Ontwikkelingslijnen bij gewervelde dieren, van vis tot mens

Inleiding

Op deze pagina wordt voor alle orgaanstelsels eerst kort weergegeven hoe de situatie bij iedere groep van de gewervelde dieren is: vissen, amfibieën, reptielen, vogels, zoogdieren en de mens. Het karakteristieke staat centraal; uitzonderingen worden grotendeels weggelaten. Daarna volgt de ontwikkelingslijn die in deze fenomenologische vergelijking naar voren komt. Het beeld is niet overal even scherp; waar dat zo is, wordt het vermeld. Aan het eind staat hoe de gangbare evolutiebiologie de volgorde van de groepen ziet.

De groepen zelf worden uitgebreider besproken op de pagina's over amfibieën, reptielen, vogels, zoogdieren en de mens.

Omgeving

Dieren leven als volgt in hun omgeving:

• Vissen zwemmen gewichtloos in het water en bewegen zich in de door de waterspiegel afgegrensde ruimte.
• Amfibieën leven op de overgang van land en zoet water en zijn aan beide gebonden.
• Reptielen kunnen geheel op het land leven en verliezen door hun dichte, geschubde huid weinig water; ze zijn niet meer aan het water gebonden en kunnen overal leven waar het warm genoeg is.
• Vogels zijn dieren van de lucht en zijn relatief weinig op de grond te vinden.
• Zoogdieren leven overal op de aarde, maar de afzonderlijke soorten hebben zich gespecialiseerd en zijn aan hun biotoop gebonden.
• De mens leeft over de gehele aarde, past de omgeving aan zichzelf aan en past zich aan zijn omgeving aan.

Conclusie

Er is een ontwikkeling geweest van het water naar het land. De amfibieën zijn daarbij afhankelijk van het water gebleven en kunnen niet goed op het land lopen; ze ondervinden de werking van de zwaartekracht. Dat geldt ook voor de reptielen, die aan de aarde gebonden zijn en zich dicht bij het aardoppervlak bevinden. De vogels hebben de aarde verlaten door de lucht op te zoeken. De zoogdieren staan weer met hun vier ledematen op de aarde en hebben de romp ervan opgeheven. Ze zijn gespecialiseerd en moeten in hun biotoop leven; daarbuiten kunnen ze dat niet. De mens kan zich, doordat hij de omgeving aan zijn wensen kan aanpassen, overal vestigen.

Ontwikkelingslijn

Van opgenomen zijn in de omgeving naar gebruikmaken van de omgeving.

Lichaam – algemeen

De lichaamsbouw laat de volgende reeks zien:

• Vissen: kop, romp en staart vormen een geheel, het lichaam is zijdelings afgeplat en met weinig energie wordt een dynamisch evenwicht gehandhaafd. De huid vormt een overgang naar het water.
• Amfibieën: de kop is enigszins afgescheiden van de romp en de staart is een voortzetting van de romp of is afwezig. De poten staan zijdelings, het lichaam is van boven naar beneden afgeplat en er is vaak een dood evenwicht: het lichaam rust plat op de bodem.
• Reptielen: de kop is soms al wat meer afgescheiden van de romp; de staart is een voortzetting van de romp, de poten staan zijdelings en het lichaam is vaak van boven naar beneden afgeplat. Ook hier is er in rust een dood evenwicht.
• Vogels: de kop is duidelijk afgescheiden van de romp, de poten staan onder de romp, zijn onbevederd en koud en daarmee afwijkend van de warme romp. Er zijn vleugels, de houding is enigszins verticaal en er is een goed dynamisch evenwicht.
• Zoogdieren: kop, romp, ledematen en staart zijn duidelijk verschillend, en er is een relatief lange hals die kop en romp duidelijk scheidt. De poten staan onder de romp, het lichaam is zijdelings afgeplat en er is een actief evenwicht.
• Mens: kop, romp en ledematen zijn duidelijk verschillend en er is een duidelijke nek. Alle gewrichten staan in één vlak, het lichaam staat rechtop, is van voor naar achter afgeplat en is in evenwicht; het houdt met weinig energie zijn dynamisch evenwicht in stand.

