Tetrapods evolution, egenskaber, taxonomi og klassificering



den tetrapoder (Tetrapoda, i græsk "fire ben") omfatter dyr med fire lemmer, selvom nogle medlemmer har mistet dem. Deres nuværende repræsentanter er amfibier, sauropsider og pattedyr.

Denne gruppe udviklede sig for omkring 400 millioner år siden, i Devonian perioden fra lobed finfish. Den fossile rekord har en række allerede uddøde repræsentanter, der giver lys til overgangen fra vand til land.

Denne ændring af miljøet førte til udviklingen af ​​tilpasninger til bevægelse, respiration, reproduktion og regulering af temperatur, hovedsageligt.

indeks

  • 1 Oprindelse og udvikling
    • 1.1 Hvor kommer tetrapoderne fra??
  • 2 Tilpasninger til livet på jorden
    • 2.1 Lokomotion på jorden
    • 2.2 Gasudveksling
    • 2.3 Reproduktion
    • 2.4 Miljøvariationer
  • 3 Generelle egenskaber
  • 4 Taxonomi
  • 5 klassificering
    • 5.1 amfibier
    • 5.2 Reptiler
    • 5.3 Fugle
    • 5.4 Pattedyr
  • 6 referencer

Oprindelse og udvikling

Ifølge beviserne forekommer de første tetrapoder i slutningen af ​​Devonian for omkring 400 millioner år siden. Således opstod koloniseringen af ​​jordiske omgivelser, da det store kontinent Pangea splittede sig i to: Laurasia og Gondwana.

Det antages, at de første tetrapoder var vandformer, der kunne bruge deres fledgling medlemmer til at bevæge sig på jorden og navigere til lavvandede farvande.

Denne begivenhed markerede starten på en omfattende stråling, der stammer helt fra jordform og med lemmer, der gav tilstrækkelig støtte til at muliggøre en jordbaseret bevægelse.

Hvor kommer tetrapoderne fra??

Medlemmerne af tetrapodene stammede fra en forfædre vandform. Selvom fiskens finner ikke synes at ligge meget tæt på de leddede medlemmer af tetrapodene, viser en dybere vision de homologe forhold.

For eksempel, den fossile Eusthenopteron Den har en underarm dannet af en humerus, efterfulgt af to knogler, radius og ulna. Disse elementer er tydeligt homologe med ekstremiteterne i de nuværende tetrapoder. På samme måde kan de genkende delte elementer i håndleddet.

Det spekuleres det Eusthenopteron Jeg kunne splashe i bunden af ​​vandmiljøet med sine finner. Jeg kunne dog ikke "gå" som en amfibie gør (denne indledning er lavet takket være fossils anatomi).

En anden fossil, tiktaalik, Det ser ud til at passe mellem en form for overgang mellem lobede finner og tetrapoder. Denne organisme beboede sandsynligvis lavt vand.

De velformede lemmer er tydelige i fossilen Acanthostega og Ichthyostega. Imidlertid synes medlemmerne af det første slægt ikke at være stærke nok til at opretholde dyrets fulde vægt. I modsætning hertil, Ichthyostega det ser ud til at være i stand til at bevæge sig - omend med en vis akavethed - i helt jordiske omgivelser.

Tilpasninger til livet på jorden

Bevægelsen af ​​de første tetrapoder fra et vandmiljø til en jordbaseret forudsætter en række radikale ændringer i forhold til de betingelser, som disse dyr måtte eksplodere. Forskellene mellem vand og jord er mere end indlysende, såsom koncentrationen af ​​ilt.

De første tetrapoder skulle løse en række ulemper, herunder: hvordan man bevæger sig i et miljø med lavere densitet, hvordan man ånder?, Hvordan man reproducerer uden for vandet? Og endelig hvordan man skal håndtere miljøudsving, der ikke er til stede i vandet, såsom temperaturvariationer?

Dernæst vil vi beskrive den måde, hvorpå tetrapoderne løste disse vanskeligheder og analyserede de tilpasninger, der gjorde det muligt for dem at kolonisere effektivt terrestriske økosystemer:

Lokomotion på jorden

Vand er et tæt miljø, som giver tilstrækkelig støtte til lokomotion. Det terrestriske miljø er dog mindre tæt og kræver specialiserede strukturer til bevægelse.

Det første problem blev løst med udviklingen af ​​medlemmer, der tillod dyrets bevægelse over det terrestriske miljø, og det giver gruppen deres navn. Tetrapodene har en endoskelet i knogler, der danner fire medlemmer bygget under pentadaktisk plan (fem fingre).

Beviser tyder på, at medlemmer af tetrapoder udviklede sig fra finner af fisk sammen med modifikationer af omgivende muskler, så dyret kunne rejse sig fra jorden og gå effektivt.

Gas udveksling

Hvis vi forestiller os vandets passage til jorden, er det mest intuitive problem genstand for vejrtrækning. I terrestriske miljøer er koncentrationen af ​​ilt ca. 20 gange højere end i vand.

Vanddyrene har gæller, der fungerer meget godt i vandet. Men i jordbundsmiljøer bryder disse strukturer sammen og kan ikke formidle gasudveksling - uanset hvor rigeligt ilt er på jorden.

Af denne grund har levende tetrapoder interne organer, der er ansvarlige for medierende respiratoriske processer. Disse organer er kendt som lunger og er tilpasninger til terrestrisk liv.

Nogle amfibier, i mellemtiden, kan formidle gasveksling ved hjælp af deres eneste hud, som er meget tynd og fugtig, som det eneste åndedrætsorgan. I modsætning til de tegninger, der er udviklet af krybdyr, er fugle og pattedyr, som er beskyttende og giver dem mulighed for at leve i tørre omgivelser, hvilket forhindrer potentiel udtørring.

