Vývoj tetrapodů, charakteristika, taxonomie a klasifikace



tetrapods (Tetrapoda, v řečtině “čtyři nohy”) zahrnovat zvířata se čtyřmi končetinami, ačkoli někteří členové ztratili je. Jejich současnými zástupci jsou obojživelníci, sauropsidy a savci.

Tato skupina se vyvinula před 400 milióny roky, v devonském období od laločnatých ryb. Fosilní záznam má řadu již zaniklých zástupců, kteří dávají světlo přechodu od vody k zemi.

Tato změna prostředí vedla k rozvoji adaptací pro pohyb, dýchání, reprodukci a regulaci teploty, především.

Index

  • 1 Původ a vývoj
    • 1.1 Odkud pocházejí tetrapody??
  • 2 Přizpůsobení života na Zemi
    • 2.1 Pohyb na Zemi
    • 2.2 Výměna plynů
    • 2.3 Reprodukce
    • 2.4 Varianty prostředí
  • 3 Obecné charakteristiky
  • 4 Taxonomie
  • 5 Klasifikace
    • 5.1 Obojživelníci
    • 5.2 Plazi
    • 5.3 Ptáci
    • 5.4 Savci
  • 6 Odkazy

Vznik a vývoj

Podle důkazů, první tetrapods objeví se na konci Devonian, asi 400 miliónů roků dříve. Tak, kolonizace pozemského prostředí nastala, když velký kontinent Pangea rozdělil se na dva: Laurasia a Gondwana \ t.

To je věřil, že první tetrapods byl vodní formy, které mohly používat jejich rodící se členy se pohybovat na zemi a navigovat do mělkých vod..

Tato událost znamenala začátek rozsáhlého ozařování, které vytvořilo zcela pozemské formy a končetiny, které poskytly dostatečnou podporu, aby umožnily pozemní pohyb.

Odkud pocházejí tetrapodové??

Členové tetrapodů pocházejí z vodní formy předků. Ačkoliv se zdá, že ploutve ryb nejsou příliš blízko k artikulovaným členům tetrapodů, hlubší vidění objasňuje homologní vztahy.

Například fosílie Eusthenopteron To má předloktí tvořené humerus, následovaný dvěma kostmi, poloměrem a ulna. Tyto elementy jsou jednoznačně homologní k koncům současných tetrapodů. Stejným způsobem jsou schopni rozpoznat sdílené prvky v zápěstí.

To se spekuluje Eusthenopteron Mohl jsem se postříkat na dně vodního prostředí svými ploutvemi. Nemohl jsem však „chodit“ jako obojživelník (tento závěr je dělán díky anatomii zkamenělin).

Další fosilie, Tiktaalik, Zdá se, že se hodí mezi formu přechodu mezi laločnatými ploutvemi a tetrapody. Tento organismus pravděpodobně obýval mělkou vodu.

Dobře tvarované končetiny jsou patrné ve fosilii Acanthostega e Ichthyostega. Zdá se však, že členové prvního rodu nejsou dostatečně silní, aby udrželi plnou hmotnost zvířete. V kontrastu, Ichthyostega zdá se, že je schopen se pohybovat - i když s určitou nešikovností - ve zcela suchozemském prostředí.

Přizpůsobení života na Zemi

Pohyb prvních tetrapodů z vodního prostředí do pozemského předpokládá řadu radikálních změn, pokud jde o podmínky, které tato zvířata musela explodovat. Rozdíly mezi vodou a půdou jsou více než zřejmé, například koncentrace kyslíku.

První tetrapodové museli vyřešit řadu nevýhod, včetně: jak se pohybovat v prostředí s nižší hustotou, jak dýchat ?, jak se reprodukovat mimo vodu? A nakonec, jak se vypořádat s výkyvy prostředí, které nejsou jsou přítomny ve vodě, jako jsou změny teploty?

Dále popíšeme způsob, jakým tetrapodové tyto potíže vyřešili, analyzovali adaptace, které jim umožnily účinně kolonizovat pozemské ekosystémy:

Pohyb na Zemi

Voda je husté prostředí, které poskytuje dostatečnou podporu pro pohyb. Zemské prostředí je však méně husté a vyžaduje specializované struktury pro pohyb.

První problém byl vyřešen vývojem členů, kteří umožňovali pohyb zvířat nad pozemským prostředím a které dávají skupině jejich jméno. Tetrapodové mají kostní endoskeleton, který tvoří čtyři členy postavené pod plánem pětiúhelníku (pět prstů).

Důkazy naznačují, že členové tetrapodů se vyvinuli z ploutví ryb, spolu s úpravami okolních svalů, což umožnilo zvířeti vstát ze země a účinně chodit..

Výměna plynu

Pokud si představujeme průchod vody na Zemi, nejintuitivnějším problémem je dýchání. V suchozemském prostředí je koncentrace kyslíku asi 20krát vyšší než ve vodě.

Vodní živočichové mají žábry, které fungují velmi dobře ve vodě. V pozemském prostředí se však tyto struktury zhroutí a nejsou schopny zprostředkovat plynnou výměnu - bez ohledu na to, jak je na Zemi hojný kyslík.

Žijící tetrapodové proto mají vnitřní orgány zodpovědné za zprostředkování dýchacích procesů. Tyto orgány jsou známé jako plíce a jsou adaptacemi pro pozemský život.

Někteří obojživelníci mohou mezitím zprostředkovat výměnu plynných látek za použití jediné kůže, která je velmi tenká a vlhká jako jediný respirační orgán. Na rozdíl od tegumentů vyvinutých plazy, ptáky a savci, které jsou ochranné a umožňují jim žít v suchém prostředí, což zabraňuje potenciálnímu vysychání.

