Эволюция, характеристики, классификация и классификация тетрапод



тетрапод (Tetrapoda, по-гречески «четыре ноги») включает животных с четырьмя конечностями, хотя некоторые члены потеряли их. Их нынешние представители - амфибии, зауропсиды и млекопитающие..

Эта группа эволюционировала около 400 миллионов лет назад, в девонский период из дольчатой ​​рыбы. У окаменелости есть ряд уже вымерших представителей, которые проливают свет на переход от воды к земле.

Это изменение окружающей среды привело к развитию приспособлений для передвижения, дыхания, размножения и регулирования температуры, главным образом.

индекс

  • 1 Происхождение и эволюция
    • 1.1 Откуда берутся четвероногие??
  • 2 приспособления для жизни на земле
    • 2.1 Локомоция на Земле
    • 2.2 Газообразный обмен
    • 2.3 Воспроизведение
    • 2.4 Экологические изменения
  • 3 Общие характеристики
  • 4 Таксономия
  • 5 Классификация
    • 5.1 Амфибии
    • 5.2 Рептилии
    • 5.3 Птицы
    • 5.4 Млекопитающие
  • 6 Ссылки

Происхождение и эволюция

Согласно свидетельствам, первые четвероногие появляются в конце девона, около 400 миллионов лет назад. Таким образом, колонизация земной среды произошла, когда великий континент Пангея разделился на две части: Лавразию и Гондвану..

Считается, что первые четвероногие были водными формами, которые могли использовать своих молодых членов для передвижения по земле и плавания на мелководье..

Это событие ознаменовало начало обширной радиации, которая возникла полностью земные формы и с конечностями, которые дали достаточно поддержки, чтобы позволить наземное передвижение.

Откуда берутся четвероногие??

Члены тетрапод произошли от исконной водной формы. Хотя плавники рыбы, кажется, не очень близки к сочлененным членам четвероногих, более глубокое видение проясняет гомологичные отношения.

Например, ископаемое Eusthenopteron У этого есть предплечье, сформированное плечевой костью, сопровождаемой двумя костями, радиусом и локтевой костью. Эти элементы явно гомологичны конечностям современных четвероногих. Таким же образом они могут распознавать общие элементы в запястье.

Предполагается, что Eusthenopteron Я мог бы плескаться на дне водной среды. Однако я не мог «ходить», как это делает амфибия (этот вывод сделан благодаря анатомии окаменелостей).

Еще одно ископаемое, Tiktaalik, Кажется, что она подходит между формой перехода между лопастными плавниками и тетраподами. Этот организм, вероятно, обитаем на мелководье.

Хорошо сформированные конечности очевидны в окаменелости Acanthostega и Ихтиостега. Однако представители первого рода, по-видимому, недостаточно сильны, чтобы поддерживать полный вес животного. В отличие, Ихтиостега кажется, что он может двигаться - хотя и с некоторой неловкостью - в совершенно земной среде.

Адаптации для жизни на земле

Перемещение первых четвероногих из водной среды к наземной предполагает ряд радикальных изменений в условиях, в которых эти животные должны были взорваться. Различия между водой и землей более чем очевидны, например, концентрация кислорода.

Первые четвероногие должны были решить ряд недостатков, в том числе: как перемещаться в среде с меньшей плотностью, как дышать, как размножаться вне воды, и, наконец, как бороться с колебаниями окружающей среды, которые не присутствуют в воде, такие как изменения температуры?

Далее мы опишем, как тетрапод решили эти трудности, проанализировав приспособления, позволившие им эффективно колонизировать наземные экосистемы:

Локомоция на Земле

Вода - это плотная среда, которая обеспечивает достаточную поддержку для передвижения. Тем не менее, земная среда менее плотная и требует специализированных структур для движения.

Первая проблема была решена с развитием участников, которые позволили перемещать животных по земной среде, и которые дали группе их имя. У тетрапод есть эндоскелет из кости, который образует четыре члена, построенных по плану пентадактилии (пять пальцев)..

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что члены четвероногих эволюционировали из плавников рыбы вместе с изменениями окружающих мышц, позволяя животному подниматься с земли и эффективно ходить..

Газообмен

Если мы представим прохождение воды на землю, самая интуитивная проблема - это тема дыхания. В земной среде концентрация кислорода примерно в 20 раз выше, чем в воде.

У водных животных есть жабры, которые очень хорошо работают в воде. Однако в земной среде эти структуры разрушаются и не способны обеспечивать газообмен - независимо от того, сколько кислорода на Земле..

По этой причине живые четвероногие обладают внутренними органами, ответственными за опосредование дыхательных процессов. Эти органы известны как легкие и являются приспособлениями для земной жизни..

Между тем, некоторые амфибии могут опосредовать газообразный обмен, используя свою единственную кожу, которая очень тонкая и влажная, в качестве единственного дыхательного органа. В отличие от тегумов, разработанных рептилиями, птицами и млекопитающими, они являются защитными и позволяют им жить в сухих условиях, предотвращая возможное высыхание.

Птицы и рептилии демонстрируют дополнительные приспособления для предотвращения высыхания. Они состоят из производства полутвердых отходов с мочевой кислотой в качестве азотистых отходов. Эта функция уменьшает потери воды.

