Analiza budowy ssaków - ze wskazaniem na cechy ich doskonałości

Ssaki, podobnie jak ptaki pochodzą od pewnej grupy wymarłych gadów. Bezpośrednimi przodkami ssaków były gady ssakokształtne z całkowicie wymarłej gromady Synapsida. Pierwsze ssaki pojawiły się w triasie - wyodrębniły się więc z gadów wcześniej niż ptaki(które powstały w jurze). Obecnie stanowią grupę najwyżej zorganizowanych kręgowców. Ciało ssaków składa się z głowy, szyi, tułowia, ogona i dwóch par kończyn, przeważnie pięciopalczastych. U większości form wszystkie kończyny zachowały czynności kroczne - przypadki radykalnych modyfikacji są rzadkie. U ssaków latających (nietoperze) kończyny piersiowe (przednie) mają błonę lotną i pełnią rolę skrzydeł. U form morskich (foki, wieloryby ...) występują płetwy. W pewnych przypadkach kończyny przednie stały się wyspecjalizowanymi narządami chwytnymi (małpy, człowiek).

Ssaki są stałocieplne. Do utrzymania stałej temperatury ciała przyczynia się budowa skóry. Przed utratą ciepła zabezpiecza zwierze pokrywa włosowa (sierść), przed przegrzaniem chroni je obecność w skórze gruczołów potowych, pozwalających na obniżenie temperatury w skutek wzmożonego parowania wody z powierzchni skóry. Włosy są swoistymi tworami naskórka ssaków homologicznymi łuskom gadów i piórom ptaków. Należy zaznaczyć, że łuski i pióra są w całości pochodzenia naskórkowego, natomiast w procesie formowania się włosa uczestniczy zarówno naskórek jak i skóra właściwa. Rogowe łuski, jakie zachowały się u pewnych ssaków, są pozostałością po ich gadzich przodkach. U łuskowców łuski pokrywają nawet całe ciało, a u niektórych gryzoni i owadożernych występują na łapach i ogonie.

Charakterystyczną cechą ssaków jest uzębienie. Zęby są osadzone w zębodołach (zagłębieniach w kościach szczęk) i u większości form są one zróżnicowane na kilka grup morfologicznie funkcjonalnych(uzębienie gadów jest jednolite, a zęby osadzone są na płaskich powierzchniach kości - wyjątek stanowią krokodyle, które mają zębodoły). Czaszka łączy się z kręgosłupem dwoma kłykciami potylicznymi - ruchliwość głowy zapewnia budowa i układ dwóch pierwszych kręgów szyjnych - szczytowego i obrotowego.

Serce złożone jest z dwóch przedsionków i dwóch komór.

Wszystkie ssaki oddychają płucami. Jama ciała przedzielona jest mięśniową przegrodą - przeponą - na część piersiową ( z płucami i sercem) i brzuszną (mieszczącą pozostałe narządy wewnętrzne).

Podstawę układu wydalniczego stanowi para nerek ostatecznych. Prawie wszystkie ssaki są żyworodne; nieliczne jajożyworodne. U łożyskowców rozwijający się zarodek połączony jest z organizmem matki za pośrednictwem tzw. łożyska. Poprzez łożysko odbywa się wymiana gazowa i odżywianie płodu. Specyficzną cechą, związaną z rozrodem ssaków jest karmienie nowo narodzonych młodych mlekiem - wydzieliną gruczołów mlekowych matki.

Wysoki poziom organizacji ssaków wynika z najwyższego w świecie zwierząt stopnia rozwoju uch poszczególnych układów. Ogromne znaczenie ma doskonale rozwinięty i niezwykle sprawnie działający układ nerwowy. Organizacji centralnych części układu nerwowego ssaki zawdzięczają najwyższy wśród zwierząt poziom rozwoju psychicznego co w powiązaniu ze sprawnymi narządami zmysłów pozwoliło im osiągnąć wielką plastyczność zachowań i łatwość dostosowywania się do różnych warunków środowiskowych.

