Exploring Our Fluid Earth

What is a Reptile?

Gady to grupa zwierząt kręgowych o suchej łusce i twardym kostnym szkielecie. Przykładami gadów są żółwie, jaszczurki, węże i krokodyle (rys. 5.21). Obecnie biolodzy zaliczają ptaki do rodzaju gadów. Gady to zróżnicowana grupa zwierząt, która obejmuje prawie 10 000 gatunków, nie licząc ptaków. Są one przystosowane do życia w bardzo różnorodnych środowiskach. Większość gatunków gadów żyje w środowisku lądowym, ale wiele żyje w środowisku słodkowodnym lub morskim. Przez 186 milionów lat – od około 252 do 66 milionów lat temu – gady były dominującymi zwierzętami lądowymi na Ziemi. Dinozaury i inne wymarłe grupy gadów kwitły podczas ery mezozoicznej, zwanej też wiekiem gadów.

Evidence of Common Ancestry and Diversity

Ostatni wspólny przodek wszystkich ssaków i gadów (w tym ptaków) po raz pierwszy wyewoluował z płazów około 350 do 300 milionów lat temu (ryc. 5.22). Gruba łuskowata skóra była jednym z kilku przystosowań, które pozwoliły gadom przetrwać na lądzie i zastąpić płazy jako dominujące kręgowce lądowe na Ziemi.

Współczesne gady są reprezentowane przez pięć ogólnych grup: żółwie, jaszczurki, węże, krokodyle i ptaki. Chociaż ptaki są obecnie powszechnie uważane za rodzaj gadów, są one omawiane oddzielnie w Birds.

Żółwie

Żółwie (rząd Testudines) są czworonożnymi gadami z twardymi kostnymi skorupami pokrywającymi ich tułowia. Skorupa składa się z dwóch części (rys. 5.23). Karapaks to górna, czyli grzbietowa, strona muszli. Plastron to bardziej płaska, dolna lub brzuszna strona skorupy. Gatunki żółwi różnią się znacznie pod względem diety i środowiska życia. Żywią się roślinami, bezkręgowcami i rybami. Wiele gatunków żółwi przystosowało się do wodnego trybu życia w środowisku słodkowodnym, słonawym i morskim (rys. 5.23 B, C i D). Inne gatunki, w tym kilka żółwi, potrafią przetrwać w surowym pustynnym klimacie (rys. 5.23 A). Termin żółw jest używany do określenia niektórych nie pływających żółwi lądowych.

Żółwie morskie lub morskie tworzą jedną grupę (nadrodzina Chelonioidea; rys. 5.24). Żółw skórzasty (Dermochelys coriacea) jest największym żyjącym gatunkiem żółwia na świecie, ważącym do 700 kilogramów (kg) i osiągającym 2,2 metra (m) długości całkowitej (Rys. 5.24 D). Żółwie morskie występują we wszystkich basenach oceanicznych z wyjątkiem zimnych regionów polarnych. Żywią się meduzami, gąbkami, skorupiakami, trawami morskimi i makroalgami.

Węże

Węże (podrząd Serpentes) to beznogie gady o smukłych, wydłużonych ciałach (ryc. 5.25). Wszystkie węże są ściśle mięsożerne. Żywią się innymi gadami, ptakami, małymi ssakami, rybami i owadami. Większość węży to zwierzęta lądowe, żyjące w siedliskach od pustyń po lasy deszczowe. Jednak niektóre gatunki przystosowały się do życia w wodzie. Duże i niesławne węże anakonda (Eunectes spp.) żyją głównie w słodkowodnych bagnach i wolno płynących rzekach. Są one również znane jako „boa wodne.”

Wszystkie węże morskie (podrodzina Hydrophiinae) mają wspólnych przodków z kilkoma innymi gatunkami jadowitych węży, takich jak kobry i mamby.

