В природных сообществах животные одного и разных видов живут вместе и взаимодействуют между собой. В процессе эволюции между животными вырабатываются определенные взаимоотношения, отражающие связи между ними. Каждый вид животного выполняет определенную роль в сообществе по отношению к другим живым организмам.

Наиболее очевидной формой взаимоотношений между животными является хищничество . В природных сообществах есть травоядные животные, которые питаются растительностью, и есть плотоядные животные, которые ловят и поедают других животных. Во взаимоотношениях травоядные животные выступают жертв ами , а плотоядные - хищник ами . При этом у каждой жертвы есть свои хищники, а у каждого хищника - свой «набор» жертв. Так, например, львы охотятся на зебр, антилоп, но не на слонов и мышей. Насекомоядные птицы ловят лишь определенные виды насекомых.

Хищники и жертвы в процессе эволюции приспособились к друг другу так, что у одних развились структуры тела, позволяющие как можно лучше ловить, а другие имеют такое строение, которое позволяет им лучше убегать или прятаться. В результате хищники ловят и съедают только наиболее слабых, больных и наименее приспособленных животных.

Хищники не всегда едят травоядных. Бывают хищники второго и третьего порядка, которые поедают других хищников. Такое нередко встречается среди водных обитателей. Так одни виды рыб питаются планктоном, вторые - этими рыбами, а ряд водных млекопитающих и птиц поедают вторых.

Конкуренция - распространенная форма взаимоотношений в природных сообществах. Обычно наиболее остро конкуренция проявляется между животными одного вида, живущими на одной территории. У них одинаковая пища, одинаковые места обитания. Между животными разных видов конкуренция не такая острая, так как их образы жизни и потребности несколько отличаются. Так заяц и мышь - травоядные, но едят разные части растений и ведут различный образ жизни.

Пищеварительная система

Пищеварение это процесс механической обработки пищи в пищеварительном канале и химического расщепления питательных веществ ферментами на их составные части:

• пищевые белки расщепляются до аминокислот;

• пищевые жиры распадаются до глицерина и жирных кислот;

• сложные пищевые углеводы распадаются до глюкозы и другие простые сахара.

Кроме белков, жиров и углеводов с пищей к нам приходят и другие важные соединения, как органические, например витамины и другие биологически активные вещества, так и неорганические, например вода, минеральные соли.

• Первая стадия пищеварения. Ротовая полость

• Пережевывание пищи – это первая стадия в процессе пищеварения. Слюна запускает пищеварение и превращает пищу в мягкую массу. Эта масса становится скользкой, что делает более простым глотание и прохождение пищи дальше по пищеводу. Перед тем как попасть в желудок, пища проходит через сфинктер пищевода.

• Третья стадия пищеварения. Тонкий кишечник

Разжиженная пища проходит через сфинктер привратника и попадает в первый отдел тонкого кишечника – двенадцатиперстную кишку. Здесь ферменты из поджелудочной железы, печени и желчного пузыря расщепляют пищу на элементы, которые легко всасываются и могут быть использованы организмом. Тонкий кишечник выстлан складчатой слизистой тканью и пальчикоподобными ворсинками. С помощью ворсинок питательные вещества попадают в кровоток. Именно в тонком кишечнике всасываются витамины и питательные вещества.

• Четвертая стадия пищеварения. Толстый кишечник

Разжиженная пища проделывает путь в 6 метров в тонком кишечнике, прежде чем через заслонку ободочной кишки попасть в толстый кишечник. Тут переваривание практически не происходит. Непереваренные массы, которые попали в толстый кишечник – это непереработанные отходы. Они становятся более и более твердыми по мере прохождения через кишечник, поскольку из них постоянно абсорбируется жидкость.

Отличия омниворов от плодоядных: краткое сравнение

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА.

КОНЕЧНОСТИ Устройство ног у травоядных отличается от устройства ног хищников и омниворов тем, что у травоядных так же как и у человека ноги прямые, приспособленные для долгого нахождения в стоячем положении во время поиска и поедания растительного корма. У хищников исходное положение ног не прямое, а с изломом в области коленных и голеностопных суставов. Это дает возможность хищникам бесшумно двигаться и совершать мощные прыжки с места для внезапного нападения на потенциальную жертву.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

СЛЮНА хищников не содержит ферментов, так как хищники не разжевывают пищу, а разрезают ее мощными челюстями и заглатывают крупными порциями. У травоядных и у человека слюна содержит ферменты и процесс пищеварения начинается уже во рту.

ПИЩЕВОД у травоядных и у человека узкий, так как в него поступает уже пережеванная и размегченная слюной пища.

ЖЕЛУДОК у хищников обширный, составляет 60 -70% от объема всей пищеварительной системы. У человека желудок составляет 21-27% пищеварительной системы, у травоядных - меньше 30%. Это объясняет то, что хищники способны принимать пищу до одного раза в неделю (так как им удается убить животное довольно редко), в то время как травоядные и человек должны принимать пищу несколько раз в сутки для поддержания жизнеспособности. Кислотность желудка хищников намного выше чем у человека и травоядных. У хищников РН <1 или =1, в то время как у человека и травоядных РН = от 4 до 5.

ДЛИНА ТОНКОЙ КИШКИ у хищников и омниворов намного меньше (от 3х до 6ти размеров тела хищника), чем у человека и травоядных (10-12 размеров тела).

ТОЛСТАЯ КИШКА хищников и омниворов короткая и гладкая. У травоядных и человека - длинная с неровной поверхностью.

ПЕЧЕНЬ хищников и омниворов обладает способностью обезвреживать витамин А; печень травоядных и человека не способна обезвредить витамин А и его избыток может вызвать отравление.
ПОЧКИ хищников и омниворов производят концентрированную мочу. У травоядных и человека они производят менее концентрированную мочу.

