TETRAPODY: VÝVOJ, VLASTNOSTI, KLASIFIKÁCIA - BIOLÓGIE - 2025

Tieto tetrapods (Tetrapoda v gréčtine "štyri nohy") zahŕňajú zvieratá so štyrmi končatinami, hoci niektorí členovia stratili je . Jej súčasnými predstaviteľmi sú obojživelníky, sauropsidy a cicavce.

Táto skupina sa vyvinula asi pred 400 miliónmi rokov, v devónskom období, z rýb lalohovitých. Fosílne záznamy obsahujú niekoľko vyhynutých zástupcov, ktorí spôsobujú prechod z vody na pevninu.

Zdroj: Nebol poskytnutý žiadny strojom čitateľný autor. Mateuszica ~ commonswiki prevzatá (na základe autorských práv). , prostredníctvom Wikimedia Commons

Táto zmena prostredia viedla najmä k vývoju úprav týkajúcich sa regulácie pohybu, dýchania, reprodukcie a teploty.

Pôvod a vývoj

Podľa dôkazov sa prvé tetrapody objavujú na konci devónu, asi pred 400 miliónmi rokov. K kolonizácii terestriálneho prostredia tak došlo, keď sa veľký kontinent Pangea rozdelil na dve časti: Laurasia a Gondwana.

Predpokladá sa, že prvé tetrapody sú vodné formy, ktoré by mohli pomocou svojich mláďat končatín pohybovať po zemi a navigovať do plytkých vôd.

Táto udalosť znamenala začiatok rozsiahlej radiácie, ktorá vznikla úplne pozemskými formami a končatinami, ktoré poskytovali dostatočnú podporu na umožnenie pozemnej pohybovej aktivity.

Odkiaľ pochádzajú tetrapody?

Členovia tetrapodovcov pochádzajú zo starodávnej vodnej formy. Hoci plutvy rýb sa nezdajú byť úzko spojené so spojenými končatinami tetrapodov, hlbší vzhľad objasňuje homologické vzťahy.

Napríklad fosília Eusthenopteron má predlaktie zložené z pažeráka, za ktorým nasledujú dve kosti, polomer a ulna. Tieto prvky sú jasne homológne s končatinami moderných tetrapodov. Rovnakým spôsobom sa na zápästí rozpoznajú spoločné prvky.

To je špekuloval, že Eusthenopteron mohol striekajúcej na spodnej časti vodného prostredia s plutvami. Nemohol však „chodiť“ ako obojživelník (k tomuto záveru dochádza vďaka anatómii fosílií).

Zdá sa, že ďalšia fosília, Tiktaalik, zapadá medzi prechodnú formu medzi rybami lalokmi a tetrapodmi. Tento organizmus pravdepodobne obýval plytkú vodu.

Dobre tvarované končatiny sú zrejmé z fosílií Acanthostega a Ichthyostega. Zdá sa však, že členovia prvého rodu nie sú dostatočne silní na to, aby podporili celú hmotnosť zvieraťa. Naopak, zdá sa, že Ichthyostega sa dokáže pohybovať - ​​aj keď neohrabane - v úplne suchozemskom prostredí.

Úpravy života na súši

Mexický šedý vlk

Pohyb prvých tetrapodov z vodného prostredia do suchozemského prostredia zahŕňa radikální zmeny podmienok, ktoré tieto zvieratá museli využívať. Rozdiely medzi vodou a pôdou sú viac ako zrejmé, napríklad koncentrácia kyslíka.

Prvé tetrapody museli vyriešiť celý rad problémov, medzi nimi: ako sa pohybovať v prostredí s nižšou hustotou, ako dýchať, reprodukovať sa mimo vody a nakoniec, ako sa vysporiadať s fluktuáciami v prostredí, ktoré sa sú prítomné vo vode, napríklad kolísanie teploty?

Ďalej popíšeme, ako tetrapody vyriešili tieto ťažkosti, analyzujúc úpravy, ktoré im umožnili účinne kolonizovať suchozemské ekosystémy:

Lokomotíva na Zemi

chameleón

Voda je husté prostredie, ktoré poskytuje dostatočnú podporu pre pohyb. Pozemské prostredie je však menej husté a vyžaduje pohybové štruktúry.

