TETRAPOD: EVOLUSI, CIRI, KLASIFIKASI - BIOLOGI - 2024

The tetrapods (Tetrapoda dalam bahasa Yunani "empat kaki") terdiri daripada haiwan dengan empat kaki, walaupun beberapa ahli telah kehilangan mereka . Wakilnya sekarang adalah amfibia, sauropsid dan mamalia.

Kumpulan ini berkembang sekitar 400 juta tahun yang lalu, pada zaman Devonian, dari ikan bersirip lobus. Catatan fosil mempunyai rangkaian wakil yang pupus yang melahirkan peralihan dari air ke darat.

Sumber: Tidak ada pengarang yang boleh dibaca mesin. Mateuszica ~ commonswiki dianggap (berdasarkan tuntutan hak cipta). , melalui Wikimedia Commons

Perubahan persekitaran ini menyebabkan pengembangan penyesuaian untuk pergerakan, pernafasan, pembiakan dan pengaturan suhu, terutama.

Asal dan evolusi

Menurut bukti, tetrapod pertama muncul di hujung Devonian, kira-kira 400 juta tahun yang lalu. Oleh itu, penjajahan persekitaran daratan berlaku ketika benua Pangea yang hebat terbahagi kepada dua: Laurasia dan Gondwana.

Tetrapod pertama dipercayai bentuk akuatik yang dapat menggunakan anggota badannya yang baru untuk bergerak di darat dan menavigasi ke perairan cetek.

Acara ini menandakan permulaan radiasi yang luas, yang berasal dari bentuk terestrial sepenuhnya dan dengan anggota badan yang memberikan sokongan yang mencukupi untuk memungkinkan pergerakan darat.

Dari mana tetrapod berasal?

Anggota tetrapod berasal dari bentuk akuatik kuno. Walaupun sirip ikan nampaknya tidak berkaitan erat dengan anggota tetrapod yang bersendi, penampilan yang lebih dalam menjadikan hubungan homolog jelas.

Sebagai contoh, fosil Eusthenopteron mempunyai lengan bawah yang terdiri daripada humerus, diikuti oleh dua tulang, jari-jari dan ulna. Unsur-unsur ini jelas homolog dengan anggota tetrapod moden. Dengan cara yang sama, elemen bersama dikenali di pergelangan tangan.

Diperkirakan Eusthenopteron dapat memercik di dasar persekitaran air dengan siripnya. Namun, ia tidak dapat "berjalan" seperti amfibi (kesimpulan ini dibuat berkat anatomi fosil).

Fosil lain, Tiktaalik, nampaknya sesuai di antara bentuk peralihan antara ikan bersirip lobus dan tetrapod. Organisma ini mungkin mendiami perairan cetek.

Anggota badan yang terbentuk dengan baik dapat dilihat pada fosil Acanthostega dan Ichthyostega. Walau bagaimanapun, anggota genus pertama nampaknya tidak cukup kuat untuk menyokong berat badan haiwan sepenuhnya. Sebaliknya, Ichthyostega nampaknya dapat bergerak - walaupun kikuk - dalam lingkungan terestrial yang sama sekali.

Penyesuaian untuk kehidupan di darat

Serigala kelabu Mexico

Pergerakan tetrapod pertama dari persekitaran akuatik ke daratan melibatkan serangkaian perubahan radikal dari segi keadaan yang harus dieksploitasi oleh haiwan ini. Perbezaan antara air dan darat lebih jelas, seperti kepekatan oksigen.

Tetrapod pertama harus menyelesaikan serangkaian masalah, antaranya: bagaimana bergerak di persekitaran berkepadatan rendah? Bagaimana bernafas? Bagaimana cara menghasilkan semula di luar air? Dan akhirnya, bagaimana menangani turun naik di persekitaran yang tidak adakah terdapat di dalam air, seperti perubahan suhu?

Di bawah ini kita akan menerangkan bagaimana tetrapod menyelesaikan kesulitan ini, menganalisis penyesuaian yang memungkinkan mereka menjajah ekosistem daratan secara berkesan:

Pergerakan di bumi

Bunglon

Air adalah persekitaran yang padat yang memberikan sokongan yang mencukupi untuk pergerakan. Walau bagaimanapun, persekitaran daratan kurang padat dan memerlukan struktur khusus untuk pergerakan.

