Temat 8. Dieta naczelnych

Transkrypt

1 Temat 8 Dieta naczelnych

2 Potrzeby pokarmowe Wraz z pokarmem dostarczane są: cukry (=węglowodany) i tłuszcze energia, białko budulec, sole mineralne budulec (kości, zęby), regulacja (ciśnienie, reakcje chemiczne), witaminy regulacja, usuwanie szkodliwych metabolitów, woda środowisko procesów życiowych, pot. Naczelne niższe same produkują witaminę C, a naczelne wyższe potrzebują jej w pokarmie. Patas żyje na terenach suchych (np. półpustynie) i nie musi pić wody.

3 Typy pokarmu naczelnych (1) Owady cenne źródło białka, a także witamin i soli mineralnych, są niewielkie trudno się nimi najeść dużemu osobnikowi. Liście łatwo dostępne, szczególnie w lasach, zawierają cukry, białko, witaminy, sole mineralne, ale w niewielkich ilościach trzeba dużo zjeść, żeby się najeść, są trudno przyswajalne, ponieważ: komórki mają ściany komórkowe mechaniczna ochrona, w ścianach celuloza naczelne nie produkują enzymu trawiącego ten cukier. Kwiaty zawierają nektar (cukry). Pyłki mają białko, ale są ciężkostrawne.

4 Typy pokarmu naczelnych (2) Owoce zawierają dużo łatwo przyswajalnych cukrów (skrobia) oraz witamin, zawierają dużo wody, nie zawierają białka, problem z dostępnością: nie wszędzie i nie zawsze są obecne. Żywica zawiera dużo wapnia (ważny dla rozwoju szkieletu) gatunki, które jedzą dużo żywicy, mogą sobie pozwolić na częste ciąże i ciąże mnogie. Ziarna mają wysoką wartość energetyczną (zawierają skrobię i tłuszcz).

5 Pokarm wysokiej i niskiej jakości Pokarm wysokiej jakości umożliwia osobnikom przeżycie i rozmnażanie się. Pokarm niskiej jakości pozwala jedynie przeżyć (przez jakiś czas). Pokarm wysokiej jakości jest trudniej dostępny i nie przez cały czas naczelne jedzą oba typy pokarmu. Np: w jednolitym lesie wełniak i muriki jedzą głównie owoce dieta wysokiej jakości. w lesie fragmentowanym wełniak dożywia się owadami, a muriki liśćmi. Dany pokarm może mieć wysoką jakość dla jednego gatunku, a niską dla innego, np. może nie trawić liści.

6 Strategie pokarmowe Energetyczni minimaliści: jedzą liście: pokarm łatwo dostępny, ale niskokaloryczny, ciężkostrawny mało ruchu, dużo spoczynku. Energetyczni maksymaliści: poszukują pokarmu trudniej dostępnego, ale lekkostrawnego i wysokokalorycznego (i z innymi składnikami): owoce, owady.

7 Typy diety (1) Owocożerność: owoce mięsiste i suche. Liściożerność: liście oraz inne wegetatywne części roślin: pędy, kiełki, kwiaty, pąki. Owadożerność: owady. Mięsożerność: zwierzęta większe niż owady: skorupiaki, ślimaki, żaby, jaszczurki, ptaki, nietoperze, gryzonie, drobne drapieżne, antylopy, inne naczelne. Żywicożerność: żywica. Ziarnożerność: ziarna. Zjadane bywają też: kora, bambus, trawa, rośliny zielne, igliwie.

8 Typy diety (2) Naczelne są wszystkożerne: jadają pokarm różnego typu. U różnych gatunków, różne typy pokarmu stanowią podstawowy składnik diety (np. owoce, liście, owady). Niemal wszystkie naczelne jedzą owoce.

9 Typy diety w grupach naczelnych Owadożerność Małpiatki Szerokonose Zwierzokształtne Człekokształtne większość małpiatek pazurkowce Owocożerność lemurowate czepiaki, pazurkowce Liściożerność indrisowate, lepilemurowate, lemurowate patas mangaby, koczkodany gibony, orangutany, goryle wyjce gerezy, langury goryle Żywicożerność naczelne niższe pazurkowce patas Wszystkożerność lemur katta kapucynka, ponocnice pawiany, makaki szympansy, człowiek Owadożerność i żywicożerność jest typowa dla mniejszych gatunków, a liściożerność i wszystkożerność dla większych.

