REPTIELEN: KENMERKEN, CLASSIFICATIE EN REPRODUCTIE - BIOLOGIE - 2026

De reptielen zijn een groep gewervelde dieren parafilética waaronder schildpadden, hagedissen, slangen, krokodillen en Tuatara's. Bovendien omvatten ze verschillende uitgestorven groepen grote dinosaurussen, plesiosauriërs, pterosauriërs, onder anderen. Het meest opvallende kenmerk is de dikke huid met schubben.

Deze levende wezens zijn ectotherm, omdat ze niet in staat zijn om hun lichaamstemperatuur intern te reguleren. Daarom is hun verspreiding bijna beperkt tot regio's met warme klimaten, waar ze zeer overvloedig zijn.

Bron: pixabay.com

Schildpadden zijn organismen met een dikke schaal en voorouderlijke morfologie. Ze hebben geen tanden en zijn allemaal ovipaar. De grootste diversiteit van de groep is te vinden bij de hagedissen, een groep die enorm bloeide. De meeste zijn ovipaar en sommige zijn levendbarend.

Bij twee groepen reptielen, de slangen en de amphisbenidae, zijn de ledematen volledig verminderd. Bovendien hebben slangen een kinetische (bewegende) schedel waarmee ze enorme prooien kunnen consumeren. Sommigen kunnen gif injecteren.

Tuatara's zijn endemische dieren in Nieuw-Zeeland. De kenmerken ervan doen denken aan de reptielen die ongeveer 100 miljoen jaar geleden op aarde leefden.

Krokodillen zijn de enige niet-aviaire vertegenwoordigers van archosauriërs, een afstamming die aanleiding gaf tot de nu uitgestorven dinosauriërs en de huidige vogels.

Bij reptielen ontstaat een significante aanpassing die de voortplanting onafhankelijk van water heeft weten te maken: het vruchtwater. Het ei bestaat uit een structuur bedekt met een kalkachtige of leerachtige structuur met extra-embryonale membranen genaamd amnion, chorion, dooierzak en allantois. Larvale stadia van het waterleven worden niet waargenomen bij reptielen.

Algemene karakteristieken

Reptielen vormen een parafyletische groep van ongeveer 8000 soorten. Deze organismen zijn er in overvloed en worden aangetroffen in zeer gevarieerde habitats, zowel op het land als in het water, meestal met een warm klimaat.

Ze zijn bedekt met karakteristieke structuren die schalen worden genoemd. De meeste hebben twee paar ledematen met elk vijf vingers. Bij slangen en sommige hagedissen zijn de ledematen gedegenereerd of ernstig verminderd.

De reptielenhuid is dik en biedt bescherming tegen uitdroging. De epidermale structuren van deze dieren bestaan ​​uit een speciale keratine, bèta-keratine genaamd. De ossificatie van het skelet is compleet en de schedel wordt gekenmerkt door een enkele occipitale condylus.

Wat betreft temperatuurregeling: alle leden van de groep zijn ectotherme dieren; ze zijn niet in staat hun temperatuur te reguleren via metabolische routes.

Ze kunnen daarentegen hun temperatuur regelen door hun gedrag. Dat wil zeggen, ze verhuizen naar zonnige streken als ze het moeten verhogen, of ze bevinden zich in schaduwrijke streken om de lichaamstemperatuur te verlagen.

Het vruchtwater ei

Zeeschildpad die uit ei komt. Auteur: Mayer Richard. Wikimedia Commons.

Het vruchtwater is een van de meest verrassende aanpassingen van het dierenrijk, omdat het erin slaagde de voortplantingsprocessen onafhankelijk te maken van waterlichamen.

Het ei heeft vier extra embryonale lagen of membranen genaamd amnion, allantois, chorion en dooierzak.

Het amnion is de laag die het embryo omgeeft. Binnenin vinden we vloeistof die het zich ontwikkelende organisme beschermt en een waterig medium biedt voor zijn groei. Afvalstoffen worden opgeslagen in de allantois.

Het chorion omgeeft de gehele inhoud van het ei en is zeer vasculair, net als de allantois. Deze twee extra embryonale lagen nemen deel aan de ademhaling en zijn een essentieel onderdeel voor de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide. In de dooierzak zitten de voedingsstoffen die het embryo zal gebruiken.

De meeste vruchteneieren zijn omgeven door een redelijk flexibele gemineraliseerde schaal of bedekking. Deze barrière zorgt voor een evenwicht tussen de bescherming van het embryo en de uitwisseling van stoffen, aangezien het werkt als een semi-permeabele barrière.

