REPTILELE: CARACTERISTICI, CLASIFICARE ȘI REPRODUCERE - BIOLOGIE - 2025

Cele reptilele sunt un grup de animale vertebrate parafilética inclusiv broaște țestoase, șopârle, șerpi, crocodili și șopârlele Tuatara. În plus, acestea includ mai multe grupuri dispărute de mari dinozauri, plesiozauri, pterozauri, printre altele. Cea mai proeminentă caracteristică este pielea groasă cu solzi.

Aceste lucruri vii sunt ectotermice, deoarece le lipsește capacitatea de a-și regla intern temperatura corpului. Prin urmare, distribuția lor este aproape limitată la regiunile cu climă caldă, unde sunt foarte abundente.

Sursa: pixabay.com

Testoasele sunt organisme cu cochilie groasă și morfologie ancestrală. Nu au dinți și sunt toți ovipari. Cea mai mare diversitate a grupului se regăsește în șopârlele, un grup care a înflorit imens. Majoritatea sunt oviparoase, iar unele sunt viviparoase.

Două grupuri de reptile, șerpii și amfisbenidele au suferit o reducere totală a membrelor. În plus, șerpii au un craniu cinetic (în mișcare) care le permite să consume prada uriașă. Unii pot injecta otravă.

Tuatara sunt animale endemice pentru Noua Zeelandă. Caracteristicile sale sunt o reminiscență a reptilelor care au locuit pământul în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani.

Crocodilii sunt singurii reprezentanți neaviari ai arhozaurilor, o linie care a dat naștere dinozaurilor și a păsărilor actuale acum dispărute.

În reptile apare o adaptare semnificativă care a reușit să facă reproducerea independentă de apă: oul amniotic. Oul este format dintr-o structură acoperită cu o structură calcaroasă sau piele, cu membrane extra-embrionare numite amnion, corion, sac de gălbenuș și alantois. Etapele larvare ale vieții acvatice nu sunt observate la reptile.

Caracteristici generale

Reptilele formează o grupă parafiletică de aproximativ 8000 de specii. Aceste organisme sunt abundente și se găsesc în habitate extrem de variate, atât terestre cât și acvatice, în general cu un climat cald.

Sunt acoperite de structuri caracteristice numite solzi. Majoritatea au două perechi de membre, cu câte cinci degete pe fiecare. La șerpi și unele șopârlele membrele au degenerat sau sunt grav reduse.

Pielea reptilelor este groasă, oferind protecție împotriva desecării. Structurile epidermice ale acestor animale sunt alcătuite dintr-o keratină specială, numită beta-cheratină. Osificarea scheletului este completă, iar craniul se caracterizează prin a avea un singur condil occipital.

În ceea ce privește reglarea temperaturii, toți membrii grupului sunt animale ectotermice; nu sunt capabili să-și regleze temperatura prin căile metabolice.

În schimb, își pot regla temperatura prin comportamentul lor. Adică se mută în regiuni însorite dacă au nevoie să o crească sau sunt localizate în regiuni umbroase pentru a scădea temperatura corpului.

Oul amniotic

Broasca testoasa de mare care eclozeaza din ou. Autor: Mayer Richard. Wikimedia Commons.

Oul amniotic reprezintă una dintre cele mai surprinzătoare adaptări ale regnului animal, deoarece a reușit să facă procesele de reproducere independente de corpurile de apă.

Oul are patru straturi sau membrane embrionare suplimentare numite amnion, alantois, corion și sac de gălbenuș.

Amnionul este stratul care înconjoară embrionul. În interior găsim lichid care amortizează organismul în curs de dezvoltare și oferă un mediu apos pentru creșterea lui. Substanțele reziduale sunt depozitate în alantois.

Corionul înconjoară întregul conținut al oului și este extrem de vascular, la fel ca alantoisul. Aceste două straturi embrionare suplimentare participă la respirație, fiind o componentă vitală pentru schimbul de oxigen și dioxid de carbon. În sacul de gălbenuș sunt substanțele nutritive pe care embrionul le va folosi.

