Vývoj tetrapodov, charakteristiky, taxonómia a klasifikácia



tetrapods (Tetrapoda, v gréčtine "štyri nohy") zahŕňajú zvieratá so štyrmi končatinami, hoci niektorí členovia ich stratili. Ich súčasnými predstaviteľmi sú obojživelníci, sauropsidy a cicavce.

Táto skupina sa vyvinula asi pred 400 miliónmi rokov, v devonskom období od lalokov. Fosílny záznam má sériu už zaniknutých zástupcov, ktorí dávajú svetlo prechodu z vody na pôdu.

Táto zmena prostredia viedla najmä k rozvoju adaptácií na pohyb, dýchanie, reprodukciu a reguláciu teploty.

index

  • 1 Pôvod a vývoj
    • 1.1 Odkiaľ pochádzajú tetrapody??
  • 2 Úpravy pre život na Zemi
    • 2.1 Pohyb na Zemi
    • 2.2 Výmena plynov
    • 2.3 Reprodukcia
    • 2.4 Environmentálne variácie
  • 3 Všeobecné charakteristiky
  • 4 Taxonómia
  • 5 Klasifikácia
    • 5.1 Obojživelníky
    • 5.2 Plazy
    • 5.3 Vtáky
    • 5.4 Cicavce
  • 6 Referencie

Pôvod a vývoj

Podľa dôkazov sa prvé tetrapody objavia na konci Devónu, asi pred 400 miliónmi rokov. Kolonizácia pozemského prostredia nastala vtedy, keď sa veľký kontinent Pangea rozdelil na dva: Laurasia a Gondwana.

Predpokladá sa, že prvými tetrapodmi boli vodné formy, ktoré mohli využiť svojich začínajúcich členov na pohyb po zemi a navigáciu do plytkých vôd..

Táto udalosť znamenala začiatok rozsiahleho žiarenia, ktoré vzniklo úplne suchozemskými formami a končatinami, ktoré poskytli dostatočnú podporu, aby umožnili pozemský pohyb..

Odkiaľ pochádzajú tetrapodi??

Členovia tetrapodov pochádzajú z vodnej formy predkov. Hoci sa zdá, že plutvy rýb nie sú veľmi blízko k artikulovaným členom tetrapodov, hlbšie videnie objasňuje homológne vzťahy.

Napríklad fosílne Eusthenopteron Má predlaktie tvorené humerom, po ktorom nasledujú dve kosti, polomer a ulna. Tieto elementy sú jasne homológne s končatinami súčasných tetrapodov. Rovnako sú schopní rozpoznať zdieľané prvky v zápästí.

To sa špekuluje Eusthenopteron Mohol by som striekať na dno vodného prostredia svojimi plutvami. Nemohol som však „chodiť“ ako obojživelník (tento záver sa robí vďaka anatómii skamenelín).

Ďalšia fosília, Tiktaalik, Zdá sa, že zapadá do formy prechodu medzi laločnickými plutvami a tetrapodmi. Tento organizmus pravdepodobne obýval plytkú vodu.

Dobre tvarované končatiny sú evidentné vo fosíliách Acanthostega a ichthyostega. Zdá sa však, že členovia prvého rodu nie sú dostatočne silní na udržanie plnej hmotnosti zvieraťa. Naopak, ichthyostega zdá sa, že je schopný sa pohybovať - ​​aj keď s určitou nešikovnosťou - v úplne suchozemskom prostredí.

Úpravy pre život na Zemi

Pohyb prvých tetrapodov z vodného prostredia do suchozemského predpokladá rad radikálnych zmien, pokiaľ ide o podmienky, ktoré tieto zvieratá museli explodovať. Rozdiely medzi vodou a pevninou sú viac ako zrejmé, ako napríklad koncentrácia kyslíka.

Prvé tetrapodi museli vyriešiť rad nevýhod, vrátane: ako sa pohybovať v prostredí s nižšou hustotou, ako dýchať, ako sa reprodukovať mimo vody? sú prítomné vo vode, ako sú teplotné variácie?