10 Ciekawe specjalizacje pokarmowe Wyrak: je wyłącznie zwierzęta: owady, skorupiaki, małe kręgowce (nawet jadowite węże). Niektóre koczkodany: mięczaki i drobne kręgowce. Dżelada: żywi się głównie trawą (trawożerność), ale także ziarnami (ziarnożerność). Makak jawajski: skorupiaki, głównie kraby (z ang. krabożer). Szympans: poluje na duże kręgowce, np. antylopy, gerezy.

11 Ewolucja diety owadożerność żywicożerność owocożerność liściożerność wszystkożerność

12 Przystosowania do zdobywania pokarmu Niezależnie od typu diety, zdobywanie pokarmu jest łatwiejsze dzięki: wysokiej inteligencji: np. podsunięcie dużego przedmiotu, by wyżej z niego dosięgność, manipulatywnej ręce: naczelne jedzą zwykle ręką lub rękami, ręką też łapią owady, rękoma wytwarza się i używa narzędzi: wędka na termity, gąbka na wodę, łupanie orzechów, organizacji: np. grupa szympansów poluje na antylopę, sprawnym zmysłom: np. trichromatyzm ułatwia wykrywanie dojrzałych owoców i świeżych liści.

13 Przystosowania do owadożerności koordynacja wzrokowo-ruchowa i sprawne ręce łapanie owadów w locie, ostre guzki na zębach fragmentowanie (rozcinanie) ciała owada, owady są lekkostrawne prosty żołądek, cienkie i krótkie jelita.

14 Przystosowania do owadożerności palczak Nasłuchuje larw owadów w drzewie wygryza dziurę w odpowiednim miejscu wydłubuje z niej owady za pomocą palca. Dlatego: środkowy palec ręki jest bardzo cienki sprawne wydłubywanie, siekacze się ścierają rosną przez całe życie, formuła zębowa: 1-0-1/0-3.

15 Przystosowania do liściożerności (1) Przystosowania związane z niszczeniem ścian komórkowych: duże trzonowce z ostrymi, tnącymi grzebieniami, duże i silne mięśnie żujące (mięsień skroniowy i żwacz), małe siekacze. Przystosowanie związane z trawieniem celulozy: Symbioza z bakterie trawiącymi celulozę. Bakterie te znajdują się w różnych częściach układu pokarmowego. Części te są powiększone duży brzuch u liściożerców. duży, złożony żołądek gerezy, duże jelito grube makaki, duże jelito ślepe lepilemury.

16 Przystosowania do liściożerności (2)

17 Przystosowania do owocożerności (1) Powszechne: długie i szerokie siekacze gryzienie owoców (szczególnie suchych), łamanie skorup, płaskie trzonowce z zaokrąglonymi guzkami kruszenie, rozgniatanie nasion i suchych owoców, długie jelito cienkie. Okazjonalne: grube szkliwo gryzienie i żucie twardych owoców i nasion (mangaba szaropoliczkowa), bardzo silne szczęki, siekacze i kły rozgryzanie skorup owoców (saki i uakari), zachowania narzędziowe: używanie przedmiotów (kamieni, innych owoców) do rozbijania skorup owoców (szympans, kapucynka), torby policzkowe przechowywanie owoców (Cercopithecinea).

18 Przystosowania do owocożerności (2)

19 Torby policzkowe Dzięki torbom policzkowym można szybko pobrać ze środowiska dojrzałe owoce i nasiona, a następnie spokojnie zjeść je z dala od konkurentów i drapieżników. Enzymy ślinowe niszczą toksyny w niedojrzałych owocach można pobrać niedojrzałe owoce i nasiona, przechować je w torbach, a po detoksykacji połknąć. Torby policzkowe są obecne u Cercopithecinea (pawiany, koczkodany, makaki, mangaby). Pozostałe owocożerne: pobierają tylko dojrzałe owoce, konsumują owoce na bieżąco w miejscu żerowania (choć np. szympans może pewną ich ilość wziąć w rękach).

