TETRAPODI: EVOLUCIJA, KARAKTERISTIKE, KLASIFIKACIJA - BIOLOGIJA - 2026

U tetrapods (Tetrapoda na grčkom „četiri noge”) obuhvaćaju životinje s četiri uda, iako neki od članova su izgubili njih. Njegovi trenutni predstavnici su vodozemci, sauropsidi i sisavci.

Ova je skupina evoluirala prije oko 400 milijuna godina, u девоnskom razdoblju, od riba rebrastih rebara. Zapis o fosilima ima niz izumrlih predstavnika koji rađaju prijelaz iz vode na kopno.

Izvor: Nije naveden autor čitljiv autor. Mateuszica ~ commonswiki pretpostavio (na temelju tvrdnji o autorskim pravima)., putem Wikimedia Commonsa

Ova promjena okoliša dovela je uglavnom do prilagodbe za kretanje, disanje, reprodukciju i regulaciju temperature.

Podrijetlo i evolucija

Prema dokazima, prvi tetrapodi pojavljuju se na kraju devona, prije oko 400 milijuna godina. Dakle, do kolonizacije zemaljskih sredina došlo je kada je veliki kontingent Pangea podijeljen na dvije: Lauraziju i Gondwanu.

Smatra se da su prvi tetrapodi vodeni oblici koji bi se pomoću svojih udova mogli kretati po zemlji i ploviti u plitke vode.

Ovaj je događaj označio početak opsežnog zračenja, koje je nastalo potpuno zemaljskim oblicima i udovima koji su pružali dovoljnu potporu da se omogući zemaljska lokomocija.

Odakle dolaze tetrapodi?

Pripadnici tetrapoda potječu iz drevnog vodenog oblika. Iako se čini da peraje ribe nisu usko povezane sa zglobnim udovima tetrapoda, dublji pogled čini jasne homologne odnose.

Na primjer, fosilni Eusthenopteron sadrži podlakticu sastavljenu od humerusa, a slijede je dvije kosti, polumjer i ulna. Ovi su elementi jasno homologni udovima modernih tetrapoda. Na isti način prepoznaju se zajednički elementi na zglobu.

Nagađa se da bi Eusthenopteron mogao prskati na dnu vodene sredine svojim perajama. Međutim, ona nije mogla "hodati" kao vodozemlja (ovaj zaključak je napravljen zahvaljujući anatomiji fosila).

Čini se da se drugi fosil, Tiktaalik, uklapa u prijelazni oblik između riba pera i tetrapa. Ovaj je organizam vjerojatno nastanjivao plitkom vodom.

Dobro oblikovani udovi vidljivi su na fosilima Acanthostega i Ichthyostega. Međutim, čini se da pripadnici prvog roda nisu dovoljno jaki da podupiru svu težinu životinje. Suprotno tome, čini se da se ihtiostega može kretati - iako nespretno - u potpuno zemaljskim sredinama.

Prilagodbe za život na kopnu

Meksički sivi vuk

Kretanje prvih tetrapoda iz vodenog okoliša u kopneni pretpostavlja niz radikalnih promjena u pogledu uvjeta koje su ove životinje morale iskoristiti. Razlike između vode i kopna više su nego očite, poput koncentracije kisika.

Prvi tetrapodi morali su riješiti niz problema, među njima: kako se kretati u okruženju niže gustoće? Kako disati? Kako se razmnožavati izvan vode? I na kraju, kako se nositi s fluktuacijama u okruženju koje nisu postoje li u vodi, poput temperaturnih razlika?

U nastavku ćemo opisati kako su tetrapodi riješili ove poteškoće, analizirajući prilagodbe koje su im omogućile učinkovitu kolonizaciju kopnenih ekosustava:

Pomicanje na zemlji

Kameleon

Voda je gusti okoliš koji pruža dovoljnu potporu za kretanje. Međutim, zemaljsko je okruženje manje gusto i za kretanje su potrebne specijalizirane strukture.

