15.6 : Vertébrés
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Les vertébrés font partie des organismes les plus reconnaissables du règne animal (Figure\(\PageIndex{1}\)). Plus de 62 000 espèces de vertébrés ont été identifiées. Les espèces de vertébrés qui vivent aujourd'hui ne représentent qu'une petite partie des vertébrés qui ont existé. Les vertébrés éteints les plus connus sont les dinosaures, un groupe unique de reptiles qui atteignent des tailles jamais vues auparavant ou depuis chez les animaux terrestres. Ils ont été les animaux terrestres dominants pendant 150 millions d'années, jusqu'à ce qu'ils disparaissent vers la fin du Crétacé lors d'une extinction massive. On sait beaucoup de choses sur l'anatomie des dinosaures, étant donné la préservation de leurs éléments squelettiques dans les archives fossiles.
Poissons
Les poissons modernes comprennent environ 31 000 espèces. Les poissons étaient les premiers vertébrés, et les poissons sans mâchoires étaient les plus anciens d'entre eux. Les poissons sans mâchoires, aujourd'hui myxines et lamproies, possèdent un crâne distinct et des organes sensoriels complexes, y compris des yeux, ce qui les distingue des cordés invertébrés. Les poissons à mâchoires ont évolué plus tard et sont aujourd'hui d'une extraordinaire diversité. Les poissons se nourrissent activement, plutôt que de poissons sessiles et se nourrissent en suspension.
Poissons sans mâchoires
Les poissons sans mâchoires sont des craniés (qui incluent tous les groupes de cordés à l'exception des tuniciers et des lancelets) qui représentent une ancienne lignée de vertébrés née il y a plus d'un demi-milliard d'années. Certains des premiers poissons sans mâchoires étaient les ostracodermes (qui se traduisent par « peau de coquille »). Les ostracodermes, aujourd'hui disparus, étaient des poissons vertébrés enfermés dans une armure osseuse, contrairement aux poissons sans mâchoires actuels, qui n'ont pas d'os dans leurs écailles.
Le clade Myxini comprend 67 espèces de myxines. Les myxines sont des charognards ressemblant à des anguilles qui vivent au fond de l'océan et se nourrissent d'invertébrés morts, d'autres poissons et de mammifères marins (Figure\(\PageIndex{2}\) a). Les myxines sont entièrement marines et se trouvent dans les océans du monde entier, à l'exception des régions polaires. Une caractéristique unique de ces animaux est la présence de glandes visqueuses situées sous la peau qui sont capables de libérer une quantité extraordinaire de mucus par les pores de surface. Ce mucus peut permettre à la myxine d'échapper à l'emprise des prédateurs. La myxine est connue pour pénétrer dans le corps d'organismes morts ou mourants afin de les dévorer de l'intérieur.
Le squelette d'une myxine est composé de cartilage, qui comprend une notocorde cartilagineuse, qui s'étend sur toute la longueur du corps, et un crâne. Cette corde fournit un soutien au corps du poisson. Bien qu'elles soient des cranies, les myxines ne sont pas des vertébrés, puisqu'elles ne remplacent pas la notocorde par une colonne vertébrale au cours du développement, comme le font les vertébrés.
Le clade Petromyzontidae comprend environ 40 espèces de lamproies. La taille et la forme des lamproies ressemblent à celles des myxines, mais elles ont un cerveau et des vertèbres incomplètes. Les lamproies sont dépourvues d'appendices et d'os appariés, tout comme les myxines. À l'âge adulte, les lamproies se caractérisent par une bouche suceuse dentée en forme d'entonnoir. Certaines espèces parasitent à l'âge adulte ; elles se fixent aux fluides corporels des poissons et s'en nourrissent (Figure\(\PageIndex{2}\) b). La plupart des espèces vivent en liberté.
Les lamproies vivent principalement dans les eaux côtières et douces et sont réparties dans les régions tempérées du monde entier. Toutes les espèces se reproduisent en eau douce. Les œufs sont fécondés par voie externe et les larves sont nettement différentes de la forme adulte, passant de 3 à 15 ans à se nourrir en suspension. Une fois qu'ils ont atteint la maturité sexuelle, les adultes se reproduisent et meurent en quelques jours. Les lamproies ont une notocorde à l'âge adulte.
Poissons à mâchoires
Les gnathostomes ou « gueules » sont des vertébrés dotés de mâchoires et comprennent des poissons cartilagineux et osseux. L'un des développements les plus importants des premiers stades de l'évolution des vertébrés a été l'origine de la mâchoire, une structure articulée fixée au crâne qui permet à un animal de saisir et de déchirer sa nourriture. L'évolution des mâchoires a permis aux premiers gnathostomes d'exploiter des ressources alimentaires qui n'étaient pas disponibles pour les poissons sans mâchoires.
