TETRAPODS: EVOLUTION, KARAKTERISTIKA, KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

De tetrapoder (Tetrapoda på græsk "fire ben") omfatter dyrene med fire lemmer, selv om nogle medlemmer har mistet dem. Dens nuværende repræsentanter er amfibier, sauropsider og pattedyr.

Denne gruppe udviklede sig for omkring 400 millioner år siden, i Devon-perioden, fra lob-finnede fisk. Den fossile rekord har en række uddøde repræsentanter, der føder overgangen fra vand til land.

Kilde: Ingen maskinlæsbar forfatter leveret. Mateuszica ~ commonswiki antog (baseret på krav om ophavsret)., via Wikimedia Commons

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

Oprindelse og evolution

Ifølge beviserne forekommer de første tetrapods i slutningen af ​​Devonian for omkring 400 millioner år siden. Således skete koloniseringen af ​​jordbaserede miljøer, da det store Pangea-kontinent blev delt i to: Laurasia og Gondwana.

Det antages, at de første tetrapods er akvatiske former, der kunne bruge deres nye lemmer til at bevæge sig på jorden og navigere i lavt vand.

Denne begivenhed markerede begyndelsen på en omfattende stråling, der stammer fra helt jordiske former og med lemmer, der gav tilstrækkelig støtte til at muliggøre jordbunden bevægelse.

Hvor kommer tetrapods fra?

Medlemmer af tetrapods stammede fra en gammel akvatisk form. Selvom finnerne af fisk ikke synes at være nært beslægtet med leddene i tetrapods, gør et dybere udseende de homologe forhold klare.

For eksempel har fossile Eusthenopteron en underarm bestående af en humerus, efterfulgt af to knogler, radius og ulna. Disse elementer er helt klart homologe med lemmerne i moderne tetrapods. På samme måde genkendes delte elementer på håndleddet.

Det spekuleres i, at Eusthenopteron kunne plaske i bunden af ​​vandmiljøet med dens finner. Imidlertid kunne den ikke "gå" som en amfibie gør (denne inferens sker takket være fossilens anatomi).

En anden fossil, Tiktaalik, ser ud til at passe mellem en overgangsform mellem lob-finnet fisk og tetrapods. Denne organisme bebyggede sandsynligvis lavt vand.

De velformede lemmer er tydelige i fossilerne Acanthostega og Ichthyostega. Medlemmer af den første slægt synes imidlertid ikke at være stærke nok til at understøtte dyrets fulde vægt. I modsætning hertil ser Ichthyostega ud til at være i stand til at bevæge sig - omend klodset - i helt jordiske miljøer.

Tilpasninger til livet på land

Mexicansk grå ulv

Bevægelsen af ​​de første tetrapods fra et vandmiljø til et landligt indebærer en række radikale ændringer med hensyn til de forhold, som disse dyr måtte udnytte. Forskellene mellem vand og land er mere end indlysende, såsom koncentrationen af ​​ilt.

De første tetrapods måtte løse en række problemer, blandt dem: hvordan man bevæger sig i omgivelser med lavere massefylde, hvordan man trækker vejret, hvordan man formerer sig uden for vandet og til sidst, hvordan man håndterer svingninger i miljøet, der ikke gjorde er de til stede i vandet, såsom temperaturvariationer?

Nedenfor beskriver vi, hvordan tetrapods løste disse vanskeligheder ved at analysere de tilpasninger, der gjorde det muligt for dem effektivt at kolonisere jordiske økosystemer:

Bevægelse på jorden

Chameleon

Vand er et tæt miljø, der giver tilstrækkelig støtte til bevægelse. Det jordiske miljø er imidlertid mindre tæt og kræver specialiserede strukturer til bevægelse.

Det første problem blev løst med udviklingen af ​​medlemmer, der gjorde det muligt at bevæge dyr i det jordiske miljø, og det gav gruppen navn. Tetrapods har en benet endoskelet, der danner fire lemmer bygget under planen af ​​pentadactyly (fem fingre).

Bevis tyder på, at tetrapod lemmer udviklede sig fra finnerne af fisk sammen med ændringer af musklerne, der omgiver dem, så dyret kan rejse sig fra jorden og gå effektivt.

Udveksling af gas

Hvis vi forestiller os overgangen fra vand til land, er det mest intuitive problem spørgsmålet om vejrtrækning. I landlige miljøer er iltkoncentrationen ca. 20 gange højere end i vand.

Vanddyr har gæller, der fungerer meget godt i vand. I jordiske miljøer kollaborerer disse strukturer imidlertid og er ikke i stand til at formidle gasudveksling - uanset hvor rigeligt ilt der er på jorden.

Af denne grund har levende tetrapoder indre organer, der er ansvarlige for at formidle luftvejsprocesser. Disse organer er kendt som lunger og er tilpasninger til det jordiske liv.

