Eläinkunta

Vaihto- ja tasalämpöiset

Eläimet jaetaan tavallisesti tasalämpöisiin ja vaihtolämpöisiin. Jälkimmäiseen ryhmään kuuluvat kaikki muut eläimet paitsi linnut ja nisäkkäät. Linnuilla tasalämpöisyyttä esiintyi jo dinosaurusten elinaikana. Vaihtolämpöiset eläimet ovat sellaisia, jotka eivät säätele omaa ruumiinlämpöään sisäisten mekanismien avulla, vaan se vaihtelee ympäristön lämpötilan mukana. Tasalämpöiset eläimet taas pystyvät ruumiintoimintojensa avulla säätelemään omaa ruumiinlämpötilaansa. Tasalämpöiset pyrkivät vähentämään lämpöhukkaa turkin tai höyhenpeitteen avulla tai voivat yrittää lisätä lämpöhukkaa läähättämällä tai hikoilemalla, joka toisaalta voi johtaa nestetasapainon järkkymiseen.
Vaihtolämpöisillä eläimillä, kuten matelijoilla, sammakoilla ja kaloilla on kuitenkin kehittynyt erilaisia keinoja, joiden avulla ne voivat kohottaa ruumiinlämpötilaa ympäristöä korkeammalle. Esimerkiksi merileguaani paistattelee päivää ruumiinlämpötilan kohottamiseksi. Päivän paistattelu voi olla kuitenkin liian vaarallista, sillä pedot voivat tällöin uhata niitä. Eloonjäämisen parantamiseksi eräällä liskolajilla on erityinen lämpöä keräävä elin päässä, jolloin se voi kaivautua kaulaansa myöten maahan ja jättää vain päänsä maanpinnalle. Tämä elin siirtää lämmön lopulta verenkierron avulla koko elimistöön. Tämän on myös syy sille, että vaihtolämpöiset ovat aktiivisia päivisin tai vain silloin kun aurinko lämmittää ilmaa tarpeeksi, ja siksi niitä ei elä kovin pohjoisilla alueilla (missä nisäkkäät ja linnut taas pärjäävät).
Kylmyyden ja kuumuuden siedossa karhukaiset ovat eksperttejä. Ne voivat selviytyä lähes −270 °C kylmyydestä tai kiehuvasta vedestä.

Liikkuminen

Suurin osa koko eläinkunnan lajeista kykenee tavalla tai toiselle liikkumaan itsenäisesti koko elämänsä ajan tai ainakin osan siitä. Vain niveljalkaisilla ja selkärankaisilla on erityisesti liikkumiseen tarkoitetut raajat. Selkärankaisilla raajat rakentuvat luista, joita lihakset liikuttavat. Niveljalkaisilla taas on ulkoinen tukiranka, johon kiinnittyneet lihakset saavat raajat liikkumaan. Linnuilla on myös maassa kulkemista varten raajat, mutta useimmat linnut kuitenkin ovat lentokykyisiä. Lintujen lisäksi useat hyönteiset pystyvät myös lentämään.
Yksinkertaisemmat eläimet taas voivat liikkua värekarvojen (esim. rataseläimet ja laakamadot) avulla, ryömiä (kastemadot) tai liukua (etanat). Mustekalat voivat liikkua vedenpohjassa lonkeroita liikuttamalla tai vaihtoehtoisesti sifoni-nimisellä suihkumoottorin toimintaa muistuttavalla elimellä.

Ravinto

Eläimet eivät pysty tuottamaan tarvitsemaansa energiaa kasvien tai bakteerien tapaan. Siksi ne ovat riippuvaisia muista elämän muodoista. Eläinten ruoanhankintastrategiat vaihtelevat kasviravinnosta (kasvinsyöjät) eläinperäiseen ravintoon (lihansyöjät, hyönteissyöjät). Eläin voi olla myös kaikkiruokainen eli syödä niin toisia eläimiä kuin kasveja (tai muita elämän muotoja).
Kasvinsyöjien etuihin kuuluu ruoan runsaus, sillä napa- tai muita äärialueita lukuun ottamatta kasveja kasvaa kaikkialla. Kasvinsyöjät ovat luonnon monimuotoisuuden kannalta tärkeässä roolissa, sillä ne levittävät kasvien siemeniä tiputtelemalla tai ulostamalla niitä eri alueille. Haittapuolina kasvinsyönnissä on yleensä se, että saadakseen tarvittavat määrät ravintoaineita eläimen on kulutettava paljon aikaa syömiseen, koska kasvit eivät ole kovinkaan energiarikkaita ravintolähteitä. Kasviravinto tarvitsee myös omanlaisen ruoansulatuksen, jotta eläin pystyisi hyödyntämään ravintoansa mahdollisimman hyvin.
Lihansyöjien kohdalla ravinnon määrästä tai sen ravintoainepitoisuudet eivät ole ongelma, vaan lähinnä sen hankinta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi eri eläimillä on eri saalistustapoja. Esimerkiksi hämähäkit saalistavat kutomalla hankalasti erotettavia seittejä ja odottavat vain jonkin hyönteisen lentävän siihen. Leijonat ja sudet taas saalistavat ryhmissä. Lihan- ja kasvinsyöjillä on ravintoon erikoistuneet hampaat tai nokat.

