Четвероногие (наземные позвоночные)

Млекопитающие (Mammalia)

† Синапсиды (Synapsida)

Птицы (Aves)

Пресмыкающиеся (Reptilia)

Земноводные (Amphibia)

Основные характеристики

Основные характеристики четвероногих включают в себя:

• четыре конечности (или происходят от предков с четырьмя конечностями);
• скелет и мышцы, которые обеспечивают надлежащую поддержку и передвижение;
• черепные кости, стабилизирующие голову во время движения;
• слой мертвых клеток, который снижает темпы испарение воды через поверхность тела;
• развитый мышечный язык;
• паращитовидные железы;
• гардерова железа;
• орган обоняния (вомероназальный орган), который позволяет улавливать феромоны и играет определенную роль в формировании вкуса и запаха;
• отсутствие внутренних жабр.

Адаптации для жизни на земле

Перемещение первых четвероногих из водной среды к наземной предполагает ряд радикальных изменений в условиях, в которых эти животные должны были взорваться. Различия между водой и землей более чем очевидны, например, концентрация кислорода.

Первые четвероногие должны были решить ряд недостатков, в том числе: как перемещаться в среде с меньшей плотностью, как дышать, как размножаться вне воды, и, наконец, как бороться с колебаниями окружающей среды, которые не присутствуют в воде, такие как изменения температуры?

Далее мы опишем, как тетрапод решили эти трудности, проанализировав приспособления, позволившие им эффективно колонизировать наземные экосистемы:

Локомоция на Земле

Вода — это плотная среда, которая обеспечивает достаточную поддержку для передвижения. Тем не менее, земная среда менее плотная и требует специализированных структур для движения.

Первая проблема была решена с развитием участников, которые позволили перемещать животных по земной среде, и которые дали группе их имя. У тетрапод есть эндоскелет из кости, который образует четыре члена, построенных по плану пентадактилии (пять пальцев)..

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что члены четвероногих эволюционировали из плавников рыбы вместе с изменениями окружающих мышц, позволяя животному подниматься с земли и эффективно ходить..

Газообмен

Если мы представим прохождение воды на землю, самая интуитивная проблема — это тема дыхания. В земной среде концентрация кислорода примерно в 20 раз выше, чем в воде.

У водных животных есть жабры, которые очень хорошо работают в воде. Однако в земной среде эти структуры разрушаются и не способны обеспечивать газообмен — независимо от того, сколько кислорода на Земле..

По этой причине живые четвероногие обладают внутренними органами, ответственными за опосредование дыхательных процессов. Эти органы известны как легкие и являются приспособлениями для земной жизни..

Между тем, некоторые амфибии могут опосредовать газообразный обмен, используя свою единственную кожу, которая очень тонкая и влажная, в качестве единственного дыхательного органа. В отличие от тегумов, разработанных рептилиями, птицами и млекопитающими, они являются защитными и позволяют им жить в сухих условиях, предотвращая возможное высыхание.

Птицы и рептилии демонстрируют дополнительные приспособления для предотвращения высыхания. Они состоят из производства полутвердых отходов с мочевой кислотой в качестве азотистых отходов. Эта функция уменьшает потери воды.

воспроизведение

Вначале размножение — это явление, связанное с водной средой. На самом деле, амфибии все еще зависят от воды, чтобы иметь возможность размножаться. Их яйца стоят с мембраной, которая проницаема для воды и которая быстро высохнет при воздействии сухой среды.

Кроме того, яйца амфибий не превращаются в миниатюрную версию взрослой формы. Развитие происходит через метаморфозу, когда яйцеклетка дает начало личинке, которая в большинстве случаев приспособлена к водной жизни и имеет внешние жабры.

Напротив, оставшиеся группы тетрапод — рептилии, птицы и млекопитающие — создали ряд мембран, защищающих яйцо. Эта адаптация устраняет зависимость от размножения в водной среде. Таким образом, упомянутые группы имеют полностью земные жизненные циклы (с их конкретными исключениями).

Экологические изменения

Водные экосистемы относительно постоянны по своим характеристикам окружающей среды, особенно по температуре. Это не происходит на земле, где температура колеблется в течение дня и года.

Тетраподы решили эту проблему двумя различными способами. У птиц и млекопитающих сходится эндотермия. Этот процесс позволяет поддерживать стабильную температуру окружающей среды, благодаря определенным физиологическим механизмам.

