Exploring Our Fluid Earth

Mi a hüllő?

A hüllők a gerinces állatok egy csoportja, száraz pikkelyes bőrrel és kemény csontos csontvázzal. A hüllők közé tartoznak például a teknősök, gyíkok, kígyók és krokodilok (5.21. ábra). A biológusok jelenleg a madarakat is a hüllők egyik típusának tekintik. A hüllők változatos állatcsoportot alkotnak, amely a madarakat nem számítva közel 10 000 fajt foglal magában. A legkülönbözőbb környezetekben való élethez alkalmazkodtak. A legtöbb hüllőfaj szárazföldi környezetben él, de sokan élnek édesvízi vagy tengeri környezetben is. A hüllők 186 millió éven át – körülbelül 252 és 66 millió évvel ezelőtt között – a Földön a szárazföldi állatok domináltak. A dinoszauruszok és más kihalt hüllőcsoportok a mezozoikum, más néven a hüllők kora alatt virágoztak.

pstrongÁbr. 5.21./strong (strongA/strong) Floridai dobozteknős (emTerrapene carolina bauri/em)/pbr / pstrongÁbr. 5.21./strong (strongA/strong) floridai dobozteknős (emTerrapene carolina bauri/em)/pbr / pstrongÁbr. 5.21./strongnbsp;(strongB/strong) Laposfejű sziklaagama (emAgama mwanzae/em) gyík, Serengeti Nemzeti Park, Tanzánia/pbr /

A közös ősök és a diverzitás bizonyítékai

Az összes emlős és hüllő (beleértve a madarakat is) utolsó közös őse először a kétéltűekből fejlődött ki körülbelül 350-300 millió évvel ezelőtt (5.22. ábra). A vastag pikkelyes bőr egyike volt azon számos adaptációnak, amelyek lehetővé tették a hüllők számára, hogy a szárazföldön is túléljenek, és felváltották a kétéltűeket, mint a Föld domináns szárazföldi gerinceseit.

A modern hüllőket öt általános csoport képviseli: teknősök, gyíkok, kígyók, krokodilok és madarak. Bár a madarakat ma már széles körben a hüllők egyik típusának tekintik, külön tárgyaljuk őket a Madarak fejezetben.

Teknősök

A teknősök (rend Testudines) négylábú hüllők, amelyeknek kemény csontos páncél borítja a törzsüket. A páncél két részből áll (5.23. ábra). A páncél felső, vagy háti oldala a carapace. A plasztron a páncél laposabb alsó, vagy hasi oldala. A teknősfajok táplálkozásuk és élőhelyeik tekintetében nagyban különböznek egymástól. Növényeket, gerinctelen állatokat és halakat fogyasztanak. Sok teknősfaj vízi életmódhoz alkalmazkodott édesvízi, brakkvízi és tengeri élőhelyeken (5.23. ábra B, C és D). Más fajok, köztük számos teknős, a zord sivatagi éghajlaton is képesek túlélni (5.23. ábra A). A teknősbéka kifejezést használják néhány nem úszó szárazföldi teknősre is.

A tengeri vagy tengeri teknősök egyetlen csoportot alkotnak (Chelonioidea szupercsalád; 5.24. ábra). A bőrhátú tengeri teknős (Dermochelys coriacea) a világ legnagyobb ma élő teknősfaja, amely akár 700 kilogramm (kg) súlyú és 2,2 méter (m) teljes hosszúságú (5.24. ábra D). A tengeri teknősök a hideg sarkvidékek kivételével minden óceáni medencében előfordulnak. Általában medúzákkal, szivacsokkal, rákfélékkel, tengeri füvekkel és makroalgákkal táplálkoznak.

Kígyók

A kígyók (alrend Serpentes) lábatlan, karcsú, hosszúkás testű hüllők (5.25. ábra). Minden kígyó szigorúan húsevő. Más hüllőket, madarakat, kisemlősöket, halakat és rovarokat esznek. A legtöbb kígyó szárazföldi, a sivatagoktól az esőerdőkig terjedő élőhelyeken él. Néhány faj azonban alkalmazkodott a vízben való élethez. A nagy és hírhedt anakondakígyók (Eunectes spp.) elsősorban édesvízi mocsarakban és lassú folyókban élnek. Víziboának is nevezik őket.”

A tengeri kígyók (Hydrophiinae alcsalád) közös ősökkel rendelkeznek számos más mérgeskígyófajjal, például a kobrákkal és a mambákkal.