Classificatie

Levende reptielen worden vertegenwoordigd door de volgende orden: Testudines (schildpadden), Squamata (hagedissen en slangen), Sphenodonta (Nieuw-Zeelandse tuátara's) en Crocodilia (krokodillen en bondgenoten).

Bovendien onderscheiden groepen reptielen zich door het aantal openingen in hun schedel. Eerst zullen we de classificatie van de verschillende schedels van de amnioten onderzoeken, en daarna zullen we de taxonomische classificatie van de vier groepen levende reptielen onderzoeken.

Anapsids, synapsids en diapsids

A = Annasids, B = Synapsids, C = Diapsids. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) afgeleid werk: Petter Bøckman

Bij de classificatie van reptielen - en van de rest van tetrapod-gewervelde dieren - is het gebruikelijk om de termen anápsiden, diapsids en synapsids toe te passen. Deze terminologie verwijst naar het patroon van openingen (fenestra) ter hoogte van het temporale gebied in de schedel van deze dieren.

Anapsids zijn organismen waarvan het tijdelijke gebied geen opening heeft. Deze morfologie wordt als primitief beschouwd en men denkt dat de eerste amnioten die in de loop van de evolutie verschenen dit anatomische patroon bezaten. Binnen de huidige soort hebben schildpadden een slechte schedel.

Het geval van schildpadden is echter heel bijzonder. Volgens huidig ​​moleculair bewijs is geconcludeerd dat deze reptielen de anapsid-aandoening op een secundaire manier hebben verworven, aangezien ze afkomstig zijn van een voorouder met diapsid-tijdelijke openingen.

Van deze voorouderlijke aandoening werden twee anatomische varianten afgeleid: de diapsids en de synapsids. In de diapsid-schedel vinden we twee tijdelijke openingen. De diapsid-schedel is aanwezig in huidige reptielen (inclusief vogels en met uitzondering van schildpadden).

Het derde patroon van tijdelijke openingen is synapsid, waar er slechts één paar tijdelijke openingen is. Zoogdieren hebben dit type schedel.

1. Bestel Testudines (Chelonia)

De bestelling Testudines bestaat uit schildpadden. Deze organismen zijn tijdens de evolutie heel weinig veranderd, waarbij ze grotendeels de karakteristieke morfologie van de groep hebben behouden.

Het meest opvallende kenmerk is de aanwezigheid van een dorsaal schild en een ventrale plastron. Dit omhulsel is opgebouwd uit twee lagen: een externe die is samengesteld uit keratine en een interne van benige aard.

De binnenste laag is een vereniging van botten, gefuseerde wervels en andere versteende huidelementen. Als uniek kenmerk onder gewervelde dieren zijn schildpadden de enige organismen die de ledematen en gordels in de ribben bezitten.

De onderkaak van chelonen mist tandstructuren. In plaats daarvan zijn er een soort keratineschaaltjes die het mogelijk maken om het voedsel te manipuleren en te vermalen.

Vanuit ecologisch perspectief zijn schildpadden erin geslaagd om een ​​diversiteit aan niches te veroveren. Er zijn volledig in het water levende soorten (behalve wanneer de eieren worden gelegd) en volledig op het land.

Qua zintuigen hebben schildpadden geen bijzonder goed gehoor. Om dit nadeel tegen te gaan, hebben ze een zeer gevoelig smaak- en zichtsysteem. In feite is het zicht in kleur en is het vergelijkbaar met het menselijke fotoreceptorsysteem.

2. Bestel Squamata

Deze bestelling bestaat uit hagedissen en slangen. Het is erg breed en divers en omvat bijna 95% van alle levende niet-vogelsoorten.

Slangen vertonen een aantal unieke en onderscheidende kenmerken. Het lichaam heeft een aanzienlijke verlenging ondergaan, wat heeft geleid tot interne reorganisatie van de organen; de ledematen zijn verloren gegaan en er zijn aanpassingen voor de consumptie van andere grote dieren.

De meeste hagedissen kunnen hun oogleden bewegen. Slangen daarentegen hebben vaak een permanente, transparante coating over hun gezichtsorganen. Het zicht van sommige soorten is aangepast aan zonlicht en ze hebben kleurenzicht, terwijl andere nachtdieren dat niet doen.

De schedel van de leden van deze klasse wordt de kinetische schedel genoemd, omdat deze mobiele eigenschappen heeft waarmee ze prooien van aanzienlijke afmetingen kunnen consumeren en manipuleren. Hoewel de schedel van hagedissen kinetisch is, is het fenomeen bij slangen veel duidelijker.