Prvi problem riješen je razvojem članova koji su dopuštali kretanje životinja na zemaljskom okruženju, a koji je dao ime grupi. Tetrapodi imaju koštani endoskelet koji tvori četiri udova izgrađena prema planu pentadaktilije (pet prstiju).

Dokazi sugeriraju da su se ulošci tetrapoda razvili iz peraja ribe, zajedno s modifikacijama okolnih mišića, omogućavajući životinji da se digne s tla i efikasno hoda.

Razmjena plina

Zamišljamo li prelazak iz vode u kopno, najintimitivniji problem je pitanje disanja. U zemaljskim je okruženjima koncentracija kisika oko 20 puta veća nego u vodi.

Vodene životinje imaju škrge koja vrlo dobro djeluju u vodi. Međutim, u zemaljskim okruženjima ove se strukture urušavaju i nisu u mogućnosti posredovati plinovitu razmjenu - bez obzira koliko obilnih kisika ima na zemlji.

Iz tog razloga, živi tetrapodi imaju unutarnje organe koji su odgovorni za posredovanje respiratornih procesa. Ti su organi poznati kao pluća i prilagodbe su za zemaljski život.

Neki vodozemci, s druge strane, mogu posredovati u izmjeni plina koristeći svoju kožu kao jedini dišni organ, koji je vrlo tanak i vlažan. Za razliku od integriteta koje su stvorili gmazovi, ptice i sisari, koji su zaštitni i omogućuju im život u suhom okruženju, sprječavajući potencijalno isušivanje.

Ptice i gmizavci pokazuju dodatne prilagodbe radi sprečavanja isušivanja. Oni se sastoje od proizvodnje polučvrstih otpada s mokraćnom kiselinom kao dušičnim otpadom. Ova značajka smanjuje gubitak vode.

Reprodukcija

Umjetnost reprodukcije je fenomen vezan za vodene sredine. Zapravo, vodozemci su još uvijek ovisni o vodi kako bi se mogli razmnožavati. Njihova jaja koštaju membranu koja je propusna za vodu i koja bi se brzo osušila ako bi bila izložena suhom okruženju.

Također, amfibijska jaja se ne razvijaju u minijaturnu verziju odraslog oblika. Razvoj se događa metamorfozom, gdje jaje daje plodu ličinki koja je u većini slučajeva prilagođena vodenom životu i ima vanjske škrle.

Nasuprot tome, preostale skupine tetrapoda - gmazovi, ptice i sisari - razvile su niz membrana koje štite jaje. Ova prilagodba uklanja ovisnost reprodukcije o vodenom okolišu. Na ovaj način navedene skupine imaju potpuno zemaljske životne cikluse (sa svojim specifičnim iznimkama).

Varijacije okoliša

Vodeni ekosustavi relativno su konstantni u pogledu svojih okolišnih karakteristika, posebno u pogledu temperature. To se ne događa na zemlji, gdje temperature fluktuiraju tijekom dana, i tijekom cijele godine.

Tetrapodi su taj problem riješili na dva različita načina. Ptice i sisavci konvergentno su razvili endotermiju. Ovaj postupak omogućava održavanje temperature okoliša stabilnom, zahvaljujući određenim fiziološkim mehanizmima.

Ova karakteristika omogućuje pticama i sisarima kolonizaciju okoliša s vrlo niskim temperaturama.

Gmazovi i vodozemci riješili su problem na drugi način. Regulacija temperature nije unutarnja i ovisi o bihevioralnim ili etološkim prilagodbama za održavanje odgovarajuće temperature.

Opće karakteristike

Azijski slon

Takson Tetrapoda karakterizira prisutnost četiri udova, iako su neki od njegovih članova smanjeni ili odsutni (poput zmija, cecelija i kitova).