СТРОЕНИЕ РТА.
Как у травоядных так и у человека наблюдаются более мускулистые ГУБЫ и ЯЗЫКИ чем у хищников и омниворов. Эти качества предназначаются для процесса разжевывания пищи, присущего травоядным, но не хищникам и омниворам (последние могут только слегка размолоть пищу). Развитые мышцы губ и языка травоядных и человека помогают перемещать пищу вокруг рта для повторного перемалывания ее плоскими зубами. Ротовое отверстие у травоядных и человека небольшое, что является следствием поступления в него пищи небольшими порциями. У хищников строение челюсти рта позволяет им очень широко раскрывать пасть для успешной охоты и быстрого заглатывания пищи.

МЫШЦЫ ЛИЦА у человека и травоядных довольно развиты. Так как эти животные и человек усердно разжевывают пищу. У хищников мышцы лица не развиты. У этой категории млекопитающих преимущество отдается только одному направлению движения челюсти: вертикальному для разрезания плоти жертвы.

СТРОЕНИЕ ЗУБОВ

РЕЗЦЫ у хищников и омниворов короткие и заостряющиеся к открытому концу. У травоядных и человека более длинные, широкие и плоские.

КЛЫКИ у хищников и омниворов длинные, острые и загнутые. У травоядных короткие и тупые (у некоторых более длинные для защитной функции) и у человека короткие и притупленные.

КОРЕННЫЕ зубы у хищников заостренные в форме зубчатых лезвий. У травоядных и человека плоские с узелковыми горками.

ЗРЕНИЕ. Хищники как правило не различают цвета и не распознают неподвижные объекты. Их зрение в основном улавливает то, что находится в движении. Травоядные и человек с легкостью различаают множество цветов радуги, а также недвижущиеся объекты. Это свидетельствует о том, что их основной жизненный интерес в процессе эволюции концентрировался на растительном мире, где цвет и форма помогают определить съедобность объектов. Кроме того большинство хищников и омниворов обладают отличным ночным зрением, в то время как многие травоядные и человек не способны отчетливо видеть окружающие предметы в отсутствие света.

ПЕРИОДЫ АКТИВНОСТИ И ОТДЫХА В ТЕЧЕНИЕ СУТОК. Хищники и омниворы спят до 20 часов в сутки. Основная активность выпадает на ночное время. Большинство травоядых млекопитающих и человек активны большую часть суток в основном в ее светлую часть. Хищники и всеядные способны одним объемным кормлением обеспечить питание организма в течение нескольких дней. Травоядные и человек должны употреблять пищу несколько раз в течение суток.

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ПОТОМСТВА. Срок вынашивания потомства хищниками и омниворами в 2-3 раза короче срока вынашивания детенышей травоядными млекопитающими и человеком. Хищники и омниворы как правило приносят многочисленное потомство от одной беременности. В то время как травоядные и человек обычно приносят одного детеныша (в редких случаях 2х). Потомство хищников рождается слепым, у травоядных - с открытыми глазами.

Все эти сходства иллюстрируют, что человек в процессе эволюции сформировался как плодоядное существо.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ: обширная статья

Автор статьи Милтон Милз, доктор медицинских наук
The Comparative Anatomy of Eating
by Milton R. Mills, M.D.

Людей принято относить к категории омниворов или всеядных. Такая классификация основывается на простом методе "наблюдения": люди как правило употребляют в пищу широкий диапазон различных продуктов. В то же самое время на диету отдельной группы населения могут оказывать влияние такие факторы как национальная культура, традиции и воспитание. Поэтому "наблюдение" не может быть лучшим способом для определения наиболее "естественной" диеты для человека. В то время как большинство людей "ведут себя как омниворы или всеядные", вопрос остается открытым: действительно ли люди анатомически созданы для диеты, включающей наряду с растительной животную пищу.

Гороздо более объективным методом для классификации будет обращение к анатомии и физиологии человеческого организма. Млекопитающие анатомически и физиологически приспособлены к нахождению/добыче и усвоению определенных типов диет. (Во время работы с ископаемыми останков животных как правило изучается анатомическое строение, чтобы определить чем питалось животное). Таким образом нам известно, что среди млекопитающих есть карниворы (или плотоядные, хищники), хербиворы (или растениеядные) и омниворы (или всеядные) и мы можем проследить какие анатомические характеристики присущи для каждой группы из трех выше названных.

РОТОВАЯ ПОЛОСТЬ

Карниворы (или плотоядные, хищники) обладают возможностью широко раскрывать рот (пасть). Это помогает им создавать достаточную челюстную силу для того чтобы захватить, убить и разчленить добычу.

Мышечная масса лицевой части не развита так как она может быть препятствием для широкого раскрытия рта, а также не будет заметно способствовать акту проглатывания пищи.

У всех млекопитающих карниворов нижняя челюсть управляется простым суставом, расположенным в одной плоскости с зубами. Такой тип сустава является наиболее устойчивым и является чем-то вроде оси рычажного механизма, образованного верхней и нижней челюстями, соединенных суставом.

Основным мускулом, приводящим челюсть карниворов в движение, является temporalis (в Российской терминологии височная мышца, управляющая челюстью прим. перводчика). У карниворов эта мышца обладает большой массой, и на нее приходится большая часть плоти боковых сторон головы. Когда мы гладим собаку, мы гладим ее мышцы темпоралис.
Нижняя челюсть у карниворов как правило почти не располагает мышечной массой. Ее мышцы (которые относятся к жевательным: массетер (masseter) и птеригойд (pterygoids)) не обладают какой-либо значительностью для карниворов, и вследствие этого сама челюсть является плоской, не массивной. Кроме того нижняя челюсть карниворов не может выдвигаться вперед, а также располагает очень ограниченной возможностью двигаться из стороны в сторону.
Когда карнивор закрывает челюсть боковые зубы саблевидной формы проходят плотно рядом друг с другом сверху и снизу, производя тем самым резцовое движение, необходимое для отделения мяса от кости.

