Kap 6 - djurriket

makroevolutionen

Det finns c:a 1,5 miljoner kända djurarter. Djur är flercelliga, heterotrofa (lever av energi som någon annan organism har skapat, t.ex. växtätare, rovdjur eller asätare) och saknar cellväggar.

Det finns ungefär 30 huvudgrupper, så kallade fyla (fylum om man pratar om ett). De uppkom nästan alla under "Kambriska explosionen" under tidsperioden Kambrium för 500 miljoner år sedan. Sedan har arterna utvecklats mer eller mindre, några har dött och andra har utvecklats, men egenskaperna hos de olika fyla finns kvar. De kan vara enkelt byggda eller väldigt avancerade, vilket motsvarar olika utvecklingsnivåer.

Man kan titta på fosterutveckling för att se hur djurarterna har utvecklats. I början är alla fostrets celler ett oskrivet blad och kan utvecklas till vad som helst. När det finns 8 celler börjar de specialisera sig. När de är 16 st är de fortfarande i en klump ("morula") men börjar nu flytta på sig och bildar en ihålig boll ("blastula" som betyder liten blåsa). Därefter buktar ena toppen in och lägger sig som ett extra lager på insidan av blåsan, så att det blir två cell-lager (”gastrula”) och en öppning, som kallas urmun. Hit fram har alla djur gemensam utveckling.

De djur som inte kommer längre, utan stannar på två cellskiktsstadiet, är svampdjuren och nässeldjuren. Av dem är svampdjuren mest primitiva. De har ingen symmetri utan ser ut som en blobb. De har heller ingen polaritet, alltså huvudsida och "fotsida". De har heller ingen kroppsöppning. De andas med diffusion, alltså att vattnet åker in och cellerna direkt tar upp syret via osmos. De har inga egentliga vävnader och överlever om de åker genom en sil - ingen kroppsdel är så att säga viktigare än någon annan. Fortplantningen är könlig men med yttre befruktning. Svampdjuren sitter fast på underlaget, förutom larverna. De äter plankton genom att sila vattnet och ta upp de djur och växter som fastnar.

Nässeldjuren har också två cellskikt, men de är lite mer avancerade. De har en kroppsöppning som alltså används för både in och ut. De har så kallad radiärsymmetri - sett uppifrån eller underifrån ser de likadana ut från alla håll. Dessutom har de en tydlig huvudsida och undersida, även kallat polaritet. Precis som svampdjuren andas de via diffusion, genom att vatten cirkulerar, men de har en mun och kan äta. Bland nässeldjuren finns både könlig och könlös förökning. Vissa nässeldjur har nässelceller som används för att jaga. Hydror, maneter och koraller tillhör denna grupp.

Om vi går tillbaka till fosterutvecklingen så är nästa steg att det bildas ett tredje cellskikt. Det yttersta lagret kallas ektoderm och utvecklas till hud, hår, naglar, nerver och körtlar. Det mellersta cell-lagret heter mesoderm och bildar stödjevävnad som muskler och blodcirkulation. Det innersta lagret kallas endoderm och går vidare till att bli matspjälkning och andningsorgan. Tänk på att bara för att ett djur har tre cell-lager betyder det inte att de har alla de organ som det lagret kan bilda.

Den första gruppen på tre cellskiktsstadiet är plattmaskar, t.ex. binnikemask. De har bara en kroppsöppning så den används åt båda hållen. De har en så kallad bilateral symmetri, alltså att de har en högersidan och en vänstersida. De andas med diffusion och lever där det är blött eller fuktigt (man måste ha vatten för att diffusionen ska funka). De förökar sig könligt och könlöst, äter smådjur, både som rovdjur (jagar) och saprofyt (äter döda djur). Vissa har ögon och hjärna.

Åter till fostret. Det har fått tre cellskikt och nu får det en andra öppning. Från den här punkten kommer vi inte titta mer på fosterutvecklingen, utan på hur avancerade organ djuren har. En sak som är värd att komma ihåg är att om den första öppningen, "urmunnen", används som mun så är djuret mer primitivt. Om den första öppningen istället används som anus är djuret mer avancerat.

Rundmaskar är nästa grupp. Hit hör till exempel spolmask och springmask som är parasiter. De har polaritet, alltså en huvudsida och en "fotsida". De har också bilateral symmetri, alltså en vänstersida och en högersida. Första öppningen fortsatte att vara mun. De andas genom diffusion och förökar sig könligt och könlöst. Ofta är de skildkönade, alltså att det finns honor och hannar. Eftersom de andas via

diffusion måste de ha fuktigt och de finns i sjöar, hav eller fuktig mark. Eller i tarmarna hos andra. De kan vara rovdjur, växtätare eller parasiter.