Masalah pertama diselesaikan dengan pengembangan anggota yang memungkinkan pergerakan binatang di persekitaran daratan, dan yang memberi nama kepada kumpulan itu. Tetrapod mempunyai endoskeleton bertulang yang membentuk empat anggota badan yang dibina di bawah rancangan pentadactyly (lima jari).

Bukti menunjukkan bahawa anggota badan tetrapod berevolusi dari sirip ikan, bersama dengan pengubahsuaian pada otot yang mengelilingi mereka, yang memungkinkan haiwan itu bangun dari tanah dan berjalan dengan cekap.

Pertukaran gas

Sekiranya kita membayangkan perjalanan dari air ke darat, masalah yang paling intuitif adalah masalah pernafasan. Di persekitaran terestrial, kepekatan oksigen sekitar 20 kali lebih tinggi daripada di air.

Haiwan akuatik mempunyai insang yang berfungsi dengan baik di dalam air. Walau bagaimanapun, dalam lingkungan terestrial, struktur ini runtuh dan tidak dapat memediasi pertukaran gas - tidak kira seberapa banyak oksigen yang ada di bumi.

Atas sebab ini, tetrapod hidup mempunyai organ dalaman yang bertanggungjawab untuk memediasi proses pernafasan. Organ-organ ini dikenali sebagai paru-paru dan merupakan penyesuaian untuk kehidupan terestrial.

Sebilangan amfibi, sebaliknya, dapat memantapkan pertukaran gas menggunakan kulitnya sebagai satu-satunya organ pernafasan, yang sangat nipis dan lembap. Berbeza dengan integumen yang dikembangkan oleh reptilia, burung dan mamalia, yang melindungi dan membiarkannya hidup di lingkungan kering, mencegah potensi pengeringan.

Burung dan reptilia memperlihatkan penyesuaian tambahan untuk mengelakkan pengeringan. Ini terdiri daripada pengeluaran sisa separa pepejal dengan asid urik sebagai sisa nitrogen. Ciri ini mengurangkan kehilangan air.

Pembiakan

Secara semula jadi, pembiakan adalah fenomena yang berkaitan dengan persekitaran air. Sebenarnya, amfibia masih bergantung pada air untuk membiak. Telurnya berharga dengan membran yang telap ke air dan akan cepat kering jika terkena persekitaran kering.

Juga, telur amfibi tidak berkembang menjadi versi miniatur bentuk dewasa. Perkembangan berlaku melalui metamorfosis, di mana telur menghasilkan larva yang, dalam kebanyakan kes, disesuaikan dengan kehidupan akuatik dan menunjukkan insang luaran.

Sebaliknya, kelompok tetrapoda yang tersisa - reptilia, burung, dan mamalia - telah mengembangkan serangkaian membran yang melindungi telur. Penyesuaian ini menghilangkan pergantungan pembiakan pada persekitaran akuatik. Dengan cara ini, kumpulan yang disebutkan itu mempunyai kitaran hidup terestrial (dengan pengecualian khusus).

Variasi persekitaran

Ekosistem perairan relatif tetap dari segi ciri persekitarannya, terutama pada suhu. Ini tidak berlaku di bumi, di mana suhu turun naik sepanjang hari, dan sepanjang tahun.

Tetrapod menyelesaikan masalah ini dengan dua cara yang berbeza. Burung dan mamalia berkembang secara endothermy. Proses ini membolehkan suhu persekitaran tetap stabil, berkat mekanisme fisiologi tertentu.

Ciri ini membolehkan burung dan mamalia menjajah persekitaran dengan suhu yang sangat rendah.

Reptilia dan amfibia menyelesaikan masalah dengan cara lain. Pengaturan suhu tidak bersifat dalaman dan mereka bergantung pada penyesuaian tingkah laku atau etologi untuk mempertahankan suhu yang mencukupi.

Ciri umum

Gajah Asia

Takson Tetrapoda dicirikan oleh kehadiran empat anggota badan, walaupun sebahagian anggotanya menjadikannya berkurang atau tidak ada (seperti ular, caecilian dan ikan paus).

Secara formal, tetrapod ditentukan oleh kehadiran quiridium, anggota badan otot yang jelas dengan jari di bahagian terminal.