Majoritatea ouălor amniotice sunt înconjurate de o coajă sau o acoperire mineralizată destul de flexibilă. Această barieră atinge un echilibru între protecția embrionului și schimbul de substanțe, deoarece acționează ca o barieră semi-permeabilă.

Clasificare

Reptilele vii sunt reprezentate de următoarele ordine: Testudine (țestoase), Squamata (șopârlele și șerpii), Sphenodonta (tuátaras din Noua Zeelandă) și Crocodilia (crocodili și aliați).

În plus, grupurile de reptile se disting prin numărul de deschideri din craniul lor. În primul rând, vom explora clasificarea diferitelor cranii amniotice și apoi vom explora clasificarea taxonomică a celor patru grupuri de reptile vii.

Anapside, sinapside și diapside

A = Annaside, B = Sinapside, C = Diapside. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) lucrare derivată: Petter Bøckman

În clasificarea reptilelor - și a restului de vertebrate tetrapod - este obișnuit să se aplice termenii anápside, diapside și sinapside. Această terminologie se referă la modelul deschiderilor (fenestra) la nivelul regiunii temporale din craniul acestor animale.

Anapsidele sunt organisme a căror regiune temporală nu are nicio deschidere. Această morfologie este considerată primitivă și se crede că primele amniote apărute în cursul evoluției au posedat acest model anatomic. În cadrul speciilor actuale, țestoasele au un craniu anapsid.

Cu toate acestea, cazul țestoaselor este foarte particular. Conform dovezilor moleculare actuale, s-a ajuns la concluzia că aceste reptile au dobândit condiția anapsidului într-un mod secundar, deoarece provin de la un strămoș cu deschideri temporale diapside.

Din această stare ancestrală au fost derivate două variante anatomice: diapsidele și sinapsidele. În craniul diapsid găsim două deschideri temporale. Craniul diapsid este prezent în reptilele actuale (inclusiv păsările și cu excepția țestoaselor).

Al treilea model de deschideri temporare este sinapsidul, unde există o singură pereche de deschideri temporare. Mamiferele au acest tip de craniu.

1. Comanda testudine (Chelonia)

Ordinul Testudines este format din broaște țestoase. Aceste organisme s-au schimbat foarte puțin de-a lungul evoluției, menținând în mare parte morfologia caracteristică a grupului.

Cea mai proeminentă caracteristică este prezența unui carapace dorsal și a unui plastron ventral. Această coajă este alcătuită din două straturi: unul extern compus din keratină și unul intern de natură osoasă.

Stratul interior este o uniune de oase, vertebre topite și alte elemente dermice osificate. Ca o caracteristică unică în rândul vertebrelor, țestoasele sunt singurele organisme care posedă membrele și brâul în coaste.

Mandibula chelonienilor nu are structuri dentare. În schimb, există un fel de feluri de mâncare cu keratină care permit manipularea și măcinarea mâncării.

Din perspectivă ecologică, țestoasele au reușit să cucerească o diversitate de nișe. Există specii total acvatice (cu excepția ouălor depuse) și total terestre.

În ceea ce privește simțurile, țestoasele nu au o auz deosebit de bună. Pentru a contracara acest dezavantaj, acestea au un sistem de vedere și gust foarte sensibil. De fapt, viziunea este în culori și este comparabilă cu sistemul fotoreceptor uman.

2. Comanda Squamata

Această comandă este formată din șopârlele și șerpii. Este foarte larg și divers, incluzând aproape 95% din toate speciile de reptile care nu sunt aviare.

Șerpii prezintă o serie de caracteristici unice și distinctive. Corpul a suferit o alungire semnificativă, ceea ce a dus la reorganizarea internă a organelor; membrele s-au pierdut și există adaptări pentru consumul altor animale mari.

Majoritatea șopârlelor au capacitatea de a-și mișca pleoapele. În schimb, șerpii au adesea o acoperire permanentă și transparentă peste organele lor de vedere. Viziunea unor specii este adaptată la lumina soarelui și au o vedere a culorii, în timp ce alte specii nocturne nu.

Craniul membrilor acestei clase se numește craniu cinetic, deoarece are proprietăți mobile care le permit să consume și să manipuleze prada de dimensiuni considerabile. Deși craniul șopârlelor este cinetic, la șerpi fenomenul este mult mai marcat.