Levinneisyys

Eläimet kehittyivät muun elämän tapaan vedessä, mutta osa lajeista sopeutui pitkällisen kehityksen ansiosta myös maaelämään.
Luonnossa elää edelleen lajeja, kuten kalat ja jotkin sammakkoeläimet, jotka ovat sopeutuneet ainoastaan vedessä elämiseen. Veteen sopeutuneiden eläinlajien ja etenkin merieläinten etuna on elinolosuhteiden hidas muuttuminen. Merten ja valtamerien eläinten monimuotoisuus painottuu rannikoille ja koralliriutoille, jotka tarjoavat paitsi ravintoa myös hyvän piilopaikan saalistajilta. Koralliriutat itsessäänkin rakentuvat itse asiassa korallieläimistä. On arvioitu, että koralliriutoilla elää neljännes merten lajistosta, joten niiden tuhoutuminen olisi suuri menetys merielämän monimuotoisuudelle. Merieläinten pääravinnon lähde on plankton.
Vaikka merielämä painottuukin lähelle merenpintaa, jossa valaistus on yleensä erinomainen, on useiden kilometrien syvyyteen suuresta paineesta ja pimeydestä huolimatta kehittynyt elämänmuotoja, joita kaikkia tiede ei vielä edes tunne.

Vuoden- ja vuorokaudenajat

Eläimet ovat aktiivisia hyvin eri aikoihin vuorokaudessa. Suurin osa nisäkkäistä nukkuu öisin ja on aktiivinen päiväsaikaan (diurnaalisuus), mutta monet nisäkkäät ovat sopeutuneet hämärään aikaan tai yöelämään, koska silloin on esimerkiksi saalistajia vähemmän. Tämä on kasvinsyöjien kannalta edullinen piirre. Kotieläinten kohdalla muutamien eläinten, jotka luonnossa liikkuvat hämärään tai öiseen aikaan, on havaittu muuttuneen päiväeläimiksi. Esimerkiksi kissa on luonnossa hämärän ajan eläin, mutta kotieläimenä ne ovat muuttaneet elintapoja sopimaan paremmin ihmisen päivärytmiin.
Eläinten aistit kehittyvät pitkälti aktiivisuusajan mukaisesti. Yöeläimillä on usein kokoonsa suhteutettuna suuremmat silmät ja ne ovat likinäköisiä, koska ne tarvitsevat näköänsä lähinnä sellaisissa etäisyyksissä, joista ne voivat hyökätä saaliinsa kimppuun. Muuten ne luottavat muihin aisteihinsa. Päiväaikaan on taas hyödyllistä havaita vihollisia pitkien matkojen päästä, jolloin kuuloaistista ei ole niin paljoa hyötyä. Öiseen aikaan liikkuvilla sammakoilla ja linnuilla on poikkeuksellisen tarkka syvyysnäkö, josta esimerkiksi pöllöjen kohdalla kertoo niiden silmien sijoittuminen suoraan eteen eikä sivuille, jolloin niiden stereonäkö on parempi. Uudessa-Seelannissa elävä kiivi-lintu suunnistaa hajuaistinsa turvin. Yöeläinten suuret silmät selittyvät sillä, että suurikokoiset silmät kasvattavat verkkokalvon pinta-alaa, jolloin verkkokalvolle pääsevän valon määräkin suurenee. Verkkokalvolla yöeläimillä on paljon valoa aistivia sauvasoluja, jotka parantavat hämäränäköä. Kääntöpuolena taas on se, että yöeläimillä on erittäin vähän värinäköön erikoistuneita tappisoluja, joten yöeläimet ovat käytännössä värisokeita. Päiväsaikaan yöeläimet pystyvät kyllä kulkemaan, mutta niiden on suojeltavat silmiään turhalta valolta.
Yöeläimet ovat hyvin riippuvaisia kuuloaistista, koska se on ainoa keino, jolla useimmiten on mahdollista saada tietoa lähestyvästä saalistajasta. Jotkin eläimet ovat taas erikoistuneet kuuloaistin suhteen niin pitkälle, että ne voivat suunnistaa kuulonsa perusteella. Esimerkiksi lepakko kykenee tähän lähettämällä ultraääniä ja vastaanottamalla niitä suurilla korvilla.
Samanlaista vaihtelua aktiivisuuden suhteen on myös eri vuodenaikojen välillä. Lämpimillä alueilla tällainen vaihtelu saattaa johtua sade- ja kuivakausista, mutta lähempänä napa-alueita talvet ovat yleensä niin kylmiä, että monet selkärankaiset ja hyönteiset hidastavat ruumiintoimintojaan oleellisesti vähentääkseen energiankulutusta. On myös tavallista, että eläimet hankkivat ruokaa talvivarastoon tai syövät itsensä kylläiseksi talven varalta.

