Evolusi tetrapoda, karakteristik, taksonomi dan klasifikasi



itu tetrapoda (Tetrapoda, dalam bahasa Yunani "empat kaki") termasuk hewan dengan empat anggota badan, meskipun beberapa anggota telah kehilangan mereka. Perwakilan mereka saat ini adalah amfibi, sauropsid, dan mamalia.

Kelompok ini berevolusi sekitar 400 juta tahun yang lalu, pada periode Devonian dari ikan bersel lobed. Catatan fosil memiliki serangkaian perwakilan yang sudah punah yang memberi cahaya pada transisi dari air ke darat.

Perubahan lingkungan ini mengarah pada pengembangan adaptasi untuk penggerak, respirasi, reproduksi dan pengaturan suhu, terutama.

Indeks

  • 1 Asal dan evolusi
    • 1.1 Dari mana asal tetrapoda??
  • 2 Adaptasi untuk kehidupan di bumi
    • 2.1 Penggerak di Bumi
    • 2.2 Pertukaran gas
    • 2.3 Reproduksi
    • 2.4 Variasi lingkungan
  • 3 karakteristik umum
  • 4 Taksonomi
  • 5 Klasifikasi
    • 5.1 Amfibi
    • 5.2 Reptil
    • 5.3 Burung
    • 5.4 Mamalia
  • 6 Referensi

Asal dan evolusi

Menurut bukti, tetrapoda pertama muncul di akhir Devonian, sekitar 400 juta tahun yang lalu. Jadi, kolonisasi lingkungan terestrial terjadi ketika benua besar Pangea terfragmentasi menjadi dua: Laurasia dan Gondwana.

Dipercayai bahwa tetrapoda pertama adalah bentuk air yang dapat menggunakan anggotanya yang masih muda untuk bergerak di tanah dan menavigasi ke perairan dangkal.

Peristiwa ini menandai awal dari suatu radiasi yang luas, yang berasal dari bentuk terestrial total dan dengan anggota badan yang memberikan dukungan yang cukup untuk memungkinkan penggerak terestrial..

Dari mana asal tetrapoda??

Anggota tetrapoda berasal dari bentuk akuatik leluhur. Meskipun sirip ikan tampaknya tidak terlalu dekat dengan anggota tetrapoda yang diartikulasikan, penglihatan yang lebih dalam memperjelas hubungan yang homolog.

Misalnya, fosilnya Eusthenopteron Memiliki lengan bawah yang dibentuk oleh humerus, diikuti oleh dua tulang, jari-jari dan ulna. Elemen-elemen ini jelas homolog dengan ekstremitas tetrapoda saat ini. Dengan cara yang sama, mereka mampu mengenali elemen bersama di pergelangan tangan.

Diperkirakan itu Eusthenopteron Saya bisa memercik di bagian bawah lingkungan akuatik dengan siripnya. Namun, saya tidak bisa "berjalan" seperti halnya amfibi (kesimpulan ini dibuat berkat anatomi fosil).

Fosil lain, Tiktaalik, Tampaknya cocok antara bentuk transisi antara sirip melengkung dan tetrapoda. Organisme ini mungkin hidup di air dangkal.

Tungkai yang terbentuk dengan baik terlihat jelas dalam fosil Acanthostega e Ichthyostega. Namun, anggota genus pertama tampaknya tidak cukup kuat untuk mempertahankan berat penuh hewan. Sebaliknya, Ichthyostega tampaknya dapat bergerak - meskipun dengan kecanggungan tertentu - di lingkungan yang sepenuhnya terestrial.

Adaptasi untuk kehidupan di bumi

Pergerakan tetrapoda pertama dari lingkungan akuatik ke lingkungan darat mengandaikan serangkaian perubahan radikal sejauh kondisi yang harus diledakkan oleh hewan-hewan ini. Perbedaan antara air dan tanah lebih dari jelas, seperti konsentrasi oksigen.

Tetrapoda pertama harus menyelesaikan serangkaian kerugian, termasuk: bagaimana bergerak di lingkungan yang kepadatannya lebih rendah, cara bernapas ?, bagaimana mereproduksi di luar air?, Dan akhirnya, bagaimana menghadapi fluktuasi lingkungan yang tidak hadir di dalam air, seperti variasi suhu?