Conclusies

Vanuit het vissenlichaam, dat een afgerond geheel is, ontstaan bij de amfibieën zijdelings de poten, bij de reptielen de aanzet van een nek, en bij de vogels en zoogdieren een aparte staart. Bij de vogels is die staart zichtbaar in de veren; bij de zoogdieren is hij geen voortzetting van het lichaam. Vogels en zoogdieren hebben de poten onder het lichaam. Bij de zoogdieren is er een duidelijke driedeling (kop, romp, staart). De mens is verticaal opgericht en tweebenig, er is geen staart en de driedeling bestaat uit kop, romp en ledematen.

Het lichaam wordt zo van de aarde opgetild. Van het gewichtloze, dynamische evenwicht van de vis gaat het via het dode evenwicht van de kruipende dieren naar de energievragende, half opgerichte houding van de vogels en de energetisch ongunstige houding van de zoogdieren, en ten slotte naar het energiearme, dynamische evenwicht van de mens.

Ontwikkelingslijnen

Uit een lichaam dat één geheel is, ontstaat langzaam het in drieën gelede lichaam. Van gewichtloos in het water via de aardse zwaarte en de energievragende houding naar de weinig energie kostende, opgerichte houding van de mens. In deze beschrijving is de zwaarte gekomen, ondergaan en overwonnen.

Vorm en kleur

Er is verschil in vorm en kleur:

• Vissen laten een grote rijkdom aan kleuren en minder aan vormen zien. Er zijn relatief grote verschillen in lichaamsgrootte.
• Amfibieën: er komen twee lichaamsvormen voor, de plompe padden en kikkers en de gestrekte salamanders. Er zijn weinig verschillen in grootte. De meeste soorten zijn onopvallend gekleurd, al zijn er ook zeer kleurrijke, zoals de pijlgifkikkers.
• Reptielen: er komen vier lichaamsvormen voor: de langgerekte slangen, hagedissen en krokodillen, en de plompe schildpadden. Er is kleurvariatie en er zijn wat grotere verschillen in lichaamsomvang.
• Vogels: alle vogels hebben min of meer dezelfde lichaamsvorm, en er komen veel kleurverschillen voor. Vogels zijn relatief klein en de verschillen in grootte zijn relatief gering.
• Zoogdieren: er is een grote vormenrijkdom en ook een groot verschil in grootte. Kleurverschillen zijn er weinig; ze vormen een bruingrijze wereld.
• Mens: er zijn tussen mensen geringe verschillen in vorm en kleur van het lichaam. Aan die kleine individuele verschillen in uiterlijk wordt cultureel een grote betekenis gegeven.

Conclusie

De vissen vertonen veel variatie, de twee daaropvolgende groepen minder. Pas bij de vogels is er weer een grote kleurvariatie, en bij de zoogdieren is er veel variatie in lichaamsvorm. Bij de mens wordt de individuele vorm belangrijk.

Ontwikkelingslijn

Van een grote verscheidenheid aan kleur ontstaat langzaam een grotere vormvariatie.

Zintuigen

De zintuigen laten het volgende zien:

• Bij vissen zijn geur en smaak goed, de ogen nemen beweging waar en met de zijlijn voelen ze drukgolven in het water. Vissen nemen alles waar en kunnen zich niet voor de waarneming afsluiten; ze zitten midden in hun omgeving.
• Amfibieën reageren vooral op beweging.
• Reptielen: reuk en soms tastzin zijn belangrijk.
• Vogels: de ogen zijn zeer belangrijk.
• Zoogdieren: geur is belangrijk, naast zicht en gehoor. Er wordt grotendeels instinctief op waarnemingen gereageerd.
• Mens: het zien is het dominante zintuig. Het gehoor is belangrijk vanwege de spraak, en ook de andere zintuigen hebben hun plaats. De mens kan zijn analytisch vermogen tussen de waarneming en zijn reactie plaatsen en kan zijn reactie in meer of mindere mate vrij bepalen.

Conclusie

Hier zijn conclusies minder eenduidig. Duidelijk is dat de vissen in hun omgeving zijn opgenomen. De groepen daarna zijn vooral aan hun instinct gebonden; de reuk is belangrijk en maakt snelle reacties mogelijk. Dieren reageren meestal op bewegingen, en stilstaande dingen of organismen worden vaak slecht waargenomen. Zicht en gehoor worden belangrijker. De dieren komen daarmee meer tegenover de waargenomen wereld te staan. De mens kan zijn denkvermogen tussen de waarneming en de handeling plaatsen.