Lisääntymistavat ja sukupuolet

Eläimet voivat lisääntyä joko suvuttomasti tai suvullisesti. Suvuttoman lisääntymisen etuna on se, että eliö voi lisääntyä ilman toista sukupuolta. Toisaalta heikkona puolena on se, että syntyneet jälkeläiset ovat geneettisesti identtisiä, jolloin jälkeläiset perivät niin hyvät kuin huonotkin ominaisuudet vanhemmaltaan. Esimerkiksi laakamadot voivat lisääntyä siten, että ne muodostavat omasta ruumiistaan kurouman, joka lopulta kuroutuu kokonaan irti vanhemmasta, jolloin uusi jälkeläinen on syntynyt. Kuroutuminen on yleisintä sienien ja kasvien keskuudessa. Vastaavalla tavalla voivat lisääntyä myös sienieläimet. Jotkin eläimet, kuten kirvat ja Cnemidophorus-teijulisko, voivat lisääntyä partenogeneettisesti eli neitseellisesti.
Suvutonta lisääntymistä huomattavasti yleisempi keino on suvullinen lisääntyminen. Se vaati kaksi eri sukupuolta, mutta toisaalta etuna on geneettinen muuntelu.

Yleistä

Eläinkunta jaotellaan pääjaksoihin (vrt. kasvi- ja sienikuntien kaaret). Nykyään eläviä lajeja sisältäviä pääjaksoja on noin 36 kappaletta. 
Vaika eläinkunta on erittäin monimuotoinen eliöryhmä, sen kaikkia jäseniä luonnehtivat seuraavat piirteet. Eläimet ovat monisoluisia ja niiden soluissa on sen toimintaa ohjaava yksikkö, tuma. Ne ovat toisenvaraisia, jolloin niiden soluissa ei ole yhteyttämiskykyisiä soluelimiä, kuten vaikkapa kasveilla on fotosynteesiä ylläpitäviä viherhiukkasia. Eläinsoluilta puuttuu kokonaan soluseinä, joka löytyy sieniltä (kitiiniä) ja kasveilta (selluloosaa). Suurimmalla osalla eläimistä on liikkumiskyky ainakin jossain elämänvaiheessa, ja alkionkehityksessä niiden elimet muodostuvat kahdesta tai kolmesta solukerroksesta (ekto-, meso-, ja endodermi).
Täsmällisemmässä taksonomiassa eläinkunta jaetaan kahteen alakuntaan: sienieläinmäisiin (Parazoa) ja monisoluisiin (Eumetazoa). Sienieläinmäisiltä puuttuu kokonaan symmetrinen rakenne, kun taas monisoluisilla on tietty säännöllinen rakenne ja symmetria. Lisäksi monisoluisten kohdalla kudosrakenteet muodostavat elimiä, jotka vastaavasti ovat osa elimistöä (esim. ruoansulatuselimistö). Sienieläinmäisiin kuuluu kaksi pääjaksoa: laakkoeläimet (Placozoa) ja sienieläimet (Porifera). Eumetazoa-alakunta jaetaan edelleen symmetriatyypin perusteella kahtia: säteittäissymmetrisiin (Radiata) ja kaksikylkisiin (Bilateria). Kaksikylkisillä eläimillä on symmetria-akseli, jonka molemmilta puolilta löytyy vastaava osa. Esimerkiksi perhosen molemmat siivet ovat samanlaisia, mutta toinen on vain peilikuva. Kaksikylkissymmetrisiltä eläimiltä voidaan löytää etu- ja takapään lisäksi myös sivusuunnassa oikea ja vasen puoli sekä ylä- ja alapuoli. Säteittäissymmetrisiltä eläimiltä voidaan määrittää ainoastaan ylä- ja alapuoli ja ne voidaan jakaa usealla eri tavalla niin, että lopputuloksena on lähes identtiset osat.
Kaksikylkiset jaetaan kolmeen osaan: ruumiinontelottomat, valeruumiinonteloiset ja ruumiinonteloiset. Ruumiinonteloiset jaetaan vielä alkusuisiin (Protostomia) ja jälkisuisiin (Deuterostomia). Nämä kaksi ryhmää eroavat erityisesti alkionkehityksessä, jossa alkuauisilla blastoporista kehittyy suu ja peräaukko kehittyy myöhemmin, kun taas jälkisuisilla blastoporista kehittyy peräaukko ja suu kehittyy muualta.