Selanjutnya kita akan menjelaskan cara tetrapoda menyelesaikan kesulitan ini, menganalisis adaptasi yang memungkinkan mereka menjajah ekosistem terestrial yang efektif:

Penggerak di Bumi

Air adalah lingkungan padat yang menyediakan dukungan yang cukup untuk penggerak. Namun, lingkungan darat kurang padat dan membutuhkan struktur khusus untuk pergerakan.

Masalah pertama diselesaikan dengan pengembangan anggota yang memungkinkan perpindahan hewan di lingkungan darat, dan yang memberi nama kelompok itu. Tetrapoda memiliki endoskeleton tulang yang membentuk empat anggota yang dibangun di bawah rencana pentadaktili (lima jari).

Bukti menunjukkan bahwa anggota tetrapoda berevolusi dari sirip ikan, bersama dengan modifikasi otot-otot sekitarnya, memungkinkan hewan untuk bangkit dari tanah dan berjalan secara efisien.

Pertukaran gas

Jika kita membayangkan aliran air ke bumi, masalah yang paling intuitif adalah masalah pernapasan. Dalam lingkungan terestrial, konsentrasi oksigen sekitar 20 kali lebih tinggi daripada di air.

Hewan air memiliki insang yang bekerja sangat baik di dalam air. Namun, di lingkungan terestrial, struktur ini runtuh dan tidak mampu memediasi pertukaran gas - tidak peduli seberapa banyak oksigen di Bumi.

Karena alasan ini, tetrapoda yang hidup memiliki organ internal yang bertanggung jawab untuk memediasi proses pernapasan. Organ-organ ini dikenal sebagai paru-paru dan merupakan adaptasi untuk kehidupan darat.

Beberapa amfibi, sementara itu, dapat memediasi pertukaran gas menggunakan satu-satunya kulit mereka, yang sangat tipis dan lembab, sebagai satu-satunya organ pernapasan. Berbeda dengan tegumen yang dikembangkan oleh reptil, burung dan mamalia, yang bersifat melindungi dan memungkinkan mereka untuk hidup di lingkungan yang kering, mencegah kekeringan potensial..

Burung dan reptil menunjukkan adaptasi tambahan untuk mencegah pengeringan. Ini terdiri dari produksi limbah semi-padat dengan asam urat sebagai limbah nitrogen. Fitur ini mengurangi kehilangan air.

Reproduksi

Terlebih lagi, reproduksi adalah fenomena yang terkait dengan lingkungan perairan. Padahal, amfibi masih bergantung pada air untuk dapat bereproduksi. Telur mereka berharga dengan selaput yang permeabel terhadap air dan itu akan cepat kering jika terkena lingkungan yang kering.

Selain itu, telur amfibi tidak berkembang menjadi versi miniatur bentuk dewasa. Perkembangan terjadi melalui metamorfosis, di mana telur menimbulkan larva yang, dalam banyak kasus, disesuaikan dengan kehidupan air dan menunjukkan insang eksternal.

Sebaliknya, kelompok tetrapoda yang tersisa - reptil, burung, dan mamalia - telah mengembangkan serangkaian membran yang melindungi telur. Adaptasi ini menghilangkan ketergantungan pada reproduksi di lingkungan akuatik. Dengan cara ini, kelompok-kelompok tersebut memiliki siklus kehidupan terestrial yang lengkap (dengan pengecualian spesifik mereka).

Variasi lingkungan

Ekosistem akuatik relatif konstan dalam hal karakteristik lingkungannya, terutama pada suhu. Ini tidak terjadi di bumi, di mana suhu berfluktuasi sepanjang hari, dan sepanjang tahun.

Tetrapoda memecahkan masalah ini dengan dua cara berbeda. Burung dan mamalia secara konvergen mengembangkan endotermia. Proses ini memungkinkan untuk menjaga stabilitas suhu lingkungan, berkat mekanisme fisiologis tertentu.

Fitur ini memungkinkan burung dan mamalia untuk berkoloni di lingkungan dengan suhu yang sangat rendah.

Reptil dan amfibi memecahkan masalah dengan cara lain. Pengaturan suhu tidak internal dan tergantung pada adaptasi perilaku atau etologis untuk mempertahankan suhu yang memadai.

Karakteristik umum

Takson Tetrapoda ditandai oleh kehadiran empat anggota badan, meskipun beberapa anggotanya telah berkurang atau tidak ada (seperti ular, caecilian, dan paus).

