Tetrapods אבולוציה, מאפיינים, טקסונומיה וסיווג

ה טטרפודים (Tetrapoda, ביוונית "ארבע רגליים") כוללים בעלי חיים עם ארבעה איברים, אם כי כמה חברים איבדו אותם. הנציגים הנוכחיים שלהם הם דו-חיים, סורוספידים ויונקים.

קבוצה זו התפתחה לפני כ -400 מיליון שנה, בתקופה הדבונית של דגנים. לרשומות המאובנים יש שורה של נציגים שכבר נכחדו, המעניקים אור למעבר ממים לאדמה.

שינוי זה של הסביבה הוביל לפיתוח ההתאמות לתנועה, נשימה, רבייה והסדרת הטמפרטורה, בעיקר.

אינדקס

• 1 מקור ואבולוציה
  • 1.1 מאיפה מגיעים tetrapods??
• 2 הסתגלות לחיים על פני כדור הארץ
  • 2.1 תנועה על פני כדור הארץ
  • 2.2 חילוף גזי
  • 2.3 העתקה
  • 2.4 שינויים סביבתיים
• 3 מאפיינים כלליים
• 4 טקסונומיה
• קפה קפה
  • 5.1 דו-חיים
  • 5.2 זוחלים
  • 5.3 ציפורים
  • 5.4 יונקים
• 6 הפניות

מקור ואבולוציה

על פי הראיות, הטטרפודים הראשונים מופיעים בסוף הדבון, לפני כ -400 מיליון שנה. לפיכך, הקולוניזציה של סביבות יבשתי התרחשה כאשר היבשת הגדולה Pangea מקוטעת לשניים: Laurasia ו Gondwana.

הוא האמין כי tetrapods הראשון היו צורות מים שיכולים להשתמש בחניכים שלהם לנוע על הקרקע לנווט במים רדודים.

אירוע זה סימן את תחילתה של קרינה נרחבת, שמקורה בצורות ארציות לחלוטין ועם איברים שנתנו תמיכה מספקת כדי לאפשר תנועה ארצית.

מאיפה מגיעים tetrapods??

חברי tetrapods שמקורם טופס אבותים אבות. למרות הסנפירים של הדג לא נראה קרוב מאוד לחברי articulated של tetrapods, ראייה עמוקה יותר מבהיר את היחסים הומולוגיים.

לדוגמה, המאובן Eusthenopteron יש לו זרוע שנוצר על ידי זרוע, ואחריו שתי עצמות, רדיוס ו ulna. אלמנטים אלה הם בבירור הומולוגיים לגפיים של tetrapods הנוכחי. באותו אופן, הם מסוגלים לזהות אלמנטים משותפים בפרק כף היד.

זה משעשע כי Eusthenopteron אני יכול להתיז בחלק התחתון של הסביבה הימית עם סנפיריו. עם זאת, לא יכולתי "ללכת" כמו דו-חיים (ההתייחסות הזאת נעשית הודות לאנטומיה של מאובנים).

עוד מאובן, Tiktaalik, זה נראה מתאים בין צורה של מעבר בין סנפירים lobed ו tetrapods. האורגניזם הזה התגורר כנראה במים רדודים.

הגפיים המפותחות ניכרות במאובן אקנתוסטגה ה Ichthyostega. עם זאת, חברי הסוג הראשון לא נראה חזק מספיק כדי לשמור על המשקל המלא של החיה. לעומת זאת, Ichthyostega נראה שהוא מסוגל לנוע - אם כי במבוכה מסוימת - לסביבות ארציות לחלוטין.

הסתגלות לחיים על פני כדור הארץ

התנועה של הטטרפודים הראשונים מסביבה מימית לאחת הארצית מניחה שורה של שינויים רדיקליים בכל הנוגע לתנאים שחיות אלו נאלצו להתפוצץ. ההבדלים בין מים לקרקע הם ברורים מאליהם, כמו ריכוז החמצן.

הטטרפודים הראשונים היו צריכים לפתור סדרה של חסרונות, כולל: איך לנוע בסביבה צפיפות נמוכה, איך לנשום?, איך להתרבות מחוץ למים?, ולבסוף, איך להתמודד עם תנודות סביבתיות, כי לא קיימים במים, כגון שינויי טמפרטורה?

להלן נתאר את האופן שבו הטטרפודים פתרו את הקשיים הללו, ובחנו את ההתאמות שאיפשרו להם ליישב את המערכות האקולוגיות הארציות ביעילות:

תנועה על כדור הארץ

מים הם סביבה צפופה המספקת תמיכה מספקת לתנועה. עם זאת, הסביבה הארצית פחות צפופה ודורשת מבנים מיוחדים לתנועה.