Le clade Chondrichthyes, les poissons cartilagineux, est diversifié et comprend des requins (Figure\(\PageIndex{3}\) a), des raies et des raies, ainsi que des poissons-scies et quelques dizaines d'espèces de poissons appelées chimères, ou requins fantômes. Les chondrichthyens ont des nageoires appariées et un squelette fait de cartilage. Ce clade est apparu il y a environ 370 millions d'années au Dévonien moyen. On pense qu'ils descendent d'un groupe éteint dont le squelette était fait d'os ; le squelette cartilagineux des Chondrichthyes est donc un développement ultérieur. Certaines parties du squelette du requin sont renforcées par des granules de carbonate de calcium, mais ce n'est pas la même chose que l'os.
La plupart des poissons cartilagineux vivent dans des habitats marins, et quelques espèces vivent en eau douce pendant une partie ou la totalité de leur vie. La plupart des requins sont des carnivores qui se nourrissent de proies vivantes, soit en les avalant entières, soit en utilisant leurs mâchoires et leurs dents pour les déchirer en petits morceaux. Les dents de requin ont probablement évolué à partir des écailles dentelées qui recouvrent leur peau. Certaines espèces de requins et de raies se nourrissent en suspension et se nourrissent de plancton.
Les requins possèdent des organes sensoriels bien développés qui les aident à localiser leurs proies, notamment un sens aigu de l'odorat et une électroréception, cette dernière étant peut-être la plus sensible de tous les animaux. Les organes appelés ampoules de Lorenzini permettent aux requins de détecter les champs électromagnétiques produits par tous les êtres vivants, y compris leurs proies. L'électroréception n'a été observée que chez des animaux aquatiques ou amphibies. Les requins, comme la plupart des poissons, possèdent également un organe sensoriel appelé ligne latérale, qui est utilisé pour détecter les mouvements et les vibrations dans l'eau environnante, et un sens souvent considéré comme homologue à « l'ouïe » chez les vertébrés terrestres. La ligne latérale est visible sous la forme d'une bande plus foncée qui s'étend sur toute la longueur du corps du poisson.
Les requins se reproduisent sexuellement et les œufs sont fécondés par voie interne La plupart des espèces sont ovovivipares, c'est-à-dire que l'ovule fécondé est conservé dans l'oviducte du corps de la mère et que l'embryon est nourri par le jaune d'œuf. Les œufs éclosent dans l'utérus et les petits naissent vivants et pleinement fonctionnels. Certaines espèces de requins sont ovipares : ils pondent des œufs qui éclosent à l'extérieur du corps de la mère. Les embryons sont protégés par un étui à œufs de requin ou « sac à main de sirène » qui a la consistance du cuir. L'étui à œufs de requin possède des tentacules qui s'accrochent aux algues et offrent un abri au requin nouveau-né. Quelques espèces de requins sont vivipares, c'est-à-dire que les jeunes se développent dans le corps de la mère et qu'elle accouche vivante.
Les raies et les raies comptent plus de 500 espèces et sont étroitement apparentées aux requins. Ils se distinguent des requins par leur corps aplati, leurs nageoires pectorales élargies et fusionnées avec la tête et les fentes branchiales sur leur face ventrale (Figure\(\PageIndex{3}\) b). Comme les requins, les raies et les raies ont un squelette cartilagineux. La plupart des espèces sont marines et vivent sur les fonds marins, avec une distribution presque mondiale.
Poissons osseux
Les membres du clade Osteichthyes, ou poissons osseux, se caractérisent par un squelette osseux. La grande majorité des poissons actuels appartiennent à ce groupe, qui comprend environ 30 000 espèces, ce qui en fait la plus grande classe de vertébrés qui existe aujourd'hui.
Presque tous les poissons osseux ont un squelette ossifié avec des cellules osseuses spécialisées (ostéocytes) qui produisent et entretiennent une matrice de phosphate de calcium. Cette caractéristique n'est revenue que chez quelques groupes d'Osteichtyes, tels que les esturgeons et les spatulaires, dont le squelette est principalement cartilagineux. La peau des poissons osseux est souvent recouverte d'écailles qui se chevauchent, et les glandes de la peau sécrètent du mucus qui réduit la traînée lors de la nage et aide les poissons à osmoréguler. Comme les requins, les poissons osseux possèdent un système de lignes latérales qui détecte les vibrations de l'eau. Contrairement aux requins, certains poissons osseux dépendent de leur vue pour localiser leurs proies. Les poissons osseux ont également la particularité de posséder des cellules gustatives dans la région de la tête et du tronc qui leur permettent de détecter des concentrations extrêmement faibles de molécules dans l'eau.