Зубы у карниворов заметно разрежены для того, чтобы в них не застревали части пищи.

Передние зубы короткие, заостренные. Применяются для ловли блох и других вспомогательных функций.
Клыки очень длинные саблевидной формы, для того, чтобы ими можно было зарезать жертву, убить ее и начать раздирать на части.

Коренные зубы треугольной формы слегка, с зубчатым окончанием, служат как зубчатые лезвия.
Благодаря суставу рычажного действия, у карнивора, когда он закрывает челюсть боковые зубы образуют движение напоминающее работу лезвий ножниц.

Слюна карниворов не содержит пищеварительных ферментов. Во время еды они быстро забрасывают пищу во внутрь не пережевывая. Так как пища карниворов белковая, ферменты, разбивающие белковую массу не могут присутствовать во рту из-за опасности разбивки самих тканей рта, карниворам не надо смешивать еду со слюной. Для них достаточно просто заглатывать крупные куски плоти.

Согласно эволюционной теории, анатомическое строение, ассоциируемое с растениеядной диетой, представляет собой более позднюю чем карниворы степень развития млекопитающих.

Растениеядные (herbivors -хербиворы) обладают хорошо развитой мускулатурой лица, полными губами, ротовым отверстием с заметно ограниченной возможностью раскрытия, и утолщенным развитым языком.
Губы наряду с мускулатурой щек и языком помогают помещать еду в рот и перемещать ее во рту для разжевывания.

У растениеядных челюстной сустав расположен уже выше плоскости зубов, и хотя такое положение сустава является менее стабильным чем при рычажном типе сустава у карниворов, он дает гораздо больше свободы для движения челюсти по более сложным траекториям, что необходимо для тщательного пережевывания растительной пищи. В дополнение к вышеуказанному такое расположение челюстного сустава позволяет боковым зубам верхнего и нижнего ряда примыкать друг к другу своими поверхностями для образования перемалывающих платформ. (Такой вид челюстного сустава представляет собой исключительную важность для растениеядных млекопитающих. По данным ученых он подвергался последовательному усовершенствованию и прошел через 15 различных стадий во время процесса эволюции).

Нижняя челюсть (mandible - мандибл) у растениеядных заметно увеличена для того, чтобы дать больше места для присоединения к ней хорошо развитых жевательнох мышц (masseter и pterygoid - главных жевательных мышц травоядных). Эти жевательные мышцы (массетер и птеригойд) держат нижнюю челюсть в положении типа качелей, что позволяет раскачивать ее из стороны в сторону. Мышца темпоралис (temporalis), смыкающая челюсть, представляет гораздо менее важное значение. У растениеядных нижняя челюсть производит во время еды ярко выраженное движение из стороны в сторону. Что необходимо для пережевывания и перемалывания пищи.

Формы зубов у растениеядных могут варьировать в зависимости от типа растительной пищи, употребляемой тем или иным видом. Тем не менее не смотря на то, что у этих животных могут быть разное колличество зубов отдельных типов, зубы травоядных сходны по структуре. Передние зубы (резцы) как правило плоские, широкие и с тупым окончанием в форме лопаты. Клыки могут быть мелкими как у лошадей, или значительного размера как у бегемотов, свиней и некоторых приматов (что используется многими для защиты), или даже могут вообще отсутствовать.

Коренные же зубы как правило квадратной формы в основании, с довольно плоской слегка варьируемой от вида к виду бугорковой поверхностью, для обеспечения функции перемалывания. Коренные зубы не могут проходить вдоль друг друга сверху и снизу, создавая режущее движение как у карниворов, но верхние и нижние зубы могут скользить вдоль друг друга в горизонтальной плоскости. Поверхность коренных зубов у растениеядных также зависит от типа растительности тот или иной вид употребляет в пищу.

Зубы расположены тесно к друг другу: резцы работают как откусывающий инструмент, после резцов пища поступает для перемалывания коренными зубами. Полость, образуемая внутри зубов, обладает достаточным размером для перемещения там растительной пищи.

Растениеядные животные тщательно пережевывают свою пищу, перемещая ее вдоль перемалывающих зубов при помощи языка и мускулов щек. Тщательность этого процесса объясняется необходимостью расщепить растительный материал и смешать его со слюной, у многих видов растениеядных обладающей ферментами. Процесс расщепления пищи начинается уже во рту (при помощи ферментов, разбивающих углеводы).

ЖЕЛУДОК И ТОНКАЯ КИШКА

Эти органы у карниворов и растениеядных имеют коренные отличия.
У карниворов желудок простой, однокамерный, довольно большого объема. На желудок у карниворов приходится от 60 до 70% пищеварительной системы. Потому что мясо довольно быстро усваивается, тонкая кишка, через которую происходит процесс впитывания организмом клеток пищи, довольно короткая. Ее длина как правило составляет 5-ти - 6-ти кратную длину тела животного. Так как карниворы в среднем убивают одно животное в неделю, их объемный желудок позволяет им заглотить максимальное колличество плоти - мяса за один прием, и затем расщеплять и усваивать его во время последующего отдыха. Желудок карниворов обладает особой способностью выделять гидрохлорид и поддерживать кислотность на уровне pH1 - pH2. Это дает возможнось разщепить белки и обезвретить многочисленные бактереобразные организмы, в избытке присутствующие в мертвой плоти.

Из-за высокого присутствия клетчатки в растительной пище, на ее расщепление уходит дольше времени, и у травоядных желудочно кишечный тракт значительно длиннее и зачастую обладает более совершенными функциями чем у карниворов.

