Varför däggdjur väljer päls över fjädrar, enligt biologi

Om vi ​​antar att fjädrar är överlägsen päls vad gäller vattenskydd och isolering, har jag alltid undrat: varför däggdjur går på pälsvägen istället för att utveckla fjädrar? - Shane, Perth

En av de viktigaste egenskaperna som skiljer däggdjur från fåglar och andra djur är att däggdjur har hår eller päls och fåglar har fjädrar.

Däggdjur utvecklats från synapsiderna (som finbacken, Dimetrodon) mellan 320 och 315 miljoner år sedan, medan fåglar utvecklats från theropoddinosaurier (som T.rex) omkring 150 miljoner år sedan. Så hår och fjädrar utvecklades separat från olika djurgrupper.

Medan varje grupp av djur kräver varierande grad av isolering och vattentäthet, använder de olika djuren även hår och fjädrar för ytterligare ändamål - som att avkänna sin miljö och hörapparater. Tillsammans påverkar alla dessa roller ett djurs chans att överleva och hitta en kompis för att framgångsrikt reproducera med.

Både päls och fjädrar är en del av det integumentära systemet som är förknippat med kroppens yttre beläggning.

Hår för värmekontroll

Ofta förenar vi hår eller päls med isolering. Får hår, kallad ull, är välkänt för sin förmåga att isolera, och människor har byggt hela industrin utifrån dess egenskaper.

Naturligtvis skiljer sig antalet, typen och färgen på håret bland däggdjursarter, och dessa egenskaper är baserade på specifika däggdjurs behov.

Hår är alltid förknippade med talgkörtlar (som producerar talg, ett vattenavstötande ämne) och sensoriska receptorer.

Den nakna molroten (Heterocephalus glaber), ett blind underjordiskt däggdjur, har några spridda hår (trots namnet) - det använder dem för att navigera genom associerade sensoriska receptorer.

Elefanter verkar också väsentligen hårlösa; De är dock täckta i hår med olika längder och densiteter. Liksom deras förfäder har mammuterna, dagens elefanter ett stort förhållande mellan volymer och ytor. Så i stället för en isolator gör dagens elefanthår värmeförlust och hjälper till att kyla.

Individuella hårsträngar är olika färger. Den yttre delen av hårsträngarna är ansvariga för djurets allmänna utseende och därmed dess övergripande färgning. Hårsträngens inre del är ansvarig för isolering.

Hår- eller pälsfärg påverkar hårets förmåga att reflektera solstrålning och isolera. Mörkt hår absorberar mer strålande värme än ljusare hår. Till exempel undviker den mörkare euron (även kallad "Common Wallaroo", Macropus Robustus), i de torra zonerna i Outback Australia, värme beteende genom att flytta ut ur solen. Den lättare färgade röda känguruen (Macropus rufus) spenderar mer tid i öppna områden.

Hårfärg är därför viktigt för arter som använder sig i solen för att värma sig och spara energi.

Hår för försvar

Zebror (Equis-arter) har svartvitt randig päls för att minska insektsangreppet och förvirra bita flugor. Forskare har hittat alla vita eller alla mörkfärgade hästarter och därtill hörande arter biter lättare av flugor än randiga zebror.

Hår kan också spela en roll i försvar för arter som svampfiskar, echidnas och igelkottar.Porcupines har modifierat hår som kallas quills, medan echidnas och igelkottar har ihåliga spines, båda täckta i ett tjockt lager av keratin. Djuren har också borst, undervatten och / eller hår bland deras dunkar eller ryggrad och på deras bockies.

Hedgehogs rullar in i en tight ball och exponerar sina spiny backs mot rovdjur. På samma sätt kan echidnas krulla in i en boll eller begrava sig och lämna sina spina ryggar exponerade som skydd mot rovdjur.

Typer av fjädrar

Så vad sägs om fjädrar? Precis som däggdjur har sensoriska receptorer associerade med hår, har fåglar sensoriska receptorer associerade med fjädrar. Dessa gör det möjligt för fåglar att känna föremål som bitande flugor och andra parasiter.

Det finns två huvudtyper av fjädrar: vaned fjädrar och nedfjädrar.

Vaned fjädrar har en rachis eller axel, med barbs förgrena sig, och mindre barbules förgrena sig från barbs. Nedfjädrar saknar skott och är fluffiga i utseende.

Nedfjädrar är ansvariga för isolering, och är de fjädrar vi använder i våra doonor, medan vaned fjädrar hjälp flygning.

I några fågelar ger barblesna på vaned fjädrar ett pulver som hjälper vattentätning.

Fåglar har också en uropygial körtel som är belägen mot basen av svansen. Det ger vaxliknande ämnen för att stödja förberedelse och underhåll av fjäder, och ger sannolikt ytterligare vattenskydd.

Det finns en ytterligare typ av fjäder, som är mycket specialiserad: piloplume. Dessa fjädrar används av män för att visa till honor och locka en kompis. I allmänhet är det därför var manliga fåglar ofta färgglada än kvinnliga fåglar.

Däggdjur använder olika metoder för att visa sig för kvinnor och att locka kompisar. Hjortar visar styrka och smidighet för kvinnor genom gevingar, valar använder sång, medan andra däggdjur, som katter, använder doft.

Att hitta en kompis är givetvis nödvändig för att producera nästa generation. Och fjädrar och päls spelar viktiga roller för att se till att det händer.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation av Julie Old och Hayley Stannard. Läs den ursprungliga artikeln här