Elämän kehittyminen

Vanhimmat elämään viittaavat löydöt (syanobakteerien muodostamat stromatoliitit) ovat peräisin eoarkeeiselta kaudelta eli noin 3,5–3,8 miljardin vuoden takaa ja ensimmäiset happea tuottavat solut kehittyivät geologisessa mielessä erittäin nopeasti, vain muutama sata miljoonaa vuotta myöhemmin. Maapallo oli tuolloin noin yhden miljardin vuoden ikäinen. Ennen kuin Maa oli täyttänyt kolme miljardia vuotta, kaikki elävät organismit olivat prokaryootteja eli esitumallisia. Niiden solurakenne on hyvin alkeellinen, sillä niiltä puuttuvat monimutkaiset soluelimet eikä niillä ole kotelon ympäröimää tumaa, vaan sen genomi on hajallaan solulimassa.
Mesoproterotsooisen kauden alussa maapallolle ilmaantui kuitenkin eukaryootteja eli esitumallisista eliöistä kehittyneitä yksisoluisia (alkueliöt), joiden solurakenne on huomattavasti aiempaa monimutkaisempi. Ne sisälsivät sellaisia soluelimiä, joita löytyy edelleen eläinsoluista. Mielenkiintoisena piirteenä erään alkueliöihin kuuluvan siimaeliön käyttäytymisessä on, että vaikka suurin osa niistä elää yksin, saattavat ne joissakin olosuhteista muodostaa ryhmiä. Taipumuksen luoda ryhmiä on ollut suuri harppaus kohti eläinperäisen elämän muodostumista, sillä vaikka siimaeliöt elivätkin ryhmässä, ne toimivat edelleen yksilöinä, mutta nyt kuitenkin niin, että ne erikoistuivat tekemään tiettyä asiaa koko ryhmän edun säilymisen hyväksi. Ajan mittaan tällainen käyttäytyminen on johtanut kudosten muodostumiseen, josta edelleen elimien ja lopulta suurten monisoluisten eläimien kehittymiseen.
Ensimmäiset monisoluiset eliöt kehittyivät noin miljardi vuotta sitten prekambrisen ajan lopulla, mutta siitä eteenpäin kambrikaudelle (n. 650 miljoonaa vuotta sitten) fossiileja ei ole säästynyt kovin paljoa, joten eläimien kehityksen alkutaival on jäänyt hämäräksi. Arvioiden mukaan eläinperäinen elämä alkoi kehittyä useampaa reittiä pitkin. Yksi näistä johti sienieläimiin ja kaksi muuta taas johti alku- ja jälkisuisten eläinten kehittymiseen. Alkusuisten ja jälkisuisten perustavanlaatuinen ero alkionkehityksessä viittaa siihen, että nämä haarat ovat eriytyneet jo hyvin kauan aikaa sitten.

