TETRAPEDAI: RAIDA, CHARAKTERISTIKOS, KLASIFIKACIJA - BIOLOGIJA - 2025

Į keturkojai (Tetrapoda graikiškai "keturios kojos") sudaro gyvūnus su keturiais galūnių, nors kai kurie nariai neteko juos . Dabartiniai jos atstovai yra varliagyviai, sauropsidai ir žinduoliai.

Ši grupė išsivystė maždaug prieš 400 milijonų metų, devono laikotarpiu, iš žuvų, turinčių skilčių. Fosilijų įraše yra nemažai išnykusių atstovų, kurie pagimdo perėjimą iš vandens į sausumą.

Šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Spėjama, kad Mateuszica ~ commonswiki (pagrįsta autorių teisių paraiškomis). , per „Wikimedia Commons“

Šis aplinkos pakeitimas paskatino lokalizacijos, kvėpavimo, dauginimosi ir temperatūros reguliavimo pritaikymą.

Kilmė ir raida

Remiantis įrodymais, pirmieji tetrapodai atsiranda devono pabaigoje, maždaug prieš 400 milijonų metų. Taigi sausumos aplinkos kolonizacija įvyko, kai didysis Pangea žemynas buvo padalytas į dvi dalis: Laurasia ir Gondwana.

Manoma, kad pirmieji tetrapodi yra vandens formos, galintys panaudoti savo išsiskleidusias galūnes, kad galėtų judėti žemėje ir plaukti į seklius vandenis.

Šis įvykis pažymėjo plataus masto radiacijos, kuri atsirado ištisai sausumos pavidalu ir galūnių, kurios suteikė pakankamą paramą, kad būtų galima judėti ant žemės, pradžią.

Iš kur atsiranda tetrapodai?

Tetrapodų nariai kilę iš senovės vandens formos. Nors atrodo, kad žuvų pelekai nėra glaudžiai susiję su sujungtomis tetrapodų galūnėmis, gilesnis žvilgsnis paaiškina homologinius santykius.

Pavyzdžiui, iškastiniame „Eusthenopteron“ yra dilbis, sudarytas iš žastikaulio, po kurio eina du kaulai - spindulys ir ulna. Šie elementai yra aiškiai homologiški šiuolaikinių tetrapodų galūnėms. Tokiu pat būdu ant riešo atpažįstami bendri elementai.

Spėliojama, kad Eusthenopteronas savo pelekais gali išsilieti vandens aplinkos dugne. Tačiau ji negalėjo „vaikščioti“ kaip tai daro varliagyvis (tai daroma dėl fosilijų anatomijos).

Kita fosilija, Tiktaalik, atrodo, tinka tarp pereinamosios formos tarp žuvų, turinčių skiltelę, ir tetrapodų. Šis organizmas greičiausiai gyveno sekliame vandenyje.

Gerai suformuotos galūnės pastebimos Acanthostega ir Ichthyostega fosilijose. Tačiau neatrodo, kad pirmosios genties nariai yra pakankamai stiprūs, kad palaikytų visą gyvūno svorį. Priešingai, atrodo, kad „Ichthyostega“ gali judėti - nors ir garbingai - visiškai antžeminėje aplinkoje.

Pritaikymai gyvenimui sausumoje

Meksikietiškas pilkasis vilkas

Pirmųjų tetraodų judėjimas iš vandens aplinkos į sausumos aplinką apima radikalių sąlygų, kurias šie gyvūnai turėjo išnaudoti, pokyčius. Vandens ir žemės skirtumai yra daugiau nei akivaizdūs, pavyzdžiui, deguonies koncentracija.

Pirmieji tetrapodi turėjo išspręsti daugybę problemų, tarp jų: ​​kaip judėti mažesnio tankio aplinkoje? Kaip kvėpuoti? Kaip daugintis ne vandenyje? Ir galiausiai, kaip susitvarkyti su aplinkos svyravimais, kurie neturėjo ar jų yra vandenyje, pavyzdžiui, dėl temperatūros pokyčių?

Žemiau aprašysime, kaip tetrapodai išsprendė šiuos sunkumus, išanalizavę adaptacijas, kurios jiems leido efektyviai kolonizuoti sausumos ekosistemas:

Lokomotyvas žemėje

Chameleonas

Vanduo yra tanki aplinka, užtikrinanti pakankamą judėjimą. Tačiau sausumos aplinka nėra tokia tanki, kad judėti reikia.

