Tetrapodien kehitys, ominaisuudet, taksonomia ja luokittelu



tetrapods (Tetrapoda, kreikaksi "neljä jalkaa") sisältää eläimiä, joissa on neljä raajaa, vaikka jotkut jäsenet ovat menettäneet ne. Niiden nykyiset edustajat ovat sammakkoeläimet, sauropsidit ja nisäkkäät.

Tämä ryhmä kehittyi noin 400 miljoonaa vuotta sitten, Devonin ajanjakson aikana lohkareista. Fossiilisessa tietueessa on joukko jo kuolleita edustajia, jotka antavat valoa siirtymiselle vedestä maahan.

Tämä ympäristön muutos johti siihen, että kehitettiin lähinnä liikkumiseen, hengitykseen, lisääntymiseen ja lämpötilan säätelyyn liittyviä mukautuksia.

indeksi

  • 1 Alkuperä ja kehitys
    • 1.1 Mistä tulevat tetrapodit??
  • 2 Mukautukset elämään maan päällä
    • 2.1 Liikenne maapallolla
    • 2.2 Kaasunvaihto
    • 2.3 Jäljentäminen
    • 2.4 Ympäristön vaihtelut
  • 3 Yleiset ominaisuudet
  • 4 Taksonomia
  • 5 Luokitus
    • 5.1 Sammakkoeläimet
    • 5.2 Matelijat
    • 5.3 Linnut
    • 5.4 Nisäkkäät
  • 6 Viitteet

Alkuperä ja kehitys

Todisteiden mukaan ensimmäiset tetrapodit näkyvät devonian lopussa noin 400 miljoonaa vuotta sitten. Näin ollen maanpäällisten ympäristöjen siirtyminen tapahtui, kun suuri maanosa Pangea pirstoutui kahteen: Laurasia ja Gondwana.

Uskotaan, että ensimmäiset tetrapodit olivat vesimuotoja, jotka voisivat käyttää heidän nuoria jäseniään liikkumaan maahan ja navigoimaan mataliin vesiin.

Tämä tapahtuma merkitsi laajamittaisen säteilyn alkua, joka syntyi kokonaan maanpäällisistä muodoista ja raajoista, jotka antoivat riittävästi tukea maanpäällisen liikkeen sallimiseksi.

Mistä tulevat tetrapodit??

Tetrapodien jäsenet ovat peräisin esi-isästä vesimuodosta. Vaikka kalojen evät eivät näytä olevan kovin lähellä tetrapodien nivellettyjä jäseniä, syvempi visio selkeyttää homologiset suhteet.

Esimerkiksi fossiili Eusthenopteron Siinä on kyynärvarsi, jonka muodostaa olkaluu, jota seuraa kaksi luuta, säde ja ulna. Nämä elementit ovat selvästi homologisia nykyisten tetrapodien päähän. Samalla tavalla he pystyvät tunnistamaan ranteessa olevat jaetut elementit.

On spekuloitu, että Eusthenopteron Voisin roiskua vesiympäristön pohjaan sen evät. En kuitenkaan voinut "kävellä" sammakkoeläimenä (tämä päätelmä tehdään fossiilien anatomian ansiosta).

Toinen fossiili, Tiktaalik, Tuntuu siltä, ​​että se soveltuu lohkareiden ja tetrapodien välisen siirtymämuodon välille. Tämä organismi asutti todennäköisesti matalaa vettä.

Hyvin muodostuneet raajat näkyvät fossiilissa Acanthostega Gunnari ja Ichthyostegaksi. Ensimmäisen suvun jäsenet eivät kuitenkaan näytä olevan riittävän vahvoja säilyttämään eläimen täyden painon. Sitä vastoin, Ichthyostegaksi se näyttää voivansa liikkua - vaikkakin tietyllä hankaluudella - täysin maanpäällisissä ympäristöissä.

Mukautukset elämään maan päällä

Ensimmäisten tetrapodien liikkuminen vesiympäristöstä maanpäälliseen aikaansaa joukon radikaaleja muutoksia sikäli kuin olosuhteet, joissa nämä eläimet joutuivat räjähtämään. Veden ja maan väliset erot ovat enemmän kuin ilmeisiä, kuten hapen pitoisuus.

Ensimmäisten tetrapodien oli ratkaistava joukko haittapuolia, kuten: miten liikkua pienemmässä tiheysympäristössä, miten hengittää?, Miten lisääntyä veden ulkopuolella? Ja lopuksi, miten käsitellä ympäristöön liittyviä vaihteluja, jotka eivät ovat läsnä vedessä, kuten lämpötilan vaihtelut?

