מהם מי שפיר? - ביולוגיה - 2025

מי השפיר הם קבוצה מונופילטית הנוצרת על ידי בעלי חיים שעובריהם מוקפים בקרומים (מי שפיר, אלנטואיס, שק חלמון וכוריון) ומכוסים לעיתים קרובות במעטפת עורית או עשויה.

קרינה מי שפיר מורכבת משני שושלות עיקריות: הסורופסידים והסינפסידים. כפי שניתן לראות בתיעוד המאובנים, שתי הקבוצות סטו מאוד מוקדם בתקופת האבולוציה - קרוב לקרבוניפרוס, או ככל הנראה מוקדם יותר.

זוחלים הם בדיקת מי שפיר.
מקור: pixabay.com

השושלת הסורופסידית מורכבת מציפורים, הדינוזאורים שנכחדו עכשיו וזוחלים מודרניים. סינפסידים, מצדם, הם קיבוץ מונופילטי המורכב מתרפסידים ויונקים מודרניים.

ביצת השפיר

צב ים בוקע מביצה. מחבר: מאייר ריצ'רד. Wikimedia Commons.

ביצת השפיר משיגה רבייה עצמאית של הסביבה הימית

דו-חיים מציגים שורה של מאפיינים - ברמה הפיזיולוגית והאנטומית - המאפשרים להם לפתח חיים מחוץ למים. עם זאת, החיים ביבשה מתרחשים באופן חלקי כאשר הרבייה ממשיכה לקשור דו-חיים לגופי מים.

אב הקדמון של המחבש המכיל זוחלים לא עופות, ציפורים ויונקים פיתח ביצה המותאמת לתנאי היבשה ואפשרה עצמאות מוחלטת של מערכות אקולוגיות מימיות. למעשה, ביצת השפיר כל כך מובחנת שהיא נותנת למלחה את שמה.

מאפיינים אחרים העדיפו גם את עצמאות המים. בעיקר חוסר בזימים והפריה פנימית. מבחינה הגיונית, קיומה של קליפה קשה המקיפה את הביצה מחייב שההפריה תהיה פנימית, מכיוון שהזרע אינו מסוגל לחדור למבנה זה.

מסיבה זו, איבר מזין מופיע במי שפיר (למעט ב tuataras וברוב הציפורים) האחראי להעברת זרע. האיבר הפופולרי ביותר מבין חברי הקבוצה הוא איבר המין, המופק מדפנות הקלאוקה.

ארבעת הממברנות החוץ-עובריות

לביציות מי שפיר יש ארבע ממברנות חוץ-עובריות: אמנון, אלנטואיס, כוריון ושק החלמון.

אמניון

התחמושת היא הממברנה הראשונה המקיפה את העובר. הוא אחראי לספק לעובר מדיום מימי לצמיחתו, בנוסף לפונקציות חיץ.

אלנטואיס

הפסולת המטבולית המיוצרת על ידי האורגניזם החדש שנוצר מאוחסן באלנטואיס. בשכבה זו אנו מוצאים כלי דם משמעותי.

סִיסִית

הכוריון אחראי להקיף את כל תכולת הביצה, וכמו האלנטואיס, מדובר בשכבה וסקולרית ביותר. מסיבה זו, גם הצוריון וגם האלנטואיס משתתפים כאבר נשימה, המתווך את חילופי הפחמן הדו-חמצני והחמצן בין העובר לחוץ.

שק חלמון

מאפיין המשותף לביצית של בעלי חיים שאינם מי שפיר הוא נוכחות של שק חלמון. זה מתפקד כאחסון של חומרים מזינים וגודלו גדול בהרבה בביצי מי השפיר.

שכבה נוספת: גסה מינרלית או עורית

ברוב המקרים, המבנה המתואר מוקף בשכבה או קליפה נוספים, מינרלים מאוד ובמינים מסוימים גמישים. עם זאת, כיסוי זה נעדר לטאות רבות, נחשים ורובם המוחלט של היונקים.

בעופות ציפוי מינרלי זה מהווה מחסום מכני חשוב. אחד המאפיינים של הקליפה הוא שהוא מאפשר מעבר גזים, אך מפחית את אובדן המים, כלומר הוא חדיר למחצה.

