テトラポッド：進化、特性、分類 - 生物学 - 2024

テトラポッド一部のメンバーが失われているが（ギリシャ語でTetrapoda「四本足」）は、四肢を動物を含む、それらを。その現在の代表は両生類、竜脚類および哺乳類です。

このグループは、約4億年前、デボン紀に葉のヒレから生まれました。化石の記録には、水から陸への移行を生む一連の絶滅した代表者がいます。

出典：機械可読の著者は提供されていません。Mateuszica〜commonswikiを想定（著作権の主張に基づく）。、ウィキメディア・コモンズ経由

この環境の変化により、主に歩行、呼吸、生殖、体温調節の適応が発達しました。

起源と進化

証拠によると、最初のテトラポッドは、約4億年前のデボン紀の終わりに現れます。したがって、陸生環境の植民地化は、パンゲア大陸がラウラシアとゴンドワナの2つに分かれたときに起こりました。

最初のテトラポッドは、幼虫の四肢を使って地面を移動し、浅瀬に移動できる水生生物であると考えられています。

このイベントは、完全な陸上形態と、陸上移動を可能にするのに十分なサポートを提供する手足による広範な放射の始まりを示しました。

テトラポッドはどこから来たのですか？

テトラポッドのメンバーは、古代の水生生物に由来しています。魚のヒレは、テトラポッドの関節のある肢に密接に関連しているようには見えませんが、より深く見ると、相同関係が明確になります。

たとえば、化石ユーステノプテロンは、上腕骨で構成された前腕を特徴とし、その後に2つの骨、橈骨と尺骨が続きます。これらの要素は、現代のテトラポッドの手足と明らかに相同です。同様に、共有要素は手首で認識されます。

Eusthenopteronは、ひれのある水生環境の底に飛び散る可能性があると推測されています。しかし、両生類のように「歩く」ことはできませんでした（この推論は化石の解剖学のおかげで行われました）。

別の化石であるティクタアリクは、ヒレナガ魚とテトラポッドの間の移行形態の間に収まるようです。この生物はおそらく浅瀬に生息していました。

AcanthostegaとIchthyostegaの化石では、手足の形がはっきりしています。ただし、第1属のメンバーは、動物の全体重を支えるのに十分な強度があるようには見えません。対照的に、イクチオステガは、完全に陸上環境で（ぎこちなくても）動くことができるようです。

陸上の生活への適応

メキシコの灰色オオカミ

最初のテトラポッドの水生環境から陸生環境への移動には、これらの動物が利用しなければならなかった条件に関して、一連の根本的な変化が伴います。酸素濃度など、水と土地の違いは明らかです。

最初のテトラポッドは一連の問題を解決しなければなりませんでした：低密度環境での移動方法、呼吸方法、水面外での再生方法、そして最後に、環境の変動に対処する方法温度変化など、それらは水中に存在しますか？

以下では、テトラポッドがこれらの問題をどのように解決したかを説明し、陸生生態系に効果的にコロニーを形成できるようにする適応を分析します。

地球上の移動

カメレオン

水は、移動を十分にサポートする密度の高い環境です。ただし、地球環境は密度が低く、移動には特殊な構造が必要です。

最初の問題は、陸上環境での動物の移動を許可し、グループに名前を付けるメンバーの開発によって解決されました。四脚には、5指（5本の指）の計画の下に構築された4本の四肢を形成する骨の内骨格があります。

証拠によると、四足類の四肢は魚のヒレから進化し、それらを取り巻く筋肉に変化があったため、動物は地面から立ち上がって効率的に歩くことができました。

ガス交換

水から陸への移行を想像すると、最も直感的な問題は呼吸の問題です。地球環境では、酸素濃度は水中よりも約20倍高くなります。

水生動物には、水中で非常にうまく機能するえらがあります。しかし、地球環境では、これらの構造は崩壊し、地球上の酸素がどれほど豊富であっても、ガス交換を仲介することができません。

このため、生存しているテトラポッドには、呼吸プロセスを仲介する責任がある内臓があります。これらの臓器は肺として知られており、地球上の生命への適応です。

一方、一部の両生類は、非常に薄く湿った皮膚を唯一の呼吸器官として使用して、ガス交換を媒介することができます。爬虫類、鳥、哺乳動物によって開発された外皮とは対照的に、それらは保護され、乾燥した環境での生活を可能にし、潜在的な乾燥を防ぎます。

鳥や爬虫類は、乾燥を防ぐために追加の適応を示します。これらは、尿酸を窒素廃棄物とする半固形廃棄物の生産からなる。この機能は水の損失を減らします。

再生

祖先的に、繁殖は水生環境に関連する現象です。実際、両生類は繁殖のために依然として水に依存しています。彼らの卵は、水を透過する膜を備えており、乾燥した環境にさらされるとすぐに乾くでしょう。

また、両生類の卵は成虫の形のミニチュア版には成長しません。発達は変態によって起こります。そこでは、卵が幼虫を発生させ、ほとんどの場合、水生生物に適応して外鰓を示します。

