Кіріспе
Ринхоцефалия (Rhynchocephalia) – Жаңа Зеландияның туатарасы (Sphenodon punctatus) ғана қамтитын, кесірткелерге ұқсас бауырымен жорғалаушылардың бір тобы. Қазіргі кездегі түрлердің аздығына қарамастан, мезозой дәуірінде ринхоцефалиялар морфологиялық және экологиялық әртүрлілігі жоғары, көптеген түрлерді қамтыған. Топтың ең ерте жазбалары 238-240 миллион жыл бұрынғы Орта триас дәуіріне жатады, ал олар ерте юра дәуірінде бүкіл әлемге тараған. Ринхоцефалиялардың көп бөлігі Sphenodontia ("қиғаш тістілер") тобына жатады. Олардың ең жақын туыстары – Squamata отрядындағы кесірткелер мен жыландар, бұл екі отряд Lepidosauria суперотрядына біріктірілген. Кез келген уақытта әлемдегі басым бауырымен жорғалаушылар тобының өкілдері болған ринхоцефалиялар, триас және юра дәуірінде қазіргі кесірткелердің қамтитын көптеген экологиялық орындарды иеленген. Ринхоцефалиялар креда дәуірінде күрт азайды және кенозой дәуірінің басында дерлік жойылып кетті. Қазіргі туатара негізінен жәндіктермен және етпен қоректенсе, топтың әртүрлілігіне шөп жейтін еленодонтиндер де кірді, сондай-ақ дурофагты сафеозаврлар сияқты ерекше экологиялық бейімделген ринхоцефалиялар да болды. Тіпті, плеврозаврлар сияқты су ортасында тіршілік ететін сфенодонттардың табысты топтары да болған.
Rhynchocephalia (/,//r//I//N//k//ou//s//ᵻ//'//f//ei//l//i//@/; ) is an order of lizard like reptiles that includes only one living species, the tuatara (Sphenodon punctatus) of New Zealand. Despite its current lack of diversity, during the Mesozoic rhynchocephalians were a speciose group with high morphological and ecological diversity. The oldest record of the group is dated to the Middle Triassic around 238 to 240 million years ago, and they had achieved global distribution by the Early Jurassic. Most rhynchocephalians belong to the group Sphenodontia ('wedge teeth'). Their closest living relatives are lizards and snakes in the order Squamata, with the two orders being grouped together in the superorder Lepidosauria. Once representing the worlds dominant group of small reptiles, many of the niches occupied by lizards today were held by rhynchocephalians during the Triassic and Jurassic. Rhynchocephalians underwent a great decline during the Cretaceous, and they had disappeared almost entirely by the beginning of the Cenozoic. While the modern tuatara is primarily insectivorous and carnivorous, the diversity of the group also included the herbivorous eilenodontines, and there were other rhynchocephalians with specialised ecologies like the durophagous sapheosaurs. There were even successful groups of aquatic sphenodontians, such as the pleurosaurs.
Тарих
Туатаралар алғаш рет 1831 жылы Джон Эдвард Грей сипаттағанда агамд жабайы кесірткелер ретінде жіктелді. Олар 1867 жылға дейін қате жіктелген күйде болды, сол кезде Британ мұражайының Альберт Гюнтері құстарға, тасбақаларға және крокодилдерге ұқсас белгілерді анықтады. Ол туатара мен оның қазбалық туыстары үшін "мүңк бас" деген мағына беретін Ринхоцефалия ордерін ұсынды. Sphenodon грекше σφήν (sphen) – "күн" және ὀδούς (odous) – "тіс" сөздерінен туындаған. Кейіннен Ринхоцефалияға көптеген байланысы жоқ түрлер қосылды, нәтижесінде таксономистер бұл таксонды "қалдық таксон" деп атады. Оларға триасс кезеңінде өмір сүрген, пішіні мен аты жағынан ұқсас болғанымен, туыс емес ринхозаврлар да кіреді.