Эта функция позволяет птицам и млекопитающим колонизировать окружающую среду с очень низкими температурами.

Рептилии и амфибии решили проблему по-другому. Регулирование температуры не является внутренним и зависит от поведенческих или этологических адаптаций для поддержания адекватной температуры.

Общие характеристики

Таксон Tetrapoda характеризуется наличием четырех конечностей, хотя некоторые из его членов уменьшены или отсутствуют (например, змеи, цецилии и киты).

Формально тетрапод определяются наличием quiridio, четко выраженной мышечной конечности с пальцами в терминальной части..

Далее мы опишем наиболее выдающиеся характеристики живых представителей группы: земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих.

Классификация Четвероногих животных

Надкласс Четвероногие делится на 4 ныне живущих класса (Млекопитающие (Mammalia), Птицы (Aves), Пресмыкающиеся (Reptilia), Земноводные (Amphibia)) и один вымерший — Синапсиды (Synapsida). При этом Земноводные (Amphibia) представляют собой предковою парафилетическую группу, а все остальные классы образуют кладу Амниоты (Amniota). В свою очередь, пресмыкающиеся являются парафилетической группой по отношению к птицам, а синапсиды — к млекопитающим.

Особое место в надклассе занимают первоначальные позднедевонские семейства четвероногих, иногда их переносят с класса Amphibia, включая как отдельный специфический отряд Ichthyostegalia, или как отдельные семейства вне какого-либо класса.

Надцарство: Эукариоты -Царство: Животные — Подцарство: Эуметазои — Раздел: Билатеральные — Надтип: Вторичноротые — Тип: Хордовые — Подтип: Позвоночные — Инфратип: Челюстноротые —

классификация

Исторически сложилось, что четвероногие были разделены на четыре класса: амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие..

амфибия

Амфибии — животные с четырьмя конечностями, хотя они могут быть потеряны в некоторых группах. Кожа мягкая и проницаемая для воды. Его жизненный цикл включает водные личиночные стадии, а взрослые государства живут в земной среде.

Они могут дышать через легкие, а некоторые исключения делают это через кожу. Примерами земноводных являются лягушки, жабы, саламандры и менее известные цецилийцы..

рептилии

Рептилии, как и амфибии, обычно имеют четыре члена, но в некоторых группах они были уменьшены или потеряны. Кожа толстая и имеет чешую. Дыхание происходит через легкие. Яйца имеют крышку, и благодаря этому размножение не зависит от воды.

Рептилии включают черепах, ящериц и союзников, змей, туатаров, крокодилов и ныне вымерших динозавров.

В свете кладизма рептилии не являются естественной группой, поскольку они являются парафилетическими. Последний термин относится к группам, которые не содержат всех потомков самого последнего общего предка. В случае с рептилиями, группа, которая остается снаружи, является классом Aves..

домашняя птица

Наиболее отличительной особенностью птиц является изменение их верхних конечностей в специализированных структурах для полета. Тегмент покрыт разными видами перьев.

У них есть легкие как структуры для газообмена, и они были модифицированы так, чтобы полет был эффективным — помните, что полет — чрезвычайно сложная деятельность с метаболической точки зрения. Кроме того, они способны регулировать температуру своего тела (эндотермы).

млекопитающих

Млекопитающие составляют очень разнородный класс, с точки зрения формы и образа жизни его членов. Им удалось колонизировать наземную, водную и даже воздушную среду.

Они характеризуются в первую очередь наличием молочных желез и волос. У большинства млекопитающих есть четыре конечности, хотя в некоторых группах они сильно уменьшены, как в случае водных форм (китообразных).

Как и птицы, они являются эндотермическими организмами, хотя эта особенность была разработана обеими группами независимо друг от друга..

Подавляющее большинство живородящих, что означает, что они рожают активного молодого человека, а не откладывают яйца.

Общие сведения о Четвероногих животных

Примеры четырёх современных классов четвероногих: земноводные (лягушка), птицы (гоацин), млекопитающие (мышь), пресмыкающиеся (сцинк)Четвероно́гие, или назе́мные позвоно́чные (лат. Tetrapoda) — один из надклассов входящих в группу Челюстноротых животных. Данный надкласс объединяет животных перешедших к жизни на суше. Некоторые из них, в течении всей жизни или в личиночной стадии сохраняют взаимосвязь с водной средой. Главный признак представителей Четвероногих — наличие четырёх конечностей, служащих для передвижения по суши. У некоторых представителей данного надкласса, конечности в результате эволюции были видоизменены и приспособились для полёта (птицы, рукокрылые, птерозавры), плавания (ластоногие, китообразные, мозозавры, ихтиозавры) или вообще редуцировались (змеи, некоторые ящерицы и земноводные).