Травоядные животные, диета которых в большей степени состоит из растительной массы с высоким содержанием целлюлозы, вынуждены "ферментировать" свою пищу (расщеплять при помощи ферментных бактерий) для более полного извлечения из нее питательного компонента. Тут растениеядные разделяются на 2 категории: жвачные, те, которые питаются более грубой
растительной пищей и ферментируют ее в желудке и передней кишке (foregut fermentation) и те, которые питаются относительно мягкой растительной пищей и ферментируют ее в толстой кишке - hindgut fermentation. Жвачные травоядные (фементирующие в желудке и тонкой кишке) имеют многокамерные желудки.

Растениеядные 2й категории (питающиеся сравнительно мягкой растительной массой) не нуждаются в многокамерном желудке. У них как правило простой однокамерный желудок и довольно длинная тонкая кишка. Эти животные ферментируют ту пищу, в которой содержится много клетчатки в толстой кишке. Многие виды животных из этой категории эволюционно усовершенствовали процесс и эффективность их желудочно кишечного тракта добавив ферменты, расщепляющие углеводы, в их слюну. Для таких животных (относящихся ко 2й категории, питающихся мягкой растительной пищей), многокамерный желудок был бы не нужен. Питательные вещества и калорийная энергия были бы расщеплены и потеряны до попадания в тонкую кишку для усвоения.

Тонкая кишка растениеядных в 10 и порой более раз превышает длину их тела.

ТОЛСТАЯ КИШКА

Толстая кишка хищников довольно простая и короткая, ее единственной функцией является усвоение соли, электролитов и воды. У хищников толстая кишка приблизительно того же диаметра, что и тонкая кишка, и поэтому она обладает ограниченной возможностью накапливать в себе пищу. Эта кишка не большой длины и гладкой, негафрированой формы. Мышцы равномерно распределены по стенкам, придавая тем самым кишке гладкую цилиндрическую форму. У карниворов присутствует какое-то колличество микроорганизмов в толстой кишке, выполняющих функцию разложения.

Для растениеядных толстая кишка как правило важный орган, несущий функцию всасывания воды и электролитов, а также производства и всасывания витаминов и ферментаци целюлозосодержащих частей пищи. Толстая кишка у растениеядных обычно больше диаметром чем тонкая кишка и довольно длинная. У некоторых видов травоядных толстая кишка имеет гофрированную форму благодаря способу расположения мышечных волокон на стенках кишки, образующих как бы перетяжки. У отдельных видов растениеядных начальная часть толстой кишки - слепая кишка довольно большого размера и служит либо основным либо вспомогательным ферментационным органом.

А КАК НАСЧЕТ ВСЕЯДНЫХ?

Можно предположить, что омниворы (всеядные) будут обладать анатомическими характеристиками, позволяющими употреблять оба вида диет: мясную и растительную. Согласно теории эволюции кишечная стуктура у карниворов более примитивна чем у растениеядных. Таким образом может быть омнивор будет представлять собой карнивора с усовершенствованным кишечным трактом для усвоения растительной пищи?

Так оно и есть, это справедливо для таких видов животных как медведи, еноты и отдельные члены семейства псовых. (В качестве примера будут взяты медведи как наиболее яркие представители анатомических омниворов или всеядных). Медведи относятся к классу хищников, но на самом деле анатомически они относятся к категории всеядных. Хотя они и употребляют какое-то колличество животной пищи, 70%-80% диеты медведей приходится на растительную пищу. (Исключение составляют белые медведи, которые живут в условиях практического отсутствия растительности и питаются почти полностью животной пищей). Медведи не могут усваивать растительность с высоким содержанием клетчатки-целлюлозы, и они довольно разборчивы в еде. В их диету в основном входят сочные побеги и травы, корневища и ягоды. Многие биологи считают, что причиной, почему медведи ложатся в спячку, является отсутствие их основной пищи - сочной растительности в зимний период года. (Интересно, что белые медведи уходят в спячку летом, когда они не могут добывать свою основную пищу - тюленей)

В целом медведи располагают анатомическими характеристиками карниворов. Их челюстной сустав находится в одной плоскости с зубами. Челюстная мышца темпоралис сильно развита, и нижняя челюсть мандибл необъемная (составляет малый угол), Жевательные мышцы массетер и птеригойд (masseter и pterigoid) играют небольшую роль.
Тонкая кишка короткая (меньше чем 5 длин тела медведя) как у исконных карниворов. Толстая кишка также короткая как и у хищников, простая и гладкая без гофрировки.

Наиболее выразительным анатомическим признаком адаптации к растительной диете являются зубы медведей (и других "анатомических" всеядных). У медведей небольшие шпековой формы передние зубы, большие клыки, передние корневые зубы сверху и снизу проходят вдоль друг друга для выполнения режущей функции - все вышесказанное как у карниворов, а вот задние коренные зубы приобрели квадратную форму с плоскими верхушками и маленькими бугорками на них для перемалывания пищи.
Ногти у медведей такие же как и у карниворов - длинные сильные острые когти, а не плоские, тупые как у большинства травоядных.

Животное, которое отлавливает, убивает и ест животную пищу должно обладать соответствующим оружием для выполнения функции хищника. И так как медведи употребляют в пищу плоть животных, они должны располагать анатомическими приспособлениями для поимки и убийства жертвы. У медведей их челюсти, мускулатура и зубы позволяют им развивать и прилагать силу, необходимую для убийства и разделки добычи, не смотря на то, что большинство их диеты составляет растительная пища. Хотя структура челюсти травоядных (когда челюстной сустав находится выше плоскости зубов) и позволила бы медведям с большей эффективностью употреблять растительную пищу и расширить ее диапазон, это гораздо более слабый тип челюсти чем рукояточный механизм челюсти карниворов. Челюсть травоядных может быть довольно легко вывихнута и это бы не позволило выдержать стесс схватки с потенциальной жертвой. В природе животное с вывихнутой челюстью либо погибло бы от голода, либо бы само стало чье-то жертвой. Поэтому тип челюсти растениеядного не подходит для вида животных, частично питающихся мясом. Всеядные не могут перейти на другой тип челюсти пока они полностью не перейдут на растительную диету, иначе этому бы виду грозило исчезновение.