Wyniki z dziedziny biologii rozwoju ewolucyjnego (nieformalnie znane jako biologia „evo-devo”) wskazały, że węże straciły swoje kończyny wtórnie w toku ewolucji. Wtórna utrata jest ewolucyjnym odwróceniem cechy z powrotem do jej stanu przodkowego. Beznogie węże wyewoluowały z jaszczurkowatych przodków z nogami, ale powierzchownie wydają się bardziej podobne do wcześniejszych przodków takich jak węgorze czy ryby. Węże są najbardziej spokrewnione z jaszczurkami (rząd Squamata) niż z innymi grupami gadów.

Jaszczurki

Jaszczurki (podrząd Lacertilia) to gady posiadające przeważnie cztery nogi (ryc. 5.26). Niektóre grupy jaszczurek niezależnie wykształciły bezkończynowe formy ciała i powierzchownie przypominają węże. Jaszczurki mają różne rozmiary, od maleńkiego 16-milimetrowego gekona karłowatego (Sphaerodactylus ariasae) do trzymetrowego smoka z Komodo (Varanus komodoensis). Występują na wszystkich kontynentach naszej planety z wyjątkiem Antarktydy. W przeciwieństwie do innych grup kręgowców, jaszczurki w dużej mierze odniosły sukces w kolonizacji małych, odległych wysp.

Krokodyle

Krokodyle (rząd Crocodilia) to duże gady wodne o grubo pokrytej łuskami skórze, długich ogonach i spłaszczonych głowach. Przykłady obejmują krokodyle, aligatory i kajmany (rys. 5.27). Wszystkie krokodyle są drapieżnymi mięsożercami żywiącymi się głównie rybami, mięczakami, skorupiakami, ptakami i ssakami. Krokodyl słonowodny (Crocodylus porosus; rys. 5.27 B) jest największym żyjącym gadem, mierzącym do siedmiu metrów długości i 1200 kilogramów wagi. Na Ziemi żyją 23 gatunki krokodyli, głównie w ciepłym klimacie tropikalnym.

Extinct Reptiles

Wiele grup gadów o dużych ciałach rządziło ziemskimi siedliskami lądowymi i wodnymi w erze mezozoicznej, około 252 do 66 milionów lat temu. Rysunek 5.28 przedstawia kilka przykładów życia w erze mezozoicznej. Najbardziej znaną grupą tych pradawnych gadów są prawdopodobnie dinozaury. Dinozaury to zróżnicowana grupa gadów lądowych, przeważnie dużych rozmiarów (rys. 5.28 B). Dzieci w szkołach na całym świecie znają dinozaury pod ich skomplikowanymi nazwami naukowymi, takimi jak Tyrannosaurus rex, Stegosaurus sp., Triceratops sp., i Velociraptor sp. Większość gatunków wyginęła pod koniec ery mezozoicznej około 66 milionów lat temu, ale jedna grupa dinozaurów przetrwała do dziś: ptaki.

Podczas ery mezozoicznej ziemskim niebem rządziły również pradawne gady. Pterozaury rozwinęły zdolność do latania niezależnie od innych latających zwierząt (np. owadów, ptaków, a później nietoperzy). W mezozoicznym „wieku gadów” pojawiło się też kilka grup dużych drapieżnych gadów morskich przystosowanych do pływania z wiosłowatymi kończynami. Ichtiozaury przypominają duże współczesne delfiny (ryc. 5.28 D i 5.29 B). Plezjozaury miały cztery duże płetwy, szerokie płaskie ciała i długie szyje (ryc. 5.29 C). Inne przykłady wymarłych gadów morskich to mosazaur, nothozaur, talatozaur i placodont (ryc. 5.29). Podczas gdy dinozaury zdominowały ziemskie środowisko lądowe w erze mezozoicznej, te zróżnicowane grupy gadów morskich rządziły światowym oceanem.

Gady morskie

Istnieje około 70 wymarłych gatunków gadów przystosowanych do środowiska morskiego.