Ssaki zasiedlają wszelkie środowiska - występują na ziemi i pod ziemią, w morzach i wodach słodkich, wśród wiecznych lodów, opanowały też powietrze. Różnorodność środowisk zajmowanych przez te zwierzęta związana jest z wielką rozmaitością ich typów budowy, wytworzonych w toku ewolucji. Pod tym względem ssaki przewyższają nawet ptaki, których budowa, zewnętrznie różnorodna, wyznaczona jest przez jednolity plan określany przystosowaniem do lotu.

Gromada ssaków liczy około 4,5 tysiąca gatunków i dzieli się na trzy podgromady. Trzonem gromady ssaków jest podgromada łożyskowce dzieląca się na 17 rzędów. Charakterystycznym narządem tych ssaków jest łożysko - narząd łączący zarodek ze ścianą macicy matki. Łożysko utrzymuje płód w macicy, pośredniczy w wymianie fizjologicznej (m. in . oddychaniu, odżywianiu i wydalaniu) między rozwijającym się zarodkiem a organizmem samicy. Łożyskowce reprezentują rozmaite typy budowy. Gatunkiem zajmującym najwyższą pozycję w systemie jest człowiek, należący do rzędu naczelnych.

Budowa ssaków

Wielkość, kształt ciała i wygląd zewnętrzny ssaków są niesłychanie zróżnicowane, zależne od przynależności systematycznej, występowania i trybu życia. Gromada ta zawiera tak krańcowo różne organizmy, jak nietoperz, wieloryb, słoń czy człowiek. Stałymi, głównymi częściami ciała ssaków są: głowa, szyja, tułów, ogon (często zredukowany) i dwie pary kończyn różnie uformowanych. Na głowie mieszczą się głównie narządy zmysłów: oczy, nozdrza i uszy mające zwykle zewnętrzne małżowiny. Kończyny, w odróżnieniu od kończyn gadów, nie są rozstawione na boki, lecz podciągnięte pod tułów. Takie ustawienie kończyn znacznie usprawnia ruchy zwierzęcia, wymaga jednak odpowiednio silnych mięśni i rozwiniętego zmysłu równowagi.

Skóra ssaków jest wielowarstwowa i ma złożoną budowę. Składa się z naskórka i łącznotkankowej skóry właściwej. Powierzchniowa, zrogowaciała warstwa naskórka podlega nieustannemu złuszczaniu. Pod nią leżą kolejne warstwy komórek produkowanych przez warstwę rozrodczą. W niej powstają też związki włosów (twory naskórka). Całości powłoki ciała dopełnia podskórna warstwa tłuszczowa i zewnętrzna okrywa z włosów. Naskórek utworzony jest z warstwy wewnętrznej, martwej i zrogowaciałej, oraz leżącej pod nią żywej warstwy komórek. Pazury, paznokcie, kopyta i pochwy rogowe pustorożców.(bydła, antylop, kóz i owiec) są, podobnie jak włosy tworami nabłonka (naskórka). Skóra właściwa jest gruba, bogato unaczyniona oraz unerwiona. Podskórna warstwa tłuszczowa stanowi ważny element termoregulacyjny. Szczególnie silna jest ona rozwinięta u zwierząt o ciele nagim np. u wielorybów. Również niezmiernie istotne znaczenie izolacyjne ma okrywa z włosów, występująca o większości ssaków. Pojedynczy włos złożony jest z części wystającej ponad skórę czyli trzonu, oraz tkwiącego w skórze korzenia. Korzeń zakończony jest cebulką włosową. Otwarta od dołu cebulka obejmuje łącznotkankową brodawkę włosa do, której ze skóry właściwej wnikają odżywiające włosy naczynia krwionośne. Do pochewki włosowej przytwierdzone są przebiegające w skórze właściwej pasemka mięśniowe, powodujące ruch (stroszenie) włosa. Sam włos zbudowany jest z trzech koncentrycznych obszarów: leżącego w środku rdzenia, otaczającej go kory włosa- zawierającej barwniki i cienkiej warstwy zewnętrznej zwanej powłoczką włosa. Sierść u większości ssaków tworzą włosy dwóch głównych rodzajów: długie i sztywne włosy ościste chronią ciało przed urazami i przemakaniem a krótsze i delikatne włosy wełniste stanowią tzw. poszycie pełniące rolę termoizolacyjną. Szczególnym rodzajem włosów są włosy czuciowe tzw. wibrysy, występujące zwłaszcza na pysku. Do ich pochwy i częściowo rdzenia wnikają włókna nerwowe.