Анатомия
Ринхоцефалиялар және олардың туысқан тобы Squamata (оның ішінде кесірткелер, жыландар және амфисбаениялар) Lepidosauria суперорденіне жатады, бұл Lepidosauromorpha ішіндегі жалғыз тірі қалған таксон. Скваматтар мен ринхоцефалиялардың бірқатар ортақ белгілері (синапоморфиялар) бар, соның ішінде құйрық омыртқаларындағы сыну жазықтықтары, құйрық автотомиясына (құйрықтың жоғалуына) мүмкіндік береді, көлденең клоакалық жарықтар, ішкі жақтаудың қуыс тесігі ретінде белгілі, аяқ сүйектерінің эпифиздерінде қосымша сүйек ошақтарының болуы, тізе буынындағы фемурдың бүйірлік ойысы фибуланың буынуына мүмкіндік береді, бүйректің жыныстық сегментінің дамуы, және аяқ сүйектерінің бірқатар белгілері, соның ішінде біріккен астрагал-кальканеус және кеңейтілген төртінші дисталь тарсал, жаңа буын құрады, сондай-ақ ілмекті бесінші метатарсал. Кейбір кесірткелер сияқты, туатараның басының үстінде парапинеальды органнан пайда болған жамбас көзі (пинеальды көз немесе үшінші көз деп те аталады) болады, ол бас сүйегінің төбесіндегі жамбас сүйектерімен қоршалған, "пинеальды тесік" деп аталатын тесікке ие, ол ринхоцефалиялардың қазба қалдықтарында да кездеседі. Жамбас көзі күндіз-түн және маусымдық циклдарды бақылап, жарықты анықтайды, циркадтық ритмді реттеуге және басқа да функцияларға көмектеседі. Пинеальды көз ерте омыртқалы жануарлардың, соның ішінде ертедегі бауырымен жорғалаушылардың арасында кең таралған болса, қазіргі тірі топтардың көпшілігінде жоғалып кеткен. Скваматтардан айырмашылығы, бірақ көптеген құстарға ұқсас, туатарада пенис жоқ. Бұл екінші реттік жоғалту, өйткені ринхоцефалиялар мен скваматтардың соңғы ортақ ата-бабасында пенис немесе сквамат сияқты гемипендер болған болуы мүмкін. Туатараның толық төменгі уақытша жолағы (бас сүйегінің югалдық және квадраттық/квадраттық-югалдық сүйектерінің бірігуінен пайда болған), тарихи тұрғысынан ертедегі бауырымен жорғалаушылардан қалған бастапқы белгі деп есептелгенімен, шын мәнінде, бұл сфенодонттар арасында туындаған ерекшелік, ал бастапқы лепидозавроморфтар мен көптеген ринхоцефалиялар, соның ішінде ең алғашқылары, уақытша жолағы жоқ ашық төменгі уақытша терезеге ие. Көп жағдайда толық уақытша жолақ болмаса да, ринхоцефалиялардың басым көпшілігінде жоңқа сүйегінің артқа қарай бағытталған өсіндісі (ұзартылуы) болады. Белгілі барлық ринхоцефалияларда примитивті бауырымен жорғалаушылардың төменгі жақ сүйегінде кездесетін сплениаль сүйегі жоқ. Ринхоцефалиялардың көпшілігінің, соның ішінде туатараның тістері акродонтты деп сипатталады, бұл тістердің жақ сүйегінің қырлы бөлігіне бекітілуімен, тіс алмасудың болмауымен және тістерді жақ сүйектерімен біріктіретін кең сүйек өсуімен байланысты, нәтижесінде тістер мен сүйек арасындағы шекараны анықтау қиын. Бұл көптеген кесірткелерде (акродонттардан басқа) кездесетін жағдайдан ерекшеленеді, олардың тістері плевродонтты болып табылады, яғни жақтың ішкі бетіндегі тіреуге бекітілген және өмір бойы ауыстырылады. Туатараның тістері тамырсыз, бірақ басқа ринхоцефалиялардың тістері тамырлы болуы мүмкін. Ең алғашқы ринхоцефалияларда плевродонт тістері немесе плевродонт алдыңғы және акродонт артқы тістерінің комбинациясы болады. Көптеген алынған сфенодонттарда жоғарғы жақ сүйегінің алдыңғы жағындағы премаксилляр тістері үлкен кескіш тәрізді құрылымға біріктіріледі, ал пропалинальды қозғалыспен (төменгі жақтың алға және артқа қозғалуымен) бірге тістеуге мүмкіндік береді. Ринхоцефалиялардың дене мөлшері өте өзгергіш. Туатараның орташа ұзындығы әйелдер үшін және еркектер үшін сәйкесінше 75 см және 85 см. Clevosaurus sectumsemper шамамен 15 см ұзындықты құрайды, ал ең үлкен жер бетіндегі сфенодонт Priosphenodon avelasi шамамен 28 см ұзындықты құрайды. Судағы плеврозаврлар 7 метрге дейін жете алады. Туатара жыртқыш жануарлар арасында жыныстық жетілудің ең жоғары жасын көрсетеді, шамамен 9-13 жаста, және ұқсас өлшемдегі кесірткелерге қарағанда ұзақ өмір сүреді. Мұндай кеш жаста жыныстық жетілу және ұзақ өмір сүру жоқ болған ринхоцефалияларға тән емес болуы мүмкін.