Pirmoji problema buvo išspręsta plėtojant narius, leidžiančius gyvūnus judėti antžeminėje aplinkoje, ir tai davė pavadinimą grupei. Tetrapedai turi kaulinį endoskeletą, sudarantį keturias galūnes, pastatytas pagal pentadaktiškai planą (penki pirštai).

Įrodymai rodo, kad tetrapodo galūnės išsivystė iš žuvų pelekų, taip pat juos supančių raumenų modifikacijos, leidžiančios gyvūnui pakilti nuo žemės ir efektyviai vaikščioti.

Dujų mainai

Jei įsivaizduojame praėjimą iš vandens į sausumą, intuityviausia problema yra kvėpavimo klausimas. Antžeminėje aplinkoje deguonies koncentracija yra maždaug 20 kartų didesnė nei vandenyje.

Vandens gyvūnai turi žiaunas, kurios labai gerai veikia vandenį. Tačiau sausumos aplinkoje šios struktūros suyra ir nesugeba tarpininkauti dujiniams mainams - kad ir kaip gausu deguonies žemėje.

Dėl šios priežasties gyvi tetrapodai turi vidaus organus, atsakingus už tarpininkų kvėpavimo procesus. Šie organai yra žinomi kaip plaučiai ir yra pritaikomi sausumos gyvenimui.

Kita vertus, kai kurie varliagyviai gali tarpininkauti keičiantis dujomis, naudodami savo odą kaip vienintelį kvėpavimo organą, kuris yra labai plonas ir drėgnas. Priešingai nei roplių, paukščių ir žinduolių sukurti pjūviai, kurie yra apsauginiai ir leidžia jiems gyventi sausoje aplinkoje, užkertant kelią galimam džiūvimui.

Paukščiai ir ropliai turi papildomų pritaikymų, kad būtų išvengta sausėjimo. Tai susideda iš pusiau kietų atliekų, turinčių šlapimo rūgštį kaip azoto atliekas, susidarymo. Ši savybė sumažina vandens nuostolius.

Dauginimas

Protėvių būdu reprodukcija yra reiškinys, susijęs su vandens aplinka. Iš tikrųjų varliagyviai vis dar priklauso nuo vandens, kad galėtų daugintis. Jų kiaušiniai kainuoja su vandeniui pralaidžia membrana, kuri, greitai veikiant sausai aplinkai, greitai išdžiūtų.

Taip pat varliagyvių kiaušiniai netampa miniatiūrine suaugusiųjų formos versija. Vystymasis vyksta per metamorfozę, kai kiaušinėlyje atsiranda lerva, kuri daugeliu atvejų yra pritaikyta vandens organizmams ir pasižymi išorinėmis žiaunomis.

Priešingai, iš likusių tetrapodų grupių - roplių, paukščių ir žinduolių - išsivystė daugybė membranų, saugančių kiaušinį. Ši adaptacija pašalina dauginimosi priklausomybę nuo vandens aplinkos. Tokiu būdu minėtos grupės turi visiškai antžeminį gyvenimo ciklą (su konkrečiomis išimtimis).

Aplinkos kitimai

Vandens ekosistemos yra gana pastovios atsižvelgiant į jų aplinkos savybes, ypač į temperatūrą. Taip neatsitiks žemėje, kur temperatūra svyruoja visą dieną ir visus metus.

Tetrapedai išsprendė šią problemą dviem skirtingais būdais. Paukščiai ir žinduoliai suartina endotermiją. Dėl tam tikrų fiziologinių mechanizmų šis procesas leidžia palaikyti stabilią aplinkos temperatūrą.

Ši savybė leidžia paukščiams ir žinduoliams kolonizuoti aplinką, kurioje labai žema temperatūra.

Ropliai ir varliagyviai problemą išsprendė kitu būdu. Temperatūros reguliavimas nėra vidinis ir tinkamos temperatūros palaikymas priklauso nuo elgesio ar etologinių adaptacijų.

Bendrosios savybės

Azijos dramblys

„Tetrapoda“ taksonui būdingas keturių galūnių buvimas, nors kai kurie jo nariai jų turi sumažintus arba jų nėra (pavyzdžiui, gyvatės, caecilianai ir banginiai).

Paprastai tetrapodus apibūdina tai, kad yra quiridium - tiksliai apibrėžtos raumeningos galūnės, kurios pirštai yra galinėje dalyje.

