Tetrapodų evoliucija, charakteristikos, taksonomija ir klasifikacija



The tetrapodai (Tetrapoda, graikų "keturiose kojose") yra keturių galūnių gyvūnai, nors kai kurie nariai juos prarado. Jų dabartiniai atstovai yra varliagyviai, sauropsidai ir žinduoliai.

Ši grupė išsivystė maždaug prieš 400 milijonų metų, Devono laikotarpiu nuo šoninių žuvų. Fosiliniame įraše yra keletas jau išnykusių atstovų, kurie suteikia šviesą perėjimui iš vandens į žemę.

Dėl šio aplinkos pasikeitimo daugiausia atsirado judėjimo, kvėpavimo, reprodukcijos ir temperatūros reguliavimo adaptacijos.

Indeksas

  • 1 Kilmė ir evoliucija
    • 1.1 Iš kur kilę tetrapodai??
  • 2 Adaptacijos gyvenimui žemėje
    • 2.1 Judėjimas Žemėje
    • 2.2 Keitimasis dujomis
    • 2.3 Dauginimas
    • 2.4 Aplinkos skirtumai
  • 3 Bendrosios charakteristikos
  • 4 Taksonomija
  • 5 Klasifikacija
    • 5.1 Amfibijos
    • 5.2 Ropliai
    • 5.3 Paukščiai
    • 5.4 Žinduoliai
  • 6 Nuorodos

Kilmė ir evoliucija

Remiantis įrodymais, pirmieji tetrapodai atsiranda devono pabaigoje, maždaug prieš 400 milijonų metų. Taigi sausumos aplinkos kolonizacija įvyko, kai didysis žemynas Pangea susiskaldė į du: Laurazija ir Gondvana.

Manoma, kad pirmieji tetrapodai buvo vandens formos, galinčios panaudoti savo jaunuosius narius judėti ant žemės ir nuvykti į seklius vandenis.

Šis įvykis prasidėjo plačios spinduliuotės pradžioje, atsiradusioje visiškai sausumos formose ir galūnėse, kurios suteikė pakankamai paramos sausumos judėjimui..

Iš kur kilę tetrapodai??

Tetrapodų nariai buvo kilę iš protėvių vandens formos. Nors atrodo, kad žuvų pelekai nėra labai arti sujungtų tetrapodų narių, gilesnė vizija išryškina homologinius santykius.

Pavyzdžiui, iškastinis Eusthenopteron Jame yra alkūnė, sudaryta iš kilpos, po kurių yra du kaulai, spindulys ir šlaunikaulis. Šie elementai yra aiškiai homologiški dabartinių tetrapodų galūnėms. Taip pat jie gali atpažinti bendrus riešo elementus.

Spėjama, kad Eusthenopteron Galėčiau purkšti vandens aplinkos apačioje su pelekais. Tačiau aš negalėjau „pasivaikščioti“ kaip amfibija (tai daroma dėl fosilijų anatomijos).

Kitas iškastinis, Tiktaalikas, Atrodo, kad ji tinka tarp perėjimo tarp šoninių pelekų ir tetrapodų formos. Šis organizmas tikriausiai gyveno sekliuose vandenyse.

Gerai suformuotos galūnės yra akivaizdžios iškastiniame Acanthostega e Ichthyostega. Tačiau pirmosios genties nariai nėra pakankamai stiprūs, kad išlaikytų visą gyvūno svorį. Priešingai, Ichthyostega atrodo, kad ji gali judėti, nors ir su tam tikru nepatogumu, visiškai antžeminėje aplinkoje.

Adaptacijos gyvenimui žemėje

Pirmųjų tetrapodų judėjimas iš vandens aplinkos į sausumos vandenį leidžia daryti keletą radikalių pokyčių, kiek tai susiję su sąlygomis, kurias šie gyvūnai turėjo sprogti. Skirtumai tarp vandens ir žemės yra daugiau nei akivaizdūs, pavyzdžiui, deguonies koncentracija.

Pirmieji tetrapodai turėjo išspręsti daugybę trūkumų, įskaitant: kaip judėti mažesnėje tankio aplinkoje, kaip kvėpuoti?, Kaip atgaminti už vandens ribų ir galiausiai, kaip elgtis su aplinkos svyravimais, kurie nėra yra vandens, pvz., temperatūros svyravimų?