А КАК НАСЧЕТ МЕНЯ?

Желудочно-кишечный тракт человека аналогичен анатомическому строению тракта растениеядных. Губы развитые, небольшое ротовое отверстие. Многие из тех лицевых мускулов, описываемых как мышцы выразительности лица, являются мышцами, способствующими жеванию. Толстый мускулистый язык, необходимый для пережевывания пищи, послужил также для развития речи. Челюстной сустав находится заметно выше плоскости зубов. Челюстной мускул темпоралис небольшой по массе. Выражение "квадратная челюсть" для некоторых индивидумов мужского пола отражает собой более объемистую нижнюю челюсть мандибл, помещающую группу развитых жевательных мышц массетер/птеригойд (masseter/pterigoid). Подбородок человека может выдвигаться вперед приводя резцы в движение, и может перемещаться из стороны в сторону для перемалывания пищи.

Зубы человека сходны по строению с зубами растениеядных, и в отличие от некоторых видов обезьян (кому клыки служат как правило для защиты) наши клыки не развиты.
Наши зубы широкие, плоские и обычно расположены плотно друг к другу. Резцы плоские в форме тупоконечной лопаты, пригодные для выполнения функции очистки плодов. Передние и задние коренные зубы квадратной формы и плоские с небольшими закругленными бугорками для перемалывания пищи.

Слюна человека содержит фермент, расщепляющий углеводы: слюнную амилазу. Этот фермент играет решающую функцию для расщепления и последующего усвоение крахмалистых веществ. Глотка (эсофагус) у человека узкая, приспособленныая для проглатывания небольших порций хорошо прожеванной пищи. Если человек пытается есть в спешке, или же проглатывать еду большими порциями, особенно волокнистой, плохо прожеванной пищи (особенно крупные куски мяса) , он легко может подавиться.

Желудок человека однокамерный, с небольшой кислотностью. Если при клиническом анализе определяется, что у пациента кислотность (pH) желудка с присутствием в нем пищи ниже 4-5 (чем ниже pH тем выше кислотность), то это является поводом для беспокойства.

Объем желудка человека составляет 21-27% от всего объема желудочно кишечного тракта. Наш желудок выполняет функцию контейнера для смешивания пищи и разбавления ее жидкостью, регулируя при этом поступление этой смеси в тонкую кишку. Тонкая кишка человека длинная. Она в 10-11 раз протяженнее длины тела человека (наша тонкая кишка составляет около 7,5 - 10 метров. Длина тела человека измеряется от макушки головы до крайне нижней точки позвоночника и составляет 0,75 - 1 метра у взрослого человека).

Толстая кишка человека имеет гофрированную форму благодаря мышечным перетяжкам, такую же как у растениеядных, она так же как и у последних больше по диаметру чем тонкая кишка и сравнительно длинная. В толстой кишке происходит впитывание воды и электролитов, а также производятся и впитываются витамины. Кроме того в ней проходит интенсивный процесс ферментации волокнистой растительной пищи с выделением и усвоением энергии (в форме летучих жирных кислот с короткой молекулярной цепью - volitile SCFA). Детальному изучению процесса ферментации и впитывания продуктов обмена веществ в толстой кишке человека начали уделять серьезное внимание только в последнее время

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы проследили, что желудочно-кишечный тракт человека относится к типу "убежденных" растениеядных. Человечество как вид животных не располагает переходными анатомическими признаками, которые можно обнаружить у всеядных, таких как медведи или еноты. Сравнив желудочно-кишечный тракт человека с ЖКТ растениеядных, всеядных и карниворов, мы убедились, что желудочно кишечный тракт человека приспособлен для чисто растительной диеты.

Мускулатура лица

Тип челюсти

Расположение челюстного сустава

Движение челюсти

Главный мускул, приводящий в движение челюсть

Размер открытого рта по отношению к размеру головы

Зубы (передние)

Зубы (клыки)

Зубы (коренные)

Жевание

Слюна

Тип желудка

Кислотность желудка

Объем желудка

Длина тонкой кишки

Толстая кишка

Печень

Почки

Ногти

Череп ихтиостеги был похож с черепом лопастопёрой рыбы Eusthenopteron , но выраженная шея отделяла тело от головы. В то время как у ихтиостеги было четыре сильных конечности, форма его задних ног подсказывает, что это животное не проводило все свое время на суше.

Первые рептилии и амниотическое яйцо

Вылупление черепахи из яйца

Одним из величайших эволюционных новшеств каменноугольного периода (360 - 268 миллионов лет назад) было амниотическое яйцо, которое позволило ранним рептилиям уходить из прибрежных местообитаний и колонизировать сухие районы. Амниотическое яйцо позволило предкам птиц, млекопитающих и рептилий размножаться на суше, и не допустить высыхание эмбриона внутри, поэтому можно было обходиться без воды. Это также означало, что в отличие от амфибий, рептилии могли производить меньше яиц в любой момент времени, поскольку риски гибели детенышей снизились.

Самая ранняя дата развития амниотического яйца - около 320 миллионов лет назад. Однако рептилии не подвергались какой-либо значительной адаптивной радиации еще около 20 миллионов лет. Современное мышление состоит в том, что эти ранние амниоты все еще проводили время в воде и выходили на берег, главным образом, чтобы откладывать свои яйца, а не питаться. Только после эволюции травоядных появились новые группы рептилий, способных использовать обильное флористическое разнообразие каменноугольного периода.

Гилономус

Ранние рептилии принадлежали к отряду, названному капторинидами. Гилономусы были представителями этого отряда. Это были маленькие животные размером с ящерицу, с черепами амфибий, плечами, тазом и конечностями, а также промежуточными зубами и позвонками. Остальная часть скелета была рептильной. Многие из этих новых «рептильных» особенностей также заметны у маленьких, современных амфибий.

