Evolucija tetrapoda, karakteristike, taksonomija i klasifikacija



tetrapods (Tetrapoda, na grčkom "četiri noge") uključuju životinje s četiri udova, iako su ih neki članovi izgubili. Njihovi trenutni predstavnici su vodozemci, sauropsidi i sisavci.

Ova skupina evoluirala je prije otprilike 400 milijuna godina, u devonskom razdoblju od lobirane ribe. Fosilni zapis ima niz već izumrlih predstavnika koji daju svjetlo prijelazu iz vode na kopno.

Ova promjena okoline dovela je do razvoja adaptacija za kretanje, disanje, reprodukciju i regulaciju temperature, uglavnom.

indeks

  • 1 Podrijetlo i evolucija
    • 1.1 Odakle dolaze tetrapodi??
  • 2 Prilagodbe za život na zemlji
    • 2.1 Pokret na Zemlji
    • 2.2. Razmjena plinova
    • 2.3 Reprodukcija
    • 2.4 Varijacije okoliša
  • 3 Opće karakteristike
  • 4 Taksonomija
  • 5 Klasifikacija
    • 5.1 Vodozemci
    • 5.2 Gmazovi
    • 5.3 Ptice
    • 5.4 Sisavci
  • 6 Reference

Nastanak i evolucija

Prema dokazima, prvi tetrapodi pojavljuju se na kraju Devona, prije oko 400 milijuna godina. Tako je došlo do kolonizacije kopnenih sredina kada je veliki kontinent Pangea fragmentiran na dva dijela: Laurasia i Gondwana.

Vjeruje se da su prvi tetrapodi bili vodeni oblici koji bi svoje članove mogli koristiti za kretanje po tlu i kretanje do plitkih voda..

Ovaj događaj označio je početak opsežnog zračenja, koje je poticalo potpuno zemaljske oblike i udove koji su dali dovoljno podrške da omoguće zemaljsko kretanje.

Odakle dolaze tetrapodi??

Članovi tetrapoda potječu iz vodenog oblika predaka. Iako se čini da peraje ribe nisu vrlo bliske artikuliranim članovima tetrapoda, dublja vizija čini jasne homologne veze.

Na primjer, fosil Eusthenopteron Ima podlakticu koju čini humerus, a slijede je dvije kosti, radijus i ulna. Ovi elementi su jasno homologni s ekstremitetima trenutnih tetrapoda. Na isti način, oni mogu prepoznati zajedničke elemente u zglobu.

To se spekulira Eusthenopteron Mogao bih prskati po dnu vodenog okoliša njegovim perajama. Međutim, nisam mogla "hodati" kao što je to slučaj s vodozemcima (ovaj zaključak je napravljen zahvaljujući anatomiji fosila).

Još jedan fosil, Tiktaalik, Čini se da se uklapa između oblika prijelaza između lisnatih peraja i tetrapoda. Ovaj organizam vjerojatno nastanjuje plitku vodu.

Dobro oblikovani udovi su vidljivi u fosilu Acanthostega i ihtiostega. Međutim, čini se da članovi prvog roda nisu dovoljno jaki da održe punu težinu životinje. Nasuprot tome, ihtiostega čini se da se može kretati - premda s određenom neugodnošću - u potpuno zemaljskim sredinama.

Prilagodbe za život na zemlji

Premještanje prvih tetrapoda iz vodenog okoliša u zemaljsko pretpostavlja niz radikalnih promjena što se tiče uvjeta koje su te životinje morale eksplodirati. Razlike između vode i zemlje su više nego očite, kao što je koncentracija kisika.

Prvi tetrapodi morali su riješiti niz nedostataka, uključujući: kako se kretati u okolišu manje gustoće, kako disati, kako se razmnožavati izvan vode, i na kraju, kako se nositi s fluktuacijama okoliša koje ne su prisutni u vodi, kao što su temperaturne varijacije?

Zatim ćemo opisati način na koji su tetrapodi riješili ove poteškoće, analizirajući prilagodbe koje su im omogućile da koloniziraju učinkovito kopnene ekosustave:

Pokret na Zemlji

Voda je gusta sredina koja pruža dovoljnu podršku za kretanje. Međutim, kopnena sredina je manje gusta i zahtijeva specijalizirane strukture za kretanje.

Prvi problem riješen je razvojem članova koji su dopustili kretanje životinja preko kopnenog okoliša, a to im daje ime. Tetrape imaju endoskelet kosti koji čini četiri člana izgrađena po planu pentadaktilija (pet prstiju).

Dokazi upućuju na to da su članovi tetrapoda evoluirali iz peraja ribe, zajedno s modifikacijama okolnih mišića, dopuštajući životinji da se uzdigne iz tla i učinkovito hoda..

Zamjena plina

Ako zamislimo prolaz vode na zemlju, najintuitivniji problem je predmet disanja. U zemaljskim sredinama koncentracija kisika je oko 20 puta veća nego u vodi.

Vodene životinje imaju škrge koje dobro djeluju u vodi. Međutim, u kopnenim sredinama, te se strukture sruše i nisu u stanju posredovati u razmjeni plinova - bez obzira na to koliko je kisika na Zemlji.

Iz tog razloga, živi tetrapodi posjeduju unutarnje organe odgovorne za posredovanje respiratornih procesa. Ti organi poznati su kao pluća i prilagodbe su za zemaljski život.

U međuvremenu, neki vodozemci mogu posredovati u razmjeni plinova koristeći jedinu kožu, vrlo tanku i vlažnu, kao jedini respiratorni organ. Za razliku od onih koje su razvili gmazovi, ptice i sisavci, koji su zaštitni i dopuštaju im da žive u suhim okruženjima, sprječavajući potencijalno isušivanje.

