Ewolucja ssaków rozpoczęła się w erze mezozoicznej, ok. 300 mln lat temu, i trwa nieprzerwanie do czasów współczesnych. Procesy ewolucyjne w obrębie tej grupy zwierząt obejmowały szereg zmian morfologicznychmorfologiamorfologicznych, anatomicznychanatomiaanatomicznych i fizjologicznychfizjologiafizjologicznych. Jednak najistotniejsze zmiany, które przesądziły o sukcesie ewolucyjnym ssaków, zachodziły poprzez:

• zwiększenie poziomu przemian metabolicznych;

• modyfikacje rozrodu i rozwoju osobniczego.

Więcej o ssakach w e‑materiałach:

• Ogólna charakterystyka ssaków;

• Życie społeczne ssakówPXjhS3H8mŻycie społeczne ssaków;

• Przegląd systematyczny i znaczenie ssaków. Gatunki chronione w PolscePJaVjnqFyPrzegląd systematyczny i znaczenie ssaków. Gatunki chronione w Polsce.

Podniesienie poziomu przemian metabolicznych wiązało się z podwyższeniem temperatury ciała i zdolnością do jej utrzymania na względnie stałym poziomie. StałocieplnośćstałocieplnośćStałocieplność wymaga od organizmów wydzielania dużych ilości energii cieplnej.

RUdiDFEDmV4XR

Ilustracja przedstawia pandę wielką. Jest to biało‑czarny niedźwiedź z kończynami w kolorze czarnym, białym fragmentem tułowia oraz białą głową. Głowa zwierzęcia jest okrągła, a pysk niezbyt długi i wysunięty do przodu. Zwierzę posiada czarny nos, czarne obwódki wokół czarnych oczu i parę czarnych, niewielkich uszu. Zwierze siedzi, gryzie pęd bambusa.

Rozwój stałocieplności wraz ze zdolnością do termoregulacjitermoregulacjatermoregulacji wymagał szeregu zmian, które doprowadziły do powstania cech umożliwiających – w sposób bezpośredni lub pośredni – utrzymanie stałej temperatury ciała i zapewniających możliwość jej efektywnej regulacji.

Skóra większości ssaków pokryta jest włosami tworzącymi sierść. Włosy stanowią warstwę izolującą, chroniącą organizm przed utratą ciepła. Pomiędzy włosami gromadzi się warstwa powietrza, do której dociera energia cieplna oddawana przez naczynia krwionośne obecne w skórze. Warstwa powietrza przylegająca do skóry zostaje więc ogrzana. Ponieważ powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła, jego utrata do otoczenia następuje bardzo wolno, dzięki czemu powierzchnia skóry zwierzęcia jest ogrzewana przez dość długi czas. Warstwę izolującą stanowi również żółta tkanka tłuszczowa, której komórki gromadzą tłuszcze właściwe w formie jednej dużej kropli. Tkanka ta gromadzi się m.in. w warstwie podskórnej.

R1dvbZYQGGr8I

Ilustracja składa się z dwóch zdjęć. Na pierwszym zdjęciu od lewej znajduje się sierść ssaka, wycinek ma kolor brązowo‑szary. Włosy są dość krótkie i ostro zakończone. Obok widoczne jest zdjęcie tkanki tłuszczowej spod mikroskopu świetlnego w powiększeniu czterystakrotnym. Tkanka tłuszczowa składa się z wielokątnych, nieregularnych, połączonych ze sobą komórek, między którymi widoczne są pojedyncze, czarne punkty.

Skóra ssaków zawiera gruczoły potowe, których wydzieliną jest pot. Pot składa się głównie z wody, która pochłania nadmiar energii cieplnej oddawanej przez naczynia krwionośne obecne w skórze. Pochłonięta energia cieplna zostaje wykorzystana w procesie parowania potu. W termoregulacji uczestniczy również brunatna tkanka tłuszczowa, której komórki gromadzą tłuszcze właściwe w formie kilku kropel. W sytuacji wychłodzenia zmagazynowany tłuszcz jest rozkładany w procesach oddychania wewnątrzkomórkowegooddychanie wewnątrzkomórkoweoddychania wewnątrzkomórkowego. Energia wydzielona w czasie przemian chemicznych jest w całości rozpraszana w postaci ciepła, dzięki czemu możliwe jest podniesienie temperatury ciała.

