Synapsidit (nimi viittaa usein suomennettuna 'sulautuneeseen kaareen') on tetrapodien taksonominen luokka, johon kuuluvat sekä nykyiset nisäkkäät että niitä edeltäneet sukupuuttoon kuolleet ryhmät. Synapsidit muodostavat toisen suuren haaran amnioottien sisällä; toinen päähaara, josta matelijat ja linnut polveutuvat, on Sauropsida. Molemmat ryhmät kehittyivät varhaisista amnioteista noin 345 miljoonaa vuotta sitten hiilikauden (Carboniferous) lopulla tai permikauden alussa.

Rakenne ja tunnuspiirteet

Keskeisin synapsideille yhdistävä piirre on yksi aukko (temporal fenestra) silmäkuopan takana kallossa. Tämä ominaisuus erottaa synapsidit toisista amnioteista. Synapsideilla esiintyy myös useita muita evolutiivisia uudistuksia, jotka liittyvät ravinnon käsittelyyn, liikkumiseen ja mahdollisesti lämpötilansäätelyyn. Tällaisia piirteitä ovat esimerkiksi:

  • erilaistuneet hampaat (heterodontia), mikä mahdollisti monipuolisemman ruokavalion ja tehokkaamman pureskelun,
  • toisen aaltopalan muodostuminen (secondary palate) joidenkin ryhmien kohdalla, joka erotti hengitystiet ja ruokatorven ja mahdollisti hengittämisen samalla kun eläin pureskeli,
  • muutokset alaleuan ja kuuloelimessä, joiden pitkässä kehityksessä osa kallon ja leuan luista siirtyi osaksi nisäkkäille tunnusomaista välikorvan kuuloluiden järjestelmää,
  • lihasvoimien ja puremisvoiman tehostuminen kallon rakenteen muuttumisen myötä, sekä usein tasaisempaa ja osittain pystymmämpää raajan sijoittumista rungon alle verrattuna varhaisiin matelijamaisiin asentoihin.

Evoluutio ja keskeiset ryhmät

Synapsideihin kuuluvat muun muassa varhaiset Pelycosauria (pääosin pennsylvanian- ja permikauden ajoilta) sekä kehittyneemmät Therapsida (alempi permikausi aina niiden jälkeisiin aikaan asti). Pelykosaureiksi luokitellut eläimet, kuten tunnetut purkautuvat lajit, olivat maaekosysteemien vallitsevia suuria peto‑ ja kasvinsyöjiä erityisesti permikauden alkupuolella. Ne kuitenkin kärsivät suuriin osaansa permikauden ja triaskauden välisessä sukupuuttotapahtumassa, joka poisti monia varhaisia synapsidiryhmien lajeja.

Therapsidit kehittyivät pelykosauruksista ja monipuolistuivat permikaudella; niihin kuuluivat muun muassa gorgonopsidit, anomodontit ja myöhemmin kognodontit ja cynodontit, joista viimeisistä kehittyivät suoraan nisäkäsmäiset muotojoukot. Therapsidit hallitsivat maaympäristöjä alemman triaskauden mutta ylempään triaskauteen mennessä dinosaurukset olivat ottaneet vallan monissa ekosysteemeissä. Silti synapsidien eräät linjat selvisivät ja jatkoivat kehitystään kohti todellisia nisäkkäitä.

Perintö: nisäkkäiden synty

Nisäkkäät syntyivät pitkän asteittaisen muutoksen tuloksena therapsideista, erityisesti cynodontien jälkeläisryhmistä, myöhäisellä triaskaudella ja jurakaudella. Tämä siirtymä sisälsi useita pieniä morfologisia muutoksia: edelleen kehittyneen heterodontian, eriytyneen alaleuan ja kallon suhteiden muutokset, sekä kuuloluiden eriytymisen ja sekundaarisen palatin kehittymisen. Varhaiset nisäkäsmäiset lajit olivat yleensä pieniä, yöaktiivisia ja hämäräelinravintoon sopeutuneita.

On myös näyttöä siitä, että monilla synapsideilla oli joitain lämpötilansäätelyyn ja eristykseen viittaavia piirteitä, kuten karvamainen peite joissain ryhmissä, mikä on yksi syy siihen, että synapsidit nähtiin usein kehittymässä kohti staattisempaa, korkeampaa aineenvaihduntaa (endotermia). Lisäksi leuan ja kallon luiden muuttuminen kuuloluiden esimuodoiksi selittää yhden keskeisen anatomisen linkin synapsidien ja nykyaikaisten nisäkkäiden välillä.

Nykyisin kaikki synapsidien pitkästä historiasta elossa olevat perilliset ovat nisäkkäitä, mutta fossiiliaineisto tarjoaa laajan kuvan siitä, miten monet nisäkäsmäiset piirteet kehittyivät vähitellen useiden kymmenien miljoonien vuosien aikana.