Aterizarea vertebratelor - cale evolutivă

aterizarea

375 milioane de ani
sau cu 92 de metri înainte de astăzi

Perioada: Paleozoic/Devonian

Schimbările rapide multiple ale climei și un conținut mai scăzut de oxigen în apă duc la a treia mare dispariție. La aceasta contribuie și o creștere puternică a vulcanismului, care este probabil cauzată de schimbări continentale mari. Trei sferturi din toate speciile acvatice sunt afectate. Amfibienii - vertebrate care respiră aer și pot trăi pe uscat - deschid terenul ca un nou habitat. A apărut primul celacant - sunt și astăzi acolo.

Este prezentată o Tiktaalik roseae.

Mările calde puțin adânci acoperă părți ale continentelor. Clima este inițial caldă, asemănătoare cu cea din prezent în Europa. Mai târziu, regiunile polare se răcesc treptat. America de Sud, care este aproape de Polul Sud, este deosebit de afectată.

Aceste informații într-un limbaj simplu evokids.de.

La aproximativ 100 de milioane de ani după plante, în Devonianul superior cu peste 390 de milioane de ani în urmă, vertebratele au început să cucerească pământul ca habitat. Anterior, viermii și artropodele au cucerit deja continentul. Se poate specula doar despre motivele sau constrângerile acestei evoluții. Din punct de vedere evolutiv, este clar că remodelarea extremităților a fost cel puțin atât de avansată încât locomoția pe uscat a fost posibilă. Dezvoltarea a avut loc probabil în cazul în care habitatele acvatice ale animalelor au căzut adesea uscate și adaptarea la un mod de viață cel puțin parțial terestru a oferit avantaje. Dar, de asemenea, extinderea sau schimbarea alimentelor preferate poate fi un avantaj de selecție pentru așezarea continentului.

De la aripioare la extremități

Ordinea Celacant (Crossopterygiformes), ai căror reprezentanți actuali și fosili păreau, din punct de vedere anatomic, să fie cei mai potriviți pentru viața pe uscat. Între timp, însă, studiile genetice moleculare au arătat că amfibienii, reptilele, păsările și mamiferele sunt mai aproape de cei care încă trăiesc în Africa, America de Sud și Australia Pescuitul pulmonar (Dipnoi) sunt înrudite și, prin urmare, excursia la uscat a vertebratelor a avut loc prin această subclasă a finisherului de carne.

Lungfish australian (Neoceratodus forsteri). (Autor: Vassil - Licență: domeniu public (CC0 1.0) https://www.fischlexikon.eu/fischlexikon/fische-suchen.php?fisch_id=0000001522#)

Este destul de sigur că picioarele viitoarelor vertebrate terestre s-au dezvoltat deja în apă. O fosilă de aripi de carne bine conservată (Elpistostege) arată că aripioarele au fost deja transformate în extremitățile vertebratelor terestre ulterioare, deși acest animal este încă în mod clar un pește. Cu toate acestea, scheletul este foarte asemănător cu vertebratele terestre timpurii, cum ar fi Ichthyostega sau Acanthostega, de asemenea din cauza lipsei aripioarelor dorsale și anale nepereche, altfel tipice pentru pești. Cu toate acestea, acestea diferă în ceea ce privește structura osoasă și dezvoltarea embrionară, astfel încât o tranziție evolutivă de la elementele individuale este dificil de explicat. Până în prezent, întrebările rămân fără răspuns cu privire la modificările fenotipice complicate ale pieselor scheletului aripioarelor de pește în elemente realizate manual sau cu piciorul.

Ichthyostega, Probabil prima vertebrată terestră: reconstrucția craniului pe baza descoperirilor fosile (stânga) și model (dreapta). Doar fosilele posterioare ale extremităților au supraviețuit; sunt construite în formă de paletă. (Sursa: Skull: FunkMonk, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ichthyostega_skull.jpg; Model: Dr. Günter Bechly, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ichthyostega_model.jpg)

Elpistostegalia îl include și pe cel afișat pe semn Tiktaalik. Oasele sale ale craniului indică, de asemenea, că aceasta este o formă de mozaic între un pește și o vertebrată terestră timpurie. În timp ce razele de înotătoare, maxilarul inferior și palatul corespund în mod clar cu cele ale peștilor, tulpinile de înotătoare au deja coate și încheieturi. La fel ca și craniul, brâul pelvian prezintă deja mai multe trăsături care mai târziu devin tipice pentru vertebratele care locuiesc pe uscat. Spre deosebire de peștele real, craniul din Tiktaalik are o pereche de oase frontale și parietale.

Tiktaalik roseae fosil la Institutul Regal Belgian de Științe ale Naturii. (Sursa: Esv - Eduard Solà și Petter Bøckman https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tiktaalik_belgium_II.jpg)

Cerințe pentru viața pe uscat

Ichthyostega este numit primul animal care trăiește exclusiv pe uscat sau cel puțin este primul animal care trăiește pe pământ, din care am găsit fosile. Cu toate acestea, Ichthyostega are un număr neobișnuit de mare de trăsături care nu se găsesc nici la pești, nici la animalele terestre ulterioare, astfel încât se poate presupune că viitoarele descoperiri fosile vor putea descrie mai bine mișcarea pe teren a vertebratelor.

Capacitatea, Oxigenul atmosferic a respira se găsește deja în pulmonul timpuriu, conversia straturile exterioare ale pielii a avut loc după concediul de la mal.