R3mw4lCtkXXt1

Ilustracja przedstawia dwa zdjęcia: gruczoły potowe produkujące i wydzielające pot oraz brunatną tkankę tłuszczową, która odpowiada za termoregulację organizmu ssaka. Fotografie są w czterysta krotnym powiększeniu. Na pierwszym zdjęciu widać okrągłe, otoczone obręczą komórki, w której znajdują się fioletowe, liczne punkty. W centralnej części komórki znajduje się duży, biały punkt. Na drugim zdjęciu brunatna tkanka tłuszczowa przedstawiona jest jako system nieregularnych, przylegających do siebie wielokątów. Wewnątrz znajdują się liczne białe koła różnej wielkości oraz czarne punkty. Pomiędzy nimi widoczne są jasne przestrzenie.

Obrotowość stawu barkowego i biodrowego umożliwiła ustawienie kończyn ssaków pod tułowiem, w taki sposób, że staw łokciowy i kolanowy zginają się w jednej płaszczyźnie – wzdłuż osi ciała. Staw łokciowy zgina się do tyłu, dzięki czemu podciąga tułów, a staw kolanowy zgina się do przodu, dzięki czemu popycha tułów do przodu. Charakterystyczne dla ssaków ułożenie kończyn zwiększyło sprawność ruchu. Lepsze zdolności do lokomocji zaś umożliwiają efektywne przemieszczanie się i zdobywanie pokarmu.

R1Hi9oBK7I24m

Na ilustracji widoczny jest szkielet wilka szarego. Składa się on z kości klatki piersiowej zbudowanej z licznych żeber, kręgów kręgosłupa, który łączy się z niewielką miednicą; od niej odchodzą kręgi budujące ogon. Z przodu, w części grzbietowej, powyżej klatki piersiowej widoczne są łopatki, szyja zbudowana z kręgów oraz wydłużona, spłaszczona czaszka z mocnymi szczękami, z których wychodzą ostre, długie zęby. W szkielecie można wyróżnić dwie pary kończyn: z przodu i z tyłu ciała.

Ssaki potrafią skutecznie zdobyć pożywienie i wykorzystać jego właściwości energetyczne dzięki heterodontyzmowiheterodontyzmheterodontyzmowi. Różne rodzaje zębów umożliwiają sprawną obróbkę pokarmu, który zostaje rozdrobniony w jamie gębowej zwierzęcia i dzięki temu jest lepiej trawiony w dalszych częściach przewodu pokarmowego. Dzieje się tak dlatego, że silnie rozdrobnione cząstki pokarmu mają dużą powierzchnię, na którą mogą działać enzymy trawienne. Zatem trawienie staje się efektywne i stosunkowo szybkie. Pozwala to uzyskać znaczną ilość składników pokarmowych, które są następnie wykorzystywane m.in. w oddychaniu wewnątrzkomórkowym w celu uzyskania energii.

R1cLjntaEGskM

Schemat przedstawia zróżnicowanie morfologiczne i funkcjonalne zębów u ssaków. Wskazane są tu cztery typy zębów: trzonowce, przedtrzonowce, kły i siekacze. Rysunek pierwszy przedstawia uzębienie wszystkożercy, czyli człowieka, posiada on wszystkie cztery typy zębów: trzonowce, przedtrzonowce, kły i siekacze. Ukazany jest prawy profil ludzkiej czaszki i ząb trzonowy. Wygląd trzonowca: korona zęba trzonowego ma cztery guzki i dwa średniej długości korzenie. Człowiek posiada trzonowce znajdujące się z boku szczęki. Mają one płaską, delikatnie żłobioną górną część i dość grube, płasko zakończone korzonki. Rysunek drugi przedstawia trzonowiec roślinożercy, czyli krowy. Ukazany jest prawy profil krowiej czaszki i jej ząb trzonowy. Krowa posiada wszystkie cztery typy zębów: trzonowce, przedtrzonowce, kły i siekacze. Wygląd trzonowca: korona zęba trzonowego jest wydłużona i ma cztery guzki i dwa krótkie korzenie. Krowa ma bardziej zaostrzone korzonki o nierównej długości oraz płaską górną, wystającą ze szczęki część. Rysunek trzeci przedstawia trzonowce wilka, czyli mięsożercy. Ukazany jest prawy profil czaszki wilka i jego ząb trzonowy. Wilk posiada wszystkie cztery typy zębów: trzonowce, przedtrzonowce, kły i siekacze. Wygląd trzonowca: korona zęba trzonowego jest złożona z trzech spiczastych guzków i dwóch korzeni. Trzonowce te mają wydłużone korzonki o szerokiej przerwie między nimi, górna część zęba ma trzy ostre płytki. Rysunek czwarty przedstawia siekacze bobra. Ukazany jest prawy profil czaszki bobra i jego siekacz. Bóbr posiada trzy typy zębów: trzonowce, przedtrzonowce i siekacze. Wygląd siekacza: jest on długi, walcowaty, lekko zadarty do góry, zakończony spiczastym końcem. Znajdują one się z przodu szczęki w oddaleniu od reszty zębów. Mają one wydłużony, sierpowaty kształt. Są one ostro zakończone.