Vroeger bestond de Squamata-orde uit drie suborders: Sauria, Serpentes en Amphisbaenia. Tegenwoordig wordt de laatste groep beschouwd als gemodificeerde leden van Sauria.

Onderorde Sauria

Het omvat de leeuweriken, een uiterst diverse groep vormen die leven van terrestrische en aquatische omgevingen tot bomen, ondergrondse gebieden en zelfs de lucht. Tot de meest populaire vertegenwoordigers behoren gekko's of gekko's, leguanen, skinks, monitoren en kameleons.

Voor de meeste soorten hagedissen vertegenwoordigt het gehoor geen relevant zintuig. Bij enkele soorten zijn de liederen echter een belangrijk element bij het zoeken en kiezen van een partner.

De omgevingen die door deze groep organismen worden bewoond, zijn meestal dor en droog. Hun dikke, klierloze huid voorkomt grotendeels waterverlies. Bovendien is reptielenurine bijna vast en bevat het aanzienlijke hoeveelheden urinezuur. Door deze mechanismen kunnen ze uitdroging voorkomen.

Omdat reptielen geen thermische regulering hebben en afhankelijk zijn van de temperatuur van de omgeving, zijn er maar weinig soorten reptielen in koude gebieden, omdat deze omstandigheden hun groei beperken.

Amphisbenids of blinde gordelroos

Amphisbeniden zijn een heel bijzondere groep hagedissen (Orde Squamata), waarvan de morfologie lijkt op die van een slang of een regenworm. Zijn lichaam is wormvormig en de ledematen zijn verloren gegaan.

De naam van de groep beschrijft zijn eigenaardige vermogen om zowel vooruit als achteruit te gaan. Dat wil zeggen, ze kunnen met dezelfde efficiëntie in de richting van het hoofd en de staart bewegen.

Hun levensstijl is ondergronds en ze hebben verschillende aanpassingen die verband houden met het leven onder de grond: wormvormige morfologie om zich te verplaatsen; de schedel is hard en robuust, waardoor uitgraven mogelijk is; de ogen zijn geatrofieerd en praktisch niet te onderscheiden van het lichaam (omdat ze bedekt zijn met een laag huid) en er is geen externe ooropening.

Onderorde Serpentes

Slangen zijn reptielen die geen ledematen hebben en in de meeste groepen ook de borst- en bekkengordels missen. Hun lichaam is opgebouwd uit talrijke wervels waardoor ze langs de grond kunnen bewegen door een reeks S-vormige golfbewegingen.

Zoals we al zeiden, is de schedel van slangen zeer kinetisch, wat betekent dat hij enorme prooien kan verorberen. Dit kenmerk is mogelijk verantwoordelijk voor het opmerkelijke succes van slangen. Bepaalde soorten slangen - ongeveer 20% - zijn in staat om gif in hun prooi te injecteren.

Met betrekking tot de zintuigen heeft slechts een kleine groep slangen met boomgewoonten een opmerkelijk zicht. Ze hebben geen trommelvlies of uitwendig oor. Voor de detectie van chemische stimuli zijn slangen uitgerust met het Jacobson-orgaan, ook wel bekend als het vomeronasale orgaan.

3. Bestel Sphenodonta

De orde Sphenodonta bestaat uitsluitend uit twee levende soorten - de enige overlevenden van de lijn - die behoren tot het geslacht Sphenodon, endemisch in Nieuw-Zeeland. Ze zijn algemeen bekend als tuataras.

Tuataras zijn een studiemodel dat de interesse heeft gewekt van evolutiebiologen. Deze soorten zijn in de loop van de evolutie weinig veranderd en hebben een primitieve diapsid schedel.

4. Bestel Crocodilia

Krokodillen, alligators en alligators zijn robuuste, semi-aquatische reptielen. Ze staan ​​vooral bekend als grote roofdieren. Hun kaken zijn krachtig en stellen hen in staat om hun prooi effectief te vangen.

Het lichaam van het dier bestaat uit een langwerpige kop, lichaam en staart, en korte maar sterke ledematen. Deze laatste maken mobiliteit op het land mogelijk, hoewel activiteiten in de landomgeving niet erg gebruikelijk zijn. Samen met vogels vormen ze de clade Archosauria.

Spijsvertering

Het spijsverteringssysteem van reptielen bestaat uit een reeks organen en elementen die de doorgang van voedsel en de extractie van voedingsstoffen orkestreren.