Skóra ssaków w odróżnieniu od ptaków i gadów obfituje w gruczoły, będące tworami naskórka. U ssaków występują gruczoły potowe, łojowe, zapachowe i mlekowe. Mają one różną budowę. Główną rolą gruczołów potowych jest termoregulacja- ochładzanie w miarę potrzeby powierzchni ciała, przez parowanie wody usuwanej z organizmu.

W skład potu wchodzi m.in. mocznik, sole mineralne i inne zbędne produkty przemiany materii. Gruczoły potowe pełnią więc też funkcję wydalnicze. Gruczoły łojowe otwierają się do pochewek włosowych- ich wydzielina nadaję włosom elastyczność i chroni sierść przed zamoknięciem. Gruczoły zapachowe pełnią funkcję wabiące przy kojarzeniu par lub odstraszające np. odbytowe gruczoły skunksów lub tchórzy. Swoistymi narządami ssaków są gruczoły mlekowe, będące przekształconymi gruczołami potowymi. U łożyskowców (i torbaczy) gruczoły mlekowe uchodzą na wierzchołkach brodawek sutkowych. Wydzielina gruczołów mlekowych (mleko) stanowi jedyny i nieodzowny pokarm wszystkich młodych ssaków.

Szkielet ssaków jest masywny i właściwie całkowicie skostniały. Charakterystyczną cechą w budowie czaszki jest połączenie jej płaskich kości za pomocą szwów (kości czaszki ptaków są zrośnięte). W stosunkowa znaczne rozmiary osiąga mózgowa część czaszki co wiąże się z silnym rozwojem mózgowym.

Żuchwa połączona jest stawowo (ruchomo) z resztą czaszki. Występują dwa kłykcie potyliczne, a dwa pierwsze kręgi- szczytowy i obrotowy tworzą układ umożliwiający ruchy czaszki w płaszczyźnie pionowej oraz płaszczyznach bocznych.

Kręgosłup ssaków dzieli się na odcinki: szyjny, piersiowy, lędźwiowy, krzyżowy i ogonowy. U większości gatunków kręgi poszczególnych odcinków ( z wyjątkiem krzyżowego) pozostają nie zrośnięte, dzięki czemu kręgosłup prawie na całej długości zachowuję mniejszą lub większą elastyczność. Odcinek szyjny kręgosłupa u prawie wszystkich ssaków składa się z siedmiu kręgów. Kręgów piersiowych jest zwykle 12-15.Żebra (połączone z kręgami piersiowymi) łączą się z mostkiem i tworzą klatkę piersiową. Lędźwiowy odcinek kręgosłupa składa się z 2-9 kręgów o masywnej budowie. Zrośnięte kręgi krzyżowe (1-13) tworzą kość krzyżową. Odcinek ogonowy ssaków cechuje największa zmienność liczby kręgów od 3 do 49. Wiąże się to z zachowaniem lub zanikiem ogona u poszczególnych grup co z kolei zależy od zakresu jego czynności.

