Аллигаторлар: Тұқымдастығы, таралуы және эволюциясы

Кіріспе

Alligatoridae тұқымдастығына жататын крокодилдерге жататын ірі бауырымен жорғалаушы. Көбінесе "аллигатор" немесе "гатор" деп аталады. Қазіргі кезде екі түрі бар: американдық аллигатор (A. mississippiensis) және қытай аллигаторы (A. sinensis). Сонымен қатар, қазба қалдықтарынан белгілі бірнеше жойылған аллигатор түрлері де бар. Аллигаторлар алғаш рет 37 миллион жыл бұрын эоцен дәуірінің соңында пайда болған. Ертедегі ағылшын тілінде осы атау "аллагарта" және "алагарто" деп жазылған.

Эволюция

Аллигаторлар мен каймандар Солтүстік Америкада ерте Үшінші кезең немесе кеш Қырық дәуірінде (шамамен 53 миллионнан 65 миллион жыл бұрын) бөлінді. Қытай аллигаторы америкалық аллигатордан шамамен 33 миллион жыл бұрын бөлініп шықты. Аллигатордың толық митохондриялық геномы 1990 жылдары тізбектелді. 2014 жылы жарияланған толық геном аллигатордың сүтқоректілер мен құстарға қарағанда әлдеқайда баяу эволюцияға ұшырағанын көрсетеді.

Филогения

Аллигатор туысы Alligatorinae қосалқы туысына жатады, ол Caimaninae (кайман) қосалқы туысының туыс таксоны болып табылады. Бұл екі қосалқы туыс бірге Alligatoridae туысын құрайды. Төмендегі кладограмма аллигаторлардың филогенетикасын көрсетеді.

Сипаттама

Орташа ересек американдық аллигатордың салмағы мен ұзындығы 36-45 кг және 1,8-2,1 метрді құрайды, бірақ олар кейде 4,5 метрге дейін өсіп, 900 кг-нан астам салмаққа жетеді. Ең ірісі Луизианада табылған, ол 5,8 метр болған. Қытай аллигаторы кішірек, ұзындығы сирек 1,5 метрден асады. Сонымен қатар, оның салмағы әлдеқайда аз, еркектердің салмағы сирек 45 кг-нан асады. Ересек аллигаторлар қара немесе қарақалған зәйтүн қоңыр түсті болып келеді, ал жас аллигаторлардың қара терілеріне қарама-қарсы келетін ашық сары немесе ақшыл жолақтары бар, бұл оларға қамыс пен ылғалды алқаптар арасында қосымша маскировка береді. Аллигатордың орташа өмір сүру ұзақтығы өлшенген жоқ. Ең көне тіркелген аллигаторлардың бірі - американдық аллигатор Сатурн, ол 1936 жылы Миссисипиде туған, Германияда он жылға жуық уақыт өткізгеннен кейін өмірінің көп бөлігін Мәскеу зоопаркында өткізді және 2020 жылдың 22 мамырында 83 немесе 84 жасында қайтыс болды. Тағы бір ең көне аллигатор - Мужа, ол 1937 жылы Германиядан Сербиядағы Белград зоопаркына ересек түрінде әкелінген американдық аллигатор. Туған күні туралы нақты деректер болмаса да, 2012 жылы ол 80 жаста болған және тұтқында өмір сүрген ең көне аллигатор болуы мүмкін.