Tous les poissons osseux, comme les poissons cartilagineux, se servent des branchies pour respirer. L'eau est aspirée par les branchies situées dans des chambres recouvertes et ventilées par un lambeau musculaire protecteur appelé opercule. Contrairement aux requins, les poissons osseux possèdent une vessie natatoire, un organe rempli de gaz qui aide à contrôler la flottabilité du poisson. Les poissons osseux sont ensuite divisés en deux clades dont les membres sont vivants : Actinopterygii (poissons à nageoires rayonnées) et Sarcopterygii (poissons à nageoires lobes).
Les poissons à nageoires rayonnées comprennent de nombreux poissons familiers, notamment le thon, l'achigan, la truite et le saumon (Figure\(\PageIndex{4}\) a). Les poissons à nageoires rayonnées doivent leur nom à la forme de leurs nageoires, des toiles de peau soutenues par des épines osseuses appelées rayons. En revanche, les nageoires des poissons à nageoires lobées sont charnues et soutenues par des os (Figure\(\PageIndex{4}\) b). Les membres vivants des poissons à nageoires lobes incluent les poissons-poumons et les cœlacanthes, moins connus.
Amphibiens
Les amphibiens sont des tétrapodes vertébrés. Les amphibiens comprennent les grenouilles, les salamandres et les céciliens. Le terme amphibien signifie « double vie », ce qui fait référence à la métamorphose que subissent de nombreuses grenouilles du stade têtard à l'âge adulte et au mélange de milieux aquatiques et terrestres au cours de leur cycle de vie. Les amphibiens ont évolué au Dévonien et étaient les premiers tétrapodes terrestres.
En tant que tétrapodes, la plupart des amphibiens se caractérisent par quatre membres bien développés, bien que certaines espèces de salamandres et tous les céciliens ne possèdent que des membres vestigiaux. Une caractéristique importante des amphibiens existants est une peau humide et perméable, obtenue par les glandes muqueuses. La peau humide permet l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone avec l'environnement, un processus appelé respiration cutanée. Toutes les espèces d'amphibiens adultes vivantes sont carnivores, et certains amphibiens terrestres ont une langue collante qui sert à capturer leurs proies.
Diversité des amphibiens
Les amphibiens comprennent environ 6 500 espèces existantes qui peuplent les régions tropicales et tempérées du monde entier. Les amphibiens peuvent être divisés en trois clades : Urodela (« à queue »), les salamandres et les tritons ; Anura (« sans queue »), les grenouilles et les crapauds ; et Apoda (« sans pattes »), les caeciliens.
Les salamandres vivantes (Figure\(\PageIndex{5}\) a) comprennent environ 500 espèces, dont certaines sont aquatiques, d'autres terrestres et d'autres ne vivent sur terre qu'à l'âge adulte. Les salamandres adultes ont généralement un plan corporel tétrapode généralisé comportant quatre membres et une queue. Certaines salamandres sont dépourvues de poumons et la respiration se fait par la peau ou par les branchies externes. Certaines salamandres terrestres ont des poumons primitifs ; quelques espèces possèdent à la fois des branchies et des poumons.
CONCEPT EN ACTION
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Les grenouilles (Figure\(\PageIndex{5}\) b) constituent le groupe d'amphibiens le plus diversifié, avec environ 5 000 espèces qui vivent sur tous les continents sauf en Antarctique. Les grenouilles ont un plan corporel plus spécialisé que celui des salamandres lorsqu'il s'agit de se déplacer sur terre. Les grenouilles adultes utilisent leurs membres postérieurs pour sauter plusieurs fois la longueur de leur corps sur la terre ferme. Les grenouilles présentent un certain nombre de modifications qui leur permettent d'éviter les prédateurs, notamment la peau qui sert de camouflage et les produits chimiques défensifs qui sont toxiques pour les prédateurs et sécrétés par les glandes de la peau.
Les œufs de grenouilles sont fertilisés à l'extérieur, car ils sont pondus dans des environnements humides. Les grenouilles présentent divers comportements parentaux, certaines espèces se montrant peu attentives aux espèces qui portent des œufs et des têtards sur leurs pattes arrière ou sur le dos. Le cycle vital comprend deux étapes : le stade larvaire suivi de la métamorphose jusqu'au stade adulte. Au stade larvaire d'une grenouille, le têtard, est souvent un herbivore qui se nourrit par filtration. Les têtards ont généralement des branchies, un système de lignes latérales, une queue à longues nageoires, mais pas de membres. À la fin du stade têtard, les grenouilles se métamorphosent progressivement pour devenir adultes. À ce stade, les branchies et le système des lignes latérales disparaissent et quatre membres se développent. Les mâchoires deviennent plus grandes et conviennent à l'alimentation des carnivores, et le système digestif se transforme en l'intestin court typique d'un prédateur. Un tympan et des poumons respirant l'air se développent également. Ces changements au cours de la métamorphose permettent aux larves de se déplacer vers la terre ferme au stade adulte (Figure\(\PageIndex{6}\)).