Formalno, tetrapodi su definirani prisutnošću kiridija, dobro definiranog mišićnog uda s prstima u terminalnom dijelu.

Definicija ove skupine bila je predmet široke rasprave među stručnjacima. Neki autori sumnjaju da su karakteristike "udovi prstima" dovoljne za definiranje svih tetrapoda.

U nastavku ćemo opisati najistaknutije karakteristike živih predstavnika skupine: vodozemaca, gmazova, ptica i sisavaca.

taksonomija

• Superkingdom: Eukaryota.
• Kraljevstvo Animalije.
• Subkingdom: Eumetazoa.
• Vrhunski: Deuterostomija.
• Rub: Chordata.
• Subphylum: Vertebrata.
• Infrafil: Gnathostomata.
• Superklasa: Tetrapoda.

Klasifikacija

Povijesno gledano, tetrapodi su svrstani u četiri klase: Amfibija, Reptilija, Aves i Mammalia.

vodozemci

Vodozemci su životinje s četiri udova, iako se u nekim skupinama mogu izgubiti. Koža je meka i propusna za vodu. Njihov životni ciklus uključuje faze vodenih ličinki, a odrasle faze žive u zemaljskim okruženjima.

Oni mogu disati kroz pluća, a neke iznimke to čine i kroz kožu. Primjeri vodozemaca su žabe, krastače, salamanderi i manje poznati cacicili.

gmazovi

Reptili, poput vodozemaca, obično imaju četiri udova, ali u nekim su skupinama smanjeni ili izgubljeni. Koža je gusta i imaju ljuske. Respiracija se javlja kroz pluća. Jaja imaju pokrov i zahvaljujući tome razmnožavanje je neovisno o vodi.

Gmazovi uključuju kornjače, guštere i slično, zmije, tuatare, krokodile i sada već izumrle dinosaure.

U svjetlu kladizma, gmazovi nisu prirodna skupina, kao što su parafilski. Potonji se termin odnosi na skupine koje ne sadrže sve potomke najnovijeg zajedničkog pretka. Kod gmazova skupina koja je izostavljena je klasa Aves.

ptice

Najkarakterističnija karakteristika ptica je modifikacija njihovih gornjih udova u specijaliziranim strukturama za let. Pokrov je prekriven različitim vrstama perja.

Imaju pluća kao strukturu za razmjenu plina, a ta su modificirana tako da je let učinkovit - sjetite se da je let s metaboličkog stanovišta izuzetno zahtjevna aktivnost. Osim toga, oni su u stanju regulirati tjelesnu temperaturu (endotermi).

sisavci

Sisavci čine vrlo heterogenu klasu, u pogledu forme i načina života svojih članova. Uspjeli su kolonizirati zemaljska, vodena, pa čak i zračna okruženja.

Karakterizira ih prvenstveno prisutnost mliječnih žlijezda i dlaka. Većina sisavaca ima četiri udova, iako su u nekim skupinama snažno reducirani, kao u slučaju vodenih oblika (kitovi).

Poput ptica, oni su endotermični organizmi, premda su obje skupine samostalno razvile ovu karakteristiku.

Velika većina je živorodna, što podrazumijeva da rađaju aktivno mladiće, a ne da polažu jaja.

Reference

1. Clack, JA (2012). Osnaživanje: podrijetlo i evolucija tetrapoda. Indiana University Press.
2. Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
3. Hall, BK (ur.). (2012). Homologija: hijerarhijska osnova komparativne biologije. Akademska štampa.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
6. Kent, M. (2000). Napredna biologija. Oxford University Press.
7. Losos, JB (2013). Princeton vodič za evoluciju. Princeton University Press.
8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Tetrapodske staze iz ranog srednjovonskog razdoblja Poljske. Priroda, 463 (7277), 43.
9. Vitt, LJ i Caldwell, JP (2013). Herpetologija: uvodna biologija vodozemaca i gmazova. Akademska štampa.