Biology for Majors II

De reptielen (waaronder dinosauriërs en vogels) onderscheiden zich van amfibieën door hun terrestrisch aangepaste ei, dat wordt ondersteund door vier extra-embryonale membranen: de dooierzak, het amnion, het chorion, en het allantois (figuur 1). Het chorion en het amnion ontstaan uit plooien in de lichaamswand, en de dooierzak en het allantois zijn verlengstukken van respectievelijk de middendarm en de achterdarm. Het amnion vormt een met vloeistof gevulde holte die het embryo zijn eigen interne aquatische milieu verschaft. De evolutie van de extra-embryonale membranen leidde tot een geringere afhankelijkheid van water voor de ontwikkeling en stelde de amnioten aldus in staat zich in drogere milieus te vestigen.

Naast deze membranen hebben de eieren van vogels, reptielen en enkele zoogdieren schalen. Een embryo van een amniote werd toen ingesloten in het amnion, dat op zijn beurt werd ingekapseld in een extra-embryonaal coëloom dat zich binnen het chorion bevond. Tussen de schaal en het chorion bevond zich de albumine van het ei, die voor extra vloeistof en demping zorgde. Dit was een belangrijke ontwikkeling die de amniotes verder onderscheidde van de amfibieën, die door hun eischaal zonder schaal beperkt waren en blijven tot vochtige omgevingen. Hoewel de schalen van de verschillende reptielachtige amniotische soorten aanzienlijk verschillen, maken zij het alle mogelijk dat water en voedingsstoffen voor het zich ontwikkelende embryo worden vastgehouden. De eierschalen van vogels (aviaire reptielen) zijn verhard met calciumcarbonaat, waardoor zij stijf, maar broos zijn. De schalen van de meeste eieren van niet-vogelleptielen, zoals schildpadden, zijn leerachtig en vereisen een vochtige omgeving. De meeste zoogdieren leggen geen eieren (met uitzondering van monotremen zoals de stekelhuidigen en vogelbekdieren). In plaats daarvan groeit het embryo in het lichaam van de moeder, waarbij de placenta is afgeleid van twee van de extra-embryonale membranen.

Karakteristieken van amniotes

Figuur 1. De belangrijkste kenmerken van een amniotisch ei worden getoond.

Het amniotische ei is het belangrijkste kenmerk van amniotes. Bij amnioten die eieren leggen, biedt de schaal van het ei bescherming aan het zich ontwikkelende embryo en is hij tegelijk doorlatend genoeg om de uitwisseling van kooldioxide en zuurstof mogelijk te maken. De albumine, of het eiwit, buiten het chorion voorziet het embryo van water en eiwitten, terwijl het vettere eigeel in de dooierzak het embryo van voedingsstoffen voorziet, zoals het geval is bij de eieren van veel andere dieren, zoals amfibieën. Hier volgen de functies van de extra-embryonale membranen:

1. Bloedvaten in de dooierzak transporteren voedingsstoffen uit de dooier naar de bloedsomloop van het embryo.
2. Het chorion vergemakkelijkt de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide tussen het embryo en de externe omgeving van het ei.
3. Het allantois slaat stikstofhoudende afvalstoffen op die door het embryo worden geproduceerd en vergemakkelijkt ook de ademhaling.
4. Het amnion beschermt het embryo tegen mechanische schokken en ondersteunt de hydratatie.

Bij zoogdieren is de dooierzak sterk verkleind, maar het embryo wordt nog steeds opgevangen en ingesloten in het amnion. De placenta, die voedingsstoffen transporteert en functies vervult op het gebied van gasuitwisseling en afvalbeheer, is afgeleid van het chorion en het allantois.