Les Caeciliens comprennent environ 185 espèces. Ils n'ont pas de membres externes et ressemblent à des vers de terre géants. Ils habitent le sol et se trouvent principalement sous les tropiques d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Asie du Sud, où ils sont adaptés à un mode de vie fouisseur et sont presque aveugles. Contrairement à la plupart des autres amphibiens qui se reproduisent dans l'eau ou à proximité de l'eau, la reproduction dans un habitat de sol plus sec signifie que les céciliens doivent utiliser la fertilisation interne, et la plupart des espèces donnent naissance à des petits vivants (Figure\(\PageIndex{7}\)).
Reptiles et oiseaux
Les amniotes (reptiles, oiseaux et mammifères) se distinguent des amphibiens par leur œuf (décortiqué) adapté à la terre et par leur embryon protégé par des membranes amniotiques. L'évolution des membranes amniotiques a permis aux embryons d'amniotes de se développer dans un environnement aquatique à l'intérieur de l'œuf. Cela a permis de réduire la dépendance à l'égard d'un environnement aquatique pour le développement et a permis aux amniotes d'envahir les zones plus sèches. Il s'agissait d'un changement évolutif important qui les distinguait des amphibiens, qui étaient confinés aux environnements humides en raison de leurs œufs dépourvus de coquille. Bien que les coquilles des différentes espèces amniotiques varient considérablement, elles permettent toutes de retenir l'eau. Les membranes de l'œuf amniotique permettaient également l'échange de gaz et la séquestration des déchets dans l'enceinte d'une coquille d'œuf. Les coquilles des œufs d'oiseaux sont composées de carbonate de calcium et sont dures et fragiles, mais possèdent des pores permettant l'échange de gaz et d'eau. Les coquilles des œufs de reptiles sont plus coriaces et souples. La plupart des mammifères ne pondent pas d'œufs ; toutefois, même en période de gestation interne, les membranes amniotiques sont toujours présentes.
Dans le passé, la division la plus courante des amniotes se faisait en classes Mammalia, Reptilia et Aves. Les oiseaux descendent cependant de dinosaures, de sorte que ce schéma classique aboutit à des groupes qui ne sont pas de véritables clades. Nous aborderons les oiseaux en tant que groupe distinct des reptiles, étant entendu que cela ne reflète pas l'histoire de l'évolution.
Reptiles
Les reptiles sont des tétrapodes. Les reptiles dépourvus de membres (serpents) peuvent avoir des membres vestigiaux et, comme les céciliens, sont classés dans la catégorie des tétrapodes parce qu'ils descendent d'ancêtres à quatre membres. Les reptiles pondent des œufs décortiqués sur terre. Même les reptiles aquatiques, comme les tortues de mer, retournent sur terre pour y pondre des œufs. Ils se reproduisent généralement par voie sexuelle par fécondation interne. Certaines espèces présentent une ovoviviparité, les œufs restant dans le corps de la mère jusqu'à ce qu'ils soient prêts à éclore. D'autres espèces sont vivipares et la progéniture naît vivante.
L'une des principales adaptations qui ont permis aux reptiles de vivre sur terre a été le développement de leur peau squameuse, contenant la protéine kératine et les lipides cireux, qui empêchaient la perte d'eau par la peau. Cette peau occlusive signifie que les reptiles ne peuvent pas utiliser leur peau pour respirer, comme les amphibiens, et doivent donc tous respirer avec les poumons. De plus, les reptiles conservent la précieuse eau corporelle en excrétant de l'azote sous forme de pâte d'acide urique. Ces caractéristiques, ainsi que l'œuf amniotique décortiqué, ont été les principales raisons pour lesquelles les reptiles ont réussi à coloniser une variété d'habitats terrestres éloignés de l'eau.
Les reptiles sont des ectothermes, c'est-à-dire des animaux dont la principale source de chaleur corporelle provient de l'environnement. Les manœuvres comportementales, comme se prélasser au soleil pour se chauffer ou chercher de l'ombre ou des terriers pour se rafraîchir, les aident à réguler leur température corporelle,
La classe Reptilia comprend diverses espèces classées en quatre clades vivants. Ce sont les crocodiles, les sphénodonties, les squamates et les testudines.
Le crocodilia (« petit lézard ») est apparu il y a environ 84 millions d'années et les espèces vivantes incluent des alligators, des crocodiles et des caïmans. Les crocodiliens (Figure\(\PageIndex{8}\) a) vivent dans les tropiques d'Afrique, d'Amérique du Sud, du sud-est des États-Unis, d'Asie et d'Australie. Ils vivent dans les milieux d'eau douce, tels que les rivières et les lacs, et passent le plus clair de leur temps dans l'eau. Certaines espèces peuvent se déplacer sur terre grâce à leur posture semi-dressée.