Inslikken begint met de mondholte, die sterk wordt gewijzigd bij reptielen, vooral bij kinetische schedels van slangen, en in mindere mate bij hagedissen. Alleen krokodillen hebben een secundair gehemelte.

Gevolgd door de mondholte vinden we de keelholte, dan de slokdarm en de maag. Ze worden gevolgd door darmen die leeglopen in een cloaca.

Het maagdarmkanaal van de meeste reptielen is kort, een typisch kenmerk van een vleesetend dieet. Herbivore varianten hebben langere darmen waardoor ze plantaardig materiaal kunnen verteren. Sommigen van hen vertonen het gedrag van het inslikken van stenen om de spijsvertering te bevorderen.

Bloedsomloop

Hart van een leguaan in tweeën gedeeld door het ventrikel. Hartmacl

De circulatie bij reptielen bestaat uit twee circuits: een daarvan neemt het bloed op en voert het naar de longen, terwijl het tweede pad de doorgang van bloed door de rest van het lichaam orkestreert.

Met uitzondering van krokodillen hebben reptielen een hart met een onvolledige scheiding, waardoor er weinig contact is tussen zuurstofrijk en niet-zuurstofrijk bloed.

Bij krokodillen is het hart complexer en doet het denken aan zoogdieren en vogels, omdat het twee atria en twee ventrikels heeft. Deze volledige scheiding verhoogt de efficiëntie van het proces.

Zenuwstelsel

Over het algemeen heeft het reptielenzenuwstelsel alle basisstructuren die we bij amfibieën aantreffen, maar groter - met name de hersenen en het cerebellum.

In vergelijking met vogels en zoogdieren zijn de hersenen echter relatief kleiner. Het brein van schildpadden is bijvoorbeeld klein - het overschrijdt nooit 1% van de totale massa van het dier. Het cerebellum heeft echter een aanzienlijke omvang bij deze groep reptielen.

De meeste zintuigen zijn goed ontwikkeld, hoewel er verschillende uitzonderingen zijn.

Ademhalingssysteem

Ademhaling bij reptielen vindt plaats via de longen. De huid van deze organismen is dik en speelt dus geen relevante rol bij de gasuitwisseling, zoals bij amfibieën met een dunne en vochtige huid.

De meeste leden hebben gepaarde longen, met uitzondering van slangen en amphisbeniden.

Bij schildpadden is er een extra complicatie van het ademhalingsproces: de organen zitten opgesloten in de schaal van het dier. Om dit probleem op te lossen, gebruiken schildpadden de buik- en borstspieren als middenrif.

De soorten schildpadden die in watermassa's leven, slagen erin om aan hun zuurstofbehoefte te voldoen dankzij het pompen dat ze uitvoeren in hun mondholte - die sterk gevasculariseerd is - of in de cloaca. Door dit fenomeen kunnen ze gedurende een aanzienlijke tijd onder water blijven.

Krokodillen hebben een belangrijke innovatie: het secundaire gehemelte. Het bestaat uit een reeks huidplooien die de mond van de neusholtes scheiden. Dat wil zeggen, ze kunnen ademen terwijl de bek van het dier open is.

Uitscheidingsstelsel

Alle reptielen hebben gepaarde, gelobde nieren van ongeveer dezelfde grootte. Bij slangen bevinden de nieren zich in het caudale gebied van de coelomische holte.

Net als bij de rest van gewervelde dieren, is de functionele eenheid van de nier de nefronen. Bij reptielen bestaat elke nier uit een paar duizend nefronen, wat klein is in vergelijking met de bijna twee miljoen nefronen in de menselijke nier.

Het verkleinen van de grootte van de glomerulus wordt beschouwd als een aanpassing om waterverlies te voorkomen. Bovendien zijn deze zeer weinig gevasculariseerd.

Het afvalproduct van reptielen is urinezuur; om deze reden staan ​​reptielen bekend als uricotelianen. Dit lijkt een aanpassing te zijn om waterverlies te verminderen.

Urinezuur is een in water onoplosbare stof. Zo slaat het product neer en bestaat de uitgescheiden stof uit een witte, halfvaste massa.

In tegenstelling hiermee scheiden soorten die in aquatische omgevingen leven, vaak ammoniak uit, een stof met een hoge toxiciteit. Omdat het uitscheidingsproduct giftig is, moet het worden verdund met een grotere hoeveelheid water dan nodig is voor de uitscheiding van urinezuur.

