TETRAPODE: EVOLUȚIE, CARACTERISTICI, CLASIFICARE - BIOLOGIE - 2025

The tetrapode (Tetrapoda în limba greacă „patru picioare“) cuprind animalele cu patru membre, cu toate că unii membri și- au pierdut ei . Reprezentanții săi actuali sunt amfibieni, sauropizi și mamifere.

Acest grup a evoluat în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani, în perioada Devoniană, din pești cu aripioarele lobului. Înregistrarea fosilelor are o serie de reprezentanți dispăruți care dau naștere trecerii de la apă la pământ.

Sursa: Nu este furnizat niciun autor care poate fi citit de mașină. Mateuszica ~ commonswiki asumată (bazată pe revendicări de copyright). , prin Wikimedia Commons

Această schimbare de mediu a dus la dezvoltarea adaptărilor pentru locomoție, respirație, reproducere și reglare a temperaturii, în principal.

Originea și evoluția

Conform dovezilor, primii tetrapodi apar la sfârșitul Devonianului, în urmă cu aproximativ 400 de milioane de ani. Astfel, colonizarea mediilor terestre s-a produs atunci când marele continent Pangea a fost împărțit în două: Laurasia și Gondwana.

Cele mai timpurii tetrapode sunt considerate a fi forme acvatice care ar putea folosi membrele lor pentru a se deplasa pe pământ și a naviga în ape puțin adânci.

Acest eveniment a marcat începutul unei radiații extinse, care a generat forme total terestre și cu membre care au oferit suficient suport pentru a permite locomoția terestră.

De unde provin tetrapodii?

Membrii tetrapodilor au provenit dintr-o formă acvatică străveche. Deși aripioarele peștilor nu par să fie strâns legate de membrele articulate ale tetrapodelor, un aspect mai profund face clar relațiile omologe.

De exemplu, fosila Eusthenopteron prezintă un antebraț format dintr-un humerus, urmat de două oase, raza și ulna. Aceste elemente sunt clar omologe la membrele tetrapodurilor moderne. În același mod, elementele partajate sunt recunoscute pe încheietura mâinii.

Se speculează că Eusthenopteron ar putea stropi în partea de jos a mediului acvatic cu aripioarele sale. Cu toate acestea, nu s-ar putea „plimba” așa cum o face un amfibian (această inferență se face datorită anatomiei fosilelor).

O altă fosilă, Tiktaalik, pare să se potrivească între o formă de tranziție între pești cu aripioare de lob și tetrapode. Acest organism a locuit probabil în ape puțin adânci.

Membrele bine formate sunt evidente în fosilele Acanthostega și Ichthyostega. Cu toate acestea, membrii primului gen nu par să fie suficient de puternici pentru a susține întreaga greutate a animalului. În schimb, Ichthyostega pare să se poată deplasa - deși stângace - în medii cu totul terestre.

Adaptări pentru viața pe uscat

Lupul mexican cenusiu

Mișcarea primelor tetrapode dintr-un mediu acvatic către unul terestru implică o serie de schimbări radicale în ceea ce privește condițiile pe care aceste animale trebuiau să le exploateze. Diferențele dintre apă și pământ sunt mai mult decât evidente, cum ar fi concentrația de oxigen.

Primii tetrapodi au trebuit să rezolve o serie de probleme, printre care: cum să vă deplasați într-un mediu cu o densitate mai mică? Cum să respirați? sunt prezente în apă, cum ar fi variațiile de temperatură?

Mai jos vom descrie modul în care tetrapodii au rezolvat aceste dificultăți, analizând adaptările care le-au permis colonizarea eficientă a ecosistemelor terestre:

Locomoția pe pământ

Cameleon

Apa este un mediu dens care oferă un suport suficient pentru locomoție. Cu toate acestea, mediul terestru este mai puțin dens și necesită structuri specializate pentru mișcare.

Prima problemă a fost rezolvată prin dezvoltarea membrilor care au permis mișcarea animalelor pe mediul terestru și care a dat numele grupului. Tetrapodii au un endoskeleton osos care formează patru membre construite sub planul pentadactiliei (cinci degete).

Dovada sugerează că membrele tetrapodului au evoluat din aripioarele peștilor, împreună cu modificări ale mușchilor care le înconjoară, permițând animalului să se ridice de pe sol și să meargă eficient.

Schimb de gaze

Dacă ne imaginăm trecerea de la apă la sol, cea mai intuitivă problemă este problema respirației. În mediile terestre, concentrația de oxigen este de aproximativ 20 de ori mai mare decât în ​​apă.

Animalele acvatice au branhii care funcționează foarte bine în apă. Cu toate acestea, în mediile terestre, aceste structuri se prăbușesc și nu sunt în măsură să medieze schimbul gazos - indiferent cât de abundent este oxigenul pe pământ.

Din acest motiv, tetrapodii vii au organe interne responsabile de medierea proceselor respiratorii. Aceste organe sunt cunoscute sub numele de plămâni și sunt adaptări pentru viața terestră.

Unii amfibieni, pe de altă parte, pot media schimbul de gaze utilizând pielea lor ca singurul organ respirator, care este foarte subțire și umed. Spre deosebire de integritățile dezvoltate de reptile, păsări și mamifere, care sunt de protecție și le permit să trăiască în medii uscate, prevenind desecarea potențială.

Păsările și reptilele prezintă adaptări suplimentare pentru a preveni desecarea. Acestea constau în producerea deșeurilor semi-solide cu acid uric ca deșeuri de azot. Această caracteristică reduce pierderile de apă.