Elämän siirtyminen maalle

Ensimmäisiä monisoluisia olivat nivelmadot ja polttiaiseläimet. Tähän samaan ajanjaksoon osuu myös suvullisen lisääntymisen kehittyminen, joka on käytännössä tarkoittanut perinnöllisen muuntelun suurta kasvua. Kaikki elämä oli kuitenkin vielä elämän synnyinkodissa eli vedessä, joka oli tarjonnut tehokkaan suojan UV- ja muulta kosmiselta säteilyltä. Kambrikaudelta taas on löydetty suunnaton määrä eri fossiileja, jotka kielivät siitä, että eläinkunnan nykyiset pääjaksot olivat kehittyneet jo viimeistään kauden lopulla (500 miljoonaa vuotta sitten). Tähän äkilliseen elämän monimuotoistumiseen viitataan termillä kambrikauden lajiräjähdys.
Kambrikautta seuranneen ordovikikauden (490–430 miljoonaa vuotta sitten) meret kuhisivat monipuolista kasvillisuutta, selkärangattomia eläimistöä, leviä ja leuattomia kaloja. Arvioiden mukaan merenpinnalla eläneet levät huuhtoutuivat rannikolle, jonka myötä elämä alkoi hiljalleen siirtyä maalle. Esimerkiksi Omanista on löydetty fossiileja, joiden perusteella jo ordovikikaudella kasvoi maakasveja. Siluuria kuitenkin pidetään varsinaisena ajankohtana, jolloin elämä siirtyi merestä maalle. Kasveille valoa, tilaa ja hiilidioksidia oli niin paljon kuin ne vain ehtivät yhteyttämään. Kilpailun vähäisyyden vuoksi siirtymä uusille alueille oli eduksi. Olosuhteet suosivat suuria kasveja ja niiden perässä selkärangattomat eläimet kipusivat maankamaralle, ensimmäisten joukossa meriskorpioni. Siluurikaudella alkoi esiintyä ensimmäistä kertaa myös leuallisia kaloja, joiden yliotteen seurauksena leuattomat kalat hävisivät lähes kokonaan.
Osa maan lähellä eläneistä kaloista sopeutui vähitellen maaelämään. Näistä kehittyivät sammakot ja matelijat. Matelijoiden joukossa oli niin kasvin- kuin lihansyöjiäkin. Maalla esiintyi myös hyönteisiä, suurin osa näistä oli nykyisten kovakuoriaisten sukulaisia. Matelijat syrjäyttivät permikauden lopulla sammakkoeläimet nopean lisääntymisen ja kehittymisen ansiosta. Meressä elämä oli edelleen monipuolisempaa: merisiilejä, kotiloita, lonkerojalkaisia. Permikausi päättyi laajaan massasukupuuttoon, jonka myötä ilmeisesti lähes 95 prosenttia kaikista eliölajeista kuoli, mukana muun muassa trilobiitit. Ilmeisesti ilmaston muuttumisesta johtunut permikauden sukupuutto on elämän historian suurin sukupuutto, joskin nykyinen ihmisen toiminnasta johtuva sukupuutto saattaa ohittaa sen laajuudessaan.
Vaikka permikausi päättyikin suureen massasukupuuttoon, maaelämää hallitsivat vielä seuraavien aikakausien (trias-, jura-, ja liitukausi) aiempaa suurikokoisemmat liskot, dinosaurukset. Dinosaurusten valtakaudelle syntyivät myös ensimmäiset lentokykyiset dinosaurukset, joiden paleontologit uskovat olevan nykyisten lintujen esi-isiä. Jo tuohon aikaan niillä tiedetään olleen lämpöä eristävä sulkapeite ja ulkonäöllisestikin niiltä löytyy hyvin paljon yhteisiä piirteitä nykyisten lintujen kanssa. Liitukauden taittuessa tertiäärikauteen 65 miljoonaa vuotta sitten dinosaurukset (lintuja lukuun ottamatta) ja monet muutkin eläinlajit, muiden muassa simpukat, luukalat ja planktonlajit, kuolivat sukupuuttoon todennäköisesti asteroidin iskeydyttyä Maahan (katso liitukauden joukkosukupuutto). Kaikkea elämää se ei kuitenkaan tuhonnut, vaan useat arkosaurimatelijoiden ulkopuoliset matelijalajit sammakkojen ohella säilyivät. Tulevaisuuden kehityksen kannalta tärkein monilta osin säilynyt eläinryhmä oli kuitenkin nisäkkäät – siirryttiin matelijoiden valtakaudesta kohti nisäkkäiden valtakautta.