הבעיה הראשונה נפתרה עם התפתחותם של חברים שאיפשרו תנועה של בעלי חיים על פני הסביבה הקרקעית, וזה נותן לקבוצה את שמם. ב tetrapods יש עצם העצם אשר יוצר ארבעה חברים שנבנו על פי התוכנית של pentadactyly (חמש אצבעות).

עדויות מראות כי חברי tetrapods התפתחו סנפירים של דגים, יחד עם שינויים של השרירים המקיפים, המאפשר החיה לקום מן הקרקע וללכת ביעילות.

החלפת גז

אם אנו מדמיינים את מעבר המים לאדמה, הבעיה האינטואיטיבית ביותר היא נושא הנשימה. בסביבות הארציים, ריכוז החמצן גבוה פי 20 מאשר במים.

בעלי חיים ימיים יש זימים כי לעבוד טוב מאוד במים. עם זאת, בסביבות יבשתיים, מבנים אלה מתמוטטים ואינם מסוגלים לתווך חליפין גזי - לא משנה כמה חמצן בשפע הוא על כדור הארץ.

מסיבה זו, tetrapods החיים יש איברים פנימיים האחראים לתווך התהליכים הנשימה. איברים אלה ידועים כמו הריאות הם עיבודים עבור החיים הארציים.

כמה דו-חיים, בינתיים, יכולים לתווך חליפין גזי באמצעות העור היחיד שלהם, שהוא דק מאוד ולח, כאבר הנשימה היחיד. בניגוד לטיגולים שפותחו על ידי זוחלים, ציפורים ויונקים, המגנים ומאפשרים להם לחיות בסביבות יבשות, מניעת התייבשות פוטנציאלית.

ציפורים וזוחלים מציגים התאמות נוספות למניעת התייבשות. אלה מורכבים של ייצור של פסולת מוצקה למחצה עם חומצה שתן כמו פסולת חנקן. תכונה זו מקטינה את אובדן המים.

רפרודוקציה

אבות, רבייה היא תופעה המקושרת לסביבה מימית. למעשה, הדו-חיים עדיין תלויים במים כדי שיוכלו להתרבות. הביצים שלהם עלות עם קרום כי הוא חדיר למים וזה יתייבש במהירות אם נחשף לסביבה יבשה.

בנוסף, הביצים של הדו-חיים אינן מתפתחות לגירסה זעירה של הצורה הבוגרת. ההתפתחות מתרחשת באמצעות מטמורפוזה, שבה הביצה מעוררת זחל, שברוב המקרים הוא מותאם לחיים ימיים ומוצגים זימים חיצוניים.

לעומת זאת, הקבוצות הנותרות של tetrapods - זוחלים, ציפורים יונקים - פיתחו סדרה של ממברנות להגן על הביצה. הסתגלות זו מבטלת את התלות ברבייה בסביבה המימית. בדרך זו, הקבוצות המוזכרות כוללות מחזורי חיים ארציים לחלוטין (עם חריגים ספציפיים).

שינויים סביבתיים

מערכות אקולוגיות ימיות הן קבועות יחסית מבחינת המאפיינים הסביבתיים שלהן, במיוחד בטמפרטורה. זה לא קורה על פני כדור הארץ, שבו הטמפרטורות להשתנות לאורך היום, ואת השנה.

הטטרפודים פתרו את הבעיה בשתי דרכים שונות. ציפורים ויונקים פיתחו בהתמדה אנדותרמי. תהליך זה מאפשר לשמור על יציבות הטמפרטורה הסביבתית, הודות למנגנונים פיזיולוגיים מסוימים.

תכונה זו מאפשרת ציפורים יונקים כדי ליישב סביבות עם טמפרטורות נמוכות מאוד.

זוחלים ודו-חיים פתרו את הבעיה בדרך אחרת. הרגולציה של הטמפרטורה אינה פנימית ותלויה בהתאמות התנהגותיות או אתולוגיות לשמירה על טמפרטורה נאותה.

מאפיינים כלליים

הטטראפדה מאופיין בנוכחות של ארבע גפיים, אם כי חלק מחבריה צמצמו או נעדרו (כמו נחשים, קסיליאנים ולווייתנים).

רשמית, tetrapods מוגדרים על ידי נוכחות של quiridio, איבר שרירי מוגדרת היטב עם אצבעות בחלק הטרמינל.

