- Het vruchtwater ei
- Het vruchtwater zorgt voor een onafhankelijke reproductie van de wateromgeving
- De vier extra-embryonale membranen
- Amnion
- Allantois
- Chorion
- Dooierzak
- Extra laag: gemineraliseerde of leerachtige korst
- Evolutie van het vruchtwater
- Kenmerken afgeleid van amnioten
- Verband tussen amnioten
- Referenties
De amniota's zijn een monofyletische groep die wordt gevormd door dieren waarvan de embryo's zijn omgeven door membranen (amnion, allantois, dooierzak en chorion) en die vaak bedekt zijn met een leerachtige of kalkhoudende schaal.
Vruchtwaterstraling bestaat uit twee hoofdlijnen: de sauropsiden en de synapsiden. Zoals te zien is in het fossielenarchief, liepen beide groepen zeer vroeg in de evolutionaire tijd uiteen - dichtbij het Carboon, of waarschijnlijk eerder.
Reptielen zijn amnioten.
Bron: pixabay.com
De sauropsidenlijn bestaat uit vogels, de nu uitgestorven dinosauriërs en moderne reptielen. Synapsids, van hun kant, zijn een monofyletische groep die bestaat uit therapsids en moderne zoogdieren.
Het vruchtwater ei
Zeeschildpad die uit ei komt. Auteur: Mayer Richard. Wikimedia Commons.
Het vruchtwater zorgt voor een onafhankelijke reproductie van de wateromgeving
Amfibieën vertonen een reeks kenmerken - op fysiologisch en anatomisch niveau - waardoor ze een leven buiten het water kunnen ontwikkelen. Het leven op het land komt echter gedeeltelijk voor, aangezien de voortplanting amfibieën aan waterlichamen blijft binden.
De voorouder van de clade die niet-aviaire reptielen, vogels en zoogdieren bevat, ontwikkelde een ei dat was aangepast aan de terrestrische omstandigheden en maakte de totale onafhankelijkheid van aquatische ecosystemen mogelijk. In feite is het vruchtwater zo onderscheidend dat het de clade zijn naam geeft.
Andere kenmerken bevorderden ook de onafhankelijkheid van het water. Vooral het ontbreken van kieuwen en inwendige bevruchting. Logischerwijs vereist het bestaan van een harde schaal die het ei omgeeft dat de bevruchting intern is, omdat het sperma deze structuur niet kan binnendringen.
Om deze reden verschijnt een copulerend orgaan in amnioten (behalve in tuataras en bij de meeste vogels) dat verantwoordelijk is voor de overdracht van het sperma. Het meest populaire orgaan onder de leden van de groep is een penis, afgeleid van de wanden van de cloaca.
De vier extra-embryonale membranen
Vruchteneieren hebben vier extra-embryonale membranen: het amnion, allantois, chorion en de dooierzak.
Amnion
Het amnion is het eerste membraan dat het embryo omgeeft. Het is verantwoordelijk voor het leveren van een waterig medium aan het embryo voor zijn groei, naast het hebben van bufferfuncties.
Allantois
De metabole afvalstoffen die door het zich nieuw gevormde organisme worden geproduceerd, worden opgeslagen in de allantois. In deze laag vinden we een significante vascularisatie.
Chorion
Het chorion is verantwoordelijk voor het omringen van de gehele inhoud van het ei en is, net als de allantois, een sterk vasculaire laag. Om deze reden nemen zowel het chorion als de allantois deel als een ademhalingsorgaan, dat de uitwisseling van kooldioxide en zuurstof tussen het embryo en de buitenkant bemiddelt.
Dooierzak
Een kenmerk dat wordt gedeeld met het ei van niet-vruchtbare dieren is de aanwezigheid van een dooierzak. Dit functioneert als een opslag van voedingsstoffen en is veel groter in de eieren van vruchtwaterpitten.