Fugle og reptiler udviser yderligere tilpasninger for at forhindre udtørring. Disse består af produktion af halvfast affald med urinsyre som kvælstofaffald. Denne funktion reducerer tabet af vand.

reproduktion

Forfædre er reproduktion et fænomen forbundet med vandmiljøer. Faktisk er amfibier stadig afhængige af vand for at kunne reproducere. Deres æg koster med en membran, der er gennemtrængelig for vand, og det vil tørre hurtigt, hvis det udsættes for et tørt miljø.

Desuden udvikler æggene af amfibier ikke til en miniatureversion af den voksne form. Udviklingen sker gennem metamorfose, hvor ægget giver anledning til en larve, der i de fleste tilfælde er tilpasset vandlevende og udviser eksterne gæller.

I modsætning hertil har de resterende grupper af tetrapoder - reptiler, fugle og pattedyr udviklet en række membraner, der beskytter ægget. Denne tilpasning eliminerer afhængigheden af ​​reproduktion i vandmiljøet. På den måde har de nævnte grupper helt jordiske livscykluser (med deres specifikke undtagelser).

Miljøvariationer

Akvatiske økosystemer er relativt konstante med hensyn til deres miljømæssige egenskaber, især i temperatur. Dette sker ikke på jorden, hvor temperaturen svinger hele dagen og året.

Tetrapodene løste dette problem på to forskellige måder. Fugle og pattedyr udviklede konvergens endotermi. Denne proces giver mulighed for at opretholde en stabil miljøtemperatur takket være visse fysiologiske mekanismer.

Denne funktion gør det muligt for fugle og pattedyr at kolonisere miljøer med meget lave temperaturer.

Reptiler og amfibier løste problemet på en anden måde. Reguleringen af ​​temperaturen er ikke intern og afhænger af adfærdsmæssige eller etologiske tilpasninger for at opretholde en passende temperatur.

Generelle egenskaber

Tetrapoda taxon er præget af tilstedeværelsen af ​​fire lemmer, selvom nogle af dets medlemmer har reduceret eller fraværende (såsom slanger, blæksprutter og hvaler).

Formelt defineres tetrapoderne ved tilstedeværelsen af ​​quiridio, et veldefineret muskulært lem med fingre i den terminale del.

Definitionen af ​​denne gruppe har været genstand for en bred debat blandt eksperterne. Nogle forfattere tvivler på, at karakteristika "lemmer med fingre" er nok til at definere alle tetrapods.

Næste vil vi beskrive de mest fremragende egenskaber hos gruppens levende repræsentanter: amfibier, krybdyr, fugle og pattedyr.

taksonomi

  • Superreino: Eukaryota.
  • Kongerige: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomi.
  • Phylum: Chordata.
  • Subphylum: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Superklasse: Tetrapoda.

klassifikation

Historisk set er tetrapoder klassificeret i fire klasser: Amphibia, Reptilia, Fugle og Mammalia.

padde

Amfibier er dyr med fire lemmer, selvom de kan gå tabt i nogle grupper. Huden er blød og gennemtrængelig for vand. Dens livscyklus omfatter akvatiske larvestadier, og voksne stater lever i terrestriske miljøer.

De kan trække vejret gennem lungerne, og nogle undtagelser gør det gennem huden. Eksempler på amfibier er frøer, padder, salamandere og de mindre kendte caecilians.

krybdyr

Reptiler, som amfibier, har normalt fire medlemmer, men i nogle grupper er de blevet reduceret eller tabt. Huden er tyk og har skalaer. Indånding sker gennem lungerne. Ægene har en dækning, og derfor er reproduktionen uafhængig af vandet.

Reptiler omfatter skildpadder, firben og allierede, slanger, tuatarer, krokodiller og de nu uddøde dinosaurer.

I lyset af cladism er reptiler ikke en naturlig gruppe, da de er paraphyliske. Sidstnævnte begreb henviser til grupper, der ikke indeholder alle efterkommere fra den seneste fælles forfader. I tilfælde af krybdyr er den gruppe, der er udenfor, Aves-klassen.

fjerkræ

Fuglens mest karakteristiske karakteristika er modifikationen af ​​deres øvre lemmer i specialiserede strukturer til flyvning. Tegumentet er dækket af forskellige typer fjer.

De har lunger som strukturer for gasudveksling, og disse er blevet ændret, så flyet er effektivt - husk at flyvning er en ekstremt krævende aktivitet, ud fra metabolsk synspunkt. Desuden er de i stand til at regulere deres kropstemperatur (endotermer).

pattedyr

Pattedyr udgør en meget heterogen klasse, hvad angår form og livsstil for dets medlemmer. De har formået at kolonisere jordbaserede, akvatiske og endda luftmiljøer.

De er præget primært af tilstedeværelsen af ​​brystkirtler og hår. De fleste pattedyr har fire lemmer, men i nogle grupper reduceres de kraftigt, som i tilfælde af akvatiske former (hvaler).

Ligesom fugle er de endoterme organismer, selvom denne funktion blev udviklet af begge grupper uafhængigt.

Langt størstedelen er viviparous, hvilket indebærer, at de føder en aktiv ung mand, i stedet for at lægge æg.

referencer

  1. Clack, J. A. (2012). Gaining Ground: oprindelsen og udviklingen af ​​tetrapods. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation til biologi. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grundlag for komparativ biologi. Academic Press.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrerede principper for zoologi. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vertebrater: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Avanceret biologi. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Princeton guide til evolution. Princeton University Press.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, P. E. (2010). Tetrapod trackways fra den tidlige middelalderlige periode i Polen. natur, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L.J. & Caldwell, J.P. (2013). Herpetology: en indledende biologi af amfibier og krybdyr. Akademisk presse.