Az evolúciós fejlődésbiológia (informálisan “evo-devo” biológia) területéről származó megállapítások szerint a kígyók az evolúció során másodlagosan veszítették el végtagjaikat. A másodlagos elvesztés egy tulajdonság evolúciós visszafordítása az ősi állapotba. A lábatlan kígyók a lábakkal rendelkező gyíkszerű ősökből fejlődtek ki, de felületesen inkább olyan korábbi ősökre hasonlítanak, mint az angolnák vagy a halak. A kígyók inkább a gyíkokkal (Squamata rend), mint a többi hüllőcsoporttal állnak a legközelebbi rokonságban.

A gyíkok

A gyíkok (Lacertilia alrend) többnyire négylábú hüllők (5.26. ábra). Egyes gyíkcsoportok egymástól függetlenül végtag nélküli testformákat fejlesztettek ki, és felületesen a kígyókhoz hasonlónak tűnnek. A gyíkok mérete az apró, 16 milliméteres törpegekkótól (Sphaerodactylus ariasae) a három méter hosszú komodói sárkányig (Varanus komodoensis) terjed. Az Antarktisz kivételével a Föld minden kontinensén előfordulnak. Más gerinces csoportoktól eltérően a gyíkok nagyrészt sikeresen kolonizálták a kis, távoli szigeteket.

Krokodilusok

A krokodilusok (rend Crocodilia) nagytestű vízi hüllők, vastag pikkelyes bőrrel, hosszú farokkal és lapos fejjel. Ilyenek például a krokodilok, az aligátorok és a kajmánok (5.27. ábra). Valamennyi krokodil ragadozó ragadozó ragadozó, amely főként halakkal, puhatestűekkel, rákfélékkel, madarakkal és emlősökkel táplálkozik. A sósvízi krokodil (Crocodylus porosus; 5.27. ábra B) a legnagyobb élő hüllő, amely akár hét méter hosszú és 1200 kilogramm súlyú is lehet. A Földön 23 krokodilfaj él, többnyire a meleg trópusi éghajlaton.

Kihalt hüllők

A nagy testű hüllők számos csoportja uralta a Föld szárazföldi és vízi élőhelyeit a mezozoikumban, körülbelül 252-66 millió évvel ezelőtt. Az 5.28. ábra néhány példát mutat a mezozoikum alatti életre. Ezeknek az ősi hüllőknek a legismertebb csoportja valószínűleg a dinoszauruszok. A dinoszauruszok a szárazföldi hüllők változatos, többnyire nagy méretű csoportja (5.28. ábra B). Az iskolások világszerte ismerik a dinoszauruszokat összetett tudományos neveikről, például Tyrannosaurus rex, Stegosaurus sp., Triceratops sp, és Velociraptor sp. A legtöbb faj a mezozoikum végén, mintegy 66 millió évvel ezelőtt kihalt, de a dinoszauruszok egy csoportja a mai napig fennmaradt: a madarak.

A mezozoikum idején szintén őshüllők uralták a Föld egét. A pteroszauruszok más repülő állatoktól (pl. rovaroktól, madaraktól, később denevérektől) függetlenül fejlesztették ki a repülés képességét. A mezozoikumban, a “hüllők korában” a nagytestű ragadozó tengeri hüllők több csoportja is úszáshoz alkalmazkodott, evezőszerű függelékkel. Az Ichthyosaurusok hasonlítanak a mai nagy delfinekre (5.28 D és 5.29 B ábra). A plesiosauruszoknak négy nagy uszonyuk, széles, lapos testük és hosszú nyakuk volt (5.29 C ábra). A kihalt tengeri hüllők további példái közé tartoznak a moszauruszok, a nothosauruszok, a thalattosauruszok és a placodonták (5.29. ábra). Míg a dinoszauruszok uralták a Föld szárazföldi környezetét a mezozoikumban, ezek a változatos tengeri hüllőcsoportok uralták a világ óceánjait.

Merihüllők

A tengeri környezethez alkalmazkodott hüllőfajok száma mintegy 70 ma élő faj.

Minden tengeri hüllőnek levegőt kell lélegeznie, és olyan alkalmazkodásokat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a hosszú ideig tartó víz alatti túlélést. A bőrhátú tengeri teknős (Dermochelys coriacea) több mint két órán át képes visszatartani a lélegzetét a víz alatt. A tengeri hüllőknek a testhőmérsékletüket is szabályozniuk kell, gyakran olyan viselkedéssel, mint a napon sütkérezés, akár a parton, akár a vízfelszín közelében.