20 Nasiona owoców Roślina ma ewolucyjny interes by jej nasiona rozprzestrzeniały się na jak największym obszarze mogą jej w tym pomóc zwierzęta roślina produkuje smaczne i pożywne owoce z trudnymi do strawienia nasionami zwierzę zjada owoc, a co dzieje się z nasionami: Cercopithecinea mają na trzonowcach grzebienie oddzielają pestki od miąższu i wypluwają je pestki rozrzucone na pewnej powierzchni, szympans nie ma grzebieni połyka pestki i wydala je z kałem grupa pestek zgromadzona w jednym miejscu. Przechowywanie owoców w torbach policzkowych pestki wypluwane w pewnej odległości od rośliny. W lasach deszczowych, biomasa naczelnych stanowi 25-40% wszystkich owocożerców naczelne są ważne dla rozprzestrzeniania nasion wielu drzew.

21 Przystosowania do żywicożerności (1) 1. Wysunięte dolne zęby odrywanie kory i żywicy. U naczelnych niższych, dolne siekacze i kły tworzą grzebyk zębowy (pierwszy przedtrzonowiec upodabnia się do kła). Ale: u indrisów grzebyk tworzą tylko siekacze, a u palczaków brak grzebyka. 2. Pazurkowce: Mają pazury zamiast paznokci wczepianie się w drzewo przy jedzeniu. 3. Duże jelito ślepe.

22 Przystosowania do żywicożerności (2)

23 Przystosowania do ziarnożerności Dżelada: małe siekacze i kły, duże trzonowce sprawne żucie nasion, manipulacyjna ręka, najsilniej (po człowieku) przeciwstawny kciuk sprawne przeczesywanie traw i wydłubywanie nasion z kłosów, siedząca postawa, pionizacja tułowia i głowy uwolnienie rąk do pozyskiwania nasion.

24 Przystosowania rośliny jako pokarmu (1) Roślina chce, by owoc był zjedzony, a zawarte w nim nasiona, nie będąc strawione, zostały rozprzestrzenione owoc jest lekkostrawny i pożywny. Roślina nie chce, by zjedzone zostały jej części wegetatywne (korzenie, pędy, liście) ani nasiona bronią się przed tym. Adaptacje rośliny natury mechanicznej: łupiny i kolce. Kontradaptacje naczelnych: silne szczęki i mięśnie kruszenie skorup i ziaren, grube szkliwo ochrona zębów przed twardym i celulozowym pokarmem. mangaba szaropoliczkowa ma grube szkliwo gdy brakuje owoców to je twarde owoce, nasiona, korę (jej krewniacy o cienkim szkliwie tak nie mogą).

25 Przystosowania rośliny jako pokarmu (2) Adaptacje rośliny natury chemicznej: związki chemiczne niesmaczne, utrudniające trawienie (taniny) lub trujące (alkaloidy). Kontradaptacje naczelnych: preferują młode liście, bo mają mniej tanin i alkaloidów, urozmaicanie diety, by nie zjeść za dużo związków od jednego gatunku (np. makak japoński), niektóre gatunki metabolizują trucizny, np. gerezy, hapalemur (je bambus z cyjankami), neutralizacja wielu trucizn poprzez jedzenie: gliniastej ziemi (kaolinit łączy się z alkaloidami), węgla ze spalonych drzew lub pieca (po zjedzeniu liści migdałowca lub mango) jest to tradycja u gerezy oliwkowej.

26 Czas i obszar żerowania Czas żerowania: czas spędzony na szukaniu, chwytaniu i spożywaniu pokarmu; >50% czasu na jawie. Obszar żerowania: obszar codziennego przemieszczania się zwierzęcia w poszukiwaniu pokarmu. Pokarm rzadko występujący większy obszar żerowania. Luźne korony drzew (vs zwarte) większy zakres wysokości żerowania. Liście są dość łatwo dostępne gatunki liściożerne mają krótszą dzienną drogę i mniejszy obszar żerowania niż owocożerne i owadożerne.

27 Biomasa populacji i typ diety a obszar żerowania Obszar żerowania jest większy u owocożernych niż liściożernych oraz u masywnych populacji.

28 Terytorializm Gdy jedzenie występuje w skupiskach powstają terytoria. Terytorium da się obronić, gdy ma promień niewiększy od długości dziennej drogi. Gatunki terytorialne: osobniki walczą o terytorium z pożywieniem. Gatunki nie-terytorialne: osobniki walczą o wartościowy pokarm (owoce) z osobnikami swojego lub innego gatunku, gdy je spotkają podczas żerowania. Zmienność w ramach danej populacji: obfitość jedzenia mniejszy obszar żerowania pojawia się terytorializm.