Ptáci a plazi vykazují další úpravy, aby se zabránilo vysychání. Jedná se o výrobu polotuhých odpadů s kyselinou močovou jako dusíkatým odpadem. Tato funkce snižuje ztrátu vody.

Reprodukce

Reprodukce je v minulosti fenomén spojený s vodním prostředím. Ve skutečnosti, obojživelníci jsou ještě závislí na vodě být schopný reprodukovat. Jejich vejce stojí s membránou, která je propustná pro vodu a která by rychle zasychala, pokud by byla vystavena suchému prostředí.

Kromě toho se vajíčka obojživelníků nerozvíjejí v miniaturní verzi dospělé formy. K vývoji dochází prostřednictvím metamorfózy, kdy vajíčko vyvolává larvu, která je ve většině případů přizpůsobena vodnímu životu a vykazuje vnější žábry.

Naopak zbývající skupiny tetrapodů - plazů, ptáků a savců - vyvinuly řadu membrán, které chrání vejce. Tato adaptace eliminuje závislost na reprodukci ve vodním prostředí. Tímto způsobem mají zmíněné skupiny naprosto pozemské životní cykly (s jejich specifickými výjimkami).

Změny prostředí

Vodní ekosystémy jsou relativně konstantní z hlediska environmentálních charakteristik, zejména teploty. To se nestane na zemi, kde teploty kolísají po celý den a rok.

Tetrapodové tento problém vyřešili dvěma různými způsoby. Ptáci a savci se vyvinuli endotermicky. Tento proces umožňuje udržet stabilní teplotu prostředí díky určitým fyziologickým mechanismům.

Tato funkce umožňuje ptákům a savcům kolonizovat prostředí s velmi nízkými teplotami.

Plazi a obojživelníci tento problém řešili jiným způsobem. Regulace teploty není interní a závisí na behaviorálních nebo etologických úpravách, aby byla udržena odpovídající teplota.

Obecné vlastnosti

Taxon Tetrapoda je charakterizován přítomností čtyř končetin, ačkoli někteří jeho členové mají redukované nebo chybějící (takový jako hady, caecilians a velryby) \ t.

Formálně jsou tetrapody definovány přítomností quiridia, dobře definované svalové končetiny s prsty v koncové části..

Definice této skupiny byla předmětem rozsáhlé diskuse mezi odborníky. Někteří autoři pochybují o tom, že vlastnosti "končetiny s prsty" jsou dostačující k definování všech tetrapodů.

Dále popíšeme nejvýraznější charakteristiky živých představitelů skupiny: obojživelníků, plazů, ptáků a savců..

Taxonomie

  • Superreino: Eukaryota.
  • Království: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomie.
  • Fylum: Chordata.
  • Subphylum: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Nadtřída: Tetrapoda.

Klasifikace

Historicky, tetrapods byl klasifikovaný do čtyř tříd: Amphibia, Reptilia, ptáci a Mammalia.

Obojživelníci

Obojživelníci jsou zvířata se čtyřmi končetinami, i když v některých skupinách mohou být ztraceni. Kůže je měkká a propustná pro vodu. Její životní cyklus zahrnuje vodní larvální stádia a dospělé státy žijí v pozemském prostředí.

Mohou dýchat plíce a některé výjimky tak dělají přes kůži. Příklady obojživelníků jsou žáby, ropuchy, mloci a méně známí caecilians.

Plazi

Plazi, jako obojživelníci, obyčejně mají čtyři členy, ale v některých skupinách byli redukováni nebo ztraceni. Kůže je tlustá a má šupiny. Dýchání probíhá plicemi. Vejce mají kryt a díky tomu je reprodukce nezávislá na vodě.

Plazi zahrnují želvy, ještěrky a spojence, hady, tuataras, krokodýly a nyní zaniklé dinosaury..

Ve světle kladismu nejsou plazi přirozenou skupinou, protože jsou parafyletičtí. Druhý termín odkazuje na skupiny, které neobsahují všechny potomky posledního společného předka. V případě plazů, skupina, která zůstane na vnější straně je třída Aves.

Ptáci

Nejvýraznější charakteristikou ptáků je modifikace jejich horních končetin ve specializovaných strukturách pro let. Tegument je pokryt různými typy peří.

Mají plíce jako struktury pro výměnu plynu, které byly upraveny tak, aby byl let účinný - nezapomeňte, že let je z metabolického hlediska mimořádně náročnou činností. Kromě toho jsou schopni regulovat svou tělesnou teplotu (endotermy).

Savci

Savci zahrnují velmi heterogenní třídu, pokud jde o formu a způsoby života jejích členů. Podařilo se jim kolonizovat pozemské, vodní a dokonce i vzdušné prostředí.

Vyznačují se především přítomností mléčných žláz a vlasů. Většina savců má čtyři končetiny, ačkoli v některých skupinách jsou silně omezeni, jako v případě vodních forem (kytovců)..

Podobně jako ptáci jsou to endotermní organismy, i když tato vlastnost byla vyvinuta oběma skupinami nezávisle.

Drtivá většina je viviparous, který znamená, že oni porodí aktivní mladý muž, místo toho, aby vejce.

Odkazy

  1. Clack, J. A. (2012). Získání základů: vznik a vývoj tetrapodů. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biologii. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homologie: hierarchický základ komparativní biologie. Akademická tisková zpráva.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoologie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, evoluce. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Pokročilá biologie. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Princeton průvodce evolucí. Princeton University Press.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., Ahlberg, P. E. (2010). Tetrapod trackways od raného středoevropského období Polska. Příroda, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetologie: úvodní biologie obojživelníků a plazů. Akademický tisk.