A tengeri teknősöknek hét élő faja van: a zöld tengeri teknős (Chelonia mydas), a rőtfejű teknős (Caretta caretta), a Kemp’s ridley (Lepidochelys kempii), az olajfekete teknős (Lepidochelys olivacea), a karvalyteknős (Eretmochelys imbricata), a laposteknős (Natator depressus) és a bőrhátú (Dermochelys coriacea). A gyémánthátú teknősbéka (Malaclemys terrapin) a brakkos vizekben él (5.23 D ábra), de nem számít tengeri fajnak, mint a fent felsorolt hét tengeri teknősfaj. A tengeri teknősök a hideg sarkvidékek kivételével minden óceáni medencében előfordulnak. A bőrhátú tengeri teknős (5.24. ábra D) elsősorban a nyílt óceánban, a parttól távol fordul elő, de minden tengeri teknősnek vissza kell térnie a szárazföldre a tojásrakáshoz. Általában medúzákkal, szivacsokkal, rákfélékkel, tengeri füvekkel és makroalgákkal táplálkoznak.

A Hydrophiinae alcsaládban (5.25. ábra C és D) 62, a kobrákkal közeli rokonságban álló tengeri kígyófaj él. Valamennyi tengeri kígyó erősen mérgező, de ritkán támadnak emberre, hacsak nem provokálják őket.

A tengeri leguán (Amblyrhynchus cristatus) az egyetlen kihalt tengeri gyík (5.26. ábra D). Ez a faj elsősorban víz alatti makroalgákkal táplálkozik, és csak a Galápagos-szigeteken található meg.

A krokodilok számos faja él brakkvizekben, de egyik sem tekinthető igazán tengeri fajnak. Mind a találóan sósvízi krokodil (Crocodylus porosus; 5.25. ábra B), mind az amerikai krokodil (Crocodylus acutus) tengerpartokon, torkolatokban, sós mocsarakban, mangrove mocsarakban és parti lagúnákban él, de ritkán merészkedik ki a tengerre.

Szerkezet és működés

Minden hüllőnek van tüdővel ellátott légzőrendszere, kemény csontos csontváza (5.29. ábra D) és vastag, száraz, pikkelyekkel borított bőre (5.30. ábra). A vastag pikkelyes bőr a hüllők számára evolúciós előnyt jelentett a kétéltűekkel szemben a szárazföldi túléléshez száraz körülmények között. A hüllők pikkelyei a keratin nevű rostos fehérjéből állnak. Keratin található a szarvakban, karmokban, teknőspáncélban, madártollakban és emlősök szőrében is.

A kétéltűekhez hasonlóan minden hüllő négylábú. Míg a legtöbb négylábúnak négy végtagja van, a kígyók és a lábatlan gyíkok a végtagok nélküli négylábúak példái. Ezek a fajok másodlagosan vesztették el végtagjaikat, ami azt jelenti, hogy legutóbbi evolúciós őseiknek voltak végtagjaik. A kígyók és a lábatlan gyíkok karcsú testformákat fejlesztettek ki, mivel ezek bizonyos élőhelyeken és körülmények között előnyösek voltak a túlélés szempontjából.

Más hüllők is kifejlesztettek specializált végtagokat. A tengeri teknősök, valamint az olyan ősi hüllők, mint az ichthyosaurusok és a plesiosaurusok, lapát alakú végtagokat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik számukra a vízben való hatékony mozgást. A kihalt pteroszauruszok (5.28 C ábra) és a modern madarak szárny alakú mellső végtagokat fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a repülést.

Adaptációk

A hüllők számos adaptációt fejlesztettek ki, amelyek lehetővé tették számukra, hogy közel 250 millió évig, a dinoszauruszok kihalásáig és az emlősök megjelenéséig a Föld domináns szárazföldi gerinces állatai legyenek. Valószínűleg a legfontosabb ilyen alkalmazkodás a magzatburok kialakulása volt. A kétéltűek és a halak petéivel ellentétben a hüllők petéi a szárazföldi körülmények széles skálájához alkalmazkodtak. Ezek a magzatburok tojások egy embriót tartalmaznak, amelyet egy védő magzatburok és héj vesz körül. Az 5.32. ábrán látható, hogy a magzatburok evolúciója lehetővé tette a hüllők számára, hogy a kétéltűekkel ellentétben a száraz száraz szárazföldi élőhelyek széles skáláján túléljenek. Az amnion vagy magzatburok egy vízhatlan, folyadékkal teli szövet, amely táplálja a fejlődő embriót, és megvédi azt a kiszáradástól.