対照的に、テトラポッドの残りのグループ-爬虫類、鳥、および哺乳類-は、卵を保護する一連の膜を進化させました。この適応により、繁殖が水生環境に依存することがなくなります。このように、言及されたグループは完全に地上のライフサイクルを持っています（特定の例外を除く）。

環境変動

水生生態系は、その環境特性、特に温度に関して比較的一定しています。これは地球上では発生せず、気温は1日を通じて、また1年を通じて変動します。

テトラポッドは、この問題を2つの異なる方法で解決しました。鳥と哺乳類は収斂性を収束させました。このプロセスにより、特定の生理学的メカニズムにより、環境温度を安定させることができます。

この特性により、鳥や哺乳類は非常に低温の環境にコロニーを作ることができます。

爬虫類と両生類は別の方法で問題を解決しました。温度調節は内部的なものではなく、適切な温度を維持するための行動または行動の適応に依存しています。

一般的な特性

アジアゾウ

Tetrapoda分類群は、四肢の存在によって特徴付けられますが、そのメンバーの一部は、それらを減らしたり欠いたりします（ヘビ、セシリアン、クジラなど）。

正式には、テトラポッドは、末端部分に指がある明確に定義された筋肉の肢であるキリジウムの存在によって定義されます。

このグループの定義は、専門家の間で幅広い議論の対象となっています。一部の著者は、「指のある手足」の特性がすべてのテトラポッドを定義するのに十分であることを疑っています。

以下では、両生類、爬虫類、鳥、哺乳類など、グループの生きた代表の最も顕著な特徴について説明します。

分類

• Superkingdom：真核生物。
• アニマリア王国。
• 亜王国：Eumetazoa。
• 好奇心：デュートロストミー。
• エッジ：脊索動物。
• 亜門：脊椎動物。
• Infraphylum：Gnathostomata。
• スーパークラス：Tetrapoda。

分類

歴史的に、テトラポッドは、両生類、爬虫類、鳥類、哺乳類の4つのクラスに分類されています。

両生類

両生類は四肢の動物ですが、一部のグループでは失われることもあります。皮膚は柔らかく、水を透過します。彼らのライフサイクルには水生幼虫の段階が含まれ、成虫の段階は陸生環境に住んでいます。

彼らは肺を通して呼吸することができ、いくつかの例外は皮膚を通して呼吸します。両生類の例は、カエル、ヒキガエル、サンショウウオ、およびあまり知られていないセシリアンです。

爬虫類

両生類のような爬虫類は、通常4つの手足を持っていますが、一部のグループでは、それらは減少または失われています。皮膚は厚く、鱗屑があります。呼吸は肺を通して起こります。卵にはカバーがあり、このおかげで繁殖は水に依存しません。

爬虫類には、カメ、トカゲなど、ヘビ、ツアタラ、ワニ、そして現在は絶滅した恐竜が含まれます。

爬虫類は分類学に照らして、パラフィレットであるため、自然なグループではありません。後者の用語は、最新の共通の祖先のすべての子孫を含まないグループを指します。爬虫類の場合、除外されるグループはAvesクラスです。

鳥

鳥の最も特徴的な特徴は、飛行のための特別な構造における上肢の変更です。外皮はさまざまな種類の羽で覆われています。

彼らはガス交換のための構造として肺を持っています、そしてそれらは飛行が効率的であるように変更されました-飛行は代謝の観点から非常に要求の厳しい活動であることを思い出しましょう。さらに、体温を調節することができます（吸熱）。

哺乳類

哺乳類は、そのメンバーの形態や生活様式の点で、非常に異種のクラスを構成しています。彼らはなんとか陸上、水生、さらには空中環境を植民地化しました。

彼らは主に乳腺と髪の存在によって特徴付けられます。ほとんどの哺乳動物には四肢がありますが、一部のグループでは、水生形態（クジラ目）の場合のように強く減少します。

鳥のように、それらは吸熱性生物ですが、この特性は両方のグループによって独立して開発されました。

圧倒的多数が胎生であり、産卵ではなく活発な若者を産むことを意味します。

参考文献

1. クラック、JA（2012）。根拠：テトラポッドの起源と進化。インディアナ大学出版局。
2. カーティス、H。、およびバーンズ、NS（1994）。生物学への招待。マクミラン。
3. ホール、BK（編）。（2012）。ホモロジー：比較生物学の階層的基礎。アカデミックプレス。
4. Hickman、CP、Roberts、LS、Larson、A.、Ober、WC、&Garrison、C.（2001）。動物学の統合された原則。マグロー-ヒル。
5. Kardong、KV（2006）。脊椎動物：比較解剖学、機能、進化。マグローヒル。
6. ケント、M（2000）。高度な生物学。オックスフォード大学出版局。
7. ロソス、JB（2013）。プリンストンは進化へのガイド。プリンストン大学出版局。
8. Niedźwiedzki、G.、Szrek、P.、Narkiewicz、K.、Narkiewicz、M.、&Ahlberg、PE（2010）。ポーランドの中期デボン紀初期の四脚軌道。自然、463（7277）、43。
9. Vitt、LJ、&Caldwell、JP（2013）。爬虫類学：両生類と爬虫類の入門生物学。学術プレス。