Аллигаторы: происхождение, виды и распространение.

Введение

Аллигатор, или в разговорной речи гейтор, — крупная рептилия рода Alligator семейства Alligatoridae отряда Crocodilia. Существуют два современных вида: американский аллигатор (A. mississippiensis) и китайский аллигатор (A. sinensis). Кроме того, по ископаемым останкам известно несколько вымерших видов аллигаторов. Аллигаторы впервые появились в позднем эоцене, около 37 миллионов лет назад. Ранние английские варианты написания названия включали allagarta и alagarto.

Эволюция

Аллигаторы и кайманы разделились в Северной Америке в раннем третичном или позднем меловом периоде (примерно 53–65 миллионов лет назад). Китайский аллигатор отделился от американского аллигатора около 33 миллионов лет назад. Полный митохондриальный геном аллигатора был секвенирован в 1990-х годах. Полный геном, опубликованный в 2014 году, указывает на то, что аллигатор эволюционировал значительно медленнее, чем млекопитающие и птицы.

Филогения

Род аллигаторов относится к подсемейству Alligatorinae, которое является сестринским таксоном для Caimaninae (кайманов). Вместе эти два подсемейства образуют семейство аллигаторовых. Кладограмма ниже демонстрирует филогению аллигаторов.

Описание

Средний взрослый американский аллигатор весит и имеет длину, но иногда они вырастают до метров в длину и весят более килограммов. Самый крупный из когда-либо зарегистрированных, найденный в Луизиане, достигал в длину. Китайский аллигатор меньше, редко превышая в длину. Кроме того, он значительно легче, а самцы редко превышают килограммов.

Взрослые аллигаторы черного или темно-оливково-коричневого цвета с белой нижней частью тела, в то время как молодые особи имеют яркие желтые или беловатые полосы, резко контрастирующие с их темной кожей, что обеспечивает им дополнительный камуфляж среди тростника и прибрежной растительности. Средняя продолжительность жизни аллигатора не измерялась. Один из самых известных долгожителей – американский аллигатор Сатурн, вылупившийся в 1936 году в Миссисипи и проведший почти десятилетие в Германии, прежде чем большую часть жизни провести в Московском зоопарке, где он умер в возрасте 83 или 84 лет 22 мая 2020 года. Еще один из старейших известных аллигаторов – Муджа, американский аллигатор, привезенный в 1937 году из Германии в Белградский зоопарк в Сербии. Хотя достоверных записей о дате его рождения нет, по состоянию на 2012 год ему было около 80 лет, и он, возможно, был самым старым аллигатором, живущим в неволе.

Среда обитания

Аллигаторы встречаются только в Соединенных Штатах и Китае. Американские аллигаторы обитают на юго-востоке Соединенных Штатов: во всей Флориде и Луизиане; в южных частях Джорджии, Алабамы и Миссисипи; на побережье Южной и Северной Каролины; в Восточном Техасе, юго-восточном углу Оклахомы и на южной оконечности Арканзаса. В Луизиане самая большая популяция аллигаторов. Большинство американских аллигаторов обитает во Флориде и Луизиане, в каждом из этих штатов насчитывается более миллиона аллигаторов. Южная Флорида – единственное место, где аллигаторы и крокодилы живут бок о бок. Американские аллигаторы обитают в пресноводных водоемах, таких как пруды, болота, водно-болотные угодья, реки, озера и топи, а также в солоноватой воде. Когда они выкапывают «аллигаторские ямы» в водно-болотных угодьях, они увеличивают разнообразие растений и предоставляют среду обитания для других животных во время засухи. Поэтому они считаются важным видом для поддержания экологического разнообразия водно-болотных угодий. Дальше на запад, в Луизиане, интенсивный выпас нутрий и ондатр наносит серьезный ущерб прибрежным водно-болотным угодьям. Крупные аллигаторы активно питаются нутриями, оказывая жизненно важную экологическую услугу, сокращая их численность. Также наблюдалось, как аллигаторы поднимаются и балансируют на задних лапах, делая полушаг вперед в рамках броска вперед или вверх. Однако они не могут ходить на задних лапах. Несмотря на массивное телосложение и медленный метаболизм, аллигаторы способны к коротким всплескам скорости, особенно при очень коротких бросках. Основной добычей аллигаторов являются мелкие животные, которых они могут убить и съесть одним укусом. Более крупную добычу они могут убить, схватив ее и утащив в воду, чтобы утопить. Аллигаторы потребляют пищу, которую не могут съесть за один укус, позволяя ей гнить или откусывая куски, а затем выполняя «смертельный переворот» – вращаясь или судорожно извиваясь, пока не оторвутся куски размером с укус. Для выполнения «смертельного переворота» хвост аллигатора должен сгибаться под значительным углом относительно тела. Аллигатор с обездвиженным хвостом не может выполнить «смертельный переворот». Большая часть мускулатуры челюсти аллигатора развилась для укуса и захвата добычи. Мышцы, закрывающие челюсти, мощные, но мышцы, открывающие челюсти, слабые. В результате взрослый человек может удерживать челюсти аллигатора закрытыми голыми руками. Обычно для предотвращения открывания челюстей взрослого аллигатора при обращении или транспортировке используют несколько слоев изоленты. Аллигаторы, как правило, пугливы по отношению к людям и склонны уходить или уплывать, если кто-то приближается. Это может побудить людей приближаться к аллигаторам и их гнездам, что может спровоцировать животных на нападение. Во Флориде кормление диких аллигаторов в любое время незаконно. Если аллигаторов кормить, они в конечном итоге потеряют страх перед людьми и начнут ассоциировать людей с пищей.

