TETRAPODIT: KEHITYS, OMINAISUUDET, LUOKITTELU - BIOLOGIA - 2026

Tetrapods (Tetrapoda kreikaksi "neljä jalkaa") koostuvat eläimiä neljään osaan, vaikka jotkut jäsenet ovat menettäneet ne. Sen nykyisiä edustajia ovat sammakkoeläimet, sauropsidit ja nisäkkäät.

Tämä ryhmä kehittyi noin 400 miljoonaa vuotta sitten, Devonin aikana, lohikalan kaloista. Fossiilisten aineistojen joukossa on sukupuuttoon kuolleita edustajia, jotka synnyttävät siirtymisen vedestä maahan.

Lähde: Koneella luettavaa kirjailijaa ei toimitettu. Mateuszica ~ commonswiki oletettu (perustuu tekijänoikeusvaatimuksiin)., Wikimedia Commonsin kautta

Tämä ympäristömuutos johti etenkin liikkumista, hengitystä, lisääntymistä ja lämpötilan säätelyä koskevien mukautusten kehittämiseen.

Alkuperä ja kehitys

Todisteiden mukaan ensimmäiset tetrapodit ilmestyvät Devonin lopulla, noin 400 miljoonaa vuotta sitten. Näin ollen maanpäällisten ympäristöjen kolonisaatio tapahtui, kun suuri Pangea-mantere jaettiin kahteen osaan: Laurasia ja Gondwana.

Ensimmäisten tetrapodojen uskotaan olevan vesimuotoja, jotka voisivat käyttää nuorten raajojensa avulla liikkua maassa ja navigoida mataliin vesiin.

Tämä tapahtuma merkitsi laajan säteilyn alkua, joka oli peräisin täysin maanpäällisistä muodoista ja raajoilla, jotka tarjosivat riittävän tuen maanpäällisen liikkumisen mahdollistamiseksi.

Mistä tetrapodit ovat peräisin?

Tetrapodien jäsenet ovat kotoisin muinaisesta vesimuodosta. Vaikka kalojen evät eivät näytä liittyvän läheisesti tetrapodojen niveljätettyihin raajoihin, syvempi katsaus tekee homologiset suhteet selväksi.

Esimerkiksi fossiilisessa Eusthenopteronissa on kyynärvarsi muodostuva kyynärvarsi, jota seuraa kaksi luuta, säde ja ulna. Nämä elementit ovat selvästi homologisia nykyaikaisten tetrapodojen raajojen kanssa. Samalla tavalla jaetut elementit tunnistetaan ranteessa.

Arvellaan, että Eusthenopteron voisi roiskua vesien ympäristöön evien avulla. Se ei kuitenkaan voinut "kävellä" kuin sammakkoeläin (tämä päätelmä tehdään fossiilien anatomian ansiosta).

Toinen fossiili, Tiktaalik, näyttää sopivan siirtymämuodon väliin lohikalan kalojen ja tetrapodojen välillä. Tämä organismi todennäköisesti asui matalassa vedessä.

Hyvin muodostetut raajat näkyvät Acanthostega- ja Ichthyostega-fossiileissa. Ensimmäisen suvun jäsenet eivät kuitenkaan näytä olevan riittävän vahvoja eläimen kokonaispainon tukemiseksi. Sitä vastoin Ichthyostega näyttää pystyvän liikkumaan - tosin kömpelösti - täysin maanpäällisissä ympäristöissä.

Sopeutumukset maapallon elämää varten

Meksikon harmaa susi

Ensimmäisten tetrapodojen siirtäminen vesiympäristöstä maanpäälliseen sisältää joukon radikaaleja muutoksia olosuhteissa, joita näiden eläinten oli käytettävä hyväkseen. Veden ja maan erot ovat enemmän kuin ilmeisiä, kuten hapen pitoisuus.

Ensimmäisten tetrapodojen oli ratkaistava joukko ongelmia, mukaan lukien: miten liikkua pientiheydessä ympäristössä? Kuinka hengittää? Kuinka lisääntyä veden ulkopuolella? Ja lopuksi, kuinka selviytyä ympäristön heilahteluista, jotka eivät ovatko niitä vedessä, kuten lämpötilan vaihtelut?

Jäljempänä kuvaillaan kuinka tetrapodit ratkaisivat nämä vaikeudet analysoimalla mukautuksia, jotka antoivat heille mahdollisuuden kolonisoida tehokkaasti maanpäälliset ekosysteemit:

Liikkuminen maan päällä

Kameleontti

Vesi on tiheä ympäristö, joka tarjoaa riittävän tuen liikkuvuudelle. Maaympäristö on kuitenkin vähemmän tiheä ja vaatii erityisiä rakenteita liikkumista varten.