Secara formal, tetrapoda ditentukan oleh kehadiran quiridio, anggota badan berotot yang terdefinisi dengan jari di bagian terminal.

Definisi kelompok ini telah menjadi bahan perdebatan luas di antara para ahli. Beberapa penulis meragukan bahwa karakteristik "tungkai dengan jari" sudah cukup untuk mendefinisikan semua tetrapoda.

Selanjutnya kita akan menggambarkan karakteristik paling menonjol dari perwakilan kelompok yang masih hidup: amfibi, reptil, burung dan mamalia.

Taksonomi

  • Superreino: Eukaryota.
  • Kerajaan: Animalia.
  • Subrein: Eumetazoa.
  • Superfile: Deuterostomy.
  • Filum: Chordata.
  • Subphylum: Vertebrata.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Superclass: Tetrapoda.

Klasifikasi

Secara historis, tetrapoda telah diklasifikasikan ke dalam empat kelas: Amphibia, Reptilia, Burung dan Mammalia.

Amfibi

Amfibi adalah hewan dengan empat anggota badan, meskipun mereka dapat hilang dalam beberapa kelompok. Kulit lunak dan permeabel terhadap air. Siklus hidupnya meliputi tahap larva air, dan keadaan dewasa hidup di lingkungan darat.

Mereka dapat bernapas melalui paru-paru, dan beberapa pengecualian terjadi melalui kulit. Contoh amfibi adalah katak, kodok, salamander, dan caecilian yang kurang dikenal.

Reptil

Reptil, seperti amfibi, umumnya memiliki empat anggota, tetapi dalam beberapa kelompok mereka telah berkurang atau hilang. Kulitnya tebal dan bersisik. Pernafasan terjadi melalui paru-paru. Telur memiliki penutup dan, berkat ini, reproduksi tidak tergantung pada air.

Reptil termasuk kura-kura, kadal dan sekutu, ular, tuatara, buaya dan dinosaurus yang sekarang punah.

Dalam terang cladism, reptil bukanlah kelompok alami, karena mereka paraphyletic. Istilah yang terakhir mengacu pada kelompok yang tidak mengandung semua keturunan nenek moyang bersama terbaru. Dalam kasus reptil, grup yang tetap berada di luar adalah kelas Aves.

Burung

Karakteristik burung yang paling khas adalah modifikasi anggota tubuh bagian atas dalam struktur khusus untuk terbang. Tegument ditutupi oleh berbagai jenis bulu.

Mereka memiliki paru-paru sebagai struktur pertukaran gas, dan ini telah dimodifikasi sehingga penerbangan menjadi efisien - ingat bahwa penerbangan adalah aktivitas yang sangat menuntut, dari sudut pandang metabolisme. Selain itu, mereka dapat mengatur suhu tubuh mereka (endoterm).

Mamalia

Mamalia terdiri dari kelas yang sangat heterogen, dalam hal bentuk dan cara hidup para anggotanya. Mereka telah berhasil menjajah lingkungan darat, perairan dan bahkan udara.

Mereka dicirikan terutama oleh kehadiran kelenjar susu dan rambut. Sebagian besar mamalia memiliki empat anggota badan, meskipun dalam beberapa kelompok mereka sangat berkurang, seperti dalam kasus bentuk air (cetacean).

Seperti burung, mereka adalah organisme endotermik, walaupun fitur ini dikembangkan oleh kedua kelompok secara independen.

Sebagian besar vivipar, yang menyiratkan bahwa mereka melahirkan seorang pemuda yang aktif, bukannya bertelur.

Referensi

  1. Clack, J. A. (2012). Memperoleh tanah: asal dan evolusi tetrapoda. Indiana University Press.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Undangan untuk biologi. Macmillan.
  3. Hall, B. K. (Ed.). (2012). Homologi: Dasar hierarki biologi komparatif. Pers Akademik.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
  6. Kent, M. (2000). Biologi tingkat lanjut. Oxford University Press.
  7. Losos, J. B. (2013). Panduan Princeton untuk evolusi. Princeton University Press.
  8. Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, P. E. (2010). Jalur kereta api Tetrapod dari periode Devonian Tengah awal Polandia. Alam, 463(7277), 43.
  9. Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013). Herpetologi: biologi pengantar amfibi dan reptil. Pers akademis.