Seuraavaksi kuvataan tapaa, jolla tetrapodit ratkaisivat nämä vaikeudet, analysoimalla mukautuksia, jotka mahdollistivat niiden kolonisoinnin tehokkaasti maan ekosysteemeihin:

Liikenne maapallolla

Vesi on tiheä ympäristö, joka tarjoaa riittävästi tukea liikkumiseen. Maanpäällinen ympäristö on kuitenkin vähemmän tiheä ja vaatii liikkumiseen erikoistuneita rakenteita.

Ensimmäinen ongelma ratkaistiin sellaisten jäsenten kehityksellä, jotka sallivat eläinten liikkumisen maanpäällisen ympäristön yli ja jotka antavat ryhmälle heidän nimensä. Tetrapodeilla on luun endoskeleton, joka muodostaa neljä jäsentä, jotka on rakennettu pentadactyly-suunnitelman (viisi sormea) alle..

Todisteet viittaavat siihen, että tetrapodien jäsenet kehittyivät kalojen evistä ja ympäröivien lihasten muutoksista, jolloin eläin pystyi nousemaan maasta ja kulkemaan tehokkaasti.

Kaasunvaihto

Jos kuvitellaan veden kulkeutumista maahan, intuitiivisin ongelma on hengityksen aihe. Maanpäällisissä ympäristöissä hapen pitoisuus on noin 20 kertaa suurempi kuin vedessä.

Vesieläimillä on kalkit, jotka toimivat hyvin vedessä. Maanpäällisissä ympäristöissä nämä rakenteet romahtavat ja eivät kykene välittämään kaasumaista vaihtoa - riippumatta siitä, kuinka runsaasti happea maapallolla on.

Tästä syystä elävillä tetrapodeilla on sisäelimiä, jotka vastaavat hengityselinten prosessien välittämisestä. Nämä elimet tunnetaan keuhkoina ja ovat mukautuksia maan elämään.

Jotkut sammakkoeläimet voivat välittää välitöntä kaasunvaihtoa käyttäen ainoaa ihoa, joka on hyvin ohut ja kostea, ainoana hengityselimänä. Toisin kuin matelijat, linnut ja nisäkkäät, jotka ovat suojaavia ja jotka voivat elää kuivassa ympäristössä, estävät mahdollisen kuivumisen..

Linnuilla ja matelijoilla on lisäsopeutuksia kuivumisen estämiseksi. Ne koostuvat puolijähmeiden jätteiden tuottamisesta virtsahapolla typpijätteinä. Tämä ominaisuus vähentää veden menetystä.

kopiointi

Jäljentäminen on ilmiö, joka liittyy vesistöihin. Itse asiassa sammakkoeläimet ovat edelleen riippuvaisia ​​vedestä voidakseen lisääntyä. Niiden munat maksavat kalvolla, joka on veden läpäisevä ja joka kuivuu nopeasti, jos se altistuu kuivalle ympäristölle.

Lisäksi sammakkoeläinten munat eivät kehitty pienikokoiseksi aikuisen muotoon. Kehitys tapahtuu metamorfoosin kautta, jossa muna aiheuttaa toukkia, joka useimmissa tapauksissa on mukautettu vesieliöille ja jossa on ulkokuoret.

Sitä vastoin jäljellä olevat tetrapodien ryhmät - matelijat, linnut ja nisäkkäät - ovat kehittäneet joukon kalvoja, jotka suojaavat munaa. Tämä sopeutuminen poistaa vedenkäyttöön riippuvuuden lisääntymisestä. Tällä tavoin mainituilla ryhmillä on täysin maanpäälliset elinkaaret (niiden erityiset poikkeukset).

Ympäristömuutokset

Vesiekosysteemit ovat suhteellisen muuttumattomia niiden ympäristöominaisuuksien, erityisesti lämpötilan suhteen. Tämä ei tapahdu maan päällä, jossa lämpötilat vaihtelevat koko päivän ja vuoden aikana.

Tetrapodit ratkaisivat tämän ongelman kahdella eri tavalla. Linnut ja nisäkkäät kehittyivät keskenään endotermisesti. Tämä prosessi sallii ympäristön lämpötilan säilymisen tiettyjen fysiologisten mekanismien ansiosta.

Tämä ominaisuus sallii lintujen ja nisäkkäiden kolonisoida ympäristöjä, joilla on hyvin alhaiset lämpötilat.

Matelijat ja sammakkoeläimet ratkaisivat ongelman toisella tavalla. Lämpötilan säätö ei ole sisäinen ja riippuu käyttäytymisestä tai etologisesta mukautuksesta riittävän lämpötilan ylläpitämiseksi.