Prvý problém bol vyriešený s vývojom členov, ktorí umožňovali pohyb zvierat v terestriálnom prostredí, a ktorý dal skupine názov. Tetrapods majú kostný endoskelet, ktorý tvorí štyri končatiny postavené podľa plánu pentadakticky (päť prstov).

Dôkazy naznačujú, že tetrapodové končatiny sa vyvinuli z plutiev rýb spolu s úpravami okolitých svalov, čo umožnilo zvieraťu stúpať zo zeme a efektívne kráčať.

Výmena plynu

Ak si predstavíme prechod z vody do zeme, najintuitívnejším problémom je otázka dýchania. V suchozemskom prostredí je koncentrácia kyslíka asi 20-krát vyššia ako vo vode.

Vodné zvieratá majú žiabre, ktoré veľmi dobre fungujú vo vode. V suchozemských prostrediach sa však tieto štruktúry zrútia a nie sú schopné sprostredkovať výmenu plynov - bez ohľadu na to, aký vysoký je kyslík na Zemi.

Z tohto dôvodu majú živé tetrapody vnútorné orgány zodpovedné za sprostredkovanie dýchacích procesov. Tieto orgány sú známe ako pľúca a sú prispôsobením pre pozemský život.

Niektorí obojživelníci na druhej strane môžu sprostredkovať výmenu plynov pomocou svojej kože ako jediného dýchacieho orgánu, ktorý je veľmi tenký a vlhký. Na rozdiel od druhov vyvinutých plazmi, vtákmi a cicavcami, ktoré sú ochranné a umožňujú im žiť v suchom prostredí, čím sa zabráni možnému vysušeniu.

Vtáky a plazy vykazujú ďalšie úpravy, aby zabránili vysušovaniu. Tieto pozostávajú z výroby polotuhých odpadov s kyselinou močovou ako dusíkovým odpadom. Táto vlastnosť znižuje stratu vody.

rozmnožovanie

Reprodukcia je v minulosti javom spojeným s vodnými prostrediami. V skutočnosti sú obojživelníky stále na reprodukcii závislé od vody. Ich vajcia stoja s membránou, ktorá je priepustná pre vodu a ktorá by sa rýchlo vysušila, ak by bola vystavená suchému prostrediu.

Z vajíčok obojživelníkov sa tiež nevyvinie miniatúrna verzia pre dospelých. K vývoju dochádza prostredníctvom metamorfózy, kde vajíčko vedie k larve, ktorá je vo väčšine prípadov prispôsobená vodnému životu a vykazuje vonkajšie žiabre.

Naopak, zostávajúce skupiny tetrapodov - plazov, vtákov a cicavcov - vyvinuli sériu membrán, ktoré chránia vajíčko. Táto úprava odstraňuje závislosť reprodukcie od vodného prostredia. Týmto spôsobom majú uvedené skupiny úplne pozemský životný cyklus (s ich osobitnými výnimkami).

Environmentálne variácie

Vodné ekosystémy sú relatívne konštantné, pokiaľ ide o ich environmentálne vlastnosti, najmä pokiaľ ide o teplotu. To sa nedeje na Zemi, kde teploty kolísajú po celý deň a počas celého roka.

Tetrapodi vyriešili tento problém dvoma rôznymi spôsobmi. Vtáky a cicavce sa vyvíjajú endotermicky. Tento proces umožňuje, aby sa teplota prostredia udržiavala stabilná vďaka určitým fyziologickým mechanizmom.

Táto vlastnosť umožňuje vtákom a cicavcom kolonizovať prostredie s veľmi nízkymi teplotami.

Plazy a obojživelníky problém vyriešili iným spôsobom. Regulácia teploty nie je vnútorná a závisí od behaviorálnych alebo etologických úprav, aby sa udržala primeraná teplota.

Všeobecné charakteristiky

Ázijský slon

Tetrapodovský taxón je charakterizovaný prítomnosťou štyroch končatín, hoci niektorí z jeho členov ich majú obmedzenú alebo chýbajúcu (ako sú hady, keciliáni a veľryby).