Первые млекопитающие

Диметродон

Основной переход в эволюции жизни произошел, когда млекопитающие развились из одной линии рептилий. Этот переход начался во время пермского периода (286 - 248 миллионов лет назад), когда группа рептилий, которая включала диметродонов, породила «ужасных» терапсидов. (Другие крупные ветви, завропсиды, породили птиц и современных рептилий). Эти млекопитающие-рептилии, в свою очередь, породили цинодонт, таких как тринаксодон (Thrinaxodon ) во время триасового периода.

Тринаксодон

Эта эволюционная линия обеспечивает отличную серию переходных окаменелостей. Развитие ключевой особенности млекопитающих, наличие единственной кости в нижней челюсти (по сравнению с несколькими у рептилий), можно проследить в истории окаменелостей этой группы. Она включает в себя прекрасные переходные окаменелости, Diarthrognathus и Morganucodon , чьи нижние челюсти имеют как рептильные, так и млекопитающие сочленения с верхними. Другие новые особенности, обнаруженные в этой линии, включают развитие различных видов зубов (особенность, известная как гетеродонтность), формирование вторичного нёба и увеличение зубной кости в нижней челюсти. Ноги расположились непосредственно под телом, эволюционное продвижение, которое происходило у предков динозавров.

Конец пермского периода был отмечен, возможно, самым большим . По некоторым оценкам, до 90% видов вымерли. (Недавние исследования предположили, что это событие было вызвано падением астероида, спровоцировавшем изменения климата.) В течение последующего триасового периода (248 - 213 миллионов лет назад) выжившие особи после массового вымирания начали занимать свободные экологические ниши.

Однако в конце пермского периода были динозавры, а не млекопитающие-рептилии, которые воспользовались новыми доступными экологическими нишами для диверсификации в доминирующих наземных позвоночных. В море у лучепёрых рыб начался процесс адаптивной радиации, который сделал их класс наиболее богатым видами из всех классов позвоночных.

Классификация динозавров

Одно из основных изменений в группе рептилий, породивших динозавров, заключалось в позе животных. Изменилось расположение конечностей: ранее они выступали по бокам, а затем начали расти непосредственно под телом. Это имело серьезные последствия при передвижении, поскольку позволило выполнять более энергосберегающие движения.

Трицератопс

Динозавры, или «ужасные ящерицы», делятся на два отряда, исходя из строения тазобедренного сустава: ящеротазовые и птицетазовые. Птицетазовые включают Трицератопс, Игуанодон, Гадрозавров и Стегозавров). Ящеротазовые далее подразделяются на теропод (например, целофиз и тираннозавр рекс) и завропод (например, апатозавр). Большинство ученых согласны с тем, что от динозавров теропод.

Хотя динозавры и их непосредственные предки доминировали в наземных мира во время триаса, млекопитающие продолжали развиваться в это время.

Дальнейшее развитие ранних млекопитающих

Млекопитающие являются развитыми синапсидами. Синапсиды - одна из двух великих ветвей генеалогического древа амниот. Амниоты - это группа животных, которые характеризуются наличием зародышевых оболочек, включая рептилий, птиц и млекопитающих. Другая крупная амниотическая группа, Диапсид, включает птиц и всех живых и вымерших рептилий, кроме черепах. Черепахи принадлежат к третьей группе амниот - Анапсид. Члены этих групп классифицируются по числу отверстий в височной области черепа.

Диметродон

Синапсиды характеризуются наличием пары дополнительных отверстий в черепе за глазами. Это открытие дало синапсидам (и аналогичным образом диапсидам, у которых есть две пары отверстий), более сильные мышцы челюстей и лучшие способности кусать, по сравнению с ранними животными. Пеликозавры (такие как Диметродон и Эдафозавр) были ранними синапсидами; они были млекопитающими-рептилиями. Позднее синапсиды включали терапсид и цинодонт, которые жили во время триасового периода.

Цинодонт

Цинодонты обладали многими характерными особенностями млекопитающих, включая уменьшенное количество или полное отсутствие поясничных ребер, предполагающих наличие диафрагмы; хорошо развитые клыки и вторичное небо; увеличенный размер зубного ряда; отверстия для нервов и кровеносных сосудов в нижней челюсти, что свидетельствует о наличии вибриссов.

Около 125 миллионов лет назад млекопитающие уже стали разнообразной группой организмов. Некоторые из них были бы похожи на сегодняшних однопроходных (например, на утконоса и эхидну), но также присутствовали ранние сумчатые (группа, которая включает в себя современных кенгуру и опоссумов). До недавнего времени считалось, что плацентарные млекопитающие (группа, к которой принадлежат большинство живых млекопитающих) имели более позднее эволюционное происхождение. Однако недавние обнаруженные окаменелости и данные ДНК свидетельствуют о том, что плацентарные млекопитающие намного старше, и возможно, развивались более 105 миллионов лет назад.

Обратите внимание, что сумчатые и плацентарные млекопитающие дают отличные примеры конвергентной эволюции, где организмы, которые не особенно тесно связаны, развили аналогичные формы тела в ответ на аналогичные воздействия окружающей среды.

Плезиозавры

Однако, несмотря на то, что у млекопитающих было то, что многие считают «продвинутостью», они все еще были второстепенными игроками на мировой арене. Когда мир вошел в юрский период (213 - 145 миллионов лет назад), доминирующими животными на суше, в море и в воздухе были рептилии. Динозавры, более многочисленные и необычные, чем во время триаса, были главными наземными животными; крокодилы, ихтиозавры и плезиозавры управляли морем, а воздух был заселен птерозаврами.

Археоптерикс и эволюция птиц

Археоптерикс

В 1861 году интригующая окаменелость была обнаружена в юрском известняке Зольнхофен на юге Германии, источнике редких, но исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей. Ископаемое, казалось, сочетало в себе черты как птиц, так и рептилий: скелет рептилий, сопровождаемый ясным отпечатком перьев.