The dentition of most rhynchocephalians, including the tuatara, is described as acrodont, which is associated with the condition of the teeth being attached to the crest of the jaw bone, lacking tooth replacement and having extensive bone growth fusing the teeth to the jaws resulting in the boundary between the teeth and bone being difficult to discern. This differs from the condition found in most lizards (except acrodontans), which have pleurodont teeth which are attached to the shelf on the inward facing side of the jaw, and are replaced throughout life. The teeth of the tuatara have no roots, though the teeth of some other rhynchocephalians possess roots. The most primitive rhynchocephalians have either pleurodont teeth or a combination of both pleurodont front and acrodont posterior teeth. In many derived sphenodontians, the premaxillary teeth at the front of the upper jaw are merged into a large chisel like structure. and in combination with propalinal movement (back and forward motion of the lower jaw) allows for a shearing bite. The body size of rhynchocephalians is highly variable. The tuatara has an average total length of for females and males respectively. Clevosaurus sectumsemper has an estimated total length of , while the largest known terrestrial sphenodontian, Priosphenodon avelasi has an estimated total length of just over The aquatic pleurosaurs reached lengths of up to
The tuatara has among the highest known ages of sexual maturity among reptiles, at around 9 to 13 years of age, and has a high longevity in comparison to lizards of similar size, Such a late onset of sexual maturity and longevity may have not have been typical of extinct rhynchocephalians.
Жіктеу
Ринхоцефалия тобының жақсы қолдауы бар, бірақ көптеген таксондардың бір-бірімен байланысы белгісіз, зерттеулер арасында айқын өзгешеліктер бар. Қазіргі кладистикада Sphenodontia кладына Wirtembergia-дан басқа барлық ринхоцефалиялар, сондай-ақ Gephyrosaurus және басқа гефирозавридтер кіреді. Кейбір талдауларда гефирозавридтер скваматтарға жақын деп саналады. 2018 жылы Sphenodontia ішінде екі негізгі клад анықталды: Eusphenodontia инфраордені, ол Polysphenodon, Clevosaurus hudsoni және Sphenodon-ды қамтитын ең кіші кладпен анықталады және тістерде немесе жоғарғы жақ сүйектерінде анық тозу іздерінің болуы, премаксилляр тістердің кескіш тәрізді құрылымға бірігуі, және палаталық тістердің қосымша оқшауланған тіспен бір тіс қатарына дейін азаюы сияқты үш синапоморфиямен қолдалады. Neosphenodontia клады реті жоқ клад ретінде анықталады, ол Sphenodon-ды қамтиды, бірақ Clevosaurus hudsoni-ді қамтамайды, бұл алты синапоморфиямен расталады, оның ішінде бас сүйегінің анторбитальді аймағының (көз ұясының алдындағы бас сүйегінің бөлігі) жалпы бас сүйегінің ұзындығының 1/4-1/3 құрауы, париаталь сүйектің артқы жиегінің ішке қарай сәл иілуі, париаталь тесігінің супратемпораль терезесінің (бас сүйектің ашық тесігі) алдыңғы жиегімен бір деңгейде немесе одан алда орналасуы, палаталық тістердің eusphenodontianдардағы жағдайдан бір жақ тіс қатарына дейін одан әрі азаюы, птеригоид тіс қатарларының санының бірге немесе мүлдем болмауы, және ишиумның артқы жиегінің ерекше процесімен сипатталады. 2021 жылы Acrosphenodontia клады анықталды, ол Sphenodontia-дан кіші, ал Eusphenodontia-дан үлкен, және толық акродонт тістері бар барлық сфенодонттарды, базальдық жартылай акродонт сфенодонттарды қоспағанда қамтиды. 