În trecut, ordinul Squamata era format din trei subordine: Sauria, Serpentes și Amfisbaenia. Astăzi, ultimul grup este considerat ca fiind membrii modificați ai Sauriei.

Subordinea Sauria

Cuprinde larcii, un grup extrem de divers de forme care locuiesc de la mediile terestre și acvatice până la copaci, zone subterane și chiar aeriene. Printre cei mai populari reprezentanți se numără geckos sau geckos, iguane, skinks, monitoare și cameleoni.

Pentru majoritatea speciilor de șopârlele, auzul nu reprezintă un sens relevant. Cu toate acestea, în câteva specii, cântecele sunt un element important în căutarea și alegerea unui partener.

Mediile locuite de acest grup de organisme sunt de obicei aride și uscate. Pielea lor groasă, fără glande, previne în mare parte pierderea de apă. Mai mult, urina reptilelor este aproape solidă și conține cantități semnificative de acid uric. Aceste mecanisme le permit să evite desecarea.

Deoarece reptilele nu au reglare termică și depind de temperatura mediului, există puține specii de reptile în zonele reci, deoarece aceste condiții limitează creșterea lor.

Amfisbenide sau zona zoster orb

Amfisbenidele sunt un grup foarte special de șopârlă (Ord Squamata), a căror morfologie seamănă cu cea a unui șarpe sau a unui râme. Corpul său este vermiform și membrele s-au pierdut.

Numele grupului descrie abilitatea sa particulară de a merge înainte și înapoi. Adică se pot deplasa în direcția capului și cozii cu aceeași eficiență.

Stilul lor de viață este subteran și au diverse adaptări legate de viața subterană: morfologia vermiformă pentru a se deplasa; craniul este dur și robust, permițând săpăturile; ochii sunt atrofiați și practic nedistinși de corp (deoarece sunt acoperiți de un strat de piele) și nu există nicio deschidere externă a urechii.

Subordine Serpentes

Șerpii sunt reptile cărora le lipsesc membrele și, în majoritatea grupurilor, lipsesc, de asemenea, brâuurile pectorale și pelvine. Corpul lor este format din numeroase vertebre care le permit să se deplaseze de-a lungul solului printr-o serie de mișcări de undă în formă de S.

După cum am menționat, craniul șerpilor este extrem de cinetic, ceea ce înseamnă că poate consuma prada uriașă. Această caracteristică poate fi responsabilă pentru succesul remarcabil al șerpilor. Anumite specii de șerpi - aproximativ 20% - sunt capabile să injecteze venin în prada lor.

În ceea ce privește simțurile, doar un grup mic de șerpi cu obiceiuri arborele posedă o viziune remarcabilă. Nu au membrană timpanică sau ureche externă. Pentru detectarea stimulilor chimici, șerpii sunt dotați cu organul lui Jacobson, cunoscut și sub numele de organul vomeronasal.

3. Comanda Sphenodonta

Ordinul Sphenodonta este compus exclusiv din două specii vii - singurele supraviețuitoare ale liniei - aparținând genului Sphenodon, endemic al Noii Zeelande. Ele sunt cunoscute frecvent ca tuataras.

Tuatara a fost un model de studiu care a trezit interesul biologilor evolutivi. Aceste specii s-au schimbat foarte puțin pe parcursul evoluției și au un craniu primitiv diapsid.

4. Comanda Crocodilia

Crocodilii, aligatorii și aligatorii sunt reptile robuste, semi-acvatice. Sunt cunoscuți în primul rând pentru a fi prădători mari. Fălcile lor sunt puternice și le permit să-și capteze prada eficient.

Corpul animalului este format dintr-un cap, corp și coadă alungite și membre scurte, dar puternice. Acestea din urmă permit mobilitatea pe uscat, deși activitățile din mediul terestru nu sunt foarte frecvente. Împreună cu păsările formează arhidiauria cladei.

Sistem digestiv

Sistemul digestiv al reptilelor este alcătuit dintr-o serie de organe și elemente care orchestrează trecerea alimentelor și extragerea nutrienților.