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

Тип пищи, потребляемой аллигаторами, зависит от их возраста и размера. В молодом возрасте аллигаторы питаются рыбой, насекомыми, улитками, ракообразными и червями. По мере взросления они переходят на более крупную добычу, включая крупных рыб, таких как гары, черепах и различных млекопитающих, особенно нутрий и ондатр. В их желудках часто встречаются гастролиты. Они могут даже поедать падаль, если достаточно голодны. В некоторых случаях известно, что крупные аллигаторы нападают из засады на собак, флоридских пантер и черных медведей, что делает их высшими хищниками на всей территории их распространения. В этой роли главного хищника они могут влиять на численность видов-жертв, включая черепах и нутрий. Еще одна форма брачного поведения самцов – громкий хлопок головой. В 2010 году было обнаружено, что весной ночью аллигаторы собираются большими группами для коллективного ухаживания, так называемых «танцев аллигаторов». Летом самка строит гнездо из растительности, где разложение растительности обеспечивает тепло, необходимое для инкубации яиц. Пол потомства определяется температурой в гнезде и устанавливается в течение семи-двадцати одного дня после начала инкубации. Температура инкубации ниже или равная определенной температуре приводит к появлению кладки самок; температура выше или равная другой температуре приводит к появлению исключительно самцов. Гнезда, построенные на листьях, теплее, чем те, что построены на влажных болотах, поэтому в первых обычно вылупляются самцы, а во вторых – самки. Яйцезуб детеныша помогает ему выбраться из яйца во время вылупления. Естественное соотношение полов при вылуплении – пять самок на одного самца. Самки, вылупившиеся из яиц, инкубированных при определенной температуре, весят значительно больше, чем самцы, вылупившиеся из яиц, инкубированных при другой температуре. Мать защищает гнездо от хищников и помогает детенышам добраться до воды. Она будет защищать потомство около года, если они останутся в этом районе. Взрослые аллигаторы регулярно практикуют каннибализм по отношению к молодым особям, хотя оценки частоты каннибализма сильно различаются. В прошлом, сразу после запрета охоты на аллигаторов, популяции быстро восстановились из-за снижения числа взрослых особей, охотящихся на молодых, что повысило выживаемость среди молодых аллигаторов.