Definisi kumpulan ini telah menjadi topik perbahasan yang luas di kalangan pakar. Pengarang tertentu meragui bahawa ciri "anggota badan dengan jari" cukup untuk menentukan semua tetrapod.

Di bawah ini kami akan menerangkan ciri-ciri yang paling menonjol dari wakil kumpulan hidup: amfibia, reptilia, burung dan mamalia.

Taksonomi

• Superkingdom: Eukaryota.
• Kerajaan Animalia.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Superfilous: Deuterostomi.
• Tepi: Chordata.
• Subphylum: Vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superclass: Tetrapoda.

Pengelasan

Dari segi sejarah, tetrapod telah dikelaskan kepada empat kelas: Amphibia, Reptilia, Aves, dan Mammalia.

Amfibia

Amfibi adalah haiwan dengan empat anggota badan, walaupun mereka boleh hilang dalam beberapa kumpulan. Kulit lembut dan telap ke air. Kitaran hidup mereka merangkumi tahap larva akuatik, dan peringkat dewasa hidup di persekitaran daratan.

Mereka boleh bernafas melalui paru-paru, dan beberapa pengecualian melakukannya melalui kulit. Contoh amfibia adalah katak, kodok, salamander, dan caecilian yang kurang dikenali.

Reptilia

Reptilia, seperti amfibi, biasanya mempunyai empat anggota badan, tetapi dalam beberapa kumpulan mereka telah berkurang atau hilang. Kulit tebal dan mereka mempunyai sisik. Pernafasan berlaku melalui paru-paru. Telur mempunyai penutup dan, berkat ini, pembiakan bebas dari air.

Reptilia termasuk kura-kura, kadal dan seumpamanya, ular, tuataras, buaya, dan dinosaur yang kini pupus.

Mengingat cladism, reptilia bukanlah kumpulan semula jadi, kerana ia adalah paraphyletic. Istilah terakhir merujuk kepada kumpulan yang tidak mengandungi semua keturunan nenek moyang yang paling baru. Dalam kes reptilia, kumpulan yang ditinggalkan adalah kelas Aves.

Burung

Ciri khas burung adalah pengubahsuaian anggota atas mereka dalam struktur khusus untuk penerbangan. Integumen ditutup dengan pelbagai jenis bulu.

Mereka mempunyai paru-paru sebagai struktur pertukaran gas, dan ini telah diubahsuai agar penerbangan cekap - ingatlah bahawa penerbangan adalah aktiviti yang sangat menuntut, dari sudut metabolik. Selain itu, mereka dapat mengatur suhu badan mereka (endoterm).

Mamalia

Mamalia terdiri daripada kelas yang sangat heterogen, dari segi bentuk dan cara hidup anggotanya. Mereka berjaya menjajah persekitaran daratan, air dan bahkan udara.

Mereka dicirikan terutamanya oleh adanya kelenjar susu dan rambut. Sebilangan besar mamalia mempunyai empat anggota badan, walaupun dalam beberapa kumpulan mereka berkurang dengan sangat kuat, seperti dalam bentuk bentuk air (cetacean).

Seperti burung, mereka adalah organisma endotermik, walaupun ciri ini dikembangkan oleh kedua-dua kumpulan secara bebas.

Sebilangan besar adalah viviparous, yang menunjukkan bahawa mereka melahirkan anak muda yang aktif, dan bukannya bertelur.

Rujukan

1. Clack, JA (2012). Mendapatkan asas: asal dan evolusi tetrapod. Akhbar Universiti Indiana.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Jemputan ke biologi. Macmillan.
3. Dewan, BK (Ed.). (2012). Homologi: Asas hierarki biologi perbandingan. Akhbar Akademik.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip bersepadu zoologi. McGraw - Bukit.
5. Kardong, KV (2006). Vertebrata: anatomi perbandingan, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Biologi lanjutan. Akhbar Universiti Oxford.
7. Losos, JB (2013). Panduan Princeton untuk evolusi. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Laluan Tetrapod dari zaman awal Devonian Tengah Poland. Alam, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ, & Caldwell, JP (2013). Herpetologi: biologi pengantar amfibia dan reptilia. Akhbar akademik.