La Sphénodontie (« dent cunéiforme ») est apparue au Mésozoïque et ne comprend qu'un seul genre vivant, Tuatara, avec deux espèces présentes en Nouvelle-Zélande. De nombreuses espèces fossiles remontent au Trias (il y a 250 à 200 millions d'années). Bien que les tuataras ressemblent à des lézards, ils sont anatomiquement distincts et partagent des caractéristiques que l'on retrouve chez les oiseaux et les tortues.
Les squamates (« squamates ») sont apparus à la fin du Permien ; les espèces vivantes incluent les lézards et les serpents, qui constituent le plus grand clade de reptiles existant (Figure\(\PageIndex{8}\) b). Les lézards se distinguent des serpents par leurs quatre membres, leurs paupières et leurs oreilles externes, qui sont absentes chez les serpents. Les espèces de lézards varient en taille, des caméléons et des geckos de quelques centimètres de long au dragon de Komodo, qui mesure environ 3 mètres de long.
On pense que les serpents sont descendus de lézards fouisseurs ou de lézards aquatiques il y a plus de 100 millions d'années (Figure\(\PageIndex{8}\) c). Les serpents comprennent environ 3 000 espèces et se trouvent sur tous les continents sauf en Antarctique. Leur taille varie de serpents filetés de 10 centimètres de long à des pythons et anacondas de 7,5 mètres de long. Tous les serpents sont carnivores et se nourrissent de petits animaux, d'oiseaux, d'œufs, de poissons et d'insectes.
Les tortues font partie du clade Testudines (« ayant une carapace ») (Figure\(\PageIndex{8}\) d). Les tortues se caractérisent par une carapace osseuse ou cartilagineuse, composée de la carapace sur le dos et du plastron sur la face ventrale, qui se développe à partir des côtes. Les tortues sont apparues il y a environ 200 millions d'années, avant les crocodiles, les lézards et les serpents. Les tortues pondent leurs œufs sur terre, bien que de nombreuses espèces vivent dans l'eau ou à proximité de l'eau. La taille des tortues varie de la tortue cadloper mouchetée de 8 centimètres (3,1 pouces) à la tortue luth de 200 centimètres (plus de 6 pieds). Le terme « tortue » est parfois utilisé pour décrire uniquement les espèces de Testudines qui vivent dans la mer, tandis que les termes « tortue » et « terrapin » désignent les espèces qui vivent respectivement sur terre et en eau douce.
oiseaux
Les données suggèrent maintenant que les oiseaux appartiennent au clade des reptiles, mais ils présentent un certain nombre d'adaptations uniques qui les distinguent. Contrairement aux reptiles, les oiseaux sont endothermes, c'est-à-dire qu'ils génèrent leur propre chaleur corporelle par le biais de processus métaboliques. La caractéristique la plus distinctive des oiseaux est leurs plumes, qui sont des écailles de reptiles modifiées. Les oiseaux possèdent différents types de plumes qui sont spécialisées pour des fonctions spécifiques, comme des plumes profilées qui affinent l'extérieur de l'oiseau et des plumes souples en duvet qui isolent (Figure\(\PageIndex{9}\) a).
Les plumes permettaient non seulement aux premiers oiseaux de planer et, finalement, de voler en battement, mais elles isolaient le corps de l'oiseau, contribuant ainsi au maintien de l'endothermie, même par temps plus frais. Pour propulser un animal volant, il faut économiser sur le poids transporté. À mesure que le poids corporel augmente, la production musculaire et le coût énergétique nécessaires au vol augmentent. Les oiseaux ont apporté plusieurs modifications pour réduire leur poids corporel, notamment des os creux ou pneumatiques (Figure\(\PageIndex{9}\) b) avec des espaces d'air qui peuvent être reliés à des sacs gonflables et des entretoises réticulées à l'intérieur de leurs os pour renforcer leur structure. Des parties du squelette vertébral et de la boîte cérébrale sont fusionnées pour augmenter sa résistance tout en allégeant son poids. La plupart des espèces d'oiseaux ne possèdent qu'un seul ovaire au lieu de deux, et aucun oiseau vivant n'a de dents dans la mâchoire, ce qui réduit encore davantage la masse corporelle.
Les oiseaux possèdent un système de sacs d'air qui se ramifient à partir de leurs voies respiratoires principales et qui détournent le trajet de l'air de manière à ce qu'il traverse les poumons de manière unidirectionnelle, à la fois pendant l'inspiration et l'expiration. Contrairement aux poumons des mammifères dans lesquels l'air circule dans deux directions lorsqu'il est inhalé et expulsé, l'air circule continuellement dans les poumons de l'oiseau afin de fournir un système d'échange gazeux plus efficace.