Тіршілік ету ортасы

Аллигаторлар тек АҚШ пен Қытайда ғана табиғи түрде кездеседі. Америка аллигаторлары АҚШ-тың оңтүстік-шығысында қоныстанады: Флорида және Луизиана штаттарының барлық аудандарында; Джорджия, Алабама және Миссисипи штаттарының оңтүстік бөліктерінде; Солтүстік және Оңтүстік Каролина штаттарының жағалау аймақтарында; Шығыс Техас, Оклахома штатының оңтүстік-шығыс бұрышында және Арканзас штатының оңтүстік шетінде. Луизиана штатында аллигаторлардың ең көп саны тіркелген. Америка аллигаторларының көп бөлігі Флорида мен Луизианада мекендейді, әр штаттың территориясында миллионнан астам аллигатор бар. Оңтүстік Флорида – аллигатор мен крокодилдің қатар өмір сүретін жалғыз аймақ. Америка аллигаторлары көлдер, батпақтар, ылғалды жерлер, өзендер, көлдер және саздақтар сияқты тұщы сулы ортада, сондай-ақ аздап тұзды суларда да тіршілік етеді. Олар ылғалды жерлерде аллигатор шұңқырларын қазып, өсімдіктердің түрлілігін арттырады және құрғақшылық кезінде басқа жануарларға пана жасайды. Сондықтан олар ылғалды жерлердегі экологиялық әртүрлілікті сақтауда маңызды рөл атқаратын түрлер саналады. Батысқа қарай, Луизианада, су жыртқыштары мен су егеуқырларының жағалаудағы ылғалды жерлерге салған зияны зор. Ірі аллигаторлар көбінесе нутриялармен қоректенеді, осылайша нутриялардың санын азайту арқылы маңызды экологиялық қызмет атқарады. Аллигаторлардың артқы аяқтарына тік тұрып, тепе-теңдікті сақтап, алға немесе жоғары қарай секіріп шабуылдайтыны да байқалған. Дегенмен, олар артқы аяқтарымен жүре алмайды. Аллигатордың денесі ауыр болғанымен және метаболизмі баяу болғанымен, ол қысқа мерзімге жоғары жылдамдыққа ие, әсіресе өте қысқа шабуылдарда. Аллигаторлардың негізгі жемі – бір тістеп өлтіріп жей алатын кішкентай жануарлар. Олар ірі жемтікті ұстап, суға сүйреп, батырып өлтіреді. Аллигаторлар бір тісте жеуге келмейтін тағамды шіріуге қалдырып немесе тістеп, содан кейін "өлім айналымын" жасап, тістегенше айналып немесе дірілдеп, етті бөліктерге жыртып алады. Аллигатордың өлім айналымын бастауы үшін құйрығының денесіне қатысты айтарлықтай бұрышқа иілуі қажет. Құйрығы қозғалмай қалған аллигатор өлім айналымын жасай алмайды. Аллигатордың жақ сүйегінің бұлшық еттерінің көп бөлігі жемтікті шағып ұстауға бейімделген. Жақтарды жабатын бұлшық еттер күшті, ал жақтарды ашатын бұлшық еттер нашар дамыған. Сондықтан ересек адам аллигатордың жауын қолдарымен жаба алады. Ересек аллигаторды ұстағанда немесе тасымалдағанда оның жауын ашуға жол бермеу үшін бірнеше қабатта жабысқақ лентамен орау жиі қолданылады. Аллигаторлар әдетте адамдарға ұялшақ болып, жақындағанда қашып кетеді немесе суға жүзеді. Бұл адамдарды аллигаторларға және олардың ұяларына жақындауға итермелейді, бұл жануарларды шабуылға түсіруі мүмкін. Флоридада жабайы аллигаторларды кез келген уақытта тамақтандыруға тыйым салынған. Егер аллигаторларды тамақтандырса, олар адамдардан қорқуын жоғалтады және адамдарды тамақпен байланыстырады.