Reproducere

Antic, reproducerea este un fenomen legat de mediile acvatice. De fapt, amfibienii sunt încă dependenți de apă pentru a se reproduce. Ouăle lor costă cu o membrană care este permeabilă la apă și care s-ar usca rapid dacă este expusă unui mediu uscat.

De asemenea, ouăle amfibiene nu se dezvoltă într-o versiune în miniatură a formei pentru adulți. Dezvoltarea are loc prin metamorfoză, unde ovulul dă naștere unei larve care, în cele mai multe cazuri, este adaptată vieții acvatice și prezintă branhii externe.

În schimb, grupurile rămase de tetrapode - reptile, păsări și mamifere - au evoluat o serie de membrane care protejează ovulul. Această adaptare elimină dependența reproducerii de mediul acvatic. În acest fel, grupurile menționate au cicluri de viață total terestre (cu excepțiile lor specifice).

Variații de mediu

Ecosistemele acvatice sunt relativ constante din punct de vedere al caracteristicilor lor de mediu, în special a temperaturii. Acest lucru nu se întâmplă pe pământ, unde temperaturile fluctuează pe parcursul zilei și pe tot parcursul anului.

Tetrapodii au rezolvat această problemă în două moduri diferite. Păsările și mamiferele au dezvoltat convergent endotermie. Acest proces permite menținerea temperaturii mediului stabil, datorită anumitor mecanisme fiziologice.

Această caracteristică permite păsărilor și mamiferelor să colonizeze medii cu temperaturi foarte scăzute.

Reptilele și amfibienii au rezolvat problema într-un alt mod. Reglarea temperaturii nu este internă și depind de adaptări comportamentale sau etologice pentru a menține o temperatură adecvată.

Caracteristici generale

Elefant asiatic

Taxonul Tetrapoda se caracterizează prin prezența a patru membre, deși unii dintre membrii săi le au reduse sau absente (precum șerpii, caecilienii și balenele).

Formal, tetrapodii sunt definiți prin prezența quiridiumului, un membru muscular bine definit, cu degetele în porțiunea terminală.

Definiția acestui grup a făcut obiectul unor dezbateri ample între experți. Anumiți autori se îndoiesc că caracteristicile „membrelor cu degetele” sunt suficiente pentru a defini toate tetrapodele.

Mai jos vom descrie cele mai deosebite caracteristici ale reprezentanților vii ai grupului: amfibieni, reptile, păsări și mamifere.

Taxonomie

• Superkingdom: Eukaryota.
• Regatul Animalia.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Superfilos: Deuterostomie.
• Marginea: Chordata.
• Subphylum: Vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superclasa: Tetrapoda.

Clasificare

Istoric, tetrapodii au fost clasificați în patru clase: Amfibia, Reptilia, Aves și Mammalia.

amfibienii

Amfibienii sunt animale cu patru membre, deși se pot pierde în unele grupuri. Pielea este moale și permeabilă la apă. Ciclul lor de viață include stadii ale larvelor acvatice, iar etapele adulților trăiesc în medii terestre.

Ele pot respira prin plămâni, iar unele excepții fac acest lucru prin piele. Exemple de amfibieni sunt broaște, broaște, salamandre și caecilieni mai puțin cunoscuți.

reptile

Reptilele, ca și amfibienii, au în mod obișnuit patru membre, dar în unele grupuri au fost reduse sau pierdute. Pielea este groasă și au solzi. Respiratia apare prin plamani. Ouăle au o acoperire și, datorită acestui fapt, reproducerea este independentă de apă.

Reptilele includ broaște țestoase, șopârlele și altele asemenea, șerpi, tuatara, crocodili și dinozaurii acum dispăruți.

În lumina cladismului, reptilele nu sunt o grupă naturală, deoarece sunt parafiletice. Ultimul termen se referă la grupuri care nu conțin toți descendenții celui mai recent strămoș comun. În cazul reptilelor, grupul rămas este clasa Aves.

păsări

Cea mai distinctivă caracteristică a păsărilor este modificarea membrelor superioare ale acestora în structuri specializate pentru zbor. Integumentul este acoperit de diferite tipuri de pene.

Au plămâni ca structuri pentru schimbul de gaze, iar acestea au fost modificate astfel încât zborul să fie eficient - amintiți-vă că zborul este o activitate extrem de solicitantă, din punct de vedere metabolic. În plus, ei sunt capabili să-și regleze temperatura corpului (endoterme).

mamiferele

Mamiferele cuprind o clasă foarte eterogenă din punct de vedere al formei și modului de viață al membrilor săi. Au reușit să colonizeze mediile terestre, acvatice și chiar aeriene.

Se caracterizează în principal prin prezența glandelor mamare și a părului. Majoritatea mamiferelor au patru membre, deși în unele grupuri sunt puternic reduse, ca în cazul formelor acvatice (cetacee).

Ca și păsările, acestea sunt organisme endotermice, deși această caracteristică a fost dezvoltată de ambele grupuri în mod independent.

Marea majoritate sunt viviparoase, ceea ce implică faptul că dau naștere unei tinere active, în loc să depună ouă.

Referințe

1. Clack, JA (2012). Câștig de teren: originea și evoluția tetrapodelor. Indiana University Press.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
3. Hall, BK (Ed.). (2012). Homologie: baza ierarhică a biologiei comparative. Presă academică.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Biologie avansată. Presa Universitatii Oxford.
7. Losos, JB (2013). Ghidul Princeton către evoluție. Presa universitară Princeton.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Piste Tetrapod din perioada devoniană medie timpurie a Poloniei. Nature, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ și Caldwell, JP (2013). Herpetologie: o biologie introductivă a amfibienilor și reptilelor. Presă academică.