Ringmaskar, dit iglar, daggmaskar och havsborrar hör, har polaritet och bilateral symmetri. Urmunnen fortsatte att vara en mun. Ringmaskar har enkla organ, till exempel har havsborrarna gälar att andas med. Övriga ringmaskar andas via diffusion. Förökningen är könlig, med yttre befruktning. De är hermafroditer, alltså att en individ har både sädesceller och äggceller. Mer organ: förstadie till hjärta genom några större blodkärl som kan dra ihop sig, förstadie till hjärna genom att nervsystemet samlas till två knutar vid huvudändan, förstadie till njurar. Ringmaskarna kan särskiljas från rundmaskarna genom att de är segmenterade, vilket hjälper dem att ta sig fram.

Leddjur är en stor grupp. Undergrupper är kräftdjur, mångfotingar, spindeldjur och insekter. De har en huvudsida och en fotsida och första kroppsöppningen är fortfarande en mun. De har yttre skelett och leder och flera olika organ. Andningen sker på olika sätt för de olika arterna men ingen andas med diffusion. Kräftdjuren har gälar, insekter har något som kallas trakéer och spindeldjur något som kallas boklunga. Förökningen är könlig och här har vi första gruppen med inre befruktning. Leddjuren är skildkönade, har alltså honor och hannar. Vissa arter kan ha jungfrufödsel. De har ett utvecklat nervsystem med hjärna. De har blodkärl och hjärta.

Blötdjur betyder mjuka djur även om de oftast också är blöta. I gruppen blötdjur ingår bläckfiskar, snäckor och musslor. De har polaritet och bilateral symmetri. Urmunnen är fortfarande en mun. De har skal, antingen yttre (snäckor och musslor) eller inre (de flesta bläckfiskar). Bläckfiskar andas med gälar och sniglar andas med lunga. Befruktningen är könlig och yttre. De är mestadels skildkönade. Blodsystemet och nervsystemet är utvecklat.

Tagghudingar verkar ganska primitiva, men de får vara här närmast före ryggsträngsdjuren tack vare en enda sak: urmunnen stannade inte som mun, utan blev anus. Tydligen var det viktigare för klassificeringen än resten, för de har radiärsymmetri (sedd ovanifrån ser den likadan ut åt alla håll), andas med diffusion och saknar hjärna. Det visar sig dock vara så att larverna är tvåsidiga, så kanske kom tagghudingarna från en mer avancerad gren. De är oftast skildkönade, och de har yttre befruktning. Till gruppen hör sjöstjärnor, ormstjärnor, sjöborrar, sjögurkor och sjöliljor.

Ryggsträngsdjuren har också använt sin första mun till anus. Ytterligare utveckling från tidigare fylum är att det bildats ett skydd runt den centrala nervtråden. För vissa ryggsträngsdjur är det skyddet inte så starkt, men för ryggradsdjuren är det stabilare.

Fiskar kan ha brosk eller ben. Hajar har brosk, torsk har ben. De lever i vattnet och har fenor för att simma med och är täckta av fjäll som skydd mot bland annat uttorkning. Vissa fiskar har simblåsa, som är fylld med gas om fisken vill ligga högt i vattnet. Annars kan den släppa ut en del av gasen för att åka ner en bit. Fiskar har yttre befruktning och andas med gälar. De har ett hjärta med två rum som inte är så där jätte-effektivt. Blodomloppet är enkelt, det vill säga blodet pumpas till gälarna för syresättning, och sedan får det sippra ut i resten av kroppen. På grund av den dåliga blodförsörjningen kan fiskar inte hålla uppe någon högre kroppstemperatur. De är därför växelvarma - har samma temperatur som omgivningen. Fiskar kan se på nära håll. Eftersom linsen inte kan ändra form kan de inte ställa in synskärpa bortom en viss gräns. De har luktgropar som används till både lukt och smak. Ett viktigt känselorgan är något som kallas för sidolinjen. Med den kan fiskarna känna tryckförändringar i vattnet och vet om någonting kommer från sidan.