Alligators are native only to the United States and China. American alligators are found in the southeast United States: all of Florida and Louisiana; the southern parts of Georgia, Alabama, and Mississippi; coastal South and North Carolina; East Texas, the southeast corner of Oklahoma, and the southern tip of Arkansas. Louisiana has the largest alligator population. The majority of American alligators inhabit Florida and Louisiana, with over a million alligators in each state. Southern Florida is the only place where both alligators and crocodiles live side by side. American alligators live in freshwater environments, such as ponds, marshes, wetlands, rivers, lakes, and swamps, as well as in brackish water. When they construct alligator holes in the wetlands, they increase plant diversity and provide habitat for other animals during droughts. They are, therefore, considered an important species for maintaining ecological diversity in wetlands. Farther west, in Louisiana, heavy grazing by nutrias and muskrats is causing severe damage to coastal wetlands. Large alligators feed extensively on nutrias, and provide a vital ecological service by reducing nutria numbers. Alligators have also been observed to rise up and balance on their hind legs and semi step forward as part of a forward or upward lunge. However, they can not walk on their hind legs. Although the alligator has a heavy body and a slow metabolism, it is capable of short bursts of speed, especially in very short lunges. Alligators' main prey are smaller animals they can kill and eat with a single bite. They may kill larger prey by grabbing it and dragging it into the water to drown. Alligators consume food that cannot be eaten in one bite by allowing it to rot or by biting and then performing a "death roll", spinning or convulsing wildly until bite sized chunks are torn off. Critical to the alligator's ability to initiate a death roll, the tail must flex to a significant angle relative to its body. An alligator with an immobilized tail cannot perform a death roll. Most of the muscle in an alligator's jaw evolved to bite and grip prey. The muscles that close the jaws are powerful, but the muscles for opening their jaws are weak. As a result, an adult human can hold an alligator's jaws shut bare handed. It is common to use several wraps of duct tape to prevent an adult alligator from opening its jaws when being handled or transported. Alligators are generally timid towards humans and tend to walk or swim away if one approaches. This may encourage people to approach alligators and their nests, which can provoke the animals into attacking. In Florida, feeding wild alligators at any time is illegal. If fed, the alligators will eventually lose their fear of humans and will learn to associate humans with food.

Диета

Аллигаторлардың тамақтануы олардың жасы мен өлшеміне байланысты. Жастарында аллигаторлар балық, жәндіктер, ұлулар, шаяндар және құрттарды жейді. Есейген сайын, олардың жемі тірі жануарлар үлкейе түседі, олардың ішінде ірі балықтар, мысалы, гары, тасбақалар және түрлі сүтқоректілер, әсіресе нутриялар мен мускустар бар. Олардың асқазанында көбінесе тас кесектер кездеседі. Аштыққа шалса, тіпті өліктерді де жейді. Кейде үлкен аллигаторлар иттерге, Флорида пантераларына және қара аюларға шабуыл жасайды, осылайша олардың таралған жерлеріндегі басты жыртқышқа айналады. Осы басты жыртқыш рөлінде, ол құрбанды түрлердің, соның ішінде тасбақалар мен нутриялардың санына әсер ете алады. Еркек аллигаторлардың тағы бір мінез-құлқы – басын күшпен соғу. 2010 жылы көктемгі түндерде аллигаторлар көптеп жиналып, топтық көбейіске қатысатыны байқалды, бұл "аллигатор билері" деп аталады. Жазда аналық аллигатор өсімдіктерден ұя салады, ал өсімдіктердің шіруі жұмыртқаларды инкубациялау үшін қажетті жылуды қамтамасыз етеді. Ұрпақтың жынысы ұядағы температураға байланысты анықталады және инкубация басталғаннан кейін 7-21 күн ішінде қалыптасады. Инкубация температурасы төмен немесе одан төмен болса, аналықтардың ұясы шығады; ал жоғары немесе одан жоғары болса, тек аталықтар ғана шығады. Жапыраққа салынған ұялар ылғалды батпаққа салынған ұялардан жылырақ болады, сондықтан біріншісінен көбінесе аталықтар, ал екіншісінен аналықтар шығады. Аллигатордың жұмыртқа тісі оның жұмыртқадан жарылу кезінде шығуына көмектеседі. Жұмыртқадан шыққандағы жыныстардың табиғи арақатынасы бір атаға бес аналықтан тұрады. Аналық аллигатор ұяны жыртқыштардан қорғайды және балаларды суға түсіруге көмектеседі. Егер балалар сол жерде қалып жатса, ол оларды шамамен бір жыл бойы қорғайды. Ересек аллигаторлар көбінесе жас аллигаторларды жейді, бірақ каннибализм деңгейінің бағасы әртүрлі. Бұрын аллигатор аулауға тыйым салынғаннан кейін, ересектердің санының азаюына байланысты популяция тез қалпына келді, бұл жас аллигаторлардың тірі қалу мүмкіндігін арттырды.