Ensimmäinen ongelma ratkaistiin kehittämällä jäseniä, jotka sallivat eläinten liikkumisen maaympäristössä, ja joka antoi ryhmälle nimen. Tetrapodilla on luinen endoskeletti, joka muodostaa neljä pentaktiyylisesti suunniteltua raajaa (viisi sormea).

Luvut viittaavat siihen, että tetrapodalliset raajat kehittyivät kalan evistä ja muutoksista ympäröiviin lihaksiin, jolloin eläin pystyi nousemaan maasta ja kävelemään tehokkaasti.

Kaasunvaihto

Jos kuvittelemme kulkua vedestä maahan, intuitiivisin ongelma on hengitys. Maaympäristöissä happipitoisuus on noin 20 kertaa korkeampi kuin vedessä.

Vesieläimillä on kidukset, jotka toimivat erittäin hyvin vedessä. Maarakennuksen ympäristössä nämä rakenteet romahtavat eivätkä kuitenkaan pysty välittämään kaasumaista vaihtoa - riippumatta siitä, kuinka paljon happea on maan päällä.

Tästä syystä elävissä tetrapodoissa on sisäelimiä, jotka vastaavat hengitysprosessien välittämisestä. Nämä elimet tunnetaan keuhkoina ja ovat sopeutumisia maanpäälliseen elämään.

Jotkut sammakkoeläimet puolestaan ​​voivat välittää kaasunvaihtoa käyttämällä ihoa ainoana hengityselimenä, joka on hyvin ohut ja kostea. Toisin kuin matelijoiden, lintujen ja nisäkkäiden kehittämät kokonaisuudet, jotka ovat suojaavia ja antavat heille mahdollisuuden elää kuivassa ympäristössä estäen mahdollisen kuivumisen.

Lintuilla ja matelijoilla on lisämuutoksia kuivumisen estämiseksi. Ne koostuvat puolijähmeiden jätteiden tuotannosta, joissa virtsahappoa on typpijätettä. Tämä ominaisuus vähentää veden menetystä.

Jäljentäminen

Esivanhemmista lisääntyminen on ilmiö, joka liittyy vesiympäristöihin. Itse asiassa sammakkoeläimet ovat edelleen riippuvaisia ​​vedestä lisääntymiseen. Heidän muniensa hinta on veden läpäisevä kalvo, joka kuivaa nopeasti, jos se altistuu kuivalle ympäristölle.

Sammakkoeläinten munat eivät myöskään kehitty miniatyyrimuodoksi aikuismuodosta. Kehitys tapahtuu metamorfoosin kautta, jolloin munasta syntyy toukka, joka useimmissa tapauksissa on sopeutunut vesieläimiin ja jolla on ulkoisia kiduksia.

Sen sijaan jäljellä olevat tetrapodien ryhmät - matelijat, linnut ja nisäkkäät - ovat kehittäneet sarjan kalvoja, jotka suojaavat munaa. Tämä mukautuminen eliminoi lisääntymisen riippuvuuden vesiympäristöstä. Tällä tavoin mainituilla ryhmillä on täysin maanpäälliset elinkaaret (niiden erityisillä poikkeuksilla).

Ympäristön vaihtelut

Vesiekosysteemit ovat suhteellisen vakioita ympäristöominaisuuksiensa suhteen, etenkin lämpötilassa. Tätä ei tapahdu maan päällä, missä lämpötilat vaihtelevat koko päivän ja ympäri vuoden.

Tetrapodit ratkaisivat tämän ongelman kahdella eri tavalla. Lintujen ja nisäkkäiden endotermia kehittyi tasaisesti. Tämän prosessin avulla ympäristön lämpötila voidaan pitää vakaana tiettyjen fysiologisten mekanismien ansiosta.

Tämän ominaisuuden ansiosta linnut ja nisäkkäät voivat siirtää ympäristön hyvin alhaisissa lämpötiloissa.

Matelijat ja sammakkoeläimet ratkaisivat ongelman toisella tavalla. Lämpötilan säätely ei ole sisäistä, ja ne riippuvat käyttäytymis- tai etiologisista mukautuksista riittävän lämpötilan ylläpitämiseksi.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Aasian norsu

Tetrapoda-taksonille on ominaista neljän raajan läsnäolo, vaikka joillakin sen jäsenistä ne ovat vähentyneet tai puuttuvat (kuten käärmeet, caecilians ja valaat).