Głównym elementem obręczy kończyny piersiowej jest para szerokich płaskich łopatek. Obojczyki, łączące łopatki z mostkiem, występują z zasady o tych ssaków których kończyny piersiowe wykonują skomplikowane wielopłaszczyznowe ruchy. Kość krucza nie występuje. Jej pozostałością jest wyrostek kruczy łopatki. Szkielet kończyny piersiowej utworzony jest przez kość ramienną, kości przedramienia (łokciową i promieniową) oraz kości dłoni (nadgarstka, śródręcza i palców). Obręcz kończyny miednicznej składa się z trzech par zrośniętych ze sobą kości: biodrowych, kulszowych i łonowych. Łącznię tworzą one kość miedniczną (miednicę). W miejscach zrośnięcia wymienionych trzech kości leżą panewki stawów biodrowych. Szkielet kończyny miednicznej (tylnej) tworzą: kość udowa kości podudzia(piszczelowa i strzałkowa) oraz kości stopy (stępu, śródstopia i palców). W stawie kolanowym (między udem a podudziem) występuje dodatkowa kostka- rzepka, która często ulega urazom. Umięśnienie szkieletowe ssaków w związku z ich sprawnością fizyczną jest doskonale rozwinięte. Mięśnie ułożone są w kilka warstw i tworzą określone grupy funkcjonalne. Regułą jest występowanie zespołów mięśni antagonistycznych - o działaniu przeciwstawnym (np. zginaczy i prostowników kończyn). Charakterystyczne cechy umięśnienia ssaków to m. in. silny rozwój mięśni podskórnych powodujących ruchy skóry oraz występowanie przepony - mięśnia poprzecznie prążkowanego, oddzielającego jamę brzuszną od jamy piersiowej. Dobrze rozwinięte są mięśnie żuchwy w związku z potrzebą odgryzania i rozdrabniania pokarmów.

Sprawność fizyczna oraz wysoki poziom psychiczny ssaków uwarunkowane są najwyższym w skali świata zwierzęcego stopniem rozwoju układu nerwowego.

Szczególnie złożoną budową odznacza się mózg. Kresomózgowie tworzą dwie półkule przykrywające pozostałe części mózgu. Półkule zbudowane są z warstwy wewnętrznej - substancji białej oraz zewnętrznej - substancji szarej. Substancja szara formuje silnie rozwiniętą u większości ssaków pofałdowaną korę mózgową. Kora jest siedliskiem ośrodków nerwowych związanych ze zmysłami oraz środków wyższych czynności psychicznych takich jak wola czy kojarzenie wrażeń. Stopień pofałdowania, zwiększającego powierzchnię kory mózgowej decyduje o określonym zasobie zdolności psychicznych organizmu. Pozostałe części mózgowia są również doskonale rozwinięte, szczególnie móżdżek, także złożony z dwóch półkul.

Od mózgowia odchodzi 12 par nerwów obwodowych. Rdzeń kręgowy tworzą również dwie warstwy, ale położone względem siebie odwrotnie niż w mózgowiu.

Narządy zmysłów rozwinięte są w różnym stopniu u ssaków. Zwykle najsprawniejsze są narządy węchu i słuchu, tymi bowiem zmysłami kieruje się w głównej mierze większość ssaków. Na ogół występują chrzęstne małżowiny uszne (ucho zewnętrzne), skupiające dochodzące do ucha środkowego dźwięki i pozwalające określić kierunek z którego dobiegają. Wywoływane falami głosowymi drgania błony bębenkowej są przenoszone do ucha wewnętrznego za pośrednictwem trzech kostek słuchowych: młoteczka, kowadełka i strzemiączka.

Charakterystycznym elementem układu pokarmowego ssaków są zęby osadzone w zębodołach kości szczęk. Zęby zbudowane są z zębiny (substancji podobnej do kości), która otacza leżącą w środku zęba miazgę. Miazga jest rodzajem tkanki łącznej zawierającej naczynia krwionośne i nerwy. Powierzchnia zęba powleczona jest szkliwem. Uzębienie ssaków jest na ogół zróżnicowane - występują grupy zębów o różnych funkcjach i budowach: siekacze, kły, zęby przedtrzonowe i trzonowe. Kły służą do zabijania i przytrzymywania zdobyczy, siekacze do odcinania kęsów pokarmu, a zęby przedtrzonowe i trzonowe do jego rozcierania. W zależności od rodzaju pobieranego pokarmu poszczególne partie zębów są w odpowiedni sposób wykształcone i mniej lub bardziej zróżnicowane. Tylko nieliczne ssaki, jak na przykład delfiny mają zęby nie zróżnicowane.