Toliau aprašysime, kaip tetrapodai išsprendė šiuos sunkumus, analizuodami adaptacijas, leidžiančias jiems efektyviai kolonizuoti sausumos ekosistemas:

Judėjimas Žemėje

Vanduo yra tanki aplinka, kuri suteikia pakankamai paramos judėjimui. Tačiau sausumos aplinka yra mažiau tanki ir jai reikalingos specializuotos judėjimo struktūros.

Pirmoji problema buvo išspręsta kuriant narius, kurie leido gyvūnams judėti ant sausumos aplinkos ir suteikti grupei jų vardą. Tetrapoduose yra kaulų endoskeletas, kuris sudaro keturis narius, pastatytus pagal penkių pirštų planą.

Įrodymai rodo, kad tetrapodų nariai išsivystė iš žuvų pelekų, kartu su aplinkinių raumenų modifikacijomis, leidžiant gyvūnui kilti iš žemės ir efektyviai vaikščioti.

Dujų mainai

Jei įsivaizduojame vandens išėjimą į žemę, intuityviausia problema yra kvėpavimas. Antžeminėje aplinkoje deguonies koncentracija yra apie 20 kartų didesnė nei vandenyje.

Vandens gyvūnai turi žiaunų, kurios gerai veikia vandenyje. Tačiau antžeminėje aplinkoje šios struktūros žlunga ir nesugeba tarpininkauti dujiniais mainais - nesvarbu, kiek žemėje yra gausus deguonis..

Dėl šios priežasties gyvi tetrapodai turi vidaus organus, atsakingus už kvėpavimo procesų tarpininkavimą. Šie organai vadinami plaučiais ir yra pritaikyti sausumos gyvenimui.

Tuo tarpu kai kurie varliagyviai gali tarpininkauti dujiniais mainais, naudodami vienintelę odą, kuri yra labai plona ir drėgna, kaip vienintelį kvėpavimo organą. Skirtingai nuo roplių, paukščių ir žinduolių, kurie yra apsauginiai ir leidžia jiems gyventi sausoje aplinkoje, sukurtos apsauginės medžiagos, užkertančios kelią galimam džiovinimui..

Paukščiai ir ropliai turi papildomų pritaikymų, kad būtų išvengta sausinimo. Tai sudaro pusiau kietų atliekų su šlapimo rūgštimi gamyba azoto atliekomis. Ši funkcija sumažina vandens praradimą.

Dauginti

Poveikis reprodukcijai yra reiškinys, susijęs su vandens aplinka. Iš tiesų, varliagyviai vis dar priklauso nuo vandens, kad galėtų daugintis. Jų kiaušiniai kainuoja su vandeniu pralaidžia membrana, kuri greitai išdžiūsta, jei bus veikiama sausoje aplinkoje.

Be to, varliagyvių kiaušiniai neišauga į miniatiūrinę suaugusiųjų formos versiją. Plėtra vyksta per metamorfozę, kai kiaušinis sukelia lervą, kuri daugeliu atvejų yra pritaikyta vandens gyvybei ir pasižymi išoriniais žiaunomis..

Priešingai, likusios tetrapodų grupės - ropliai, paukščiai ir žinduoliai - sukūrė daugybę kiaušinių apsaugančių membranų. Šis pritaikymas pašalina priklausomybę nuo reprodukcijos vandens aplinkoje. Tokiu būdu minėtos grupės turi visiškai sausumos gyvavimo ciklą (su konkrečiomis išimtimis).

Aplinkos skirtumai

Vandens ekosistemos yra gana pastovios, atsižvelgiant į jų aplinkos charakteristikas, ypač temperatūrą. Tai neįvyks žemėje, kur temperatūra svyruoja visą dieną ir metus.

Tetrapodai šią problemą išsprendė dviem skirtingais būdais. Paukščiai ir žinduoliai vienodai išvystė endotermiją. Šis procesas leidžia išlaikyti stabilią aplinkos temperatūrą dėl tam tikrų fiziologinių mechanizmų.

Ši funkcija leidžia paukščiams ir žinduoliams kolonizuoti labai žemos temperatūros aplinką.

Ropliai ir varliagyviai šią problemą išsprendė kitu būdu. Temperatūros reguliavimas nėra vidinis ir priklauso nuo elgesio ar etologinių adaptacijų, kad išlaikytų tinkamą temperatūrą.

Bendrosios charakteristikos

Tetrapodos taksonui būdingas keturių galūnių buvimas, nors kai kurie jos nariai yra sumažėję arba nebuvę (pvz., Gyvatės, čekilai ir banginiai).