Obecność wtórnego podniebienia kostnego, oddzielającego jamę nosową od jamy gębowej, zapewnia możliwość jednoczesnego oddychania i obróbki mechanicznej pobieranego pokarmu. Dzięki temu czas przeznaczony na rozdrobnienie pożywienia jest dość długi, co w konsekwencji zapewnia jego lepsze strawienie.

R1WuZYOaZRvU1

Ilustracja przedstawia hipopotama nilowego. Jest to duże, szare stworzenie uchwycone z przodu. Posiada szeroko otwarty pysk, z dolnej jego części wylewa się woda. W centralnej zdjęcie części zdjęcia widać podniebienie kostne. Znajduje się ono w środkowej części podniebienia. Jest pożebrowane, z obu jego stron wyrastają kostne wypustki, natomiast po obu stronach pyska widać masywne, ostre kły.

Ssaki mają bardzo wydajny mechanizm wentylacji płuc, który opiera się na skurczach mięśni oddechowych – mięśni międzyżebrowych i przepony. Przepona pełni funkcję tłoku umożliwiającego w czasie wdechu wytworzenie w płucach podciśnienia. Dzięki temu do płuc zasysana jest znaczna ilość świeżego powietrza bogatego w tlen. Następnie gaz ten za pomocą wydajnego układu krwionośnego dociera do komórek ciała i jest wykorzystywany w procesach oddychania wewnątrzkomórkowego.

Ssaki mają również bardzo wydajny mechanizm transportu krwi, który opiera się na budowie serca. Serce ssaków jest podzielone na dwa przedsionki i dwie komory. Obecność całkowitej przegrody międzykomorowej przeciwdziała mieszaniu się krwi. Dzięki temu krew utlenowana – zasobna w tlen – trafia do komórek ciała, a krew odtlenowana – zasobna w dwutlenek węgla – trafia do płuc. Dostęp do znacznych ilości tlenu, który jest sprawnie transportowany do komórek ciała, zwiększa wydajność procesów metabolicznych, co pozwala ssakom uzyskać znaczne ilości energii, której część w postaci energii cieplnej jest wykorzystywana do utrzymania stałej temperatury ciała.

Modyfikacje rozrodu i rozwoju osobniczego wiązały się z rozwojem żyworodności i gruczołów mlecznych.

Rozwój żyworodności ssaków wiązał się ze zdolnością do przetrzymywania zapłodnionej komórki jajowej w układzie rozrodczym samicy. Dłuższe przebywanie zapłodnionego jaja dawało możliwość osmotycznego odżywiania zarodka wydzielinami produkowanymi przez ścianę jajowodu i rozwijającą się macicę. Dzięki temu następowało wydłużenie i nasilenie kontaktu zarodka z organizmem samicy. W konsekwencji doszło do wykształcenia macicy i łożyska.

Łożysko jest wspólnym wytworem samicy i zarodka, składającym się z dwóch części: matczynej i płodowej. Część matczyną łożyska tworzy błona śluzowa macicy, a część płodową tworzy błona płodowabłony płodowebłona płodowa – kosmówka. W części matczynej łożyska rozwija się sieć naczyń krwionośnych. Podobnie w części płodowej łożyska rozwijają się naczynia krwionośne powstające z różnych błon płodowych – woreczka żółtkowego u torbaczy lub omoczni u łożyskowców. Bliskie sąsiedztwo naczyń krwionośnych matki i płodu umożliwia sprawną wymianę substancji między dwoma organizmami.

Więcej na temat łożyska w e‑materiale: Typy łożyskPryQSqAzMTypy łożysk.

Gruczoły mlekowe to parzyste gruczoły charakterystyczne dla ssaków, które powstały w wyniku przekształceń gruczołów potowych. Gruczoły mlekowe produkują i wydzielają mleko stanowiące pierwsze źródło pokarmu dla młodych ssaków. Aktywność wydzielnicza gruczołów mlekowych, laktacjalaktacjalaktacja, podlega kontroli nerwowej i hormonalnej. Pierwszą wydzieliną, która pojawia się pod koniec ciąży i w pierwszych dniach po porodzie, jest siarasiarasiara. Jest to żółta, gęsta wydzielina bogata w białka i przeciwciała, mająca wpływ na dojrzewanie układu pokarmowego oseskaosesekoseska. Stopniowo skład mleka zmienia się i z czasem gruczoł mlekowy produkuje mleko dojrzałe. Mleko dojrzałe to biała, płynna wydzielina bogata w cukry i tłuszcze, mająca znaczenie odżywcze dla wzrostu i rozwoju oseska.