Ontwikkelingslijn

Van opgenomen zijn in de waargenomen wereld naar er tegenover staan. Van een door het instinct bepaalde reactie naar een min of meer vrije reactie.

Hersenen

De hersenen laten de volgende reeks zien:

• Vissen en amfibieën: de grote hersenen zijn klein; het gedrag wordt sterk door aangeboren patronen bepaald, al kunnen ook vissen en amfibieën leren.
• Reptielen: iets grotere grote hersenen; ook hier overheerst aangeboren gedrag.
• Vogels: de grote hersenen zijn vergroot, evenals de kleine hersenen (evenwicht en beweging). Het leervermogen loopt sterk uiteen en is bij groepen als kraaiachtigen en papegaaien opvallend groot. Uitdrukking gaat via geluid en lichaamshouding.
• Zoogdieren: de grote hersenen zijn vergroot en bedekken alle andere delen van de hersenen behalve de kleine hersenen. Ook de kleine hersenen zijn relatief groot. De grote hersenen dienen voor het geheugen, voor vaardigheden en om te leren. Gevoelsuitdrukkingen gaan via geluid, lichaamshouding en expressie van de kop.
• Mens: de grote hersenen, met name de neocortex, zijn sterk vergroot. Functies zoals de verwerking van het zien liggen voor een groot deel in de hersenschors. Er is een groot leervermogen, en eigen bewustzijn en zelfstandig denken treden op. Er zijn veel manieren om uiting te geven aan gevoelens.

Conclusie

De hersenen nemen in omvang toe, eerst de kleine hersenen, daarna de grote hersenen. Als laatste ontwikkelt zich bij de mens de neocortex in volle omvang. Het gevolg is dat leerprocessen en het vermogen om te denken toenemen en dat zintuiglijke waarnemingen op een hoger niveau worden verwerkt. Bij de mens en enkele andere dieren, zoals mensapen, dolfijnen, olifanten en de ekster, zijn aanwijzingen voor zelfbewustzijn gevonden. Het gevoel wordt eerst via de lichaamshouding geuit, daarna geeft ook de kop er expressie aan.

Ontwikkelingslijn

De hersenen worden groter, en daarmee samenhangend het vermogen om te leren, te denken en uitdrukking te geven aan het gevoel.

Ademhaling

De ademhaling laat de volgende reeks zien:

• Vissen: ademen met kieuwen, die de zuurstof uit het water opnemen.
• Amfibieën: de larven ademen met kieuwen; volwassen dieren ademen met eenvoudige longen, en daarnaast in belangrijke mate via de huid en het mondslijmvlies.
• Reptielen: ademen met longen; er is ribademhaling, behalve bij de schildpadden. De huid is geheel afgesloten.
• Vogels: ademen met doeltreffender gebouwde longen en ribademhaling. Ze hebben veel lucht in hun lichaam, in de luchtzakken, en de lucht wordt ook gebruikt voor de zang.
• Zoogdieren: ademen met longen, met rib- en middenrifademhaling. Bij het lopen en rennen is de ademhalingsfrequentie meestal aan de voortbeweging gekoppeld.
• Mens: ademt met longen; de frequentie is los van de voortbeweging en de adem wordt ook gebruikt voor spraak en zang.

Conclusie

Vanaf de kieuwademhaling van de vissen is de ademhaling, via de grote rol van de huidademhaling bij de amfibieën, bij de longen gekomen. De longen worden efficiënter. Er ontstaan rib- en middenrifademhaling. Bij de mens is de ademhaling vrij geworden van de voortbeweging en wordt ze gebruikt voor de spraak.

Ontwikkelingslijn

De ademhaling is van buiten (kieuwen) naar binnen (longen) gegaan en is bij de mens vrij geworden. De lucht is in het lichaam opgenomen.

Bloedsomloop

Bij de bloedsomloop wordt het volgende zichtbaar:

• Vissen: koudbloedig, enkele bloedsomloop, een hart met één boezem en één kamer.
• Amfibieën: koudbloedig, dubbele bloedsomloop, twee boezems en één kamer, gemengd bloed.
• Reptielen: koudbloedig, dubbele bloedsomloop, de kamer is onvolledig gescheiden (behalve bij krokodillen), ietwat gemengd bloed.
• Vogels: warmbloedig, circa 41 °C, dubbele bloedsomloop, volledig gescheiden.
• Zoogdieren: warmbloedig, circa 37 °C, dubbele bloedsomloop, volledig gescheiden.
• Mens: warmbloedig, circa 37 °C, dubbele bloedsomloop, volledig gescheiden.