Ďalej popíšeme spôsob, akým tetrapodi vyriešili tieto ťažkosti, analyzovali adaptácie, ktoré im umožnili efektívne kolonizovať pozemské ekosystémy:

Locomoion na Zemi

Voda je husté prostredie, ktoré poskytuje dostatočnú podporu pre pohyb. Pozemské prostredie je však menej husté a vyžaduje špecializované štruktúry pre pohyb.

Prvý problém bol vyriešený vývojom členov, ktorí umožňovali pohyb zvierat nad zemským prostredím a dávali skupine ich meno. Tetrapodi majú kostný endoskeleton, ktorý tvorí štyri členy postavené podľa plánu pentadakticky (päť prstov).

Dôkazy naznačujú, že členovia tetrapodov sa vyvinuli z plutiev rýb, spolu s úpravami okolitých svalov, čo umožnilo zvieraťu vstať zo zeme a efektívne chodiť.

Výmena plynu

Ak si predstavujeme prechod vody na zem, najintuitívnejším problémom je dýchanie. V suchozemskom prostredí je koncentrácia kyslíka približne 20-krát vyššia ako vo vode.

Vodné živočíchy majú žiabre, ktoré fungujú veľmi dobre vo vode. V suchozemskom prostredí sa však tieto štruktúry zrútia a nie sú schopné sprostredkovať plynnú výmenu - bez ohľadu na to, ako je na Zemi dostatok kyslíka.

Z tohto dôvodu žijúce tetrapody majú vnútorné orgány zodpovedné za sprostredkovanie dýchacích procesov. Tieto orgány sú známe ako pľúca a sú adaptáciami pre pozemský život.

Niektorí obojživelníci môžu medzičasom sprostredkovať výmenu plynov pomocou jedinej kože, ktorá je veľmi tenká a vlhká, ako jediný dýchací orgán. Na rozdiel od teórie, ktoré vytvorili plazy, vtáky a cicavce, ktoré sú ochranné a umožňujú im žiť v suchom prostredí, čím sa predchádza prípadnému vysychaniu..

Vtáky a plazy vykazujú ďalšie úpravy, aby sa zabránilo vysychaniu. Ide o výrobu polotuhého odpadu s kyselinou močovou ako dusíkatým odpadom. Táto funkcia znižuje stratu vody.

rozmnožovanie

Reprodukcia je predkom fenoménom spojeným s vodným prostredím. V skutočnosti, obojživelníci sú stále závislí na vode, aby sa mohli rozmnožovať. Ich vajíčka stoja membránou, ktorá je priepustná pre vodu a ktorá by sa rýchlo vysušila, ak je vystavená suchému prostrediu.

Okrem toho sa vajcia obojživelníkov nevyvinuli do miniatúrnej verzie dospelej formy. K vývoju dochádza prostredníctvom metamorfózy, kde vajíčko vyvoláva larvu, ktorá je vo väčšine prípadov prispôsobená životu vo vode a vykazuje vonkajšie žiabre.

Naproti tomu zostávajúce skupiny tetrapodov - plazov, vtákov a cicavcov - vyvinuli sériu membrán, ktoré chránia vajíčko. Táto adaptácia eliminuje spoliehanie sa na reprodukciu vo vodnom prostredí. Uvedené skupiny tak majú úplne pozemské životné cykly (s ich špecifickými výnimkami).

Environmentálne variácie

Vodné ekosystémy sú relatívne konštantné z hľadiska environmentálnych charakteristík, najmä teploty. To sa nestane na zemi, kde teploty kolíšu po celý deň a rok.

Tetrapodi vyriešili tento problém dvoma rôznymi spôsobmi. Vtáčie a cicavce sa endogénne vyvíjali. Tento proces umožňuje udržiavať stabilnú teplotu prostredia vďaka určitým fyziologickým mechanizmom.

Táto funkcia umožňuje vtákom a cicavcom kolonizovať prostredie s veľmi nízkymi teplotami.

Plazi a obojživelníci riešili problém iným spôsobom. Regulácia teploty nie je interná a závisí od behaviorálnych alebo etologických adaptácií, aby sa udržala primeraná teplota.