Extra laag: gemineraliseerde of leerachtige korst
In de meeste gevallen is de beschreven structuur omgeven door een extra laag of schil, sterk gemineraliseerd en bij bepaalde soorten flexibel. Deze dekking is echter afwezig bij veel hagedissen, slangen en de overgrote meerderheid van zoogdieren.
Bij vogels is deze gemineraliseerde dekking een belangrijke mechanische barrière. Een van de kenmerken van de schaal is dat het de doorlaat van gassen toelaat, maar het verlies van water vermindert, dat wil zeggen dat het semi-permeabel is.
Evolutie van het vruchtwater
Een idee dat voor velen aantrekkelijk kan zijn, is te denken dat het vruchtwater het ei van de "aarde" is. Veel amfibieën zijn echter in staat om hun eieren te leggen in natte gronden en veel amnioten spawnen op natte locaties, zoals schildpadden.
Het is duidelijk dat de kenmerken van het vruchtwater ervoor zorgen dat het zich in veel drogere gebieden kan ontwikkelen - vergeleken met de optimale locaties voor eieren van amfibieën. De evolutie van het vruchtwater was dus een sleutelfactor in het succes van tetrapoden op aarde.
Het grootste selectieve voordeel dat het vruchtwater aan de groep gaf, was dat er in veel minder tijd een veel groter embryo kon groeien.
Bovendien kunnen kalkafzettingen in de schaal worden opgelost en vervolgens worden opgenomen door het zich ontwikkelende organisme. Dit materiaal kan in het skelet worden verwerkt en de constructie ervan bevorderen.
Kenmerken afgeleid van amnioten
Naast het vruchtwater kenmerkt deze diergroep zich door het ventileren van de longen door middel van aspiratie. Dit doen ze door hun longen te vullen met lucht door de ribbenkast uit te zetten met behulp van verschillende spierstructuren. Als we het vergelijken met amfibieën, is er een verandering van positieve naar negatieve ventilatie.
In vergelijking met de huid van amfibieën is de huid van amniote ook veel dikker en bestand tegen waterverlies. De huid heeft de neiging meer verhoornd te zijn en veel minder waterdoorlatend. Er is een grote verscheidenheid aan structuren die bestaan uit keratine, zoals onder meer schubben, haar, veren
Keratine geeft de huid fysieke bescherming en de lipiden in de huid zijn verantwoordelijk voor het beperken van waterverlies.
Verband tussen amnioten
Het onderscheid tussen beide amniote-lijnen in sauropsids en synapsids is gebaseerd op de fenestratie van de schedel, in het temporale gebied - het gebied vóór elk oog. Deze regio lijkt een betrouwbare indicator te zijn van evolutionaire lijnen.
Het tijdelijke gebied van de amnioten kan op twee manieren voorkomen. Het eerste criterium houdt rekening met het aantal openingen of tijdelijke fenestra en het tweede omvat de positie van de tijdelijke bogen. Hier zullen we ons alleen concentreren op het eerste onderscheid (aantal fenesten).
Bij niet-amniotische organismen en bij de meest primitieve amnioten wordt het temporale gebied gekenmerkt doordat het volledig bedekt is met bot. Deze toestand wordt annapsid genoemd.
Een groep die zich vroeg afscheidde van de anapsiden vormde de synapsiden. Dit type schedel, met een enkele tijdelijke opening, wordt gevonden in de voorouders van zoogdieren en in de huidige zoogdieren.
De tweede groep die afweek van de anapsids waren de diapsids, waarvan de schedel twee tijdelijke openingen heeft. Dit anatomische patroon wordt aangetroffen bij pterosauriërs en dinosauriërs, vogels en reptielen - met de duidelijke uitzondering van schildpadden, die anapsiden zijn.
Referenties
- Divers, SJ, & Stahl, SJ (Eds.). (2018). Mader's Reptile and Amphibian Medicine and Surgery-E-Book. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw - Hill.
- Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
- Llosa, ZB (2003). Algemene zoölogie. EUNED.
- Vitt, LJ en Caldwell, JP (2013). Herpetologie: een inleidende biologie van amfibieën en reptielen. Academische pers.