R9dsNTWKjoUzs

Na zdjęciu znajduje się młody pawian płaszczowy ssący mleko z gruczołu mlekowego samicy. Na zdjęciu widoczny jest fragment tułowia dorosłej samicy z długim sutkiem, do którego przyssany jest młody osobnik. Mała małpka posiada okrągłą, pokrytą brązową sierścią głowę, dość duże, różowe ucho, wystający pysk zakończony nosem i zamknięte oko.

Sukces ewolucyjny ssaków łożyskowych zapewniły cechy związane z żyworodnością i rozwojem mózgowia.

Komórki jajowe ssaków łożyskowych są niewielkie i zawierają mało substancji zapasowych. Po zapłodnieniu komórki jajowe przemieszczają się do pojedynczej i dobrze rozwiniętej macicy. Ścianę macicy pokrywa błona śluzowa, która na czas rozrodu ma zdolność do zwiększenia swojej grubości i stopnia rozpulchnienia. W odpowiednio uformowanej błonie śluzowej macicy zagnieżdża się zarodek i dochodzi do powstania i rozwoju łożyska.

Ciąża ssaków łożyskowych jest dość długa – trwa od kilku tygodni do ok. dwóch lat w zależności od gatunku zwierzęcia. Tak długi okres rozwoju zarodkowego i płodowego jest możliwy dzięki obecności dobrze rozwiniętej i przygotowanej na okres ciąży macicy oraz wykształceniu łożyska kosmówkowo‑omoczniowego. Długotrwały rozwój wewnątrz macicy sprawia, że poród następuje w momencie, w którym rozwój narządów wewnętrznych płodu umożliwia mu samodzielne podjęcie funkcji życiowych. Biomasa nowo narodzonych osesków jest duża i może osiągać 1/25 masy ciała samicy. Stosunkowo dobry rozwój osesków w życiu płodowym oraz dość duża samodzielność młodych zwiększają szanse przeżycia.

R1U5nDCSRjegB

Ilustracja przedstawia samicę sarny europejskiej. Samica to spore zwierzę z tułowiem pokrytym rudym futrem, z dość długimi, szczupłymi kończynami umiejscowionymi parzyście z przodu i z tyłu ciała oraz z białą okolicą ogona. Sarna posiada długą, smukłą szyję i podłużną głowa zakończoną białym pyskiem i czarnym nosem z parą czarnych, dużych oczu i sterczących do góry spiczastych uszu. Sarna stoi w wysokich trawach.

Młode osobniki są karmione mlekiem matki, co umożliwia szybki przyrost masy ciała i całkowite usamodzielnienie się potomstwa. Po zakończeniu laktacji młode jeszcze przez jakiś czas towarzyszy matce, a następnie odłącza się i żyje samodzielnie lub, w przypadku gatunków stadnych, zostaje włączone do grupy. Karmienie mlekiem matki i długotrwała opieka nad potomstwem zwiększają szanse przeżycia.

R1dPaN2OxveR8

Ilustracja przedstawia samicę orangutana sumatrzańskiego z małym oseskiem. Ciało samicy jest pokryte rudym, dość długim futrem. Od okrągłego tułowia odchodzą dwie pary długich kończyn wyglądem zbliżonych do ludzkich – ręce zakończone są długimi palcami z przeciwstawnym kciukiem. Głowa zwierzęcia jest owalna, z wystającą do przodu częścią gębowo‑nosową. Nozdrza małpy są płaskie, a oczy głęboko osadzone. Twarz zwierzęcia ma kolor czarny. Nad dorosłym osobnikiem widoczne jest małe małpiątko, która trzyma się gałęzi umieszczone powyżej. Wygląda ono podobnie jak matka, jedynie jego twarz jest jasna. Małpy znajdują się na drzewie pośród gałęzi z zielonymi, owalnymi liśćmi.

Ssaki łożyskowe wykazują silny rozwój mózgowiamózgowiemózgowia. Szczególnie zaznacza się rozwój kresomózgowia, którego powierzchnia u większości gatunków łożyskowców jest pokryta korą mózgową. Obecność kory mózgowej zapewnia zdolności do uczenia się i zapamiętywania. Osiągnięcie wyższego poziomu możliwości umysłowych i przejawianie złożonych zachowań zwiększa szanse przeżycia i stanowi jeden z czynników sukcesu ewolucyjnego ssaków łożyskowych.