В то время как археоптерикс первоначально был описан как пернатая рептилия, его долгое время считали переходной формой между птицами и рептилиями, что сделало это животное одним из самых важных ископаемых, когда-либо обнаруженных. До недавнего времени это была самая ранняя из известных птиц. Недавно ученые поняли, что археоптерикс имеет большее сходство с манирапторами, группой динозавров, которая включает в себя печально известных велосирапторов из «Парка юрского периода», чем с современными птицами. Таким образом, археоптерикс обеспечивает сильную филогенетическую связь между этими двумя группами. Ископаемые птицы были обнаружены в Китае, которые даже старше археоптерикса, а другие открытия пернатых динозавров поддерживают теорию о том, что тероподы развивали перья для изоляции и терморегулирования, прежде чем птицы использовали их для полета.

Более пристальное изучение ранней истории птиц является хорошим примером концепции, согласно которой эволюция не является ни линейной, ни прогрессивной. Линия птиц беспорядочная, и проявляется множество «экспериментальных» форм. Не все достигли возможности летать, а некоторые выглядели совсем не так, как современные птицы. Например Микрораптор гуи, который, по-видимому, был летающим животным, и имел асимметричные перья полета на всех четырех конечностях, относился к дромеозавридам. Археоптерикс сам по себе не принадлежал к родословной, из которой развивались настоящие птицы (Neornithes ), но был членом ныне вымерших энанциорнисовых птиц (Enantiornithes ).

Конец эпохи динозавров

Динозавры распространились по всему миру во время юрского периода, но в течение последующего мелового периода (145 - 65 миллионов лет назад) их видовое разнообразие сокращалось. Фактически, многие из типично мезозойских организмов, таких как аммониты, белемниты, ихтиозавры, плезиозавры и птерозавры, в это время были в упадке, несмотря на то, что они все еще порождали новые виды.

Возникновение цветущих растений во время раннего мелового периода вызвало крупную адаптивную радиацию среди насекомых: появились новые группы, такие как бабочки, мотыльки, муравьи и пчелы. Эти насекомые выпивали нектар из цветов и выступали в качестве опылителей.

Массовое вымирание в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад, уничтожило динозавров вместе с любыми другими наземными животными весом более 25 кг. Это проложило путь для расширения млекопитающих на суше. В море в это время рыба снова стала доминирующим таксоном позвоночных.

Современные млекопитающие

В начале палеоцена (65 - 55,5 миллионов лет назад) мир остался без наземных животных большого размера. Эта уникальная ситуация стала отправной точкой для большой эволюционной диверсификации млекопитающих, которые ранее были ночными животными размером с мелких грызунов. К концу эпохи эти представители фауны заняли многие из свободных экологических ниш.

Самые старые подтвержденные окаменелости приматов насчитывают около 60 миллионов лет. Ранние приматы эволюционировали от древних ночных насекомоядных, что-то вроде землероек, и напоминали лемуров или долгопят. Они были, вероятно, древесными животными и обитали в или субтропических лесах. Многие из их характерных особенностей хорошо подходили для этой среды обитания: руки, предназначенные для захвата, вращающиеся плечевые суставы и стереоскопическое зрение. У них также был относительно большой размер мозга и когти на пальцах.

Самые ранние известные окаменелости большинства современных отрядов млекопитающих появляются за короткий период во время раннего эоцена (55,5-37,7 миллионов ​​лет назад). Обе группы современных копытных животных - Парнокопытные (отряд к которому относятся коровы и свиньи) и Непарнокопытные (включая лошадей, носорогов и тапиров) стали широко распространенными по всей Северной Америке и Европе.

Амбулоцетус

В то же время, когда млекопитающие диверсифицировались на суше, они также возвращались к морю. Эволюционные переходы, которые привели к китам, были тщательно изучены в последние годы с обширными ископаемыми находками из Индии, Пакистана и Ближнего Востока. Эти ископаемые указывают на изменение от наземных Мезонихий, которые являются вероятными предками китов, к таким животным, как Амбулоцетусы и примитивные киты, называемые Археоцетами.

Тенденция к более прохладному глобальному климату, произошедшему в эпоху олигоцена (33,7-22,8 миллионов лет назад), способствовала появление трав, которые должны были распространиться на обширные луга в течение последующего миоцена (23,8 - 5,3 миллионов лет назад). Это изменение в растительности привело к эволюции животных, таких как более современные лошади, с зубами, которые могли справиться с высоким содержанием кремнезёма в травах. Тенденция к охлаждению климата также затронула океаны, сократив количество морских планктонов и беспозвоночных.

Хотя данные ДНК свидетельствуют о том, что гоминиды эволюционировали во время олигоцена, обильные окаменелости не появлялись до миоцена. Гоминиды, на эволюционной линии, ведущей к людям, впервые появляются в летописи окаменелостей в плиоцене (5,3 - 2,6 миллионов лет назад).

Во время всего плейстоцена (2,6 млн - 11,7 тыс. лет назад) было около двадцати циклов холодного ледникового периода и теплых межледниковых периодов с интервалами около 100 000 лет. Во время ледникового периода ледники доминировали над ландшафтом, снег и лед распространялись в низинах, и транспортировали огромное количество пород. Поскольку на льду было заперто много воды, уровень моря снизился до 135 м, чем в настоящее время. Широкие наземные мосты позволили перемещаться растениям и животным. В теплые периоды большие площади снова погружались под воду. Эти повторяющиеся эпизоды фрагментации окружающей среды приводили к быстрой адаптивной радиации многих видов.

Голоцен - это текущая эпоха геологического времени. Другим термином, который иногда используется, является Антропоцен, потому что его основной характеристикой являются глобальные изменения, вызванные деятельностью человека. Однако этот термин может вводить в заблуждение; современные люди уже были созданы задолго до начала эпохи. Голоценовая эпоха началась 11,7 тысяч лет назад и продолжается до сегодняшнего дня.