The type of food eaten by alligators depends upon their age and size. When young, alligators eat fish, insects, snails, crustaceans, and worms. As they mature, progressively larger prey is taken, including larger fish such as gar, turtles, and various mammals, particularly nutrias and muskrats, Their stomachs also often contain gizzard stones. They will even consume carrion if they are sufficiently hungry. In some cases, larger alligators are known to ambush dogs, Florida panthers and black bears, making them the apex predator throughout their distribution. In this role as a top predator, it may determine the abundance of prey species, including turtles and nutrias. Another form of male display is a loud head slap. In 2010, on spring nights alligators were found to gather in large numbers for group courtship, the so called "alligator dances". In summer, the female builds a nest of vegetation where the decomposition of the vegetation provides the heat needed to incubate the eggs. The sex of the offspring is determined by the temperature in the nest and is fixed within seven to 21 days of the start of incubation. Incubation temperatures of or lower produce a clutch of females; those of or higher produce entirely males. Nests constructed on leaves are hotter than those constructed on wet marsh, so the former tend to produce males and the latter, females. The baby alligator's egg tooth helps it get out of its egg during hatching time. The natural sex ratio at hatching is five females to one male. Females hatched from eggs incubated at weigh significantly more than males hatched from eggs incubated at The mother defends the nest from predators and assists the hatchlings to water. She will provide protection to the young for about a year if they remain in the area. Adult alligators regularly cannibalize younger individuals, though estimates of the rate of cannibalism vary widely. In the past, immediately following the outlawing of alligator hunting, populations rebounded quickly due to the suppressed number of adults preying upon juveniles, increasing survival among the young alligators.