Conclusie

Samen met de longademhaling ontstaat de gescheiden dubbele bloedsomloop. Die is de basis voor warmbloedigheid, dat wil zeggen voor het zelf op peil houden van de lichaamstemperatuur, zodat een dier ook actief kan zijn wanneer de omgeving koud is.

Ontwikkelingslijn

Het bloed wordt zuurstofrijker en warmbloedigheid ontstaat: de warmte wordt in het lichaam opgenomen. Dieren kunnen dan altijd actief zijn, los van de temperatuur van de omgeving.

Spijsvertering

In het spijsverteringskanaal treden de volgende veranderingen op:

• Vissen: het spijsverteringskanaal is eenvoudig en kort; in de hele bek kunnen tanden staan.
• Amfibieën: de maag verschilt van de slokdarm, het spijsverteringskanaal is langer, en er zijn tanden op de kaken en op het gehemelte.
• Reptielen: het spijsverteringskanaal lijkt op dat van amfibieën; de tanden staan vooral op de kaken.
• Vogels: krachtig metabolisme, differentiatie van de maag in kliermaag en spiermaag, geen tanden.
• Zoogdieren: goed ontwikkelde maag, een lange en onderverdeelde darm, gedifferentieerd en per soort gespecialiseerd; snijtanden, hoektanden en kiezen, waarvan meestal één type overheerst. Er zijn planteneters, vleeseters en alleseters.
• Mens: een spijsverteringskanaal van gemiddelde zoogdierlengte; snijtanden, hoektanden en kiezen in harmonie, zonder dat een ervan overheerst. De mens kan alles eten.

Conclusie

Eerst is het spijsverteringskanaal kort en eenvoudig. De lengte neemt toe en er treedt differentiatie op. Ook gaat er specialisatie optreden. Dieren zijn aan een soort voedsel gebonden; de mens kan alles eten.

Ontwikkelingslijn

Er is een toenemende differentiatie en specialisatie van het spijsverteringskanaal, inclusief het gebit. Bij de mens ontstaat harmonie tussen de delen, waardoor hij alles kan eten.

Voortplanting

De voortplanting laat de volgende reeks zien:

• Vissen: meestal geen paring, uitwendige bevruchting, veel eieren in het water afgezet, meestal geen broedzorg (haaien en roggen, en vissen met broedzorg zoals stekelbaarzen, vormen uitzonderingen).
• Amfibieën: paring, bij kikkers en padden uitwendige bevruchting, bij veel salamanders inwendige; veel eieren in het water afgezet, meestal geen broedzorg.
• Reptielen: paring, inwendige bevruchting, eieren met een leerachtige of kalkhoudende schaal in het donker op het land afgezet en uitgebroed door warmte van buiten; soms wel, soms geen broedzorg.
• Vogels: paring, inwendige bevruchting, eieren met een kalkschaal gelegd in een licht nest, zelf uitgebroed, verzorging en voeding van de jongen.
• Zoogdieren: paring, inwendige bevruchting, ontwikkeling van de foetus in het moederlijk weefsel (op de eierleggende vogelbekdieren en mierenegels na), zogen met melk na de geboorte, opvoeden van de jongen.
• Mens: paring, inwendige bevruchting, lange ontwikkeling van de foetus in het moederlijk weefsel, zogen met melk na de geboorte, lange opvoedings- en leertijd.

Conclusie

Eerst is de voortplanting geheel uitwendig, daarna wordt ze inwendig. De verzorging neemt toe.

Ontwikkelingslijn

De voortplanting heeft zich ontwikkeld van een proces dat geheel buiten het lichaam en onder invloed van de omgeving plaatsvindt, tot iets dat in het lichaam plaatsvindt en weinig van de omgeving afhangt. De ontwikkelingstijd wordt langer.