Przewód pokarmowy rozpoczyna się jamą ustną, w której pokarm poddawany jest procesom przygotowującym go do trawienia. Oprócz zębów uczestniczy w nich ślina, wydzielana przez gruczoły ślinowe. Zwilża ona pokarm, ułatwiając jego połykanie. Zawiera także enzymy rozkładające skrobię na cukry proste. Na dnie jamy ustnej znajduje się język - narząd o wielorakich funkcjach m. in. zmysłowe komórki smakowe. Z jamy ustnej przez krótką gardziel pokarm dostaje się do przełyku, a następnie do żołądka. Budowa żołądka ssaków związana jest z rodzajem pobieranego pożywienia. U zwierząt mięsożernych żołądek jest stosunkowo mały i jednoczęściowy a żołądek ssaków roślinożernych, zwłaszcza przeżuwających jest bardzo duży i złożony z kilku części o różnej budowie i funkcji. Żołądek przeżuwaczy składa się z czterech części. W żwaczu, czepcu i księgach wystepuje rozkładanie błonnika przez występującą tam bogatą florę bakteryjną i symbiotyczne pierwotniaki. Właściwe funkcje trawienne (wydzielanie soków żołądkowych) spełnia trawieniec. Po przejściu przez żołądek częściowo strawiony pokarm dostaje się do bardzo długiego jelita cienkiego, którego pierwszym odcinkiem jest dwunastnica. Tu pokarm ulega ostatecznemu strawieniu pod działaniem soków jelitowych, wydzielanych przez gruczoły jelitowe oraz soku trzustkowego . Wchłanianie strawionego pokarmu odbywa się w dalszych odcinkach jelita cienkiego. Powierzchnię chłonną jelita cienkiego zwiększają kosmki jelitowe - drobne wyrostki gęsto rozmieszczone na wewnętrznej powłoce jelita.

Jelito cienkie przechodzi w jelito grube, w którym formowany jest kał. Przewód pokarmowy kończy się otworem odbytowym pod nasadą ogona. Na granicy jelita cienkiego i grubego występuje jelito ślepe - silnie rozwinięte u ssaków roślinożernych a zredukowane u mięsożernych. Jelito ślepe, podobnie jak żołądek przeżuwaczy - jest siedliskiem symbiotycznych mikroorganizmów, umożliwiających przyswajanie błonnika.

Narządami wymiany gazowej są płuca, do których powietrze dostaje się przez nozdrza, jamę nosową, nozdrza wewnętrzne, krtań, tchawicę i oskrzela.
W układzie krwionośnym występują dwa obiegi krwi, a serce, podobnie jak u ptaków, jest czterodziałowe. W obiegu płucnym (małym) krew odbywa drogę od prawej komory przez płuca do lewego przedsionka. Natleniona krew z lewej komory przez aortę, liczne tętnice i naczynia włoskowate rozprowadzana jest obiegiem dużym po organizmie. Następnie powraca systemem żył do prawego przedsionka serca.

Układ wydalniczy ma postać pary nerek ostatecznych, połączonych moczowodami z pęcherzem moczowym. Zbierający się w pęcherzu mocz wydalany jest okresowo przez cewkę moczową, zakończoną otworem wydalniczym. Nerki mają postać zwartych ciał fasolowatego kształtu. Składają się z kory i rdzenia. W korze występują liczne ciałka nerkowe zawierające kłębuszki naczyniowe, będące gęstą siecią naczyń włosowatych.

Układ rozrodczy u ssaków różni się dość znacznie od układów płciowych innych kręgowców. Narządy płciowe męskie składają się z pary jąder, nasieniowodów wyprowadzających plemniki i prącia, czyli organu kopulacyjnego. Końcowym odcinkiem przewodów wyprowadzających jest cewka moczowa, przebiegająca w prąciu i kończąca się na jego szczycie. Natomiast narządy płciowe żeńskie składają się z pary jajników, jajowodów, macicy i pochwy. Macica jest tym odcinkiem dróg rodnych, w którym zagnieżdża się zapłodnione jajo i rozwija zarodek. Zapłodnienie u ssaków jest wewnętrzne - pochwa jest żeńskim narządem kopulacyjnym.