Groddjur, dit grodor, paddor och vattenödlor hör, tog steget upp på land, men de har inte hunnit bli så välanpassade ännu för ett liv utanför vattnet. De har lungor, men de är dåliga så att de måste även använda diffusion genom huden. Det är därför de har slemmig hud, det måste vara fuktigt för att inte porerna som de tar upp syre genom ska torka ihop. Även fortplantningen kräver närhet till vatten. Deras ägg har inte skal som skyddar mot uttorkning, så därför läggs äggen i stillastående vatten. Grodor har oftast yttre befruktning, men vattenödlor har inre. Hjärtat har börjat att utvecklas. Till skillnad från fiskarnas, så har groddjurens ett dubbelt blodomlopp. Först pumpas blod till lungorna och syresätts, det syrerika blodet kommer tillbaka till hjärtat som pumpar det ut i kroppen. Tyvärr har grodhjärtat tre rum, vilket innebär att det syrerika och det syrefattiga blodet blandas och det blir inte så bra. På grund av den bristfälliga syresättningen klarar inte groddjuren att hålla några högre temperaturer, så de är

växelvarma. Känselorganen är ungefär som hos fiskarna, inklusive sidolinje, men de funkar bara i vatten.

Kräldjuren kommer härnäst. Nu börjar det vara en hyfsad anpassning till livet på land. Till denna grupp hör ödlor, ormar, sköldpaddor och krokodiler. De har alla en hård, fjällig hud och har det gemensamt att de krälar eller kryper. De har inre befruktning och lägger sedan ägg. Som exempel på anpassning till land kan nämnas att äggen har sega skal som skyddar dem från uttorkning. Lungorna är tillräckligt välutvecklade för att räcka till andning och kräldjuren behöver alltså inte andas genom huden. Hjärtats skiljevägg har börjat växa, vilket skulle råda bot på problemet med blandning av syrerikt och syrefattigt blod, men det är ännu inte klart. Hjärtat är alltså mer effektivt än groddjurens, men inte tillräckligt för att kräldjuren ska ha hög kroppstemperatur. De är växelvarma. Ögonen har utvecklats, linsen kan ändra form vilket gör att kräldjuren kan se även på avstånd. Ormar har välutvecklad känsel.

Vad gäller fåglar är det inte alla som flyger, men alla har fjädrar, näbb, vingar, ihåligt skelett och går på två ben. De har inre befruktning och lägger ägg med hårda skal. Fåglarna tar hand om ungarna, till skillnad från de tidigare nämnda djurarterna. Därför kan de lägga färre ägg och det är ändå en god chans att ungarna överlever till vuxen ålder. Fåglarnas lungor är bättre utvecklade än våra – de har lika bra alveoler (lungblåsor där syret tas in och koldioxid släpps ut), och sedan har de också luftsäckar så att de kan få nytt syre både vid in- och utandning. Hjärtat har fyra rum, alltså den där skiljeväggen som börjat utvecklas hos kräldjuren är här fullt utvecklad, så de får ingen blandning av syrerikt och –fattigt blod. Tack vare den goda blodförsörjningen och syretillförseln är fåglar jämnvarma, de reglerar sin egen kroppstemperatur. Fåglar har bra syn och hörsel, lite sämre doftsinne. Hjärnan är hos vissa arter mycket välutvecklad.

Däggdjur har gemensamt att de har bröstkörtlar och diar ungarna, samt att de har tänder. Däggdjuren delas in i tre grupper, beroende på hur de förökar sig. Alla har inre befruktning, sedan skiljer det sig åt. Kloakdjuren lägger ägg, pungdjuren föder mycket små ungar som sedan bärs omkring i en pung till dess att de vuxit till sig, och moderkaksdjuren har lång graviditetsperiod och ungarna föds mycket välutvecklade. Lungorna och blodkärlsystemet inklusive hjärtat är välutvecklade. Sinnesorganen är varierade, men välanpassade till varje arts miljö.

 

Kap 7 – Djurens beteende

etologi

Etologi är läran om djurs beteenden. En person som är känd för sitt arbete inom detta heter Konrad Lorenz.

Om man tänker på evolutionen, så är det flera saker som kan avgöra om en individ överlever och får sprida sina gener. Några har vi haft tidigare, t.ex. fysiska egenskaper som gör att en individ lättare undviker rovdjur eller lättare får mat. Några är nya, t.ex. mimikry, som är när en ofarlig art har ett utseende som liknar en giftig eller farlig art, och på så vis kan de undgå att bli uppätna. Även beteendet påverkar överlevnaden.

Beteenden kan vara medfödda, och då kallas de instinkter, eller så kan de vara inlärda. Vissa arter har väldigt liten förmåga att lära och går enbart eller nästan enbart på instinkter. Andra lär sig lätt och kan bete sig på sätt som motsäger det deras medfödda instinkter säger åt dem.

För att en art ska kunna lära sig beteenden, krävs främst två saker. Det ena är hjärnkapacitet som ger dem en förmåga att lära sig, och det andra är tid för att lära (läs: barndom).

