tetrapoda (Tetrapoda, dalam bahasa Yunani “empat kaki”) terdiri hewan dengan empat tungkai, meskipun beberapa anggota badan telah kehilangan mereka. Perwakilannya saat ini adalah amfibi, sauropsida, dan mamalia.
Kelompok ini berevolusi sekitar 400 juta tahun yang lalu, pada periode Devon, dari ikan bersirip lobus. Catatan fosil memiliki serangkaian perwakilan punah yang melahirkan transisi dari air ke darat.
Sumber: Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin yang disediakan. Mateuszica ~ commonswiki diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) atau CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], melalui Wikimedia Commons
Perubahan lingkungan ini menyebabkan pengembangan adaptasi untuk penggerak, respirasi, reproduksi dan pengaturan suhu, terutama.
Indeks artikel
Asal dan evolusi
Menurut bukti, tetrapoda pertama muncul di akhir Devonian, sekitar 400 juta tahun yang lalu. Dengan demikian, kolonisasi lingkungan terestrial terjadi ketika benua Pangea besar terfragmentasi menjadi dua: Laurasia dan Gondwana.
Tetrapoda paling awal diyakini sebagai bentuk air yang dapat menggunakan anggota tubuh yang masih muda untuk bergerak di tanah dan bernavigasi ke perairan dangkal.
Peristiwa ini menandai awal dari radiasi ekstensif, yang berasal dari bentuk-bentuk terestrial sepenuhnya dan dengan anggota badan yang memberikan dukungan yang cukup untuk memungkinkan penggerak terestrial.
Dari mana tetrapoda berasal?
Anggota tetrapoda berasal dari bentuk air purba. Meskipun sirip ikan tampaknya tidak terkait erat dengan anggota tubuh tetrapoda yang bersendi, pengamatan yang lebih dalam membuat hubungan homolog menjadi jelas.
Misalnya, fosil Eusthenopteron memiliki lengan bawah yang terdiri dari humerus, diikuti oleh dua tulang, jari-jari dan ulna. Unsur-unsur ini jelas homolog dengan anggota tubuh tetrapoda cararn. Dengan cara yang sama, unsur bersama dikenali di pergelangan tangan.
Diduga bahwa Eusthenopteron dapat menceburkan diri ke dasar lingkungan perairan dengan siripnya. Namun, ia tidak dapat “berjalan” seperti yang dilakukan amfibi (kesimpulan ini dibuat berkat anatomi fosil).
Fosil lain, Tiktaalik , tampaknya cocok antara bentuk transisi antara ikan bersirip lobus dan tetrapoda. Organisme ini mungkin menghuni perairan dangkal.
Anggota badan yang terbentuk dengan baik dibuktikan dalam fosil Acanthostega dan Ichthyostega . Namun, anggota genus pertama tampaknya tidak cukup kuat untuk menopang berat penuh hewan tersebut. Sebaliknya, Ichthyostega tampaknya dapat bergerak – meskipun dengan canggung – di lingkungan yang benar-benar terestrial.
Adaptasi untuk kehidupan di darat
Serigala abu-abu Meksiko
Pergerakan tetrapoda pertama dari lingkungan akuatik ke lingkungan terestrial mengandaikan serangkaian perubahan radikal dalam hal kondisi yang harus dieksploitasi oleh hewan-hewan ini. Perbedaan antara air dan darat lebih dari jelas, seperti konsentrasi oksigen.
Tetrapoda pertama harus menyelesaikan serangkaian masalah, di antaranya: bagaimana bergerak di lingkungan dengan kepadatan lebih rendah ? Bagaimana bernapas? Bagaimana bereproduksi di luar air? Dan terakhir, bagaimana menghadapi fluktuasi di lingkungan yang tidak? hadir di dalam air, seperti variasi suhu?
Di bawah ini kita akan menjelaskan bagaimana tetrapoda memecahkan kesulitan ini, menganalisis adaptasi yang memungkinkan mereka untuk secara efektif menjajah ekosistem terestrial:
Penggerak di bumi
Bunglon
Air adalah lingkungan padat yang memberikan dukungan yang cukup untuk penggerak. Namun, lingkungan terestrial kurang padat dan membutuhkan struktur khusus untuk pergerakan.
