Еволюция на тетраподите, характеристики, таксономия и класификация



на четириногите (Tetrapoda, на гръцки "четири крака") включват животни с четири крайника, въпреки че някои членове са ги загубили. Сегашните им представители са земноводни, сауропиди и бозайници.

Тази група е еволюирала преди около 400 милиона години, в девонския период от лопатни риби. Вкаменелостите имат редица вече изчезнали представители, които дават светлина за прехода от вода към суша.

Тази смяна на околната среда доведе до развитието на адаптации за движение, дишане, възпроизвеждане и регулиране на температурата.

индекс

  • 1 Произход и еволюция
    • 1.1 Откъде идват тетраподите??
  • 2 Адаптации за живот на земята
    • 2.1 Локомоция на Земята
    • 2.2 Газов обмен
    • 2.3 Възпроизвеждане
    • 2.4 Промени в околната среда
  • 3 Общи характеристики
  • 4 Таксономия
  • 5 Класификация
    • 5.1 Земноводни
    • 5.2 Влечуги
    • 5.3 Птици
    • 5.4 Бозайници
  • 6 Препратки

Произход и еволюция

Според доказателства, първите тетраподи се появяват в края на девона преди около 400 милиона години. По този начин колонизацията на земните среди възниква, когато големият континент Пангея се раздробява на две: Лавразия и Гондвана..

Смята се, че първите тетраподи са били водни форми, които могат да използват своите млади членове, за да се движат по земята и да се придвижват към плитки води..

Това събитие бележи началото на обширна радиация, която създава напълно земни форми и с крайници, които дават достатъчно подкрепа, за да позволи наземно придвижване..

Откъде идват тетраподите??

Членовете на тетраподите произхождат от наследствена водна форма. Въпреки че перките на рибите не изглеждат много близки до съчленените членове на тетраподите, едно по-дълбоко виждане прави ясно хомоложните връзки.

Например, вкаменелостта еустеноптерони Тя има предмишница, оформена от раменна кост, последвана от две кости, радиус и кост. Тези елементи са ясно хомоложни на крайниците на настоящите тетраподи. По същия начин те могат да разпознават споделени елементи в китката.

Това се спекулира еустеноптерони Можех да изпръскам дъното на водната среда с неговите перки. Въпреки това, не можех да "ходим" като амфибия (това заключение е направено благодарение на анатомията на вкаменелостите).

Друга вкаменелост, Tiktaalik, Изглежда, че се вписва в една форма на преход между лопатни перки и тетраподи. Този организъм вероятно обитава плитки води.

Добре оформените крайници са очевидни в вкаменелостта Acanthostega и ichthyostega. Въпреки това, членовете на първия род не изглеждат достатъчно силни, за да поддържат пълното тегло на животното. За разлика от това, ichthyostega тя изглежда може да се движи - макар и с някаква неловкост - в напълно земна среда.

Адаптации за живот на земята

Придвижването на първите тетраподи от водната среда до земна предполага серия от радикални промени, доколкото условията трябваше да експлодират тези животни. Разликите между вода и земя са повече от очевидни, като например концентрацията на кислород.

Първите тетраподи трябваше да решат редица недостатъци, включително: как да се движат в среда с по-ниска плътност, как да дишат? във водата, като температурни колебания?

След това ще опишем начина, по който тетраподите разрешават тези трудности, анализирайки адаптациите, които им позволяват да колонизират ефективно сухоземните екосистеми:

Локомоция на Земята

Водата е гъста среда, която осигурява достатъчна подкрепа за движение. Въпреки това земната среда е по-малко гъста и изисква специализирани структури за движение.

Първият проблем е решен с развитието на членовете, които позволяват движението на животните над земната среда и които дават името на групата. Тетраподите имат костен ендоскелет, който образува четири члена, изградени по плана на пентадактилите (пет пръста).

Доказателствата сочат, че членовете на тетраподи са се развили от перките на рибата, заедно с модификации на околните мускули, позволявайки на животното да се издигне от земята и да върви ефективно.

Обмяна на газ

Ако си представим преминаването на вода към земята, най-интуитивният проблем е предмет на дишане. В земни среди концентрацията на кислород е около 20 пъти по-висока, отколкото във водата.

Водните животни имат хриле, които работят много добре във водата. Въпреки това, в сухоземна среда, тези структури се срутват и не са способни да посредничат при обмен на газове - без значение колко богат кислород е на Земята.

Поради тази причина живите тетраподи притежават вътрешни органи, отговорни за медииране на дихателните процеси. Тези органи са известни като бели дробове и са адаптации за земния живот.

Някои земноводни могат да посредничат при обмен на газове, като използват единствената си кожа, която е много тънка и влажна, като единственият респираторен орган. За разлика от материалите, разработени от влечуги, птици и бозайници, които са защитни и позволяват да живеят в суха среда, предотвратявайки потенциалното изсушаване.

Птиците и влечугите проявяват допълнителни адаптации за предотвратяване на изсушаването. Те включват производството на полутвърди отпадъци с пикочна киселина като азотни отпадъци. Тази функция намалява загубата на вода.

