TETRAPODS: EVOLUTION, EGENSKAPER, KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

De tetrapoder (Tetrapoda på grekiska "fyra ben") omfattar djuren med fyra armar och ben, även om vissa medlemmar har förlorat dem . Dess nuvarande representanter är amfibier, sauropsider och däggdjur.

Denna grupp utvecklades för cirka 400 miljoner år sedan, i Devon-perioden, från lamfinnad fisk. Den fossila posten har en serie av utrotade representanter som föder övergången från vatten till land.

Källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahålls. Mateuszica ~ commonswiki antog (baserat på upphovsrättsanspråk). , via Wikimedia Commons

Denna förändring av miljön ledde till utvecklingen av anpassningar för rörelse, andning, reproduktion och temperaturreglering, främst.

Ursprung och evolution

Enligt bevisen visas de första tetrapoderna i slutet av Devonian, för cirka 400 miljoner år sedan. Således inträffade koloniseringen av markmiljöer när den stora kontinenta Pangea delades upp i två: Laurasia och Gondwana.

De första tetrapoderna tros vara akvatiska former som skulle kunna använda sina växande lemmar för att röra sig på marken och navigera i grunt vatten.

Denna händelse markerade början på en omfattande strålning, som hade sitt ursprung i helt markformer och med lemmar som gav tillräckligt stöd för att möjliggöra landlig rörelse.

Var kommer tetrapods ifrån?

Medlemmar av tetrapods härstammar från en forntida vattenform. Även om fiskarnas fenor inte verkar vara nära besläktade med de fogade benen på tetrapods, gör en djupare titt de homologa förhållandena tydliga.

Till exempel har fossila Eusthenopteron en underarm bestående av en humerus, följt av två ben, radien och ulna. Dessa element är tydligt homologa till lemmarna i moderna tetrapods. På samma sätt identifieras delade element på handleden.

Det spekuleras i att Eusthenopteron kan plaskas i botten av vattenmiljön med sina fenor. Men det kunde inte "gå" som en amfibie gör (denna slutsats görs tack vare fossilens anatomi).

En annan fossil, Tiktaalik, verkar passa mellan en övergångsform mellan lob-finned fisk och tetrapods. Denna organisme har troligen bebos grunt vatten.

De välformade lemmarna syns i fossilerna Acanthostega och Ichthyostega. Medlemmar av den första släkten verkar dock inte vara tillräckligt starka för att stödja djurets fulla vikt. Däremot verkar Ichthyostega kunna röra sig - om än klumpigt - i helt markbundna miljöer.

Anpassningar för livet på land

Mexikansk grå varg

Förflyttningen av de första tetrapoderna från en vattenmiljö till en jordisk förutsätter en rad radikala förändringar när det gäller de villkor som dessa djur måste utnyttja. Skillnaderna mellan vatten och land är mer än uppenbara, till exempel koncentrationen av syre.

De första tetrapods var tvungna att lösa en serie problem, bland annat: hur man rör sig i en miljö med lägre täthet, hur man andas? Hur man reproducerar sig utanför vattnet? Finns de i vattnet, som temperaturvariationer?

Nedan kommer vi att beskriva hur tetrapods löste dessa svårigheter, analysera anpassningarna som gjorde det möjligt för dem att effektivt kolonisera jordiska ekosystem:

Rörelse på jorden

Kameleont

Vatten är en tät miljö som ger tillräckligt stöd för rörelse. Men den markbundna miljön är mindre tät och kräver specialiserade strukturer för rörelse.

Det första problemet löstes med utvecklingen av medlemmar som möjliggjorde förflyttning av djur i den markbundna miljön, och som gav gruppen namn. Tetrapods har en benformig endoskelett som bildar fyra lemmar byggda under planen av pentadactyly (fem fingrar).

Bevis tyder på att tetrapod lemmar utvecklats från fiskens fenor, tillsammans med modifieringar av de omgivande musklerna, vilket gör att djuret kan stiga upp från marken och gå effektivt.

Gasväxling

Om vi ​​föreställer oss övergången från vatten till land, är det mest intuitiva problemet frågan om andning. I markmiljöer är syrekoncentrationen cirka 20 gånger högre än i vatten.

Vattendjur har gälar som fungerar mycket bra i vatten. Men i markmiljöer kollapsar dessa strukturer och kan inte förmedla gasutbyte - oavsett hur rikligt syre finns på jorden.

Av denna anledning har levande tetrapods inre organ som ansvarar för medling av andningsförfaranden. Dessa organ är kända som lungor och är anpassningar för marklevande liv.

Vissa amfibier kan å andra sidan förmedla gasutbyte med deras hud som det enda andningsorganet, vilket är mycket tunt och fuktigt. Till skillnad från integumenten som utvecklats av reptiler, fåglar och däggdjur, som är skyddande och gör att de kan leva i torra miljöer, vilket förhindrar potentiell uttorkning.

Fåglar och reptiler uppvisar ytterligare anpassningar för att förhindra uttorkning. Dessa består av produktion av halvfast avfall med urinsyra som kväveavfall. Denna funktion minskar vattenförlusten.