Masalah pertama diselesaikan dengan pengembangan anggota yang memungkinkan pergerakan hewan di lingkungan terestrial, dan yang memberi nama pada grup. Tetrapoda memiliki endoskeleton bertulang yang membentuk empat anggota badan yang dibangun di bawah rencana pentactyly (lima jari).
Bukti menunjukkan bahwa anggota tubuh tetrapoda berevolusi dari sirip ikan, bersama dengan modifikasi pada otot-otot di sekitarnya, memungkinkan hewan itu bangkit dari tanah dan berjalan secara efisien.
Pertukaran gas
Jika kita membayangkan perjalanan dari air ke darat, masalah yang paling intuitif adalah masalah pernapasan. Di 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 menengahi pertukaran gas – tidak peduli seberapa berlimpah oksigen di bumi.
Untuk alasan ini, tetrapoda hidup memiliki organ internal yang bertanggung jawab untuk memediasi proses pernapasan. Organ-organ ini dikenal sebagai paru-paru dan merupakan adaptasi untuk kehidupan di bumi.
Beberapa amfibi, di sisi lain, dapat memediasi pertukaran gas menggunakan kulit mereka sebagai satu-satunya organ pernapasan, yang sangat tipis dan lembab. Berbeda dengan integumen yang dikembangkan oleh reptil, burung dan mamalia, yang bersifat protektif dan memungkinkan mereka untuk hidup di lingkungan yang kering, mencegah potensi kekeringan.
Burung dan reptil menunjukkan adaptasi tambahan untuk mencegah pengeringan. Ini terdiri dari produksi limbah semipadat dengan asam urat sebagai limbah nitrogen. Fitur ini mengurangi kehilangan air.
Reproduksi
Secara nenek moyang, reproduksi adalah fenomena yang terkait dengan lingkungan perairan. Faktanya, amfibi masih bergantung pada air untuk berkembang biak. Telur mereka berharga dengan membran yang permeabel terhadap air dan akan cepat kering jika terkena lingkungan yang kering.
Juga, telur amfibi tidak berkembang menjadi versi mini dari bentuk dewasa. Perkembangan terjadi melalui metamorfosis, di mana telur memunculkan larva yang, dalam banyak kasus, beradaptasi dengan kehidupan akuatik dan menunjukkan insang eksternal.
Sebaliknya, kelompok tetrapoda yang tersisa – reptil, burung, dan mamalia – telah mengembangkan serangkaian membran yang melindungi telur. Adaptasi ini menghilangkan ketergantungan reproduksi pada lingkungan perairan. Dengan cara ini, kelompok-kelompok yang disebutkan memiliki siklus hidup yang sepenuhnya terestrial (dengan pengecualian khusus mereka).
Variasi lingkungan
Ekosistem perairan relatif konstan dalam hal karakteristik lingkungannya, terutama dalam 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 endotermi. Proses ini memungkinkan suhu lingkungan tetap stabil, berkat mekanisme fisiologis tertentu.
Karakteristik ini memungkinkan burung dan mamalia untuk menjajah lingkungan dengan suhu yang sangat rendah.
Reptil dan amfibi memecahkan masalah dengan cara lain. Pengaturan suhu tidak bersifat internal dan mereka bergantung pada adaptasi perilaku atau etologis untuk mempertahankan suhu yang memadai.
Karakteristik umum
gajah asia
Takson Tetrapoda dicirikan oleh adanya empat anggota badan, meskipun beberapa anggotanya berkurang atau tidak ada (seperti ular, caecilian, dan paus).
Secara formal, tetrapoda ditentukan oleh kehadiran quiridium, anggota tubuh berotot yang jelas dengan jari-jari di bagian terminal.
Definisi kelompok ini telah menjadi bahan perdebatan luas di antara para ahli. Penulis tertentu meragukan bahwa karakteristik “anggota tubuh dengan jari” cukup untuk mendefinisikan semua tetrapoda.