Ptice i gmazovi pokazuju dodatne prilagodbe kako bi se spriječilo isušivanje. One se sastoje od proizvodnje polučvrstog otpada s mokraćnom kiselinom kao otpadom od dušika. Ova značajka smanjuje gubitak vode.

reprodukcija

Podrijetlo je reprodukcija fenomen povezan s vodenim okruženjem. Zapravo, vodozemci su još uvijek ovisni o vodi da bi se mogli razmnožavati. Njihova jaja koštaju s membranom koja je propusna za vodu i koja se brzo suši ako je izložena suhoj okolini.

Osim toga, jaja vodozemaca ne razvijaju se u minijaturnu verziju oblika za odrasle. Razvija se kroz metamorfozu, gdje jaje daje ličinku koja je u većini slučajeva prilagođena vodenom životu i pokazuje vanjske škrge..

Nasuprot tome, preostale grupe tetrapoda - gmazova, ptica i sisavaca - razvile su niz membrana koje štite jaje. Ova prilagodba eliminira oslanjanje na reprodukciju u vodenom okolišu. Na taj način navedene skupine imaju potpuno zemaljske životne cikluse (sa svojim posebnim izuzecima).

Varijacije okoliša

Vodeni ekosustavi su relativno konstantni s obzirom na ekološke karakteristike, osobito temperaturu. To se ne događa na zemlji, gdje se temperature mijenjaju tijekom dana i godine.

Tetrapoi su riješili ovaj problem na dva različita načina. Ptice i sisavci konvergeno su razvili endotermu. Ovaj proces omogućuje održavanje stabilne temperature okoliša, zahvaljujući određenim fiziološkim mehanizmima.

Ova značajka omogućuje pticama i sisavcima da koloniziraju okruženja s vrlo niskim temperaturama.

Gmazovi i vodozemci riješili su problem na drugi način. Regulacija temperature nije unutarnja i ovisi o bihevioralnim ili etološkim prilagodbama za održavanje odgovarajuće temperature.

Opće karakteristike

Tetrapodski takson karakterizira prisutnost četiriju udova, iako su neki njegovi članovi smanjeni ili odsutni (kao što su zmije, cekilije i kitovi)..

Formalno, tetrapodi su definirani prisustvom quiridio, dobro definiranog mišićnog ekstremiteta s prstima u terminalnom dijelu..

Definicija ove skupine bila je predmet široke rasprave među stručnjacima. Neki autori sumnjaju da su obilježja "udovi s prstima" dovoljna za definiranje svih tetrapoda.

U nastavku ćemo opisati najistaknutije osobine živih predstavnika skupine: vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci.

taksonomija

  • Superreino: Eukaryota.
  • Kraljevstvo: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomija.
  • Tip: Chordata.
  • Podvrsta: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Superclass: Tetrapoda.

klasifikacija

Povijesno gledano, tetrapodi su svrstani u četiri klase: vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci..

amfibijski

Vodozemci su životinje s četiri udova, iako se u nekim skupinama mogu izgubiti. Koža je meka i propusna za vodu. Njezin životni ciklus uključuje stadije ličinki u vodi, a odrasle države žive u kopnenom okruženju.

Mogu disati kroz pluća, a neke iznimke to čine kroz kožu. Primjeri vodozemaca su žabe, žabe, salamanderi i manje poznati cecilijanci.

gmazovi

Gmazovi, poput vodozemaca, obično imaju četiri člana, ali su u nekim skupinama smanjeni ili izgubljeni. Koža je gusta i ima ljuske. Disanje se odvija kroz pluća. Jaja imaju poklopac i zahvaljujući tome, reprodukcija je neovisna o vodi.

Gmazovi su kornjače, gušteri i saveznici, zmije, tuataras, krokodili i sada izumrli dinosauri.

U svjetlu kladizma, gmazovi nisu prirodna skupina, jer su parafiletike. Potonji izraz odnosi se na skupine koje ne sadrže sve potomke najnovijeg zajedničkog pretka. U slučaju gmazova, skupina koja ostaje izvana je Avesova klasa.

perad

Najkarakterističnija karakteristika ptica je modificiranje njihovih gornjih udova u specijaliziranim strukturama za let. Tegument je pokriven različitim vrstama perja.

Oni imaju pluća kao strukture za izmjenu plina, a oni su modificirani tako da je let učinkovit - zapamtite da je let izuzetno zahtjevna aktivnost, sa stajališta metabolizma. Osim toga, sposobni su regulirati temperaturu tijela (endotermi).

sisavci

Sisavci čine vrlo heterogenu klasu, u smislu oblika i načina života njezinih članova. Uspjeli su kolonizirati kopnene, vodene i čak zračne sredine.

Karakterizira ih prvenstveno prisutnost mliječnih žlijezda i kose. Većina sisavaca ima četiri udova, iako su u nekim skupinama jako smanjeni, kao u slučaju vodenih oblika (kitova)..

Poput ptica, oni su endotermni organizmi, iako su ovu značajku razvile obje skupine neovisno.

Velika većina su živorodni, što znači da rađaju aktivnog mladića, umjesto polaganja jaja.

reference

  1. Clack, J.A. (2012). Stjecanje zemlje: podrijetlo i evolucija tetrapoda. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., i Barnes, N.S. (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
  3. Hall, B.K. (Urednik). (2012). Homologija: Hijerarhijska osnova komparativne biologije. Academic Press.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Napredna biologija. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Princetonski vodič za evoluciju. Princeton University Press.
  8. Niedwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., i Ahlberg, P.E. (2010). Tetrapodske pruge iz ranog srednjeg devonskog razdoblja Poljske. priroda, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetologija: uvodna biologija vodozemaca i gmazova. Akademski tisak.