репродукция

Възпроизводството е феномен, свързан с водната среда. В действителност земноводните все още са зависими от водата, за да могат да се възпроизвеждат. Яйцата им струват с мембрана, която е пропусклива за водата и която ще изсъхне бързо, ако бъде изложена на суха среда.

В допълнение, яйцата на земноводните не се развиват в миниатюрна версия на формата за възрастни. Развитието се осъществява чрез метаморфоза, където яйцето поражда ларва, която в повечето случаи е адаптирана към водната флора и фауна и показва външни хриле..

За разлика от останалите групи от тетраподи - влечуги, птици и бозайници - са се развили серия от мембрани, които защитават яйцето. Тази адаптация елиминира зависимостта от възпроизводството във водната среда. По този начин споменатите групи имат напълно земни жизнен цикъл (с техните специфични изключения)..

Изменения в околната среда

Водните екосистеми са относително постоянни по отношение на техните екологични характеристики, особено по отношение на температурата. Това не се случва на земята, където температурите варират през целия ден и годината.

Тетраподите разрешиха този проблем по два различни начина. Птиците и бозайниците развиват сходно ендотермия. Този процес позволява да се поддържа стабилна температура на околната среда, благодарение на определени физиологични механизми.

Тази функция позволява на птици и бозайници да колонизират среди с много ниски температури.

Влечугите и земноводните решиха проблема по друг начин. Регулирането на температурата не е вътрешно и зависи от поведенчески или етологични адаптации за поддържане на адекватна температура.

Общи характеристики

Таксонът на Tetrapoda се характеризира с наличието на четири крайника, въпреки че някои от членовете му са намалели или отсъстват (като змии, цецилии и китове)..

Формално, тетраподите се определят от наличието на quiridio, добре дефиниран мускулен крайник с пръсти в крайната част..

Дефиницията на тази група е предмет на широки дебати сред експертите. Някои автори се съмняват, че характеристиките "крайници с пръсти" са достатъчни, за да се определят всички тетраподи.

След това ще опишем най-забележителните характеристики на живите представители на групата: земноводни, влечуги, птици и бозайници.

таксономия

  • Суперрейна: Еукариота.
  • Кралство: Animalia.
  • Субрейн: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomy.
  • Тип: Chordata.
  • Субстил: Вертебрата.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Суперклас: Тетрапода.

класификация

В исторически план, тетраподите са класифицирани в четири класа: Амфибия, Рептилия, Птици и Бозайници..

хидроплан

Земноводните са животни с четири крайника, въпреки че могат да бъдат загубени в някои групи. Кожата е мека и пропусклива за водата. Нейният жизнен цикъл включва водни ларвни етапи, а възрастните държави живеят в земна среда.

Те могат да дишат през белите дробове и някои изключения правят това през кожата. Примери за земноводни са жаби, жаби, саламандри и по-малко известни цецилии.

влечуги

Влечугите, като земноводните, обикновено имат четирима членове, но в някои групи са намалени или загубени. Кожата е гъста и има люспи. Дишането се осъществява през белите дробове. Яйцата имат покритие и благодарение на това размножаването е независимо от водата.

Влечугите включват костенурки, гущери и съюзници, змии, туратари, крокодили и изчезналите динозаври.

В светлината на кладизъм, влечугите не са естествена група, тъй като са парафилетични. Последният термин се отнася до групи, които не съдържат всички потомци на най-новия общ прародител. В случая с влечугите, групата, която остава отвън, е клас Aves.

домашни птици

Най-отличителната характеристика на птиците е модифицирането на горните им крайници в специализирани структури за полет. Тегументът е покрит с различни видове пера.

Те имат белите дробове като структури за обмен на газ и са модифицирани така, че полетът да е ефективен - помнете, че полетът е изключително взискателна дейност от гледна точка на метаболизма. Освен това те могат да регулират телесната си температура (ендотерми).

бозайници

Бозайниците обхващат много разнороден клас по форма и начин на живот на членовете му. Те са успели да колонизират наземни, водни и дори въздушни среди.

Те се характеризират предимно с наличието на млечни жлези и коса. Повечето бозайници имат четири крайника, въпреки че в някои групи те са силно редуцирани, както при водните форми (китоподобни)..

Подобно на птиците, те са ендотермични организми, въпреки че тази характеристика е разработена от двете групи независимо.

По-голямата част от тях са живородени, което означава, че те раждат активен млад човек, вместо да слагат яйца.

препратки

  1. Clack, J. A. (2012). Получаване на земята: произход и еволюция на тетраподи. Университетска преса в Индиана.
  2. Curtis, H., & Barnes, N.S. (1994). Покана за биология. Macmillan.
  3. Hall, B.K. (Ed.). (2012). Хомология: Йерархичната основа на сравнителната биология. Академик Прес.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Гръбначни животни: сравнителна анатомия, функция, еволюция. McGraw-Hill.
  6. Kent, М. (2000). Разширена биология. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Прънстънският наръчник за еволюцията. Пресцентър на Принстънския университет.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, P.E. (2010). Tetrapod пътеки от ранния период на Девон в Полша. природа, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Херпетология: въвеждаща биология на земноводните и влечугите. Академична преса.