ההגדרה של קבוצה זו היתה נושא לדיון נרחב בין המומחים. כמה מחברי ספק כי המאפיינים "גפיים עם אצבעות" מספיק כדי להגדיר את כל tetrapods.

להלן נתאר את המאפיינים הבולטים ביותר של הנציגים החיים של הקבוצה: דו-חיים, זוחלים, ציפורים ויונקים.

טקסונומיה

• סופררינו: אוקריוטה.
• ממלכת: אנימליה.
• Subrein: Eumetazoa.
• Superfile: Deuterostomy.
• מקלט: Chordata.
• תת-תת-קרקעי: חוליות.
• Infrafilo: Gnathostomata.
• Superclass: Tetrapoda.

קפה

היסטורית, tetrapods סווגו לארבעה סוגים: אמפיפיה, Rptilia, ציפורים וממליה.

דו-חיים

דו-חיים הם בעלי חיים עם ארבע גפיים, למרות שהם יכולים ללכת לאיבוד בכמה קבוצות. העור רך וחדיר למים. מחזור החיים שלה כולל שלבי הזחל הימיים, ומדינות בוגרות חיות בסביבות הארצי.

הם יכולים לנשום דרך הריאות, וכמה חריגים לעשות זאת דרך העור. דוגמאות של דו-חיים הן צפרדעים, קרפדות, סלמנדרים וקסיליאנים ידועים פחות.

זוחלים

לזוחלים, כמו דו-חיים, יש בדרך כלל ארבעה חברים, אך בכמה קבוצות הם צומצמו או אבדו. העור עבה ויש לו קשקשים. הנשימה מתרחשת דרך הריאות. הביצים יש כיסוי, ובזכות זאת, הרבייה היא עצמאית של המים.

זוחלים כוללים צבים, לטאות ובעלי ברית, נחשים, טואטרות, תנינים ודינוזאורים שנכחדו.

לאור קלדיזם, זוחלים הם לא קבוצה טבעית, שכן הם paraphyletic. המונח האחרון מתייחס לקבוצות שאינן מכילות את כל צאצאיו של האב הקדמון האחרון. במקרה של זוחלים, הקבוצה שנותרה בחוץ היא המעמד Aves.

ציפורים

המאפיין הייחודי ביותר של הציפורים הוא שינוי של איבריהם העליונים במבנים מיוחדים לטיסה. את tgument מכוסה על ידי סוגים שונים של נוצות.

יש להם ריאות כמבנים לחילופי גז, ואלה שונו כך שהטיסה יעילה - זכרו שהטיסה היא פעילות תובענית ביותר, מנקודת המבט המטבולית. בנוסף, הם מסוגלים לווסת את טמפרטורת הגוף שלהם (endotherms).

יונקים

היונקים מהווים מעמד הטרוגני מאוד, במונחים של צורה ואורחות חיים של חבריה. הם הצליחו ליישב סביבות יבשתיים, ימיים ואף אוויריים.

הם מאופיינים בעיקר על ידי נוכחות של בלוטות החלב ואת השיער. לרוב היונקים יש ארבע גפיים, אם כי בכמה קבוצות הם מצומצמים מאוד, כמו במקרה של צורות מימיות (יונקים).

כמו ציפורים, הם אורגניזמים אנדותרמיים, אם כי תכונה זו פותחה על ידי שתי הקבוצות באופן עצמאי.

הרוב המכריע הם viviparous, מה שמרמז כי הם ללדת צעיר פעיל, במקום להטיל ביצים.

הפניות

1. Clack, J. A. (2012). השגת הקרקע: מקור ואבולוציה של tetrapods. הוצאת אוניברסיטת אינדיאנה.
2. קרטיס, ה ', בארנס, נ' (1994). הזמנה לביולוגיה. מקמילן.
3. אולם, ב 'ק. (עורך). (2012). הומולוגיה: הבסיס ההיררכי של הביולוגיה ההשוואתית. אקדמיה.
4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). עקרונות משולבים של זואולוגיה. מקגרו היל.
5. Kardong, K. V. (2006). חסרי חוליות: אנטומיה השוואתית, תפקוד, אבולוציה. מקגרו היל.
6. קנט, מ. (2000). ביולוגיה מתקדמת. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד.
7. Losos, J. B. (2013). המדריך של פרינסטון לאבולוציה. הוצאת אוניברסיטת פרינסטון.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, P. E. (2010). Tetrapod המסלולים מן התקופה המוקדמת של דבון התיכון של פולין. הטבע, 463(7277), 43.
9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetology: ביולוגיה מבוא של דו-חיים וזוחלים. עיתונות אקדמית.