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

Как и птицы, аллигаторы демонстрируют однонаправленное движение воздуха через легкие. Большинство других амниот, как считается, дышат двунаправленно, или приливно. У животных с приливным дыханием, таких как млекопитающие, воздух поступает в легкие и выходит из них через разветвляющиеся бронхи, которые заканчиваются небольшими тупиковыми камерами, называемыми альвеолами. Поскольку альвеолы являются тупиками, вдохнутый воздух должен возвращаться тем же путем, которым он поступил. В отличие от этого, воздух в легких аллигатора циркулирует, двигаясь только в одном направлении через парабронхи. Воздух сначала входит во внешнюю ветвь, проходит через парабронхи и выходит из легкого через внутреннюю ветвь. Обмен кислородом происходит в обширной сосудистой сети вокруг парабронхов. Пищеварительная система аллигатора схожа с пищеварительной системой крокодила, но имеет незначительные различия в морфологии и активности ферментов. Желудок аллигатора состоит из двух отделов, в первом, меньшем отделе содержатся гастролиты. Считается, что этот отдел желудка выполняет аналогичную функцию, как и клюв у некоторых видов птиц, помогая в пищеварении. Гастролиты измельчают пищу, поскольку аллигаторы делают большие укусы или заглатывают мелкую добычу целиком. Это облегчает пищеварение и усвоение питательных веществ, когда пища достигает второго отдела желудка. После переработки пищи аллигатор переходит во второй отдел желудка, который отличается высокой кислотностью. Кислотность желудка наблюдается увеличивающейся с началом пищеварения. Это связано с повышением концентрации CO2 в крови из-за право-левого шунтирования в сердце аллигатора. Право-левый шунт в сердце аллигатора означает, что кровообращение рециркулирует кровь по телу, а не обратно в легкие. Рециркуляция крови приводит к повышению концентрации CO2 и снижению сродства к кислороду. Есть данные, свидетельствующие об увеличении притока крови к желудку во время пищеварения для повышения концентрации CO2, что способствует увеличению секреции желудочной кислоты. У аллигаторов также имеется сильно складчатая слизистая оболочка кишечника, что дополнительно способствует всасыванию питательных веществ. Складки увеличивают площадь поверхности для всасывания питательных веществ. У аллигаторов также есть сложные микробиомы, которые еще не полностью изучены, но могут приносить как пользу, так и вред животному. Эти микроорганизмы можно найти на высокой поверхности слизистых складок кишечника, а также по всему пищеварительному тракту. К преимуществам относятся улучшение общего состояния здоровья и укрепление иммунной системы. Однако аллигаторы все еще восприимчивы к микробным инфекциям, несмотря на иммунный стимул от других микроорганизмов. Также наблюдаются колебания численности популяций бактериальных таксонов в микробном сообществе аллигатора в зависимости от сезона, что помогает аллигатору справляться с различными темпами кормления и активности. Как и другие крокодилы, аллигаторы имеют панцирь из костных щитков. Кожные кости сильно васкуляризованы и способствуют балансу кальция, как для нейтрализации кислот, пока животное находится под водой, так и для обеспечения кальция для формирования яичной скорлупы. У аллигаторов мускулистые, плоские хвосты, которые приводят их в движение во время плавания. Существуют два вида белых аллигаторов: альбиносы и лейцисты. Эти аллигаторы практически невозможно найти в дикой природе. Они могут выжить только в неволе и встречаются в небольшом количестве. В Аквариуме Америки в Новом Орлеане есть лейцистические аллигаторы, найденные в болоте Луизианы в 1987 году. Мясо аллигатора также употребляют в пищу люди.

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.

Отличия от крокодилов

Хотя существуют общие правила для различения аллигаторов и крокодилов, все они имеют исключения. Эти общие правила включают:

Видимые и перекрывающиеся зубы: Самый простой способ отличить крокодила от аллигатора – посмотреть на линию его челюсти. Зубы нижней челюсти аллигатора помещаются в углубления верхней челюсти, поэтому при закрытом рте видны только верхние зубы. Зубы нижней челюсти крокодила помещаются в борозды на внешней стороне верхней челюсти, из-за чего видны как верхние, так и нижние зубы при закрытом рте, создавая так называемую "зубастую улыбку". Форма носа и челюсти: У аллигаторов более широкие, лопатообразные, U-образные морды, в то время как морды крокодилов обычно более заостренные или V-образные. Предполагается, что более широкие морды аллигаторов позволяют их челюстям выдерживать нагрузку при разгрызании панцирей черепах и других животных с твердым панцирем, широко распространенных в их среде обитания. Однако исследование 2012 года показало очень слабую корреляцию между силой укуса и формой морды у 23 изученных видов крокодилов. Функционирующие солевые железы: У крокодилов на языке имеются модифицированные слюнные железы, называемые солевыми железами, но в то время как эти органы все еще выделяют соль у крокодилов и гавиалов, у большинства аллигаторов и кайманов они утратили эту способность или выделяют ее лишь в очень небольших количествах.