Когда на Земле наступило потепление, уступила дорогу . По мере изменения климата очень крупные млекопитающие, которые приспособились к сильному холоду, такие как и шерстистый носорог, вымерли. Люди, однажды зависящие от этих «мега млекопитающих», как основного источника пищи, переключились на меньших животных и начали собирать растения, чтобы дополнить свой рацион питания.

Доказательства показывают, что около 10 800 лет назад климат подвергся резкому холодному повороту, который длился несколько лет. Ледники не вернулись, но животных и растений было мало. По мере того, как температура начала восстанавливаться, популяции животного мира росли, и появились новые виды фауны, которые существуют и сегодня.

В настоящее время эволюция животных продолжается, поскольку возникают новые факторы, которые вынуждают представителей животного мира приспосабливаться к изменениям окружающей их среды.

Вслед за приемом и поглощением корма следует этап расщепления сложных полимерных структур до мономеров. Это происходит под влиянием гидролитических ферментов.

Образующиеся мономеры всасываются во внутреннюю среду организма. Начальный этап ассимиляции пищи, т. е. превращение исходных пищевых структур в компоненты, лишенные видовой специфичности и пригодные к всасыванию и участию в промежуточном обмене, обозначается как процесс пищеварения.

Способность разных видов животных усваивать корма определенного качества сформировалась в ходе эволюции. В связи разным характером питания и разными условиями жизни животных в процессе филогенеза по разному развивается и пищеварительный аппарат. Растительная пища менее питательна, чем животная, и поэтому травоядные животные вынуждены поглощать значительно больше корма, чем плотоядные. Так, корова весом 600-700 кг съедает в день около 100 кг корма. В связи с этим у травоядных пищеварительный тракт значительно длиннее, чем у плотоядных. Вот некоторые данные, показывающие различия в отношении длины туловища к длине кишечника у различных видов животных.

Летучая мышь - 1:2

Кролик - 1:10

Горностай - 1:4

Лошадь - 1:12

Собака - 1:5

Корова - 1:20

Как видно, питание труднопереваримыми веществами, особенно богатыми клетчаткой, во всех группах животных приводит к удлинению пищеварительного канала и сопровождается развитием его дополнительных отделов. Особенно показателен в этом отношении пищеварительный тракт жвачных, в пищеварении которых огромную роль играют симбионты (бактерии и простейшие). Аналогичное усложнение пищеварительной системы отмечается и у мелких жвачных - задние отделы кишечника у мелких травоядных млекопитающих хорошо развиты и предназначены для протозойного и бактериального гидролиза целлюлозы.

На основании изучения пищеварительной системы можно сделать заключение, что основным направлением эволюции растительноядных видов, начиная с раннего миоцена (4-й период кайнозойской эры) был переход от белково-липоидного к клетчатковому питанию. Этот процесс был весьма ускорен за счет происходившего в период плиоцена процесса великого остепнения суши. Смена белкового типа питания на клетчатковый означает переход от питания высококалорийными, но труднодобываемыми кормами к потреблению малокалорийных, но легкодобываемых кормов. Этот переход привел к сокращению индивидуального участка и, следовательно, к уменьшению подвижности животных, к увеличению общего объема потребляемых кормов и к соответствующему адаптивному морфофизиологическому изменению желудочно-кишечного тракта.

С упрощением отыскивания пищи упрощаются локомоторные органы, редуцируются органы чувств: обоняние, зрение, вкус. Изменяется и пищеварительная система. Так, с увеличением объема потребляемой пищи усиливается жевательная мускулатура. Изменяется при этом характер движения челюстей (перетирание), а в связи с этим преобразуется и зубной аппарат (бугорчатость заменяется складчатостью). Происходит редукция чувствительных сосочков языка, увеличивается размер пищеварительной трубки, увеличивается длина тонкого и толстого отделов кишечника. Изменяется печень, и, поскольку при поедании малокалорийной пищи желчь должна выделяться непрерывно, это в ряде случаев приводит к редукции желчного пузыря (у лошадей, лосей, оленей, верблюдов). Адаптация пищеварительного аппарата произошла в полном соответствии с классическими представлениями, идущими от Кювье (1812), который считал, что при смене условий существования органы одной системы преобразуются более или менее синхронно в одном и том же направлении. Это положение хорошо иллюстрируется на примере адаптивных перестроек отделов пищеварительного тракта.

Таким образом, часть млекопитающих в процессе исторического развития перешла на питание растительными кормами, которые резко отличаются от кормов животного происхождения.

1. Растительные корма легко доступны для потребления, но не столь выгодны для переваривания и усвоения.

2. Растительные корма значительно уступают кормам животного происхождения по питательной ценности.

3. Растительные корма содержат, в отличие от животных кормов, большой процент углеводов, в том числе труднопереваримых (целлюлоза, гемицеллюлоза и др.).

4. Основной структурный компонент тела растений - целлюлоза (клетчатка) у большинства животных не расщепляется из-за отсутствия в пищеварительных соках фермента целлюлазы. Этот фермент синтезируется лишь бактериями, простейшими и некоторыми беспозвоночными. Что касается млекопитающих, то они не способны синтезировать целлюлазу. Поэтому использование млекопитающими растений в качестве пищи может быть реализовано только с помощью микроорганизмов-симбиотов, способных синтезировать и секретировать целлюлазу.

5. Растительные корма характеризуются низким содержанием протеина и липидов и, что особенно существенно, бедным аминокислотным составом. Питание грубыми растительными кормами повлекло за собой возникновение многих анатомо-физиологических преобразований органов пищеварения: изменение зубной системы, увеличение объема пищеварительного тракта, образование специальных камер (преджелудков и слепой кишки).