Les mammifères
Les mammifères sont des vertébrés dont les poils et les glandes mammaires servent à nourrir leurs petits. Certaines caractéristiques de la mâchoire, du squelette, de la peau et de l'anatomie interne sont également propres aux mammifères. La présence de poils est l'une des principales caractéristiques d'un mammifère. Bien qu'ils ne soient pas très étendus chez certains groupes, tels que les baleines, les poils ont de nombreuses fonctions importantes pour les mammifères. Les mammifères sont endothermes et les poils isolent en emprisonnant une couche d'air à proximité du corps pour retenir la chaleur métabolique. Les cheveux servent également de mécanisme sensoriel grâce à des poils spécialisés appelés vibrisses, mieux connus sous le nom de moustaches. Ils se fixent aux nerfs qui transmettent les informations tactiles, ce qui est particulièrement utile pour les mammifères nocturnes ou fouisseurs. Les cheveux peuvent également apporter une coloration protectrice.
La peau des mammifères comprend des glandes sécrétoires aux fonctions diverses. Les glandes sébacées produisent un mélange de lipides appelé sébum qui est sécrété sur les cheveux et la peau pour résister à l'eau et lubrifier. Les glandes sébacées sont situées sur la majeure partie du corps. Les glandes sudorifères produisent de la sueur et des odeurs, qui fonctionnent respectivement dans la thermorégulation et la communication. Les glandes mammaires produisent du lait qui sert à nourrir les nouveau-nés. Alors que les mâles monotrèmes et les euthériens possèdent des glandes mammaires, les marsupiaux mâles n'en possèdent pas.
Le système squelettique des mammifères possède des caractéristiques uniques qui les différencient des autres vertébrés. La plupart des mammifères ont des dents hétérodontes, ce qui signifie qu'ils ont différents types et formes de dents qui leur permettent de se nourrir de différents types d'aliments. Ces différents types de dents incluent les incisives, les canines, les prémolaires et les molaires. Les deux premiers types sont destinés à couper et à déchirer, tandis que les deux derniers types sont destinés au concassage et au broyage. Différents groupes ont des proportions différentes de chaque type, en fonction de leur régime alimentaire. La plupart des mammifères sont également des diphyodontes, c'est-à-dire qu'ils ont deux paires de dents au cours de leur vie : des dents caduques ou « de lait » et des dents permanentes. Chez d'autres vertébrés, les dents peuvent être remplacées tout au long de la vie.
Les mammifères modernes sont divisés en trois grands groupes : les monotrèmes, les marsupiaux et les euthériens (ou mammifères placentaires). Les euthériens, ou mammifères placentaires, et les marsupiaux sont appelés collectivement mammifères thériens, tandis que les monotrèmes sont appelés métathériens.
Il existe trois espèces vivantes de monotrèmes : l'ornithorynque et deux espèces d'échidnés, ou fourmiliers épineux (Figure\(\PageIndex{10}\)). L'ornithorynque et une espèce d'échidné se trouvent en Australie, tandis que l'autre espèce d'échidné se trouve en Nouvelle-Guinée. Les monotrèmes sont uniques chez les mammifères, car ils pondent des œufs coriaces, semblables à ceux des reptiles, au lieu de donner naissance à des petits vivants. Cependant, les œufs sont conservés dans l'appareil reproducteur de la mère jusqu'à ce qu'ils soient presque prêts à éclore. Une fois que les petits éclosent, la femelle commence à sécréter du lait par les pores d'une crête de tissu mammaire le long de la face ventrale de son corps. Comme les autres mammifères, les monotrèmes sont endothermes mais régulent la température corporelle un peu plus bas (90 °F, 32 °C) que les mammifères placentaires (98 °F, 37 °C). Comme les reptiles, les monotrèmes ont une ouverture postérieure pour les produits urinaires, fécaux et reproducteurs, plutôt que trois ouvertures distinctes comme le font les mammifères placentaires. Les monotrèmes adultes n'ont pas de dents.
Les marsupiaux se trouvent principalement en Australie et dans les îles voisines, bien qu'on trouve environ 100 espèces d'opossums et quelques espèces de deux autres familles dans les Amériques. Les marsupiaux australiens comptent plus de 230 espèces, dont le kangourou, le koala, le bandicoot et le diable de Tasmanie (Figure\(\PageIndex{11}\)). La plupart des espèces de marsupiaux possèdent une poche dans laquelle les petits vivent après la naissance, reçoivent du lait et continuent à se développer. Avant la naissance, les marsupiaux ont une connexion placentaire moins complexe et les jeunes naissent beaucoup moins développés que chez les mammifères placentaires.