Сейчас на планете обитает более 30 000 видов представителей Четвероногих. Приспособившись к жизни на суши они перешли на лёгочное дыхание (некоторые виды такие, как безлёгочные саламандры вторично потеряли лёгкие и стали дышать через кожу). Лёгочный тип дыхание имеют и такие животные возвратившиеся в морскую среду, как китообразные, сирены, вымершие ихтиозавры. Дыхание жабрами осталось только у приспособленных к жизне в воде личинок земноводных и неотенических земноводных таких, как аксолотль.

Большинство четвероногих имеют две пары конечностей с пятью пальцами. В некоторых случаях число пальцев уменьшается и только у ранних четвероногих из позднего девона, число пальцев варируется от 5 до 8 (тулерпетон — 6, ихтиостега — 7 и акантостега — 8). Конечности четвероногих состоят из сложной системы подвижно сочленённых друг с другом рычагов и шарниров, плечевым и тазовым поясами. Передняя конечность состоит из плеча, предплечья и кисти состоящей из запястья, пясти и пальцев. Задняя конечность включает бедро, голень и стопу.

Акантостега (Acanthostega model)Для четвероногих характерны усложнения внутреннего скелета и зубного аппарата, а в позвоночнике помимо туловищного и хвостового отдела, имеются шейный и крестцовый.

Происхождение Четвероногих животных

Каледонский цикл горообразования, происходивший в конце силура – начале девона привел к существенному изменению земной поверхности. Появившиеся высокогорные хребты привели к усилению эрозии со сносом горного материала в низины, что привело к обмелению многих водоемов и их зарастанием, а также резкому снижению содержания кислорода в воде. Это привело к тому, что многим обитаемым в тех водоемах животным пришлось вырабатывать приспособления для использования атмосферного кислорода, а заодно начать собирать пищу на берегу. Сейчас нечто подобное можно наблюдать у таких ныне живущих рыб, как змееголовы, бычки и некоторые сомики. Однако теперь, когда суша уже освоена большим разнообразием четвероногих позвоночных, эти приспособления не являются попыткой завоевать сушу и могут иметь только узко местное значение. В девонском же периоде из-за меньшей конкуренции, процессы эволюции перехода от водного образа жизни к наземному проходили более масштабно. Скорее всего, в связи с недостатком растворённого в воде кислорода, адаптация к использованию атмосферного кислорода возникла в различных группах рыб, но больше всего продвинулась у девонских двоякодышащих и лопастепёрых рыб, приведшее к образованию лёгких и зачатков второго круга кровообращения.

Рыба Panderichthys rhombolepisБиологически обе группы схожи, но представители двоякодышащих рыб специализировались как относительно малоподвижные животные, обитавшие в стоячих, нередко пересыхавших водоемах и питающиеся преимущественно растительной пищей и придонными животными. В противовес им, пресноводные лопастепёрые (Rhipidistia) являлись крупными и сильными хищниками. Как правило, они преимущественно охотились за рыбами, нападая на них стремительным броском из засады. О данном способе охоты свидетельствуют форма тела и плавников, а также развитие на голове каналов боковой линии и возникновение специальной мускулатуры, позволявшей при дыхании бесшумно всасывать воду через едва приоткрытую ротовую щель или через брызгальца. Прорыв обонятельных мешков в ротовую полость и образование внутренних ноздрей — хоан — позволили при таком «затаенном» дыхании усилить через орган обоняния ток воды, используя его для обнаружения добычи. Хорошо развитые парные плавники с мощной мускулатурой и специфическим внутренним скелетом, вероятно, давали возможность лопастеперым рыбам переползать с одного водоёма в другой при его обмелении или пересыхании.