Do ssaków wodnych zaliczane są m.in.: płetwonogie (Pinnipedia), syreny (Sirenia) i walenie (Cetacea).

RIRGUIlDOXqJg1

Ilustracje przedstawia fokę szarą leżącą na piaszczystej plaży. Foka to stworzenie z obłym, masywnym, zwężającym się ku tyłowi tułowiem oraz parą przednich, krótkich, płaskich kończyn ułożonych symetrycznie po obu stronach tułowia. Głowa zwierzęcia jest okrągła, zakończona wystającym pyskiem oraz nozdrzami. Znajdują się na niej również czarne oczy. Sierść foki jest biało‑kremowa z czarnymi, nieregularnie rozmieszczonymi plamami.

Wybrane przystosowania:

• opływowy kształt ciała;

• krótka lub zredukowana sierść;

• płetwowate kończyny;

• słabo zaznaczony odcinek szyjny;

• nozdrza zamykane podczas nurkowania;

• gruba warstwa tłuszczu;

• u niektórych echolokacja.

Do ssaków terenów otwartych zaliczane są m.in.: kopytne (Ungulata) i drapieżne (Carnivora).

R5qEwCUtt2O011

Na ilustracji znajduje się sarna europejska, która stoi na trawiastej łące. Jest to dość spore zwierzę z tułowiem pokrytym rudym futrem, dość długimi kończynami umieszczonymi parzyście z przodu i z tyłu ciała. Z przodu tułowia sarny znajduje się długa szyja, podłużna głowa zakończona pyskiem i czarnym nosem z parą czarnych, dużych oczu i sterczących do góry uszu. Między uszami znajduje się para krótkich, cienkich, zaostrzonych na końcu rogów.

Wybrane przystosowania:

• doskonała umiejętność biegania;

• dobrze rozwinięte wzrok, słuch i węch;

• palcochodność;

• duża pojemność płuc;

• duża sprawność serca;

• zwykle życie stadne.

Do ssaków latających zaliczane są nietoperze (Chiroptera).

RrrZIop1SIDYd1

Na zdjęciu znajduje się nietoperz – rudawka szarogłowa uchwycony w trakcie lotu. Ciało zwierzęcia jest podłużne, pokryte szaro‑brązowym futrem. Z przodu ciała widoczna jest niewielka głowa ze spiczastym pyskiem zakończonym nozdrzami, z parą czarnych oczu oraz niewielkimi uszami. Z tyłu widać dwie nogi zakończone pazurkami. Przednie kończyny zwierzęcia są rozłożone na boki, łączą je tylnymi kończynami duże, półprzezroczyste, błoniaste skrzydła.

Wybrane przystosowania:

• skórzaste skrzydła;

• wydłużone kości palców, przedramienia i ramienia;

• lekkie i smukłe kości;

• silny rozwój mięśni grzbietu;

• doskonały słuch, rzadziej dobry wzrok;

• echolokacja.

Do ssaków podziemnych zaliczane są m.in.: kretowate (Talpidae) i ślepcowate (Spalacidae).

R13ioG0KrpNuF1

Na zdjęciu znajduje się kret europejski wychodzący z kopca usypanego z brązowej ziemi. Podłoże pokrywa jasna, wyschnięta trawa. Ciało kreta jest pokryte czarno‑szarym futrem, z przodu widać głowę zakończoną podłużnym pyskiem z różowymi nozdrzami oraz rozwartym otworem gębowym z parą żółtych, długich zębów umieszczonych w górnej i dolnej szczęce. Zwierzę nie posiada oczu. Z przodu tułowia widoczne są również dwie niewielkie łapki z palcami przeznaczonymi do kopania.

Wybrane przystosowania:

• wydłużony, obły kształt ciała;

• krótka, gęsta sierść;

• krótkie i szerokie kończyny przednie;

• mocne pazury;

• redukcja oczu, małżowin usznych i ogona;

• doskonały słuch i węch.

Do ssaków nadrzewnych zaliczane są m.in.: wiewiórkowate (Sciuridae), kotowate (Felidae), popielicowate (Gliridae) i naczelne (Primates).

R3Rqh0L0DTnW11

Fotografia przedstawia wielkolota rdzawego siedzącego na drzewie. Zwierze przypomina wiewiórkę. Ma długi ogon i intensywny rudy kolor sierści.

Wybrane przystosowania:

• ostre i mocne pazury;

• chwytne kończyny lub ogon;

• u nielicznych fałd skórny umożliwiający szybowanie;

• doskonały wzrok, słuch i węch.

Słownik