Dėl šios grupės apibrėžimo ekspertai diskutavo plačiai. Kai kurie autoriai abejoja, ar savybės „galūnės su pirštais“ yra pakankamos norint apibūdinti visus tetrapodus.

Žemiau aprašysime ryškiausias gyvųjų grupių atstovų savybes: varliagyvius, roplius, paukščius ir žinduolius.

Taksonomija

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia Karalystė.
• Subkingumas: Eumetazoa.
• Superfilija: deuterostomija.
• Briauna: Chordata.
• Paslėpimas: vertebrata.
• Infraprieglobstis: Gnathostomata.
• Superklasė: „Tetrapoda“.

klasifikacija

Istoriškai tetrapodai buvo suskirstyti į keturias klases: varliagyviai, Reptilia, Aves ir Mammalia.

Varliagyviai

Varliagyviai yra gyvūnai, turintys keturias galūnes, nors kai kuriose grupėse jie gali būti prarasti. Oda yra švelni ir pralaidi vandeniui. Jų gyvenimo ciklas apima vandens lervų stadijas, o suaugusiųjų stadijos gyvena sausumos aplinkoje.

Jie gali kvėpuoti per plaučius, o kai kurios išimtys tai daro per odą. Varliagyvių pavyzdžiai yra varlės, rupūžės, salamandros ir mažiau žinomos cacilijos.

Ropliai

Ropliai, kaip ir varliagyviai, paprastai turi keturias galūnes, tačiau kai kuriose grupėse jie buvo sumažėję arba prarasti. Oda yra stora ir jie turi žvynus. Kvėpavimas vyksta per plaučius. Kiaušiniai turi dangtelį ir dėl to reprodukcija nepriklauso nuo vandens.

Ropliams priskiriami vėžliai, driežai ir panašūs dalykai, gyvatės, tuatarai, krokodilai ir dabar nykstantys dinozaurai.

Remiantis kladizmu, ropliai nėra natūrali grupė, nes jie yra parafiletiniai. Pastarasis terminas reiškia grupes, kuriose nėra visų naujausių protėvių palikuonių. Roplių atveju, grupė, kurios netenka, yra „Aves“ klasė.

Paukščiai

Ryškiausia paukščių savybė yra jų viršutinių galūnių modifikavimas specializuotose skrydžio struktūrose. Sieną dengia įvairių tipų plunksnos.

Jų plaučiai yra dujų mainų struktūros, ir jie buvo modifikuoti taip, kad skrydis būtų efektyvus - atminkite, kad skrydis yra labai sudėtinga veikla metaboliniu požiūriu. Be to, jie sugeba reguliuoti savo kūno temperatūrą (endotermas).

Žinduoliai

Žinduoliai sudaro labai nevienalytę klasę, atsižvelgiant į jos narių formą ir gyvenimo būdą. Jie sugebėjo kolonizuoti sausumos, vandens ir net oro aplinką.

Jie pirmiausia pasižymi pieno liaukų ir plaukų buvimu. Dauguma žinduolių turi keturias galūnes, nors kai kuriose grupėse jos yra stipriai sumažėjusios, kaip ir vandens formose (banginių šeimos gyvūnai).

Kaip ir paukščiai, jie yra endoterminiai organizmai, nors šią savybę abi grupės sukūrė savarankiškai.

Didžioji dauguma yra gyvybingi, o tai reiškia, kad jie pagimdo aktyvų jauną, o ne deda kiaušinius.

Nuorodos

1. Clack, JA (2012). Įsitvirtinimas: tetrapodų kilmė ir raida. Indianos universiteto leidykla.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kvietimas į biologiją. Macmillanas.
3. Salė, BK (red.). (2012). Homologija: hierarchinis lyginamosios biologijos pagrindas. Akademinė spauda.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai. „McGraw“ - kalva.
5. Kardongas, KV (2006). Stuburiniai gyvūnai: lyginamoji anatomija, funkcijos, evoliucija. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Pažangi biologija. „Oxford University Press“.
7. Lososas, JB (2013). Prinstono evoliucijos vadovas. Prinstono universiteto leidykla.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Tetrapod takai nuo ankstyvojo vidurio devono laikotarpio Lenkijos. „Nature“, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ ir Caldwell, JP (2013). Herpetologija: įvadinė varliagyvių ir roplių biologija. Akademinė spauda.