Ingestia începe cu cavitatea bucală, care este modificată intens în reptile, în special în craniile cinetice ale șerpilor și într-o măsură mai mică în șopârlele. Doar crocodilii au palatul secundar.

Urmată de cavitatea bucală, găsim faringele, apoi esofagul și stomacul. Acestea sunt urmate de intestine care se golesc într-o cloacă.

Tractul gastrointestinal al majorității reptilelor este scurt, o caracteristică tipică a unei diete carnivore. Variantele erbivore au intestine mai lungi care le permit să digere materia vegetală. Unele dintre ele prezintă comportamentul înghițirii pietrelor pentru a promova digestia.

Sistem circulator

Inima unei iguane traversată prin ventricul. Hartmacl

Circulația în reptile este alcătuită din două circuite: unul dintre ele ia sângele și îl transportă la plămâni, în timp ce a doua cale orchestrează trecerea sângelui prin restul corpului.

Cu excepția crocodililor, reptilele au o inimă cu o despărțire incompletă, ceea ce permite un contact mic între sângele oxigenat și neoxigenat.

La crocodili, inima este mai complexă și amintește de mamifere și păsări, deoarece are două atrii și două ventricule. Această separare completă mărește eficiența procesului.

Sistem nervos

În general, sistemul nervos reptilian are toate structurile de bază pe care le găsim la amfibieni, dar mai mari - în special creierul și cerebelul.

Cu toate acestea, în comparație cu păsările și mamiferele, creierul este relativ mai mic. De exemplu, creierul țestoaselor este mic - nu depășește niciodată 1% din masa totală a animalului. Cu toate acestea, cerebelul are o dimensiune semnificativă în acest grup de reptile.

Majoritatea organelor de simț sunt bine dezvoltate, deși există mai multe excepții.

Sistemul respirator

Respirația în reptile are loc prin plămâni. Pielea acestor organisme este groasă, deci nu joacă un rol relevant în schimbul de gaze, așa cum apare la amfibieni cu pielea subțire și umedă.

Majoritatea membrilor au plămâni împerecheați, cu excepția șerpilor și a amfisbenidelor.

La țestoase, există o complicație suplimentară a procesului respirator: organele sunt limitate în cochilia animalului. Pentru a rezolva această problemă, țestoasele folosesc mușchii abdominali și pectorali ca diafragmă.

Speciile de țestoase care locuiesc în corpuri de apă reușesc să-și îndeplinească cerințele de oxigen datorită pompării pe care o efectuează în cavitatea lor orală - care este extrem de vascularizată - sau în cloaca. Acest fenomen le permite să rămână sub apă pentru perioade semnificative de timp.

Crocodilii au o inovație importantă: palatul secundar. Este alcătuit dintr-o serie de pliuri ale pielii care separă gura de pasajele nazale. Adică pot respira în timp ce gura animalului este deschisă.

Sistemul excretor

Toate reptilele au rinichi perechi, lobulați, de aproximativ aceeași dimensiune. La șerpi, rinichii sunt localizați în regiunea caudală a cavității coelomice.

Ca și în restul vertebrelor, unitatea funcțională a rinichilor sunt nefronii. În reptile, fiecare rinichi este format din câteva mii de nefroni, care este mic în comparație cu cele aproape două milioane de nefroni din rinichiul uman.

Reducerea dimensiunii glomerulului este considerată o adaptare pentru a evita pierderea de apă. În plus, acestea sunt foarte puțin vascularizate.

Produsul rezidual al reptilelor este acidul uric; din acest motiv, reptilele sunt cunoscute sub numele de uricotelieni. Aceasta pare a fi o adaptare pentru reducerea pierderilor de apă.

Acidul uric este o substanță insolubilă în apă. Astfel, produsul precipită și substanța excretată constă dintr-o masă albă, semisolidă.

În schimb, speciile care trăiesc în mediul acvatic deseori excretă amoniac, o substanță cu un nivel ridicat de toxicitate. Deoarece produsul de excreție este toxic, acesta trebuie diluat cu o cantitate mai mare de apă decât este necesar pentru excreția acidului uric.