29 Zasięg Naczelne żyją głównie w tropiku, bo tu przez cały rok są dostępne liście / owoce / owady. W klimacie umiarkowanym żyje rokselana i makak japoński. Ich dieta zmienia się sezonowo; w porze chłodnej jedzą korę i igliwie.

30 Wielkość ciała Tempo metabolizmu (BMR) jest allometryczne względem masy ciała, tzn. duże gatunki jedzą więcej niż małe, ale mniej w stosunku do masy ciała (na kg masy ciała). Trawienie liści jest czasochłonne małe gatunki nie są liściożerne, bo nie nadążałyby przyswajać pokarmu (mają zbyt wysokie tempo metabolizmu w stosunku do masy ciała). Duże gatunki liściożerne mają duże brzuchy (bo rozbudowany układ pokarmowy). Małe gatunki liściożerne musiałyby mieć ogromne brzuchy problem z lokomocją itp. Owadów jest zwykle za mało, by mogły być podstawowym pokarmem dużych gatunków. Dlatego: małe gatunki są raczej owadożerne, a duże liściożerne. Owoce są jedzone przez naczelne o każdej wielkości. Nietypowy jest patas: jest dość duży (5kg, 10kg ), ale 2/3 jego diety to owady i żywice. Tak pożywna dieta koreluje z szybką reprodukcją: 1 rok między porodami, pokwitania w wieku 3 lat (są to wartości minimalne wśród Cercopithecinea).

31 Wielkość ciała ilustracja

32 Dymorfizm płciowy U większości naczelnych, samice są mniejsze od samców. Ma to takie same konsekwencje dla diety jak przy porównaniach międzygatunkowych, tzn. samica je mniej niż samiec, samica ma lepszą dietę niż samiec ( owadów, liści). U gatunków o znacznym dymorfizmie płciowym samce mają zupełnie inną dietę niż samice.

33 Ciąża, karmienie piersią Samica potrzebuje dużo energii w czasie ciąży i karmienia piersią (też na noszenie potomstwa). Podczas karmienia piersią samica potrzebuje 2-5 razy więcej energii niż normalnie. Przed ciążą, samica odkłada tkankę tłuszczową jako zapas energii dla przyszłego dziecka (u kobiety: tłuszcz na pośladkach, udach i piersiach). Im więcej zasobów uzbiera samica tym dłużej karmi niemowlę piersią. Po zakończeniu karmienia piersią, samica uzupełnia zapasy tłuszczu zanim zajdzie w kolejną ciążę. Dobrze odżywiona samica wcześniej zachodzi w ciążę, produkuje lepsze mleko, ma zdrowsze potomstwo, krótsze odstępy między ciążami i dłużej żyje większy sukces reprodukcyjny. Samce dają samicy pierwszeństwo w dostępie do pokarmu. Gdy w środowisku jest niedobór pożywienia, to rozmnażają się tylko niektóre samice (te o wysokiej pozycji w grupie lub najzdrowsze).

34 Mózg Mózg jest energożerny, np. u człowieka mózg stanowi 2% masy ciała, ale zużywa 20% energii. Dlatego: lepsza dieta większy mózg lepsza inteligencja. Też zależność w drugą stronę: duży mózg i wysoka inteligencja lepsza sprawność w zdobywaniu pożywienia lepsza dieta. Skutek: gatunki owoco- i mięsożerne mają większe mózgi i są inteligentniejsze niż liściożerne. Goryl Szympans Dieta liściożerny wszystkożerny Masa (kg) Masa (kg) Masa mózgu (g) Podobnie: liściożerne wyjce mają znacznie mniejszy mózg niż wszystkożerne kapucynki.

35 Jedzenie lecznicze Gdy szympans źle się czuje lub ma zaparcie, to zjada te rośliny, które miejscowi ludzie uważają za leki np. na ból brzucha lub przeciw pasożytom. Wiadomo, że stokrotki działają przeciw pasożytom, a dziki imbir przeciw drobnoustrojom (jadany przez szympansa i goryla). To zaskakujące, że małpy posiadają taką wiedzę, bo trudno to odkryć przez przypadek: trzeba zjeść niesmaczną roślinę, a efekty zdrowotne nie są natychmiastowe. Wiedza ta jest u szympansa przekazywana poprzez uczenie społeczne.