2022 жылы жойылған Leptorhynchia клады анықталды, ол әртүрлі неосфенодонтиандарды қамтиды, олардың кем дегенде біреуі су ортасына бейімделген, төртінші метакарпальдың ұзаруымен, ишиумдағы артқы процестің болуымен және бас сүйегінің анторбитальді аймағының бас сүйегінің жалпы ұзындығының үштен бірінен төрттен біріне дейін аралықта болуымен сипатталады. Opisthodontia клады Sphenodon-ға қарағанда Priosphenodon-ға (Eilenodontinae мүшесі) жақын туысқан барлық сфенодонттарды топтастыру үшін қолданылады. Барлық зерттеулер бұл клады қолданбайды, себебі кейбір зерттеулер кладтың ауқымы Eilenodontinae-мен бірдей екенін анықтады. Қазіргі туатара сияқты, Sphenodontinae тұқымдасының жойылған мүшелері, ықтималда, ет жейтін/жәндік жейтін диетамен көптеген мүмкіндіктерге ие болған. Ең ерекше ринхоцефалиялардың арасында Еуропаның юра кезеңінен белгілі плеврозаврлар бар, олар теңіз өміріне бейімделген, ұзын жылан тәрізді денелері және қысқарған аяқтары бар, ал мамандандырылған Pleurosaurus туысы басқа ринхоцефалиялардан өте өзгешеленген ұзын үшбұрышты бас сүйегіне ие. Плеврозаврлар балық жейтін жануарлар болған деп саналады. Eilenodontinae-лер шөп жейтін болған деп есептеледі, олардың тістері қалың эмальмен жабылған, өсімдік материалдарын өңдеуге арналған. Еуропаның соңғы юра кезеңінен белгілі сафеозавридтер, мысалы, Oenosaurus және Sapheosaurus, тетраподтар арасында бірегей кең тіс пластиналарына ие және олар қатты қабықталған организмдерді ұрып-соғу үшін тіс пластиналарын пайдаланған дурофагтар болған деп есептеледі, бірақ бұл түсіндірме басқа авторлар тарапынан күмәнді қарастырылды.
Эволюциялық тарих
Ринхоцефалияның Скваматадан бөлініп шығу уақыты күмәнді. Ескі есептеулер бұл айырмашылықты Орта перм және ерте триас кезеңдері аралығында, шамамен 270-252 миллион жыл бұрын деп көрсетеді. Алғашқы ринхоцефалиялықтар кішкентай жануарлар болған, бірақ кейінгі триас кезеңінде бұл топтың дене мөлшері әртүрлі болған. Юра дәуірінде ринхоцефалиялықтар әлемдегі кішкентай жорғалаушылардың басым тобы болды, осы кезеңде морфологиялық әртүрліліктің ең жоғары деңгейіне жетті, соның ішінде арнайы шөппен қоректенетін және су ортасында тіршілік ететін түрлер де болды. Азиядағы ринхоцефалиялықтардың жалғыз табылған қалдықтары (мезозой дәуірінде Азияның құрамына кірмеген Үнді субконтинентін қоспағанда) – Юньнань, Қытайдың ерте юра (синемур) кезеңіне жататын Люфенг формациясынан табылған Клевозаврдың анықталмаған қалдықтары. Аймақтағы кейінгі геологиялық формацияларда ринхоцефалиялықтардың іздері табылмаған, сақталу жағдайларының қолайлы болуына қарамастан. Ринхоцефалиялықтар юра дәуірінің соңына дейін әртүрлі болып сақталды, бірақ ерте креда дәуірінде Солтүстік Африкада жоқ болды. Ринхоцефалияның төмендеу себебі әлі анықталған жоқ, бірақ көбінесе оның себебі дамыған кесірткелер мен сүтқоректілермен бәсекелесуге байланысты деп есептеледі. Кейінгі креда дәуіріндегі Оңтүстік Американың сфенодонтиандары Eilenodontinae және Sphenodontidae (соның ішінде Sphenodontinae) өкілдерімен бейнеленген. Соңғы креда немесе ерте палеоцендік Intertrappean қабаттарынан табылған жас шақтың төменгі жақ сүйегінің бөлігінен белгісіз ринхоцефалиялық табылды, ол сол кезде оқшауланған Инсулярлық Үндістан құрлығында болған. Бұл акросфенодонт болып көрінеді, мүмкін Үндістанның юра дәуірінен табылған Годаваризаврмен туыс. Жаңа Зеландиядан тыс жердегі ринхоцефалиялықтардың ең жас және нақты қалдықтары – Патагонияның ерте палеоцен (Дания) кезеңінен табылған Kawasphenodon peligrensis сфенодонтиді, бұл креда-палеоген жойылу оқиғасынан кейін көп ұзамай болған. Тісі бар анықталмаған сфенодонт жақ сүйектері Миоценнің басында (19-16 миллион жыл бұрын) Жаңа Зеландиядағы Сент-Батанс фаунасынан табылды, олар тірі туатарадан ажыратылмайды. Туатараның ата-тектері мұхит арқылы Жаңа Зеландияға таралып келген деген болжам күмәнді, және олар 80-66 миллион жыл бұрын Антарктидадан бөлінген кезде Жаңа Зеландияда болған деп есептеледі.