Formaliai, tetrapodai yra apibrėžiami pagal quiridio, gerai apibrėžto raumenų galūnę su pirštais galinėje dalyje, buvimą..

Šios grupės apibrėžtis buvo plačiai diskutuojama tarp ekspertų. Kai kurie autoriai abejoja, kad savybės „galūnės su pirštais“ yra pakankamos visiems tetrapodams apibrėžti.

Toliau aprašysime pačius svarbiausius grupės gyvųjų atstovų bruožus: varliagyvius, roplius, paukščius ir žinduolius.

Taksonomija

  • Superreino: Eukaryota.
  • Karalystė: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • „Superfile“: Deuterostomija.
  • Prieglobstis: Chordata.
  • Pogrupis: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Superklasė: Tetrapoda.

Klasifikacija

Istoriškai tetrapodai buvo suskirstyti į keturias klases: amfibiją, reptiliją, paukščius ir žinduolius.

Varliagyviai

Varliagyviai yra keturių galūnių gyvūnai, nors kai kuriose grupėse jie gali būti prarasti. Oda yra minkšta ir pralaidi vandeniui. Jo gyvavimo ciklas apima vandens lervų etapus, o suaugusiųjų valstybės gyvena antžeminėje aplinkoje.

Jie gali kvėpuoti per plaučius, o kai kurios išimtys tai per odą. Varliagyvių pavyzdžiai yra varlės, rupūžės, salamandrai ir mažiau žinomi čekilai.

Ropliai

Ropliai, kaip ir varliagyviai, paprastai turi keturis narius, tačiau kai kuriose grupėse jie buvo sumažinti arba prarasti. Oda yra stora ir turi svarstykles. Kvėpavimas vyksta per plaučius. Kiaušiniai turi dangtelį ir dėl to reprodukcija nepriklauso nuo vandens.

Ropliai yra vėžliai, driežai ir sąjungininkai, gyvatės, tuataras, krokodilai ir dabar išnykę dinozaurai.

Atsižvelgiant į kladizmą, ropliai nėra natūrali grupė, nes jie yra parafiliniai. Pastarasis terminas reiškia grupes, kuriose nėra visų naujausių bendrų protėvių palikuonių. Roplių atveju grupė, kuri lieka lauke, yra Aves klasė.

Paukščiai

Ryškiausias paukščių bruožas yra jų viršutinių galūnių modifikavimas specializuotose skrydžio struktūrose. Uždaras padengtas įvairių tipų plunksnomis.

Jie turi plaučius kaip dujų mainų struktūras, ir jie buvo modifikuoti taip, kad skrydis būtų efektyvus - nepamirškite, kad skrydis yra labai sudėtinga veikla nuo medžiagų apykaitos. Be to, jie gali reguliuoti savo kūno temperatūrą (endotermus)..

Žinduoliai

Žinduoliai sudaro labai nevienalytę klasę ir savo narių gyvenimo būdą. Jie sugebėjo kolonizuoti antžemines, vandens ir netgi oro sąlygas.

Jiems pirmiausia būdingas pieno liaukų ir plaukų buvimas. Daugeliui žinduolių yra keturios galūnės, nors kai kuriose grupėse jos yra labai sumažintos, kaip ir vandens formų (banginių) atveju..

Kaip ir paukščiai, jie yra endoterminiai organizmai, nors šią savybę sukūrė abi grupės.

Didžioji dauguma yra viviparous, o tai reiškia, kad jie pagimdo aktyvų jaunuolį, o ne kiaušinius.

Nuorodos

  1. Clack, J. A. (2012). Įgyti pagrindą: tetrapodų kilmė ir raida. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., ir Barnes, N. S. (1994). Kvietimas į biologiją. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (Red.). (2012). Homologija: lyginamosios biologijos hierarchinis pagrindas. „Academic Press“.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Stuburiniai: lyginamoji anatomija, funkcija, evoliucija. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Pažangi biologija. „Oxford University Press“.
  7. Losos, J. B. (2013). Prinstono vadovas evoliucijai. Prinstono universiteto leidykla.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., ir Ahlberg, P. E. (2010). Tetrapod trasos nuo ankstyvojo vidurinio devono laikotarpio Lenkijoje. Gamta, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., ir Caldwell, J. P. (2013). Herpetologija: amfibijų ir roplių įvadinė biologija. Akademinė spauda.