Reproductie

Reptielen hebben interne bevruchting en de geslachten zijn gescheiden. Mannetjes hebben twee testikels en vrouwtjes twee eierstokken. Mannetjes copuleren met een speciaal orgaan, de hemipenis. Het komt zelfs voor in bijna alle reptielen, met uitzondering van schildpadden en krokodillen.

Schildpadden zijn inwendig bevrucht en ovipaar. Ze investeren energie in het creëren van een nest voor hun jongen, en zodra de eieren zijn afgezet en bedekt door het substraat, negeren de ouders hun toekomstige nakomelingen.

Een groot aantal slangen is ovipaar en een kleine groep is ovovivipaar. Vivipariteit is binnen reptielen bijna honderd keer geëvolueerd via afzonderlijke evolutionaire paden. Dit fenomeen treedt meestal op als gevolg van een langere tijd dat de eieren in de eileider worden vastgehouden.

Dieren met deze voortplantingsmodaliteit worden meestal geassocieerd met koude klimaten, en het kan een adaptief kenmerk zijn waardoor reptielen een optimale temperatuur voor hun nakomelingen kunnen behouden. In het lichaam van de moeder is de temperatuur optimaal voor de ontwikkeling van de jongen.

Bepaling van het geslacht

Een van de eigenaardigheden van reptielen in termen van hun voortplanting is de invloed van temperatuur bij het bepalen van het geslacht van dieren. Dit fenomeen is gemeld bij schildpadden, hagedissen en krokodillen.

Bij schildpadden worden lage temperaturen geassocieerd met de productie van mannetjes. Evenzo vertalen hoge temperaturen zich in vrouwelijke productie. Omdat temperatuur de bepalende factor is, missen deze soorten geslachtschromosomen.

Zijn reptielen een echte groep?

Historisch gezien worden gewervelde landdieren ingedeeld in drie goed gedefinieerde klassen: reptielen, vogels en zoogdieren. Reptielen zijn koudbloedige organismen met schubben; de vogels zijn warmbloedig en hebben veren; terwijl zoogdieren warmbloedig zijn, zijn ze zwaar en melkproducerend.

Cladistisch perspectief

Met deze eenvoudige beschrijving lijkt het gemakkelijk om organische wezens te groeperen in categorieën die overeenkomen met klassen.

Voor de cladistische school vertegenwoordigen de reptielen een parafyletische groep, dat wil zeggen dat ze geen clade vormen.

Vanuit het perspectief van cladisme omvatten geldige groeperingen de meest recente gemeenschappelijke voorouder en al zijn nakomelingen. In het geval van reptielen worden niet alle nakomelingen in aanmerking genomen, aangezien deze groepering geen vogels omvat.

Vogels zijn geëvolueerd uit een groep dinosauriërs die dromaeosauriërs worden genoemd. Daarom, als u een monofyletische groep wilt beschouwen - de meest recente gemeenschappelijke voorouder en al zijn nakomelingen - moet u rekening houden met de vogels in de reptielen.

Sommige biologen die naar deze klassen willen verwijzen, gebruiken de term aviaire en niet-aviaire reptielen correct.

Gedeelde afgeleide karakters

Op een heel oppervlakkige manier kunnen groepen reptielen en vogels erg van elkaar verschillen. Beide delen echter een reeks gedeelde afgeleide karakters of synapomorfieën, zoals ze bekend zijn in cladistische terminologie.

Zowel “traditionele” vogels als reptielen hebben anatomische kenmerken op schedel- en enkelniveau. Bovendien hebben beide bèta-keratine in hun structuur. Deze karakters verenigen beide groepen in een clade (monofyletische groep).

Vogels en krokodillen zijn zustergroepen. Een krokodil is meer verwant aan een kolibrie dan aan een hagedis of een slang. Met andere woorden, krokodillen en vogels delen een recentere gemeenschappelijke voorouder en worden beschouwd als een monofyletische groep (onthoud dat monofyletische groepen kunnen worden genest).

Referenties

1. Divers, SJ, & Stahl, SJ (Eds.). (2018). Mader's Reptile and Amphibian Medicine and Surgery-E-Book. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw - Hill.
3. Jacobson, ER (Ed.). (2007). Infectieziekten en pathologie van reptielen: kleurenatlas en tekst. CRC Press.
4. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
5. Llosa, ZB (2003). Algemene zoölogie. EUNED.
6. Vitt, LJ en Caldwell, JP (2013). Herpetologie: een inleidende biologie van amfibieën en reptielen. Academische pers.