Анатомия

Аллигаторлар, құстар сияқты, өкпелері арқылы ауаның бір бағытта қозғалатыны анықталды. Басқа амниоттардың көпшілігі екі бағытты немесе толқынды тыныс алуды көрсетеді деп саналады. Толқынды тыныс алатын жануарларда, мысалы, сүтқоректілерде, ауа өкпеге кіріп, тармақталған бронхтар арқылы шығады, олар кішкентай, түйінді камераларда – альвеолаларда аяқталады. Альвеолалар ауа ағыны үшін тұйық болғандықтан, дем алған ауа кірген жолымен кері қайтуы керек. Ал аллигатордың өкпесіндегі ауа парабронхи арқылы цикл жасап, тек бір бағытта қозғалады. Ауа алдымен сыртқы тармаққа кіреді, парабронхи арқылы өтеді және өкпеден ішкі тармақ арқылы шығады. Қысқылтегік алмасу парабронхи маңындағы кең тамырлар жүйесінде жүреді. Аллигатордың ас қорыту жүйесі крокодилдікке ұқсас, бірақ морфологиясы мен ферменттік белсенділігінде шағын айырмашылықтар бар. Аллигатордың асқазаны екі бөліктен тұрады, алғашқы кішкентай бөлігінде гастролиттер болады. Асқазанның бұл бөлігі кейбір құстардың қарындығындағыдай, ас қорытуға көмектеседі деп есептеледі. Гастролиттер тамақты ұнтақтап, аллигатор үлкен тілімдерге бөліп жесе немесе кішкентай жемді толығымен жұтады. Бұл процесс тамақ екінші асқазан бөлігіне жеткенде ас қорыту мен қоректік заттардың сіңуін жеңілдетеді. Аллигатордың тамағы өңделгеннен кейін, ол асқазанның екінші бөлігіне өтеді, ол өте қышқылды болады. Ас қорыту басталғанда асқазанның қышқылдығы артатыны байқалады. Бұл қандағы көмірқышқыл газының концентрациясының артуына байланысты, аллигатордың жүрегі оңнан солға қарай бұрылуы нәтижесінде. Аллигатордың жүрегінің оңнан солға қарай бұрылуы қан айналымы жүйесінің қанды өкпеге емес, денеге қайта айналдыратынын білдіреді. Қанның қайта айналымы CO2 концентрациясының жоғарылауына және оттегіге деген бейімділіктің төмендеуіне әкеледі. Ас қорыту кезінде асқазанға қан ағынының артуына және CO2 концентрациясын арттыруға, соның ішінде асқазан қышқылының секрециясын арттыруға көмектесетін дәлелдер бар. Аллигаторлардың ішегінде қоректік заттарды сіңіруге қосымша көмектесетін жоғары бүктеліп жатқан шырыш қабығы бар. Бұл бүктелулер қоректік заттардың сіңірілуі үшін үлкен беттік ауданды қамтамасыз етеді. Аллигаторлардың микробиомы да күрделі, оның пайдасы мен зияны толыққанды түсініксіз. Бұл микроорганизмдер ішек шырыш қабығының жоғары беттік ауданында, сондай-ақ бүкіл ас қорыту жолында кездеседі. Олардың артықшылықтарына жақсы жалпы денсаулық және күшті иммундық жүйе жатады. Алайда, аллигаторлар басқа микробиоталардың иммундық күшеуіне қарамастан, микробтық инфекцияларға осал болып қалады. Сонымен қатар, маусымдар арасында аллигатордың микробиалдық қауымдастығындағы бактериялық таксондар популяциясының деңгейіндегі ауытқулар бар, бұл аллигаторға әртүрлі тамақтану және белсенділік деңгейлеріне бейімделуге көмектеседі. Басқа крокодилдер сияқты, аллигаторлардың да сүйекті қалқандары бар. Дермальды сүйектер жоғары тамырланған және кальций тепе-теңдігіне көмектеседі, жануар су астында тыныс ала алмайтын кезде қышқылдарды бейтараптандыру үшін және жұмыртқа қабығының қалыптасуына кальций беру үшін. Аллигаторлардың бұлшық еттері бар, жазық құйрықтары жүзу кезінде оларды итеруге көмектеседі. Ақ аллигаторлардың екі түрі бар: альбиностар және лейцистикалықтар. Бұл аллигаторларды табиғатта табу өте қиын. Олар тек тұтқындықта ғана тіршілік ете алады және олардың саны аз. Нью-Орлеандағы Америка аквариумында 1987 жылы Луизиана батпағында табылған лейцистикалық аллигаторлар бар. Аллигатор етін адамдар да тұтынады.