Yleiset ominaisuudet

Tetrapodan taksonille on ominaista neljän raajan läsnäolo, vaikka jotkut sen jäsenistä ovat vähentyneet tai poissa olleet (kuten käärmeet, valkoviljelmät ja valaat).

Muodollisesti tetrapodit määritellään kviridion läsnäololla, joka on hyvin määritelty lihaksikas pää, jossa on sormet päätelaitteessa.

Ryhmän määritelmää on keskusteltu laajasti asiantuntijoiden keskuudessa. Jotkut tekijät epäilevät, että piirteet sormilla ovat riittäviä määrittelemään kaikki tetrapodit.

Seuraavaksi kuvataan ryhmän elävien edustajien merkittävimmät ominaisuudet: sammakkoeläimet, matelijat, linnut ja nisäkkäät.

taksonomia

  • Superreino: Eukaryota.
  • Kuningaskunta: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomy.
  • Phylum: Chordata.
  • Varjopaikat: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Yläluokka: Tetrapoda.

luokitus

Historiallisesti tetrapodit on luokiteltu neljään luokkaan: sammakkoeläimet, reptilia, linnut ja nisäkäs.

sammakkoeläin

Sammakkoeläimet ovat eläimiä, joissa on neljä raajaa, vaikka ne voivat kadota joissakin ryhmissä. Iho on pehmeä ja vettä läpäisevä. Sen elinkaari sisältää vesi-toukat, ja aikuiset valtiot elävät maanpäällisissä ympäristöissä.

He voivat hengittää keuhkojen läpi, ja joitakin poikkeuksia tehdään ihon läpi. Esimerkkejä sammakkoeläimistä ovat sammakot, rupikäärmeet, salamandrit ja vähemmän tunnetut caecilians.

matelijat

Matelijat, kuten sammakkoeläimet, ovat yleensä neljä jäsentä, mutta joissakin ryhmissä heitä on vähennetty tai kadonnut. Iho on paksu ja siinä on vaa'at. Hengitys tapahtuu keuhkojen kautta. Munilla on kansi ja sen ansiosta lisääntyminen on vedestä riippumaton.

Matelijat sisältävät kilpikonnia, liskoja ja liittolaisia, käärmeitä, tuataroita, krokotiileja ja nyt kuolleita dinosauruksia.

Kladismin valossa matelijat eivät ole luonnollinen ryhmä, koska ne ovat parafyletisiä. Jälkimmäinen termi viittaa ryhmiin, jotka eivät sisällä kaikkia viimeisimmän yhteisen esi-isän jälkeläisiä. Mateloiden tapauksessa ulkopuolinen ryhmä on Aves-luokka.

siipikarja

Lintujen erottuvin ominaisuus on niiden yläraajojen muuttaminen erikoistuneissa rakenteissa lennolle. Sementti peitetään eri tyyppisillä höyhenillä.

Heillä on keuhkoja kaasunvaihtorakenteina, ja niitä on muutettu niin, että lento on tehokas - muistakaa, että lento on erittäin vaativa aktiivisuus aineenvaihdunnan kannalta. Lisäksi he pystyvät säätämään kehon lämpötilaansa (endotermit).

nisäkkäät

Nisäkkäät muodostavat hyvin heterogeenisen luokan jäsentensä muodon ja elämäntapojen kannalta. He ovat onnistuneet kolonisoimaan maanpäälliset, vesi- ja jopa ilmakehät.

Niille on ominaista ensisijaisesti rintarauhaset ja hiukset. Useimmilla nisäkkäillä on neljä raajaa, vaikka joissakin ryhmissä ne ovat voimakkaasti pienentyneet, kuten vesimuotojen (valaiden) tapauksessa..

Lintujen tavoin ne ovat endotermisiä organismeja, vaikka molemmat ryhmät kehittivät tämän ominaisuuden itsenäisesti.

Valtaosa on viviparous, mikä merkitsee sitä, että ne synnyttävät aktiivisen nuoren miehen munien sijasta.

viittaukset

  1. Clack, J. A. (2012). Maaperän saaminen: tetrapodien alkuperä ja kehitys. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (toim.). (2012). Homologia: Vertailevan biologian hierarkkinen perusta. Academic Press.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zoologian integroidut periaatteet. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, kehitys. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Kehittynyt biologia. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Princetonin opas evoluutioon. Princeton University Press.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., ja Ahlberg, P. E. (2010). Tetrapod-radat Puolan varhaisesta keski-devonista. luonto, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L.J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetologia: sammakkoeläinten ja matelijoiden esittelybiologia. Akateeminen lehdistö.