התפתחות ביצת מי השפיר

רעיון אחד שעשוי להיות מושך לרבים הוא לחשוב שביצית מי השפיר היא ביצת "האדמה". עם זאת, דו-חיים רבים הם מסוגלים להניח את ביציהם בארצות רטובות, מי שפיר רבים משריצים במקומות רטובים, כמו צבים.

ברור המאפיינים של ביצת מי השפיר מאפשרים לה להתפתח באזורים יבשים הרבה יותר - בהשוואה לאתרים האופטימליים לביצי דו-חיים. לפיכך, התפתחות ביצת מי השפיר הייתה גורם מפתח להצלחתם של טטרפודים על פני האדמה.

היתרון הסלקטיבי הגדול ביותר שהעניקה ביצת מי השפיר לקבוצה היה לאפשר צמיחה של עובר גדול בהרבה ובזמן פחות זמן.

יתר על כן, ניתן להמיס את מרבצי הסידן בקליפה ולספוג אותם לאחר מכן על ידי האורגניזם המתפתח. ניתן לשלב חומר זה בשלד ולקדם את בנייתו.

מאפיינים הנגזרים ממי השפיר

בנוסף לביצית מי השפיר, קבוצת בעלי חיים זו מאופיינת באוורור ריאותיה באמצעות שאיפה. הם עושים זאת על ידי מילוי ריאותיהם באוויר על ידי הרחבת כלוב הצלעות באמצעות מבני שרירים שונים. אם נשווה את זה לדו-חיים, יש שינוי מאוורור חיובי לשלילי.

כמו כן, בהשוואה לעור דו-חיים, מי השפיר עבים בהרבה ועמידים בפני אובדן מים. העור נוטה להיות יותר קרטיניזציה ופחות חדיר למים. יש מגוון רחב של מבנים המורכבים מקרטין, כמו קשקשים, שיער, נוצות, בין היתר

קרטין מעניק לעור הגנה פיזית, והשומנים בעור אחראיים על הגבלת אובדן המים.

מערכת יחסים בין מי שפיר

ההבדל בין שתי שושלות מי השפיר לסאורופסידים וסינפסידים מבוסס על גידור הגולגולת, באזור הזמני - האזור שלפני כל עין. אזור זה נראה אינדיקטור אמין לשושלות אבולוציוניות.

האזור הזמני של מי השפיר יכול להופיע בשתי דרכים. הקריטריון הראשון לוקח בחשבון את מספר הפתחים או התזמורת הזמנית והשני כולל את מיקום הקשתות הזמניות. כאן נתמקד רק בהבחנה הראשונה (מספר fenestras).

באורגניזמים שאינם מי שפיר ובמי שפיר פרימיטיביים ביותר, האזור הזמני מאופיין בכך שהוא מכוסה כולו על ידי עצם. תנאי זה נקרא annapsid.

קבוצה שנפרדה מוקדם מהאנאפסידס יצרה את סינפסידים. סוג זה של גולגולת, עם פתח זמני בלבד, נמצא אצל אבותיהם של יונקים וביונקים הנוכחיים.

הקבוצה השנייה שסטה מהאנאפסידס היו המפסידות, שעל הגולגולת שלה שני פתחים זמניים. דפוס אנטומי זה נמצא בפטרוזאורים ודינוזאורים, ציפורים וזוחלים - למעט בולט בצבים, שהם אנפסידים.

הפניות

1. צוללנים, SJ, & Stahl, SJ (Edds.). (2018). רפואת הזוחלים והניתוח הדו-מדדי של מאדר-ספר אלקטרוני. מדעי הבריאות Elsevier.
2. היקמן, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה. מקגרו - היל.
3. קרדונג, KV (2006). חוליות חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו-היל.
4. Llosa, ZB (2003). זואולוגיה כללית. מנוהלת.
5. Vitt, LJ, and Caldwell, JP (2013). הרפטולוגיה: ביולוגיה מבואת של דו-חיים וזוחלים. עיתונות אקדמית.