Selanjutnya kita akan menjelaskan karakteristik paling menonjol dari perwakilan kelompok yang hidup: amfibi, reptil, burung, dan mamalia.
Taksonomi
- Superkingdom: Eukariota.
- Kingdom Animalia.
- Subkingdom: Eumetazoa.
- Superfilum: Deuterostomi.
- Tepi: Chordata.
- Subfilum: Vertebrata.
- Infrafilum: Gnathostomata.
- Kelas Super: Tetrapoda.
Klasifikasi
Secara historis, tetrapoda telah diklasifikasikan menjadi empat kelas: Amphibia, Reptilia, Aves, dan Mamalia.
amfibi
Amfibi adalah hewan berkaki empat, meskipun mereka dapat hilang dalam beberapa kelompok. Kulitnya lembut dan permeabel terhadap air. Siklus hidup mereka meliputi tahap larva air, dan tahap dewasa hidup di lingkungan terestrial.
Mereka dapat bernapas melalui paru-paru, dan beberapa pengecualian melakukannya melalui kulit. Contoh amfibi adalah katak, kodok, salamander, dan sesilia yang kurang dikenal.
reptil
Reptil, seperti amfibi, umumnya memiliki empat anggota badan, tetapi dalam beberapa kelompok mereka telah berkurang atau hilang. Kulitnya tebal dan memiliki sisik. Respirasi terjadi melalui paru-paru. Telur memiliki penutup dan, berkat ini, reproduksi tidak tergantung pada air.
Reptil termasuk kura-kura, kadal dan sejenisnya, ular, tuatara, buaya, dan dinosaurus yang sekarang sudah punah.
Mengingat cladisme, reptil bukanlah kelompok alami, karena mereka paraphyletic. Istilah terakhir mengacu pada kelompok yang tidak mengandung semua keturunan dari nenek moyang yang paling baru. Dalam kasus reptil, kelompok yang ditinggalkan adalah kelas Aves.
Burung-burung
Ciri khas burung yang paling khas adalah modifikasi tungkai atas mereka dalam struktur khusus untuk terbang. Integumen ditutupi oleh berbagai jenis bulu.
Mereka memiliki paru-paru sebagai struktur untuk 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 mampu mengatur suhu tubuhnya (endoterm).
Mamalia
Mamalia terdiri dari kelas yang sangat heterogen, dilihat dari bentuk dan cara hidup anggotanya. Mereka telah berhasil menjajah lingkungan terestrial, akuatik dan bahkan udara.
Mereka dicirikan terutama oleh adanya kelenjar susu dan rambut. Kebanyakan mamalia memiliki empat anggota badan, meskipun dalam beberapa kelompok mereka sangat berkurang, seperti dalam kasus bentuk air (cetacea).
Seperti burung, mereka adalah organisme endotermik, meskipun karakteristik ini dikembangkan oleh kedua kelompok secara mandiri.
Sebagian besar adalah vivipar , yang menyiratkan bahwa mereka melahirkan anak yang aktif, daripada bertelur.
Referensi
- Klak, JA (2012). Mendapatkan tanah: asal dan evolusi tetrapoda . Pers Universitas Indiana.
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan biologi . Macmillan.
- Balai, BK (Red.). (2012). Homologi: Dasar hierarki biologi komparatif . Pers Akademik.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip terintegrasi zoologi . McGraw – Bukit.
- Kardong, KV (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi . McGraw-Hill.
- Kent, M. (2000). Biologi tingkat lanjut. Pers Universitas Oxford.
- Losos, JB (2013). Panduan Princeton untuk evolusi . Pers Universitas Princeton.
- Niedźwiedzki, G., Szrek, P., Narkiewicz, K., Narkiewicz, M., & Ahlberg, PE (2010). Jejak tetrapoda dari periode awal Devonian Tengah di Polandia. Alam , 463 (7277), 43.
- Vitt, LJ, & Caldwell, JP (2013). Herpetologi: biologi pengantar amfibi dan reptil . pers akademik.