Voortbeweging

De voortbeweging laat de volgende reeks zien:

• Vissen: vinnen, geen ledematen; ze zweven in het water, gedragen door het water, merken niets van de zwaarte en gebruiken bij de voortbeweging weinig energie.
• Amfibieën: korte poten aan de zijkant van het lichaam, de achterpoten zijn vaak beter ontwikkeld; ze lopen slecht, liggen met de buik op de aarde en worden door de zwaartekracht als het ware gevloerd.
• Reptielen: korte poten aan de zijkant van het lichaam; ze lopen slecht, maar beter dan amfibieën, blijven dicht bij de grond met de buik in rust op de aarde en voelen de zwaartekracht. Hoe langer het dier, hoe meer het de aarde raakt.
• Vogels: twee dunne en koude poten onder het lichaam en twee vleugels om te vliegen; ze raken de aarde nauwelijks.
• Zoogdieren: vier relatief lange poten onder het lichaam, de buik is los van de aarde, er zijn veel specialisaties van de poten, ze kunnen goed lopen en staan vrij op de aarde.
• Mens: staat stabiel op twee benen, gebruikt daarbij weinig energie en heeft de handen vrij om te werken.

Conclusie

Vissen worden gedragen door de omgeving; op het land voelden de dieren de zwaartekracht en lagen ze bijna op de aarde. De zoogdieren konden het lichaam opheffen, en pas de mens heeft met zijn opgerichte lichaam nauwelijks nog last van de zwaartekracht.

Ontwikkelingslijn

De voortbeweging is een lange ontwikkeling geweest naar vrij op de aarde lopen met weinig energie, met twee ledematen vrij om mee te werken en de omgeving aan te passen.

Algehele conclusie

In deze vergelijking is bij de gewervelde dieren een emancipatie en een steeds grotere vrijheid ten opzichte van de omgeving te zien.

• De vissen leven moeiteloos geheel en al in hun omgeving; zij zijn erin opgenomen en staan er niet tegenover.
• De amfibieën hebben zich uit het water gewaagd, leven op het land en hebben de zwaarte van de aarde in zich opgenomen. Ze zijn afhankelijk gebleven van het water, onder andere voor hun voortplanting.
• De reptielen hebben zich van het water afgegrensd en hebben een dichte, weinig doorlatende huid gekregen.
• De vogels hebben een krachtige ademhaling ontwikkeld en een intensieve verbinding met de lucht, door de longen, de luchtzakken, de veren en hun leven in de lucht. Het lichaam is warm, de poten zijn koud.
• De zoogdieren doorgloeien het hele lichaam met warmte, en die eigenheid en warmte zijn zo groot dat zij het jonge dier in zichzelf kunnen laten ontwikkelen.
• De mens staat in deze beschrijving boven de zwaartekracht: hij staat moeiteloos rechtop op twee benen, met de handen vrij om de aarde naar zijn behoeften om te vormen, en de spraak is beschikbaar gekomen voor onderlinge communicatie. De mens is ongespecialiseerd en kan van daaruit, en door de lange leertijd, iedere specialisatie kiezen die hij nodig acht.

Ontwikkelingslijn of stamboom?

De rij vis, amfibie, reptiel, vogel, zoogdier, mens is een vergelijking van bouwplannen. De gangbare evolutiebiologie leest haar niet als een ladder waarin elke groep uit de vorige is voortgekomen. Wel is duidelijk dat alle landgewervelden afstammen van vissen met vlezige vinnen, die in het Devoon, zo'n 375 miljoen jaar geleden, de overgang naar het land begonnen; Tiktaalik uit Noord-Canada is daarvan een bekend fossiel.

Daarna splitsen de lijnen zich. De vroege landdieren met een ei dat op het land kon worden gelegd, de amnioten, vielen al vroeg in twee takken uiteen. Uit de ene tak kwamen de zoogdierachtige reptielen en uiteindelijk de zoogdieren voort, uit de andere de hagedissen, slangen, schildpadden, krokodillen en dinosauriërs, en uit de dinosauriërs de vogels. Vogels en krokodillen zijn dus nauwer aan elkaar verwant dan krokodillen en hagedissen, en zoogdieren staan niet ná de vogels, maar ernaast. Warmbloedigheid en een volledig gescheiden hart zijn bij vogels en zoogdieren elk langs een eigen weg ontstaan.

Dat maakt de ontwikkelingslijnen van deze pagina niet zinloos. Ze beschrijven hoe de verhouding tot water, lucht, aarde en warmte er in de verschillende bouwplannen uitziet. De evolutiebiologie verklaart de overeenkomsten tussen vogels en zoogdieren als convergentie: vergelijkbare oplossingen voor een actief leven op het land, die in twee afzonderlijke lijnen zijn gevonden. Een voorbeeld van zo'n herhaald patroon binnen één groep staat op de pagina over de evolutie van het paard.