Tiktaalik roseaeДальнейшие приспособления к наземному образу жизни привели к разделению лопастепёрых рыб на три ветви: первые две представлены отрядами Иниходонтиды (Onychodontida), или Струниеобразные (Struniiformes), и Актинистии — целакантообразные и несколько вымерших семейств (Actinistia), а третья почти сразу распалась на две сестринские клады: Dipnomorpha — с отрядами Поролепообразные (Porolepiformes), Янголепообразные (Youngolepiformes), Диаболепидиды (Diabolepidida), Двоякодышащие (Dipnoi) — и Тетраподоморфы (Tetrapodomorpha) (так что среди ныне живущих позвоночных двоякодышащие оказываются ближе к четвероногим, чем целакантообразные).

Тетраподоморфы наряду с тетраподами (четвероногими) включают в себя три отряда лопастепёрых, ископаемые останки которых известны начиная со среднего девона: Ризодонтиды (Rhizodontida), Остеолепообразные (Osteolepiformes) и Элпистостегалии (Elpistostegalia), или Пандерихтииды (Panderichthyida). Первые два отряда включают в себя типичных рыб, которые, некоторыми своими особенностями строения скелета схожи с ранними четвероногими, то элпистостегалии (состоящие из трёх родов: Panderichthys, Elpistostege и Tiktaalik) объединяют формы, переходные от рыб к четвероногим: у этих животных имеющих крокодилоподобный облика отсутствуют спинные и анальный плавники, а грудные и брюшные плавники состоят из костей, гомологичных костям конечностей четвероногих, но еще отсутствует членение дистальных частей плавников на пальцы. По современным представлениям, все три отряда, парафилетичны. Упращенную кладограмму показывающую родственные взаимосвязи между тетраподами и данными тремя отрядами можно представить в виде:

Первые земноводныеПервые тетраподы появились около 390 млн лет назад в середине девонского периода, а современные группы тетрапод от которых произошли ныне живущие их потомки появились в конце девона 367,5 млн. лет назад. В это же время от первых четвероногих, обособились три ветви земноводных. Одна из них представлена Тонкопозвонковыми — Lepospondyli, от которых в последствии произошли современные безногие и хвостатые земноводные, другая — Дугопозвонковыми — Apsidospondyli, прошедшими сложный путь эволюции приведший к появлению бесхвостых земноводных и третья ветвь — Антракозавры — Anthracosauria – эволюционировавшие довольно медленно, но давшие начало современным примитивным пресмыкающимся — Seymouriamorpha.

Вслед за представителями земноводных, появились около 318 млн. лет назад амниоты или высшие позвоночные разделившиеся на несколько ветвей – одна давшая начало ящерицам, динозаврам, птицам и их родственникам, другая линии млекопитающих.

Господство земноводных длилось вплоть до пермского вымирания в результате которого в течении короткого периода в 60 тыс лет, на Земле исчезло 96% всех морских и 70% наземных видов позвоночных.

Представитель завропсидов — петролакозаврИзменение климата, в частности замены влажного и теплого климата более сухим континентальным с последующим исчезновением многих мест их обитания, привело к упадку земноводных, чем незамедлительно воспользовались появившиеся к этому времени примитивные пресмыкающиеся, обособившиеся в середине каменноугольного периода от антракозавров путем адаптации к более наземному образу жизни, менее зависящему от водных источников.

Свой рассвет рептилии достигли в мезозойскую эру завоевав господство в воде, суше и воздухе. Широкая адаптивная радиация позволила им занять практически все пригодные места обитания и образовать необычайное разнообразие жизненных форм.

Представитель пеликозавров — ДиметродонСкорее всего, в триасе от относительно примитивных зверозубых рептилий обособились млекопитающие, а в середине юры — от орнитозухий (из подкласса архозавров) — птицы.

Вследствие полного господствования на земле рептилий, птицы и млекопитающие были сравнительно малочисленны. Напряженная борьба за существование совершенствовала их морфофизиологические особенности: увеличивалась подвижность, развивалась способность к терморегуляции, позволявшая меньше становиться зависимыми от климата, повышался уровень нервной деятельности и усложнялись формы заботы о потомстве позволявший повысить выживаемость вида, расширялся набор используемых кормов (в том числе и появившихся покрытосеменных растений).

Животный мир палеогенового периодаВ конце мезозоя, произошло очередное четвертое массовое мел-палеогеновое вымирание, в результате которого вымерло большое количество видов и давшая бурное начало развитию млекопитающих и птиц.

— Надкласс: Четвероногие:

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

(Пока оценок нет)

Загрузка...