Locomoţie

Interesant este că celacii înoată într-un fel de „mănăstire” fără să fi trăit vreodată pe uscat. Aceasta înseamnă că piciorul din față drept și piciorul din spate stâng, sau piciorul din stânga din față și piciorul din dreapta din spate, sunt deplasate mai mult sau mai puțin simultan, sau ridicate de la sol și repuse din nou. Acest tip de locomoție poate fi observat și la reptile precum crocodilii și indică faptul că locomoția pe uscat nu trebuia învățată de animale.

Adaptarea reproducerii

În timp ce amfibienii încă depind de apă pentru reproducere, în care își depun ouăle și animalele își pot petrece cel puțin stadiul de tinerețe, vertebratele care trăiesc pe uscat au trebuit să dezvolte un mecanism alternativ de reproducere. Abilitatea de a se reproduce complet în afara apei avea potențialul ca vertebratele terestre timpurii să deschidă noi habitate și să evite astfel concurența din partea altor specii. Odată cu dezvoltarea Ou amniotic, Așa cum se întâmplă astăzi cu reptile, păsări și monotoni, acest potențial ar putea fi folosit. Vertebratele terestre au putut acum să se răspândească în regiuni foarte uscate și să colonizeze continentele peste tot.

Monotremele sunt mamifere care nu au născut încă descendenți vii, dar care încă depun ouă. Echidna și ornitorincul sunt încă exemple vii ale acestor mamifere. Ambele grupuri se găsesc și astăzi în Australia și Noua Guinee și sunt grav amenințate.

Echidna (arici cu bec scurt) și ornitorinc ca exemple de monotreme care sunt încă în viață astăzi. (Surse: Echidna: fir0002 | flagstaffotos.com.au, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wild_shortbeak_echidna.jpg, licență CC BY-NC; ornitorinc: Stefan Kraft, https: //commons.wikimedia. org/wiki/Fișier: Platypus.jpg)

Oul amniot: dezvoltare în apă - chiar și pe uscat

În oul amniotic, embrionul crește într-o cavitate (cavitate amniotică, sac amniotic) umplută cu lichid (lichid amniotic). Aceasta este complet închisă de o piele, amnionul și de obicei încă învelită de alte membrane sau cochilii. Spre deosebire de amfibieni, a căror dezvoltare include încă un stadiu larvar acvatic, amniotele se maturizează complet în acest ou.

Ou amniot: Se construiește folosind exemplul unui ou de pui necloșat (stânga) și a unui embrion care crește într-un ou (dreapta).

Cu rezervorul său de apă, aportul de substanțe nutritive și coaja de protecție, oul funcționează ca o capsulă de supraviețuire autonomă pentru embrion, ceea ce face posibilă o etapă fetală în primul rând. Lichidul amniotic protejează embrionul de deshidratare, printre altele. Sacul gălbenuș și alantoida sunt asociate cu spațiile intraembrionare. Nutrienții sunt furnizați fătului prin sacul gălbenuș; alantoida absoarbe produse embrionare care conțin azot din embrion, adică urina fetală și participă la schimbul de gaze.

Protecție împotriva deshidratării

La fel ca plantele din trecut când au ajuns pe uscat, vertebratele au dezvoltat o protecție a pielii lor exterioare împotriva uscării. Este în mare parte alcătuită din proteine ​​din fibre (cheratină), numite și corn. Aceste proteine ​​sunt insolubile în apă și sunt greu de descompus, motiv pentru care servesc atât ca barieră de evaporare, cât și ca protecție mecanică împotriva rănirii.

Evoluția vertebratelor pe uscat

La baza dezvoltării la aterizarea vertebratelor se aflau Seymouria. Aceasta este o formă de mozaic care combină trăsăturile amfibienilor și reptilelor și dezvoltată la începutul Permianului. Scheletul în special este numărat printre caracteristicile reptilelor. Originalitatea craniului este subliniată de faptul că nu existau ferestre temporale. Ferestrele temporale lipsă sunt o caracteristică a grupului de Anapside, care sunt, de asemenea, denumite necorespunzătoare temporale.

Dintr-un grup suror al Seymuoriamorpha, Diadectomorpha, linia Chelonia, care astăzi este reprezentată doar de broasca țestoasă verde (Chelonia mydas). O altă divizare timpurie a apărut prin dezvoltarea celor descrise mai sus Ichthyosaurs si Plesiozaurii. Ambele linii s-au dezvoltat din reptilele trunchiului.

În epoca triasică, răspândirea primelor reptile a început cu două ferestre ale templului (Diapsis) care a evoluat de la eosucieni. Arhosaurii și lepidosaurii, precum și avicephala pot fi derivați din eosuchieni. Reptilele asemănătoare broaștelor țestoase s-au dezvoltat din eosucieni în Permian și și-au păstrat caracteristicile externe până în prezent.

Din lepidosauria primitivă a apărut Tăpărești solzi, mai ales șopârlele și șerpii. Atât șopârlele, cât și șerpii se caracterizează printr-un tip de craniu diapsidic, care a suferit modificări ample prin reducerea arcului zigomatic. Un alt grup, Thecodontierul, s-a dezvoltat de la sfârșitul Permianului până în Triasic. Teodontierul și formele derivate din acesta sunt cunoscute astăzi sub numele de Arhosaurii rezumat. În cursul dezvoltării ulterioare, de la Jurasic la Cretacic, teododienii s-au dezvoltat și în cei cunoscuți de toți Dinozaur la fel de bine ca Pterozaurii. O altă linie duce la Păsări. Dezvoltarea păsărilor probabil a început doar în Jura. [KHB]