Muodollisesti tetrapodit määritetään kviridiumin, joka on hyvin määritelty lihaksikas raaja, jonka sormet ovat päätyosassa, läsnä ollessa.

Tämän ryhmän määritelmästä on käyty laajaa keskustelua asiantuntijoiden keskuudessa. Jotkut kirjoittajat epäilevät, että ominaisuudet "sormissa olevat raajat" ovat riittäviä kaikkien tetrapodojen määrittelemiseksi.

Seuraavaksi kuvaamme ryhmän elävien edustajien merkittävimmät ominaisuudet: sammakkoeläimet, matelijat, linnut ja nisäkkäät.

Taksonomia

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia kuningaskunta.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Superfilinen: deuterostomia.
• Reuna: Chordata.
• Subfylum: Vertebrata.
• Infrapunasuojaus: Gnathostomata.
• Superluokka: Tetrapoda.

Luokittelu

Historiallisesti tetrapodit on luokiteltu neljään luokkaan: sammakkoeläimet, reptilia, aves ja nisäkäs.

sammakkoeläimet

Sammakkoeläimet ovat eläimiä, joilla on neljä raajaa, vaikka ne voivat kadota joissakin ryhmissä. Iho on pehmeä ja vettä läpäisevä. Heidän elinkaareensa kuuluvat vesirosvojen vaiheet, ja aikuisten vaiheet elävät maaympäristössä.

Ne voivat hengittää keuhkojen läpi, ja jotkut poikkeukset tekevät niin ihon läpi. Esimerkkejä sammakkoeläimistä ovat sammakot, rupikonna, salamandri ja vähemmän tunnetut keksilaiset.

Matelijat

Matelijoilla, kuten sammakkoeläimillä, on yleensä neljä raajaa, mutta joissain ryhmissä ne ovat pienentyneet tai kadonneet. Iho on paksu ja siinä on vaa'at. Hengitys tapahtuu keuhkojen kautta. Munilla on kansi ja tämän ansiosta lisääntyminen on riippumatonta vedestä.

Matelijoita ovat kilpikonnat, liskoja ja vastaavia, käärmeet, tuatarat, krokotiilit ja nyt sukupuuttoon kuolleet dinosaurukset.

Kladismin valossa matelijat eivät ole luonnollinen ryhmä, koska ne ovat parafyleettisiä. Jälkimmäinen termi viittaa ryhmiin, jotka eivät sisällä kaikkia viimeisimmän yhteisen esi-isän jälkeläisiä. Matelijoiden tapauksessa ryhmä, joka jätetään pois, on Aves-luokka.

linnut

Lintujen erottuvin ominaisuus on niiden yläraajojen muokkaaminen erikoistuneisiin rakenteisiin lentämistä varten. Piiri peitetään erityyppisillä höyhenillä.

Heillä on keuhkot rakenteina kaasunvaihtoon, ja niitä on muokattu siten, että lento on tehokasta - muista, että lento on aineenvaihdunnan kannalta erittäin vaativa toiminta. Lisäksi he kykenevät säätämään kehon lämpötilaa (endotermejä).

nisäkkäät

Nisäkkäät muodostavat jäsentensä muodon ja elämäntapojen suhteen hyvin heterogeenisen luokan. He ovat onnistuneet asuttamaan maa-, vesi- ja jopa ilmaympäristön.

Niille on tunnusomaista pääasiassa rintarauhasten ja hiusten läsnäolo. Suurimmalla osalla nisäkkäistä on neljä raajaa, vaikka joissakin ryhmissä ne ovat voimakkaasti pienentyneet, kuten vesimuodossa (valaat).

Kuten linnut, ne ovat endotermisiä organismeja, vaikka molemmat ryhmät ovatkin kehittäneet tämän ominaisuuden itsenäisesti.

Suurin osa on elinvoimaisia, mikä tarkoittaa, että he synnyttävät aktiivisen nuoren munan sijaan.

Viitteet

1. Clack, JA (2012). Vakiinnuttaminen: tetrapodojen alkuperä ja kehitys. Indiana University Press.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
3. Hall, BK (Toimitus). (2012). Homologia: Vertailevan biologian hierarkkinen perusta. Academic Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Kehittynyt biologia. Oxford University Press.
7. Losos, JB (2013). Princetonin opas evoluutioon. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., ja Ahlberg, PE (2010). Tetrapod-reitit Puolan varhaiskeskeisestä devonikaudesta. Nature, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ, ja Caldwell, JP (2013). Herpetologia: johtava biologia sammakkoeläimistä ja matelijoista. Akateeminen lehdistö.