Všeobecné charakteristiky

Taxón Tetrapoda je charakterizovaný prítomnosťou štyroch končatín, hoci niektorí z jeho členov sa zmenšili alebo chýbali (napríklad hadi, caeciliani a veľryby)..

Formálne sú tetrapody definované prítomnosťou quiridia, dobre definovanej svalovej končatiny s prstami v koncovej časti..

Definícia tejto skupiny bola predmetom širokej diskusie medzi odborníkmi. Niektorí autori pochybujú, že vlastnosti „končatiny s prstami“ sú dostatočné na definovanie všetkých tetrapodov.

Ďalej popíšeme najvýraznejšie charakteristiky živých predstaviteľov skupiny: obojživelníkov, plazov, vtákov a cicavcov.

taxonómie

  • Superreino: Eukaryota.
  • Kráľovstvo: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostómia.
  • Fylum: Chordata.
  • Subphylum: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Nadtrieda: Tetrapoda.

klasifikácia

Historicky boli tetrapody klasifikované do štyroch tried: Amphibia, Reptilia, Birds a Mammalia.

obojživelník

Obojživelníky sú zvieratá so štyrmi končatinami, hoci v niektorých skupinách sa môžu stratiť. Koža je mäkká a priepustná pre vodu. Jeho životný cyklus zahŕňa vodné larválne štádiá a dospelé štáty žijú v suchozemskom prostredí.

Môžu dýchať pľúcami a niektoré výnimky to robia cez kožu. Príkladmi obojživelníkov sú žaby, ropuchy, mloky a menej známe caecilians.

plazy

Plazy, podobne ako obojživelníci, obyčajne majú štyroch členov, ale v niektorých skupinách boli redukované alebo stratené. Koža je hrubá a má šupiny. Dýchanie prebieha cez pľúca. Vajcia majú kryt a vďaka tomu je reprodukcia nezávislá od vody.

Plazy zahŕňajú korytnačky, jašterice a spojencov, hadov, tuatarov, krokodílov a v súčasnosti vyhynutých dinosaurov..

Vo svetle kladizmu nie sú plazy prirodzenou skupinou, pretože sú parafyletické. Posledný termín sa vzťahuje na skupiny, ktoré neobsahujú všetkých potomkov posledného spoločného predka. V prípade plazov, skupina, ktorá zostáva na vonkajšej strane, je trieda Aves.

hydina

Najvýraznejšou charakteristikou vtákov je úprava ich horných končatín v špecializovaných štruktúrach pre let. Tegument je pokrytý rôznymi typmi peria.

Majú pľúca ako štruktúry na výmenu plynov, a tie boli upravené tak, že let je účinný - pamätajte, že let je z metabolického hľadiska mimoriadne náročná činnosť. Okrem toho sú schopní regulovať svoju telesnú teplotu (endotermy).

cicavce

Cicavce tvoria veľmi rôznorodú triedu, pokiaľ ide o formu a spôsob života jej členov. Podarilo sa im kolonizovať suchozemské, vodné a dokonca aj vzdušné prostredie.

Sú charakterizované predovšetkým prítomnosťou prsných žliaz a vlasov. Väčšina cicavcov má štyri končatiny, hoci v niektorých skupinách sú silne redukované, ako v prípade vodných foriem (kytovcov).

Podobne ako vtáky sú to endotermné organizmy, hoci túto funkciu vyvinuli obe skupiny nezávisle.

Prevažná väčšina z nich je viviparous, čo znamená, že porodia aktívneho mladého muža namiesto znášania vajec.

referencie

  1. Clack, J. A. (2012). Získanie základu: vznik a vývoj tetrapodov. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biológiu. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homológia: hierarchický základ komparatívnej biológie. Akademická tlač.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, evolúcia. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Pokročilá biológia. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Princeton sprievodca evolúciou. Princeton University Press.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., Ahlberg, P. E. (2010). Traťové trate Tetrapod zo začiatku stredného devónskeho obdobia Poľska. príroda, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetológia: úvodná biológia obojživelníkov a plazov. Akademická tlač.