Nogle amfibier kan på den anden side mediere gasudveksling ved hjælp af deres hud som det eneste åndedrætsorgan, som er meget tynd og fugtig. I modsætning til de helte, der er udviklet af krybdyr, er fugle og pattedyr, der er beskyttende og giver dem mulighed for at leve i tørre omgivelser, hvilket forhindrer potentiel udtørring.

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

Reproduktion

Forældre er reproduktion et fænomen knyttet til akvatiske miljøer. Faktisk er amfibier stadig afhængige af vand for at formere sig. Deres æg koster med en membran, der er permeabel for vand, og som vil tørre hurtigt ud, hvis de udsættes for et tørt miljø.

Amfibieæg udvikler sig heller ikke til en miniatyrversion af voksenformen. Udvikling sker gennem metamorfose, hvor æget giver anledning til en larve, der i de fleste tilfælde er tilpasset akvatiske liv og udviser eksterne gæller.

I modsætning hertil har de resterende grupper af tetrapoder - krybdyr, fugle og pattedyr - udviklet en række membraner, der beskytter æget. Denne tilpasning eliminerer reproduktionens afhængighed af vandmiljøet. På denne måde har de nævnte grupper totalt jordiske livscyklusser (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 temperaturerne svinger i løbet af dagen og hele året.

Tetrapods løste dette problem på to forskellige måder. Fugle og pattedyr udviklede konvergent endotermi. Denne proces tillader, at omgivelsestemperaturen holdes stabil takket være visse fysiologiske mekanismer.

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

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

Generelle karakteristika

Asiatisk elefant

Tetrapoda-taxonen er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​fire lemmer, selvom nogle af dens medlemmer har dem reduceret eller fraværende (såsom slanger, caecilianer og hvaler).

Formelt defineres tetrapods ved tilstedeværelsen af ​​quiridium, en veldefineret muskulær lem med fingre i terminaldelen.

Definitionen af ​​denne gruppe har været genstand for en bred debat blandt eksperter. Visse forfattere tvivler på, at egenskaberne "lemmer med fingre" er tilstrækkelige til at definere alle tetrapoder.

Nedenfor beskriver vi de mest fremragende karakteristika for de levende repræsentanter for gruppen: amfibier, krybdyr, fugle og pattedyr.

Taksonomi

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia Kingdom.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Superfil: Deuterostomi.
• Kante: Chordata.
• Subfil: vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superklasse: Tetrapoda.

Klassifikation

Historisk set er tetrapods klassificeret i fire klasser: Amfibie, Reptilia, Aves og Mammalia.

Padder

Amfibier er dyr med fire lemmer, selvom de kan gå tabt i nogle grupper. Huden er blød og gennemsigtig for vand. Deres livscyklus inkluderer stadier af akvatiske larver, og de voksne stadier lever i jordlige 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 caecilianer.

Krybdyr

Reptiler, ligesom amfibier, har ofte fire lemmer, men i nogle grupper er de reduceret eller mistet. Huden er tyk, og de har vægte. Respiration finder sted gennem lungerne. Æggene har en dækning, og takket være dette er reproduktion uafhængig af vand.

Reptiler inkluderer skildpadder, firben og lignende, slanger, tuataras, krokodiller og de nu uddøde dinosaurer.

I lyset af cladisme er krybdyr ikke en naturlig gruppe, da de er paraphyletiske. Sidstnævnte udtryk henviser til grupper, der ikke indeholder alle efterkommere til den seneste fælles forfader. I tilfælde af krybdyr er gruppen, der er ude, Aves-klassen.

Fugle

Det mest karakteristiske træk ved fugle er ændringen af ​​deres øvre lemmer i specialiserede strukturer til flyvning. Integumentet er dækket af forskellige typer fjer.

De har lunger som strukturer til gasudveksling, og disse er blevet ændret, så flyvningen er effektiv - husk, at flyvning er en ekstremt krævende aktivitet, ud fra et metabolisk synspunkt. Derudover er de i stand til at regulere deres kropstemperatur (endotermer).

Pattedyr

Pattedyr udgør en meget heterogen klasse, hvad angår medlemmers form og levevis. De har formået at kolonisere landlige, akvatiske og endda luftmiljøer.

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

Som fugle er de endotermiske organismer, skønt denne egenskab blev udviklet af begge grupper uafhængigt.

Langt de fleste er livlige, hvilket indebærer, at de føder en aktiv ung, snarere end at lægge æg.

Referencer

1. Clack, JA (2012). At vinde grund: oprindelsen og udviklingen af ​​tetrapods. Indiana University Press.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitation til biologi. Macmillan.
3. Hall, BK (red.). (2012). Homologi: Det hierarkiske grundlag for sammenlignende biologi. Academic Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerede zoologiske principper. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Avanceret biologi. Oxford University Press.
7. Losos, JB (2013). Princeton guide til evolution. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Tetrapod-baner fra den tidlige midt-Devonian periode i Polen. Nature, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ, & Caldwell, JP (2013). Herpetologi: en introduktionsbiologi af amfibier og krybdyr. Akademisk presse.