Formálne sú tetrapody definované prítomnosťou kvirídia, dobre definovanej svalovej končatiny s prstami v koncovej časti.

Definícia tejto skupiny bola predmetom širokej diskusie medzi odborníkmi. Niektorí autori pochybujú, že charakteristika „končatiny prstami“ je dostatočná na definovanie všetkých tetrapodov.

Ďalej popíšeme najvýznamnejšie charakteristiky žijúcich predstaviteľov skupiny: obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce.

taxonómie

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia Kingdom.
• Podskupina: Eumetazoa.
• Superfilous: deuterostómia.
• Okraj: Chordata.
• Subphylum: Vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superclass: Tetrapoda.

klasifikácia

Historicky boli tetrapody klasifikované do štyroch tried: obojživelníci, plazy, Aves a Mammalia.

obojživelníky

Obojživelníky sú zvieratá so štyrmi končatinami, hoci v niektorých skupinách sa môžu stratiť. Pokožka je mäkká a priepustná pre vodu. Ich životný cyklus zahŕňa štádiá vodných lariev a štádiá dospelých žijú v suchozemskom prostredí.

Môžu dýchať pľúcami a niektoré výnimky to robia cez pokožku. Príkladmi obojživelníkov sú žaby, ropuchy, mloky a menej známe kecilány.

plazy

Plazy, podobne ako obojživelníky, majú zvyčajne štyri končatiny, ale v niektorých skupinách boli znížené alebo stratené. Koža je hustá a má šupiny. Dýchanie nastáva cez pľúca. Vajcia majú obal a vďaka tomu je reprodukcia nezávislá od vody.

Plazy zahŕňajú korytnačky, jašterice a podobne, hady, tuatary, krokodíly a už vyhynuté dinosaury.

Vo svetle kladív nie sú plazy prirodzenou skupinou, pretože sú parafyletické. Posledný uvedený výraz sa vzťahuje na skupiny, ktoré neobsahujú všetkých potomkov najnovšieho spoločného predka. V prípade plazov je vynechanou skupinou trieda Aves.

vtáctvo

Najvýraznejšou vlastnosťou vtákov je zmena ich horných končatín v špecializovaných štruktúrach určených na let. Tento celok je pokrytý rôznymi druhmi peria.

Majú pľúca ako štruktúry na výmenu plynov a tie boli upravené tak, aby bol let efektívny - nezabudnite, že let je z metabolického hľadiska mimoriadne náročná činnosť. Okrem toho sú schopné regulovať svoju telesnú teplotu (endotermy).

cicavce

Cicavce tvoria veľmi heterogénnu triedu z hľadiska formy a spôsobu života svojich členov. Podarilo sa im kolonizovať pozemné, vodné a dokonca aj vzdušné prostredie.

Vyznačujú sa predovšetkým prítomnosťou mliečnych žliaz a vlasov. Väčšina cicavcov má štyri končatiny, hoci v niektorých skupinách sú silne znížené, ako v prípade vodných foriem (veľrýb).

Rovnako ako vtáky, sú to endotermické organizmy, hoci táto charakteristika bola vyvinutá oboma skupinami nezávisle.

Prevažná väčšina je živých, čo znamená, že rodia skôr aktívnych mladých, než kladú vajcia.

Referencie

1. Clack, JA (2012). Zisk: pôvod a vývoj tetrapodov. Indiana University Press.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Pozvánka do biológie. Macmillan.
3. Hall, BK (vyd.). (2012). Homológia: hierarchický základ porovnávacej biológie. Academic Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, a Garrison, C. (2001). Integrované princípy zoológie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, vývoj. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Pokročilá biológia. Oxford University Press.
7. Losos, JB (2013). Princetonský sprievodca evolúciou. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M. & Ahlberg, PE (2010). Trať Tetrapod z obdobia stredného Devónu v Poľsku. Náture, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ, a Caldwell, JP (2013). Herpetológia: úvodná biológia obojživelníkov a plazov. Akademická tlač.