Les Euthériens sont les mammifères les plus répandus dans le monde entier. Il existe plusieurs groupes d'euthériens, dont Insectivora, les mangeurs d'insectes ; Edentata, les fourmiliers édentés ; les rongeurs ; les chiroptères, les chauves-souris ; les cétacés, les mammifères aquatiques, y compris les baleines ; les carnivores, les mammifères carnivores, y compris les chiens, les chats et les ours ; et les primates, qui incluent les humains. Les mammifères euthériens sont parfois appelés mammifères placentaires, car toutes les espèces possèdent un placenta complexe qui relie le fœtus à la mère, permettant ainsi l'échange de gaz, de liquides, de déchets et de nutriments. Alors que d'autres mammifères peuvent posséder un placenta moins complexe ou en avoir brièvement un, tous les euthériens ont un placenta complexe pendant la gestation.
Primates
L'ordre des primates de classe Mammalia comprend les lémuriens, les tarsiers, les singes et les singes, y compris les humains. Les primates non humains vivent principalement dans les régions tropicales ou subtropicales d'Amérique du Sud, d'Afrique et d'Asie. Leur taille varie du lémurien souris pesant 30 grammes (1 once) au gorille de montagne pesant 200 kilogrammes (441 livres). Les caractéristiques et l'évolution des primates nous intéressent particulièrement car elles nous permettent de comprendre l'évolution de notre propre espèce.
Toutes les espèces de primates sont adaptées pour grimper aux arbres, car elles descendent toutes d'arbres, bien que toutes les espèces ne soient pas arboricoles. Ce patrimoine arboricole de primates a donné naissance à des mains et des pieds adaptés à la brachiation, ou à l'escalade et au balancement des arbres. Ces adaptations incluent, sans toutefois s'y limiter, 1) une articulation de l'épaule rotative, 2) un gros orteil largement séparé des autres orteils et des pouces largement séparés des doigts (sauf pour les humains), qui permettent de saisir les branches, et 3) une vision stéréoscopique, deux champs visuels qui se chevauchent, ce qui permet pour la perception de la profondeur nécessaire pour mesurer la distance. Les autres caractéristiques des primates sont un cerveau plus gros que celui de nombreux autres mammifères, des griffes transformées en ongles aplatis, généralement une seule progéniture par grossesse, et une tendance à maintenir le corps droit.
L'ordre des primates est divisé en deux groupes : les prosimiens et les anthropoïdes. Les prosimiens incluent les bébés de brousse d'Afrique, les lémuriens de Madagascar et les loris, les pommes de terre et les tarsiers de l'Asie du Sud-Est. Les anthropoïdes incluent les singes, les petits singes et les grands singes (Figure\(\PageIndex{12}\)). En général, les prosimiens ont tendance à être nocturnes, à être plus petits que les anthropoïdes et à avoir un cerveau relativement plus petit que celui des anthropoïdes.
Résumé de la section
Les premiers vertébrés qui ont divergé des cordés invertébrés étaient les poissons sans mâchoires. Les myxines sont des charognards ressemblant à des anguilles qui se nourrissent d'invertébrés morts et d'autres poissons. Les lamproies se caractérisent par une bouche suceuse dentée en forme d'entonnoir, et certaines espèces parasitent d'autres poissons. Les gnathostomes incluent les poissons à mâchoires (poissons cartilagineux et osseux) ainsi que tous les autres tétrapodes. Les poissons cartilagineux comprennent les requins, les raies, les raies et les requins fantômes. Les poissons osseux peuvent être divisés en poissons à nageoires rayonnées et à nageoires lobes.
En tant que tétrapodes, la plupart des amphibiens se caractérisent par quatre membres bien développés, bien que certaines espèces de salamandres et tous les caeciliens soient dépourvus de membres. Les amphibiens ont une peau humide et perméable utilisée pour la respiration cutanée. Les amphibiens peuvent être divisés en trois clades : les salamandres (Urodela), les grenouilles (Anura) et les caeciliens (Apoda). Le cycle vital des amphibiens comprend deux étapes distinctes : le stade larvaire et la métamorphose jusqu'au stade adulte.
Les amniotes se distinguent des amphibiens par la présence d'un œuf adapté à la terre et protégé par des membranes amniotiques. Les amniotes incluent des reptiles, des oiseaux et des mammifères. L'une des principales adaptations qui ont permis aux reptiles de vivre sur terre a été le développement d'une peau squameuse. Les reptiles comprennent quatre clades vivants : les crocodiles (crocodiles et alligators), les sphénodonties (tuataras), les squamata (lézards et serpents) et les Testudines (tortues).
Les oiseaux sont des amniotes endothermes. Les plumes servent d'isolant et permettent de voler. Les os pneumatiques des oiseaux sont creux plutôt que remplis de tissus. Le flux d'air qui traverse les poumons des oiseaux se déplace dans une direction. Les oiseaux ont évolué à partir des dinosaures.