Egy másik fontos alkalmazkodás, amely lehetővé tette a hüllők számára a szárazföldi környezetben való boldogulást, a vastag, pikkelyes bőr, amellyel minden hüllő rendelkezik (5.30. ábra). Ez tette lehetővé, hogy a hüllők ne csak a szárazföldi környezetben, hanem a legszárazabb körülmények között is életben maradjanak.

Energiafelvétel

Az élő szervezeteknek energiára van szükségük a túléléshez. Minden kígyó és krokodil ragadozó, amely más állatoktól szerzi be az energiát. Zsákmányállataik közé tartoznak például a kisebb hüllők, madarak, rovarok, halak és kisemlősök. Egyes kígyók, például a csörgőkígyók, a viperák és az összes tengeri kígyó harapáskor halálos mérget fecskendeznek zsákmányukba. A krokodilok általában lesből támadó ragadozók – sekély vízben rejtőznek el, mielőtt erőteljes harapással lepik meg zsákmányukat.

A gyíkok és a teknősök igen változatos táplálkozást mutatnak. A legtöbb gyíkfaj apró gerinctelen állatokkal, például rovarokkal és pókokkal táplálkozik. A leguánok, köztük a marinai leguán, növényzettel táplálkoznak. A tengeri leguánok hosszú, erőteljes farkukat arra használják, hogy lemerüljenek a tengerfenékre, ahol makroalgákat, azaz hínárt legelnek. A tengeri teknősök általában medúzákat, szivacsokat, rákokat, tengeri füveket és makroalgákat esznek.

Növekedés, fejlődés és szaporodás

Majdnem minden hüllőfaj ivaros szaporodással hoz létre utódokat. A hím hüllők a nőstény petéket belsőleg termékenyítik meg. A legtöbb hüllő külsőleg lerakott tojásokon keresztül hozza világra ivadékait. Ezeknek a magzatburoknak jellemzően puha bőrszerű héja vagy kemény védőburka van. Minden tengeri teknősnek vissza kell térnie a szárazföldre, hogy fészket ásson a homokos partokon. A legtöbb faj ugyanarra a partvidékre tér vissza, ahol született.

A kétéltűekkel ellentétben a hüllőknek nincsenek lárvális fejlődési szakaszaik. Emlékezzünk vissza, hogy az újonnan kikelt békák hosszú úszó farokkal és végtagok nélküli ebihal lárvastádiumban jelennek meg. Az ebihalak végül metamorfózison mennek keresztül, hogy kifejlett békává alakuljanak át. Ezzel szemben egy frissen kikelt tengeri teknős egyszerűen megnő és felnőtté érik anélkül, hogy drámaian megváltozna az alakja.

A szülői gondoskodó viselkedés ritka a hüllők körében, a madarak és a krokodilok kivételével. A nőstény krokodilok nemcsak a fészküket őrzik a potenciális tojásevő ragadozóktól, hanem az utódaiknak is segítenek (5.33. ábra).

Viselkedés

A hüllők a viselkedések széles skáláját mutatják más élőlényekre és a környezetükre adott válaszként. Az egyik legfontosabb dolog, amit a hüllők viselkedésükkel elérnek, a belső testhőmérsékletük szabályozása.

A termoreguláció az élő szervezeten belüli testhőmérséklet szabályozásának képessége. A megfelelő testhőmérséklet fenntartása fontos az anyagcsere, a mozgás és számos sejtfolyamat szempontjából az élő szervezetekben. Emlékezzünk vissza, hogy minden élő kétéltű és hüllő ektotermikus vagy “hidegvérű” állat. Az ektoterm állatok nem képesek belsőleg termelni és fenntartani a testhőt. A hőt a környezetükből kell felvenniük. A hüllők gyakran úgy növelik testhőmérsékletüket, hogy hajnalban a napon sütkéreznek, vagy alkonyatkor meleg sziklákon pihennek. Testhőmérsékletüket csökkenthetik, ha a föld alá, vízbe vagy árnyékba bújnak. Egyes hüllők még bőrük színének megváltoztatásával is képesek szabályozni testhőmérsékletüket. Mind a kétéltűek, mind a hüllők viselkedéssel szabályozzák testhőmérsékletüket. Ezzel szemben az endoterm állatok a táplálék emésztéséből származó belső kémiai reakciók révén képesek fenntartani a testhőmérsékletet. Az endoterm állatok – amelyeket “melegvérű” szervezeteknek is neveznek – például az emlősök és a madarak. Az összes ma élő kétéltű, gyík, teknős, kígyó és krokodil ektotermikus.