Reproducere

Reptilele au fertilizare internă și sexe sunt separate. Masculii au două testicule, iar femelele două ovare. Masculii efectuează copulația cu un organ special numit hemipenis. Este chiar în aproape toate reptilele, cu excepția țestoaselor și a crocodililor.

Testoasele sunt fertilizate intern și oviparoase. Ei investesc energie în crearea unui cuib pentru puii lor și, odată ce ouăle sunt depuse și acoperite de substrat, părinții nu țin cont de urmașii lor viitori.

Un număr mare de șerpi sunt ovipari și un grup mic este ovovivipar. Viviparitatea a evoluat în reptile de aproape o sută de ori prin căi evolutive separate. Acest fenomen apare în general datorită creșterii timpului în care ouăle sunt păstrate în interiorul oviductului.

Animalele cu această modalitate de reproducere sunt de obicei asociate cu climele reci și poate fi o caracteristică adaptativă care permite reptilelor să mențină o temperatură optimă pentru urmașii lor. În interiorul corpului mamei, temperatura este optimă pentru dezvoltarea celor mici.

Determinarea sexului

Una dintre particularitățile reptilelor în ceea ce privește reproducerea lor este influența temperaturii în determinarea sexului animalelor. Acest fenomen a fost raportat la broaște țestoase, șopârlele și crocodilii.

La țestoase, temperaturile scăzute sunt asociate cu producția de masculi. În mod similar, temperaturile ridicate se traduc în producție feminină. Deoarece temperatura este factorul determinant, aceste specii nu au cromozomi sexuali.

Sunt reptilele un adevărat grup?

Istoric, animalele vertebrate terestre sunt clasificate în trei clase bine definite: reptile, păsări și mamifere. Reptilele sunt organisme cu sânge rece, cu solzi; păsările au sânge cald și au pene; în timp ce mamiferele sunt cu sânge cald, acestea sunt grele și produc lapte.

Perspectivă cladistă

Cu această simplă descriere, pare ușor să grupezi ființele organice în categorii corespunzătoare claselor.

Pentru școala cladistă, reptilele reprezintă o grupă parafiletică, adică nu formează o cladă.

Din perspectiva cladismului, grupările valide includ cel mai recent strămoș comun și toți urmașii săi. În cazul reptilelor, nu sunt luați în considerare toți descendenții, deoarece această grupare exclude păsările.

Păsările au evoluat dintr-un grup de dinozauri numiți dromaeosauri. Prin urmare, dacă doriți să luați în considerare un grup monofiletic - cel mai recent strămoș comun și toți descendenții săi - trebuie să țineți cont de păsările din reptile.

Unii biologi care doresc să se refere la aceste clase folosesc în mod corect termenii reptile aviare și non-aviare.

Caractere derivate partajate

Într-un mod foarte superficial, grupurile de reptile și păsări pot părea foarte diferite unele de altele. Cu toate acestea, ambele împărtășesc o serie de caractere derivate partajate sau sinapomorfii, așa cum sunt cunoscute în terminologia cladistă.

Atât păsările „tradiționale”, cât și reptilele au caracteristici anatomice comune la nivelul craniului și gleznei. În plus, ambele au beta-keratină în structurile lor. Aceste personaje unifică ambele grupuri într-un clade (grup monofiletic).

Păsările și crocodilii sunt grupuri de surori. Un crocodil este legat mai mult de un colibri decât de o șopârlă sau de un șarpe. Cu alte cuvinte, crocodilii și păsările au un strămoș comun mai recent și sunt considerate un grup monofiletic (amintiți-vă că grupurile monofiletice pot fi cuibărite).

Referințe

1. Divers, SJ, & Stahl, SJ (Eds.). (2018). Mader's Reptile and Amfibian Medicine and Surgery-E-Book. Științele sănătății Elsevier
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
3. Jacobson, ER (Ed.). (2007). Boli infecțioase și patologia reptilelor: atlas de culoare și text. CRC Press.
4. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
5. Llosa, ZB (2003). Zoologie generală. EUNED.
6. Vitt, LJ și Caldwell, JP (2013). Herpetologie: o biologie introductivă a amfibienilor și reptilelor. Presă academică.