Les mammifères ont des poils et des glandes mammaires. La peau des mammifères comprend diverses glandes sécrétoires. Les mammifères sont endothermes, tout comme les oiseaux. Trois groupes de mammifères vivent aujourd'hui : les monotrèmes, les marsupiaux et les euthériens. Les monotrèmes sont uniques chez les mammifères car ils pondent des œufs plutôt que de donner naissance à des petits vivants. Les mammifères euthériens ont un placenta complexe.
Il existe 16 ordres (vivants) de mammifères euthériens existants. Les humains sont plus étroitement apparentés aux primates, qui sont tous adaptés pour grimper aux arbres, bien que toutes les espèces ne soient pas arboricoles. Les autres caractéristiques des primates sont un cerveau plus gros que celui des autres mammifères, des griffes transformées en ongles aplatis, et généralement un jeune par grossesse, une vision stéréoscopique et une tendance à maintenir le corps droit. Les primates sont divisés en deux groupes : les prosimiens et les anthropoïdes.
Lexique
- Actinoptérygii
- poissons à nageoires rayonnées
- amniote
- clade d'animaux possédant un œuf amniotique, y compris des reptiles (y compris des oiseaux) et des mammifères
- Amphibia
- grenouilles, salamandres et céciliens
- ampoule de Lorenzini
- un organe sensoriel qui permet aux requins de détecter les champs électromagnétiques produits par les êtres vivants
- anthropoïdes
- un clade composé de singes, de singes et d'humains
- Anura
- grenouilles
- Apoda
- céciliens
- brachiation
- se balancer à travers les arbres
- caécilien
- un amphibien sans pattes appartenant au clade Apoda
- Chondrichthyens
- poissons à mâchoires avec nageoires appariées et squelette fait de cartilage
- craniate
- un clade d'accords proposé qui inclut tous les groupes sauf les tuniciers et les lancelettes
- Crocodilia
- crocodiles et alligators
- respiration cutanée
- échange de gaz à travers la peau
- diphyodonte
- fait référence à la possession de deux paires de dents au cours d'une vie
- plume de duvet
- plume spécialisée pour l'isolation
- mammifère euthérien
- mammifère doté d'un placenta complexe, qui relie le foetus à la mère ; parfois appelé mammifère placentaire
- grenouille
- un amphibien sans queue appartenant au clade Anura
- gnathostome
- un poisson à la mâchoire
- myxine
- un poisson sans mâchoires ressemblant à une anguille qui vit au fond de l'océan et est un charognard
- dents hétérodontes
- différents types de dents modifiées à des fins différentes
- lamproie
- un poisson sans mâchoires caractérisé par une bouche suceuse dentée, semblable à un entonnoir
- ligne latérale
- organe sensoriel qui parcourt le corps d'un poisson et qui sert à détecter les vibrations dans l'eau
- mammifère
- l'un des groupes de vertébrés endothermes qui possèdent des cheveux et des glandes mammaires
- glande mammaire
- chez les mammifères femelles, une glande qui produit du lait pour les nouveau-nés
- marsupial
- l'un des groupes de mammifères qui comprend le kangourou, le koala, le bandicoot, le diable de Tasmanie et plusieurs autres espèces ; les jeunes se développent dans une poche
- monotrème
- un mammifère qui pond des œufs
- Myxini
- myxines
- Osteichthyes
- poissons osseux
- ostracoderme
- l'un des premiers poissons sans mâchoires recouverts d'os
- Petromyzontidae
- le clade des lamproies
- os pneumatique
- un os rempli d'air
- Primates
- comprend les lémuriens, les tarsiers, les singes, les singes et les humains
- prosimiens
- un groupe de primates qui comprend des bébés de brousse d'Afrique, des lémuriens de Madagascar et des loris, des pommes de terre et des tarsiers d'Asie du Sud-Est
- salamandre
- un amphibien à queue appartenant au clade Urodela
- Sarcoptérygii
- poissons à nageoires lobes
- glande sébacée
- chez les mammifères, une glande cutanée qui produit un mélange de lipides appelé sébum
- Sphénodontie
- le clade reptilien qui inclut les tuataras
- Squamata
- le clade reptilien de lézards et de serpents
- vision stéréoscopique
- deux champs de vision se chevauchant depuis les yeux qui produisent une perception de la profondeur
- glande sudorifère
- glande chez les mammifères qui produit des molécules de sueur et d'odeur
- vessie natatoire
- chez les poissons, un organe rempli de gaz qui aide à contrôler la flottabilité du poisson
- têtard
- stade larvaire d'une grenouille
- Testidines
- tortues
- Urodela
- salamandres