Wszystkie gady morskie muszą oddychać powietrzem i wykształciły przystosowania do przetrwania pod wodą przez długie okresy czasu. Żółw morski skórzasty (Dermochelys coriacea) może wstrzymać oddech pod wodą na ponad dwie godziny. Gady morskie muszą również regulować temperaturę ciała, często poprzez zachowania takie jak wygrzewanie się na słońcu, na brzegu lub w pobliżu powierzchni wody.

Istnieje siedem istniejących gatunków żółwi morskich: zielony żółw morski (Chelonia mydas), loggerhead (Caretta caretta), Kemp’s ridley (Lepidochelys kempii), olive ridley (Lepidochelys olivacea), hawksbill (Eretmochelys imbricata), flatback (Natator depressus) i leatherback (Dermochelys coriacea). Żółw błotny (Malaclemys terrapin) rozwija się w wodach słonawych (Rys. 5.23 D), ale nie jest uważany za morski, jak siedem gatunków żółwi morskich wymienionych powyżej. Żółwie morskie występują we wszystkich basenach oceanicznych z wyjątkiem zimnych regionów polarnych. Żółw skórzasty (rys. 5.24 D) występuje głównie na otwartym oceanie z dala od brzegu, ale wszystkie żółwie morskie muszą wracać na ląd, żeby złożyć jaja. Żywią się na ogół meduzami, gąbkami, skorupiakami, trawami morskimi i makroalgami.

Istnieją 62 gatunki węży morskich blisko spokrewnionych z kobrami w podrodzinie Hydrophiinae (ryc. 5.25 C i D). Wszystkie węże morskie są bardzo jadowite, ale rzadko atakują ludzi, chyba że zostaną sprowokowane.

Iguana morska (Amblyrhynchus cristatus) jest jedyną żyjącą jaszczurką morską (ryc. 5.26 D). Ten gatunek żywi się głównie zanurzonymi makroglonami i występuje tylko na Wyspach Galapagos.

Kilka gatunków krokodyli żyje w wodach słonawych, ale żaden nie jest uważany za prawdziwie morski. Zarówno trafnie nazwany krokodyl słonowodny (Crocodylus porosus; rys. 5.25 B), jak i krokodyl amerykański (Crocodylus acutus) zamieszkują plaże, estuaria, słone bagna, namorzynowe bagna i przybrzeżne laguny, ale rzadko zapuszczają się w morze.

Struktura i funkcja

Wszystkie gady mają układy oddechowe z płucami, twarde kostne szkielety (ryc. 5.29 D) i grubą, suchą skórę pokrytą łuskami (ryc. 5.30). Gruba, łuskowata skóra zapewniła gadom ewolucyjną przewagę nad płazami w przetrwaniu na lądzie w suchych warunkach. Łuski gadów zbudowane są z włóknistego białka zwanego keratyną. Keratyna występuje również w rogach, pazurach, skorupach żółwi, ptasich piórach i włosach ssaków.

Podobnie jak płazy, wszystkie gady są tetrapodami. Podczas gdy większość tetrapodów ma cztery kończyny, węże i jaszczurki beznogie są przykładami tetrapodów bez kończyn. Gatunki te straciły kończyny wtórnie, co oznacza, że ich niedawni ewolucyjni przodkowie mieli kończyny. Węże i jaszczurki beznogie ewoluowały smukłe formy ciała, ponieważ były one korzystne dla przetrwania w pewnych siedliskach i warunkach.

Inne gady wykształciły wyspecjalizowane kończyny. Żółwie morskie, a także starożytne gady, takie jak ichtiozaury i plezjozaury, ewoluowały łopatkowate kończyny, które umożliwiają im sprawne poruszanie się w wodzie. Wymarłe pterozaury (ryc. 5.28 C) i współczesne ptaki wyewoluowały przednie kończyny w kształcie skrzydeł, które umożliwiają lot.