Alligators, much like birds, have been shown to exhibit unidirectional movement of air through their lungs. Most other amniotes are believed to exhibit bidirectional, or tidal breathing. For a tidal breathing animal, such as a mammal, air flows into and out of the lungs through branching bronchi which terminate in small dead end chambers called alveoli. As the alveoli represent dead ends to flow, the inspired air must move back out the same way it came in. In contrast, air in alligator lungs makes a circuit, moving in only one direction through the parabronchi. The air first enters the outer branch, moves through the parabronchi, and exits the lung through the inner branch. Oxygen exchange takes place in extensive vasculature around the parabronchi. The alligator has a similar digestive system to that of the crocodile, with minor differences in morphology and enzyme activity. Alligators have a two part stomach, with the first smaller portion containing gastroliths. It is believed this portion of the stomach serves a similar function as it does in the gizzard of some species of birds, to aid in digestion. The gastroliths work to grind up the meal as alligators will take large bites or swallow smaller prey whole. This process makes digestion and nutrient absorption easier once the food reaches the second portion of the stomach. Once an alligator's meal has been processed it will move on to the second portion of the stomach which is highly acidic. The acidity of the stomach has been observed to increase once digestion begins. This is due to the increase in CO2 concentration of the blood, resulting from the right to left shunting of the alligators heart. The right to left shunt of the heart in alligators means the circulatory system will recirculate blood through the body instead of back to the lungs. The re circulation of blood leads to higher CO2 concentration as well as lower oxygen affinity. There is evidence to suggest that there is increased blood flow diverted to the stomach during digestion to facilitate an increase in CO2 concentration which aids in increasing gastric acid secretions during digestion. Alligators also have highly folded mucosa in the lining of the intestines to further aid in the absorption of nutrients. The folds result in greater surface area for the nutrients to be absorbed through. Alligators also have complex microbiomes that are not fully understood yet, but can be attributed to both benefits and costs to the animal. These microorganisms can be found in the high surface area of the mucosa folds of the intestines, as well as throughout the digestive tract. Benefits include better total health and stronger immune system. However alligators are still vulnerable to microbial infections despite the immune boost from other microbiota. There is also fluctuation in the level of bacterial taxa populations in the alligator's microbial community between seasons which helps the alligator cope with different rates of feeding and activity. Like other crocodilians, alligators have an armor of bony scutes. The dermal bones are highly vascularised and aid in calcium balance, both to neutralize acids while the animal cannot breathe underwater and to provide calcium for eggshell formation. Alligators have muscular, flat tails that propel them while swimming. The two kinds of white alligators are albino and leucistic. These alligators are practically impossible to find in the wild. They could survive only in captivity and are few in number. The Aquarium of the Americas in New Orleans has leucistic alligators found in a Louisiana swamp in 1987. Alligator meat is also consumed by humans.

Крокодилдерден айырмашылығы

Аллигатор мен крокодилді ажырату үшін белгілі бір ережелер бар, бірақ олардың барлығында ерекшеліктер кездеседі. Мұндай жалпы ережелерге мыналар жатады:

Тістердің көрінуі: Крокодилдерді аллигаторлардан ажыратудың ең оңай жолы – олардың жақ сызығына қарау. Аллигатордың төменгі жақ тістері жоғарғы жақ тістерінің ойықтарына сыяды, сондықтан ауыз жабық болғанда тек жоғарғы тістері ғана көрінеді. Крокодилдің төменгі жақ тістері жоғарғы жақтың сыртқы бөлігіндегі ойыстарға орналасады, ауыз жабық болғанда жоғарғы және төменгі тістері екеуі де көрінеді, осылайша "тісті күлімсіреу" пайда болады. Мұрын мен жақтың пішіні: Аллигаторлардың мұрындары U пішіндес, кең және қапақ тәрізді, ал крокодилдердің мұрындары көбінесе үшкір немесе V пішіндес болады. Аллигаторлардың кең мұрындары олардың жақтарына қорғашандар мен басқа да қабықтары бар жануарлардың қабықтарын жару кезіндегі күштің әсеріне төтеп беруге мүмкіндік береді деп есептеледі. Бірақ 2012 жылы жасалған зерттеуде 23 крокодил түрінің тістеу күші мен мұрын пішіні арасында айтарлықтай байланыс жоқ екені анықталды. Тұз бездерінің жұмыс істеуі: Крокодилдердің тілдеріндегі сілекей бездері өзгеріп, тұз бездеріне айналған, бірақ бұл бездер крокодилдер мен гариалдарда әлі де тұз шығарады, ал көптеген аллигаторлар мен каймандарда бұл қабілет жоғалған немесе тек өте аз мөлшерде тұз шығарады.