong) Fossiilisen luurangon jäljennös emGeosternbergias sp, dinosauruksiin sukua oleva lentävä lentosaurus/pbr /

Mesotsooisella aikakaudella myös muinaismatoeläimet hallitsivat Maapallon taivaita. Lentosaurukset kehittivät kyvyn lentää muista lentävistä eläimistä (esim. hyönteisistä, linnuista ja myöhemmin lepakoista) riippumatta. Mesotsooisella ”matelijoiden aikakaudella” esiintyi myös useita ryhmiä suuria saalistavia merieläinmatelijoita, jotka olivat sopeutuneet uintiin, ja niillä oli melaa muistuttavat lisäkkeet. Ichthyosaurukset muistuttavat suuria nykyisiä delfiinejä (kuvat 5.28 D ja 5.29 B). Plesiosauruksilla oli neljä suurta räpylää, leveä litteä vartalo ja pitkä kaula (kuva 5.29 C). Muita esimerkkejä sukupuuttoon kuolleista merieläimistä ovat mosasaurukset, nothosaurukset, talattosaurukset ja placodontit (kuva 5.29). Kun dinosaurukset hallitsivat maapallon maaympäristöä mesotsooisella kaudella, nämä monimuotoiset merelliset matelijaryhmät hallitsivat maailman valtamerta.

Meressä elävät matelijalajit

Meriympäristöön sopeutunutta matelijalajistoa on säilynyt nykyisin noin 70.

Kaikki meriliskot tarvitsevat ilmaa ja ovat kehittäneet sopeutumisia selviytyäkseen veden alla pitkiä aikoja. Nahkaselkäinen merikilpikonna (Dermochelys coriacea) voi pidättää hengitystään veden alla yli kaksi tuntia. Merieläinten matelijoiden on myös säädeltävä ruumiinlämpöään, mikä tapahtuu usein esimerkiksi paistattelemalla auringossa joko rannalla tai lähellä vedenpintaa. Kilpikonna (Malaclemys terrapin) viihtyy murtovesissä (kuva 5.23 D), mutta sitä ei pidetä merikilpikonnana kuten edellä mainittuja seitsemää merikilpikonnalajia. Merikilpikonnia esiintyy kaikissa merialueilla lukuun ottamatta kylmiä napa-alueita. Nahkakilpikonna (kuva 5.24 D) esiintyy pääasiassa avomerellä kaukana rannasta, mutta kaikkien merikilpikonnien on palattava maalle munimaan. Ne syövät yleensä meduusoja, sieniä, äyriäisiä, meriruohoja ja makroleviä.

Kobroihin läheisesti sukua olevia merikäärmelajeja, jotka kuuluvat Hydrophiinae-alkuperheeseen, on 62 lajia (kuvat 5.25 C ja D). Kaikki merikäärmeet ovat erittäin myrkyllisiä, mutta hyökkäävät harvoin ihmisen kimppuun, ellei heitä provosoida.

Merileguaani (Amblyrhynchus cristatus) on ainoa elossa oleva merilisko (kuva 5.26 D). Tämä laji ruokailee pääasiassa vedenalaisilla makrolevillä, ja sitä tavataan vain Galapagossaarilla.

Monet krokotiililajit elävät murtovesissä, mutta yhtäkään niistä ei pidetä aidosti merellisenä. Sekä osuvasti nimetty suolaisen veden krokotiili (Crocodylus porosus; kuva 5.25 B) että amerikankrokotiili (Crocodylus acutus) asuvat rannoilla, jokisuistoissa, suolamailla, mangrovensuolla ja rannikon laguuneissa, mutta uskaltautuvat harvoin merelle.

Rakenne ja toiminta

Kaikkien matelijoiden hengityselimistössä on keuhkot, kova luinen luuranko (kuva 5.29 D) ja paksu, kuiva, suomujen peittämä iho (kuva 5.30). Paksu suomuinen iho tarjosi matelijoille evolutiivisen edun sammakkoeläimiin nähden selviytyä maalla kuivissa olosuhteissa. Matelijoiden suomut koostuvat keratiiniksi kutsutusta kuituproteiinista. Keratiinia on myös sarvissa, kynsissä, kilpikonnankuorissa, lintujen höyhenissä ja nisäkkäiden karvoissa.

Kuten sammakkoeläimet, niin myös kaikki matelijat ovat tetrapodeja. Vaikka useimmilla tetrapodeilla on neljä raajaa, käärmeet ja jalattomat liskot ovat esimerkkejä tetrapodeista, joilla ei ole raajoja. Nämä lajit menettivät raajansa sekundaarisesti, mikä tarkoittaa, että niiden viimeaikaisilla evolutiivisilla esivanhemmilla oli raajoja. Käärmeet ja jalaton lisko ovat kehittäneet hoikkia ruumiinmuotoja, koska niistä oli etua selviytymiselle tietyissä elinympäristöissä ja olosuhteissa.

Muut matelijat ovat kehittäneet erikoistuneita raajoja. Merikilpikonnat sekä muinaiset matelijat, kuten iktyosaurukset ja plesiosaurukset, kehittivät melanmuotoiset raajat, joiden avulla ne voivat liikkua vedessä tehokkaasti. Sammuneet lentoliskot (kuva 5.28 C) ja nykyiset linnut kehittivät siipimäiset eturaajat, jotka mahdollistavat lentämisen.