 

Instinkter är medfödda beteenden som är likadana hos individer av samma art. Några viktiga termer inom instinktsbeteende är:

* Nyckelretning – något (synintryck, temperaturskillnad eller annat) som utlöser ett instinktivt beteende

* Supernormal retning – retning som ger en extra stark reaktion

* Fixt rörelsemönster – beteende som måste slutföras även om retningen som utlöste det har försvunnit

* Taxi (uttalas med långt i) – rörelsemönster som kan avbrytas om retningen upphör

* Fortplantningsbeteende, exempelvis uppvaktning, revirhävdande, föräldrainstinkt

* Jaktinstinkt

* Tomgångshandling – när djuret har så stor motivation att det utför en handling trots att det inte finns en retning, t.ex. gnagare som försöker gräva i golvet

* Överslagshandling – när det finns stor motivation till två motstridiga handlingar och istället väljer djuret ett tredje, helt annorlunda beteende

* Utebliven reaktion – när retningen finns men motivationen är liten, t.ex. ett lejon som är mätt

 

Inlärning kräver som nämnt hjärnkapacitet och inlärningstid. Några viktiga termer inom inlärt beteende är:

* Prägling – måste ske tidigt i livet. Här lär sig djuret vilka som tillhör dess art.

* Försök/fel-metoden – ex. när en mus flera gånger råkat stöta till en spak och fått mat lär den sig hur det funkar och kommer sedan att medvetet stöta till den spaken

* Insiktsinlärning – djuret tänker ut hur den ska göra något utan försök/fel-metoden. Till exempel mat bakom en glasskiva. Om djuret ser hur det ser ut och inser att det måste gå runt glasskivan för att få maten, har det använt sig av insiktsinlärning. Om det försöker gå rakt genom glasrutan har det använt försök/fel-metoden

* Latent inlärning – sker inte aktivt. Till exempel lär man sig ofta sin vanligaste omgivning på detta sätt.

* Imitation – tittar på hur andra gör och gör samma sak

* Sociala beteenden – syftar till att stärka gruppsamhörigheten och etablera rangordningen. Bland vargar finns t.ex. tydliga signaler för att man ger sig i ett slagsmål. Då behöver ingen dödas eller skadas. Så är det inte hos höns, där pickas den svaga ihjäl.

* Betingning – inlärd association med någonting, till exempel Pavlovs hundar som fick mat varje gång en klocka ringde. Efter ett tag började de dregla när klockan ringde, även om de inte fick mat då. Då var klockan betingelsen, och dreglandet beteendet.

Kap. 8 – Populationsekologi

samspelet mellan populationer och deras miljö

En population är en grupp individer av samma art som lever i ett område. Antalet individer i den gruppen kallas för populationstäthet. Den påverkas av hur många som föds och hur många som dör. I vissa arter kan även in- och utflyttning ske.

 

Faktorer som påverkar populationstätheten är till exempel:

Yttre faktorer Inre faktorer

Miljö, t.ex. skogsskövling Hormoner – stress

Väder – nederbörd Ex. färre ägg när fågelkoloni blir för stor

Väder – temperatur Ex. lämlar betar för mycket > växter skapar gift

Naturkatastrofer Ex. fördröjd fortplantning senare ägglossning vid svält

Miljögifter Ex. fördröjd implantation befruktat ägg väntar

Gener – inavel

 

Samarbete Konkurrens

Mutualism, det som brukar kallas symbios Inom art: Revirstrider

Ex. parasitätare Inom art: konkurrens om föda

Ex. E-coli i människans tarmar (helt nödvändig) Mellan arter: nischer, delar upp olika delområden

Flock, t.ex. för jakt Mellan arter: rovdjur och bytesdjur (inte bara dåligt)

Flock, t.ex. för försvar Mellan arter: sjukdomsalstrande organism

Flock, t.ex. ”barnvakt” Mellan arter: parasiter (kan ibland gynna värdarten)

 

I ett ekosystem påverkar alla arter och individer varandra och det kan ställa till med stora problem om man tar bort en art. Den kan vara ”basföda” för andra, eller så kan den vara det rovdjur som håller nere populationen av något annat djur som nu kan föröka sig ohejdat till dess att resurserna tar slut.

En miljö har en gräns för hur många individer som kan försörjas, den gränsen kallas för ekosystemets bärförmåga.

Om man vill ta reda på en arts populationsstorlek kanske man inte kan räkna allihopa. Då kan man använda sig av ”fångst-återfångst”-metoden, som går ut på att man fångar in ett antal individer, räknar hur många de är och märker dem innan de släpps. Sedan gör man en andra fångst, räknar hur många det är, och räknar hur många av dem som redan var märkta.

Det är inte bara antalet som är intressant ur ekologisk synpunkt. Även åldersfördelning är viktigt. Om det knappt finns några i fruktbar ålder, kommer vi inte att ha en återväxt när de gamla dör.