Fortplantning

Forntida är reproduktion ett fenomen kopplat till vattenmiljöer. I själva verket är amfibier fortfarande beroende av vatten för att reproducera. Deras ägg kostar ett membran som är permeabelt för vatten och som skulle torka ut snabbt om de utsätts för en torr miljö.

Även amfibieägg utvecklas inte till en miniatyrversion av den vuxna formen. Utveckling sker genom metamorfos, där ägget ger upphov till en larva som i de flesta fall är anpassad till vattenlevande liv och uppvisar yttre gälar.

Däremot har de återstående grupperna av tetrapods - reptiler, fåglar och däggdjur - utvecklat en serie membran som skyddar ägget. Denna anpassning eliminerar reproduktionens beroende av vattenmiljön. På detta sätt har de nämnda grupperna helt landliga livscykler (med deras specifika undantag).

Miljövariationer

Vatten ekosystem är relativt konstant när det gäller deras miljöegenskaper, särskilt i temperatur. Detta händer inte på jorden, där temperaturen varierar under dagen och under hela året.

Tetrapods löste problemet på två olika sätt. Fåglar och däggdjur utvecklade konvergerande endotermi. Denna process gör det möjligt att hålla miljötemperaturen stabil, tack vare vissa fysiologiska mekanismer.

Denna egenskap gör att fåglar och däggdjur kan kolonisera miljöer med mycket låga temperaturer.

Reptiler och amfibier löste problemet på ett annat sätt. Temperaturreglering är inte intern och beror på beteendemässiga eller etologiska anpassningar för att upprätthålla en tillräcklig temperatur.

Generella egenskaper

Asiatisk elefant

Tetrapoda-taxonen kännetecknas av närvaron av fyra lemmar, även om vissa av dess medlemmar har dem reducerade eller frånvarande (som ormar, caecilianer och valar).

Formellt definieras tetrapods av närvaron av quiridium, en väldefinierad muskelben med fingrar i terminalpartiet.

Definitionen av denna grupp har varit föremål för en bred debatt bland experter. Vissa författare tvivlar på att egenskaperna "lemmar med fingrar" är tillräckliga för att definiera alla tetrapods.

Nedan kommer vi att beskriva de mest framstående egenskaperna hos de levande företrädarna för gruppen: amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur.

taxonomi

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia Kingdom.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Superfilil: Deuterostomi.
• Kanten: Chordata.
• Subfil: vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superklass: Tetrapoda.

Klassificering

Historiskt har tetrapods klassificerats i fyra klasser: Amfibia, Reptilia, Aves och Mammalia.

groddjur

Amfibier är djur med fyra lemmar, även om de kan gå förlorade i vissa grupper. Huden är mjuk och genomsläpplig för vatten. Deras livscykel inkluderar stadier av vattenlevande larver, och de vuxna stadierna lever i markmiljöer.

De kan andas genom lungorna, och vissa undantag gör det genom huden. Exempel på groddjur är grodor, paddor, salamandrar och de mindre kända caecilianerna.

reptiler

Reptiler, som amfibier, har vanligtvis fyra lemmar, men i vissa grupper har de minskats eller förlorats. Huden är tjock och har våg. Andning sker genom lungorna. Äggen har en täckning och tack vare detta är reproduktionen oberoende av vatten.

Reptiler inkluderar sköldpaddor, ödlor och liknande, ormar, tuataror, krokodiler och de nu utrotade dinosaurierna.

Med tanke på kladism är reptiler inte en naturlig grupp, eftersom de är parafyletiska. Den senare termen avser grupper som inte innehåller alla ättlingar till den senaste gemensamma förfäder. När det gäller reptiler är gruppen som lämnas ute Aves-klassen.

Fåglar

Det mest utmärkande kännetecknet för fåglar är modifieringen av deras övre extremiteter i specialiserade strukturer för flygning. Integumentet täcks av olika typer av fjädrar.

De har lungor som strukturer för gasutbyte, och dessa har ändrats så att flygningen är effektiv - kom ihåg att flygning är en extremt krävande aktivitet, från en metabolisk synvinkel. Dessutom kan de reglera sin kroppstemperatur (endotermer).

Däggdjur

Däggdjur utgör en mycket heterogen klass när det gäller medlemmarnas form och levnadssätt. De har lyckats kolonisera mark-, vatten- och till och med luftmiljöer.

De kännetecknas främst av närvaron av bröstkörtlar och hår. De flesta däggdjur har fyra lemmar, även om de i vissa grupper är starkt reducerade, som för vattenformer (valar).

Liksom fåglar är de endotermiska organismer, även om denna egenskap utvecklades av båda grupperna oberoende.

De allra flesta är livliga, vilket innebär att de föder en aktiv ung snarare än att lägga ägg.

referenser

1. Clack, JA (2012). Få mark: ursprunget och utvecklingen av tetrapods. Indiana University Press.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
3. Hall, BK (red.). (2012). Homologi: Den hierarkiska grunden för jämförande biologi. Academic Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Ryggradsdjur: jämförande anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Avancerad biologi. Oxford University Press.
7. Losos, JB (2013). Princeton-guiden till evolution. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Tetrapod-banor från den tidiga mellersta Devoniska perioden av Polen. Nature, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ, & Caldwell, JP (2013). Herpetology: en introduktionsbiologi av amfibier och reptiler. Akademisk press.