воспроизведение

Вначале размножение - это явление, связанное с водной средой. На самом деле, амфибии все еще зависят от воды, чтобы иметь возможность размножаться. Их яйца стоят с мембраной, которая проницаема для воды и которая быстро высохнет при воздействии сухой среды.

Кроме того, яйца амфибий не превращаются в миниатюрную версию взрослой формы. Развитие происходит через метаморфозу, когда яйцеклетка дает начало личинке, которая в большинстве случаев приспособлена к водной жизни и имеет внешние жабры.

Напротив, оставшиеся группы тетрапод - рептилии, птицы и млекопитающие - создали ряд мембран, защищающих яйцо. Эта адаптация устраняет зависимость от размножения в водной среде. Таким образом, упомянутые группы имеют полностью земные жизненные циклы (с их конкретными исключениями).

Экологические изменения

Водные экосистемы относительно постоянны по своим характеристикам окружающей среды, особенно по температуре. Это не происходит на земле, где температура колеблется в течение дня и года.

Тетраподы решили эту проблему двумя различными способами. У птиц и млекопитающих сходится эндотермия. Этот процесс позволяет поддерживать стабильную температуру окружающей среды, благодаря определенным физиологическим механизмам.

Эта функция позволяет птицам и млекопитающим колонизировать окружающую среду с очень низкими температурами.

Рептилии и амфибии решили проблему по-другому. Регулирование температуры не является внутренним и зависит от поведенческих или этологических адаптаций для поддержания адекватной температуры.

Общие характеристики

Таксон Tetrapoda характеризуется наличием четырех конечностей, хотя некоторые из его членов уменьшены или отсутствуют (например, змеи, цецилии и киты).

Формально тетрапод определяются наличием quiridio, четко выраженной мышечной конечности с пальцами в терминальной части..

Определение этой группы было предметом широких дебатов среди экспертов. Некоторые авторы сомневаются, что характеристики «конечности с пальцами» достаточны для определения всех четвероногих.

Далее мы опишем наиболее выдающиеся характеристики живых представителей группы: земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих.

таксономия

  • Суперрейно: Эукариота.
  • Королевство: Animalia.
  • Подрайн: Eumetazoa.
  • Суперфайл: дейтеростомия.
  • Тип: Хордата.
  • Подфилум: позвоночные.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Суперкласс: тетрапода.

классификация

Исторически сложилось, что четвероногие были разделены на четыре класса: амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие..

амфибия

Амфибии - животные с четырьмя конечностями, хотя они могут быть потеряны в некоторых группах. Кожа мягкая и проницаемая для воды. Его жизненный цикл включает водные личиночные стадии, а взрослые государства живут в земной среде.

Они могут дышать через легкие, а некоторые исключения делают это через кожу. Примерами земноводных являются лягушки, жабы, саламандры и менее известные цецилийцы..

рептилии

Рептилии, как и амфибии, обычно имеют четыре члена, но в некоторых группах они были уменьшены или потеряны. Кожа толстая и имеет чешую. Дыхание происходит через легкие. Яйца имеют крышку, и благодаря этому размножение не зависит от воды.

Рептилии включают черепах, ящериц и союзников, змей, туатаров, крокодилов и ныне вымерших динозавров.

В свете кладизма рептилии не являются естественной группой, поскольку они являются парафилетическими. Последний термин относится к группам, которые не содержат всех потомков самого последнего общего предка. В случае с рептилиями, группа, которая остается снаружи, является классом Aves..

домашняя птица

Наиболее отличительной особенностью птиц является изменение их верхних конечностей в специализированных структурах для полета. Тегмент покрыт разными видами перьев.

У них есть легкие как структуры для газообмена, и они были модифицированы так, чтобы полет был эффективным - помните, что полет - чрезвычайно сложная деятельность с метаболической точки зрения. Кроме того, они способны регулировать температуру своего тела (эндотермы).

млекопитающих

Млекопитающие составляют очень разнородный класс, с точки зрения формы и образа жизни его членов. Им удалось колонизировать наземную, водную и даже воздушную среду.

Они характеризуются в первую очередь наличием молочных желез и волос. У большинства млекопитающих есть четыре конечности, хотя в некоторых группах они сильно уменьшены, как в случае водных форм (китообразных).

Как и птицы, они являются эндотермическими организмами, хотя эта особенность была разработана обеими группами независимо друг от друга..

Подавляющее большинство живородящих, что означает, что они рожают активного молодого человека, а не откладывают яйца.

ссылки

  1. Клак, Дж. А. (2012). Получение основания: происхождение и эволюция четвероногих. Университетская Пресса Индианы.
  2. Curtis, H. & Barnes, N.S. (1994). Приглашение к биологии. Macmillan.
  3. Холл Б.К. (ред.). (2012). Гомология: иерархическая основа сравнительной биологии. Академическая пресса.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Интегрированные принципы зоологии. McGraw-Hill.
  5. Кардонг, К. В. (2006). Позвоночные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
  6. Кент, М. (2000). Продвинутая биология. Издательство Оксфордского университета.
  7. Losos, J. B. (2013). Руководство Принстона по эволюции. Издательство Принстонского университета.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M. & Ahlberg, P. E. (2010). Трассы тетрапод из периода раннего Среднего девона в Польше. природа, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L.J. & Caldwell, J.P. (2013). Герпетология: вводная биология амфибий и рептилий. Академическая пресса.