Pristátie stavovcov - evolučná cesta
375 miliónov rokov
alebo 92 metrov pred dneškom
Obdobie: paleozoikum/devón
Vedú k mnohým rýchlym zmenám podnebia a nižšiemu obsahu kyslíka vo vode tretí veľký zánik. Prispieva k tomu aj silný nárast vulkanizmu, ktorý je pravdepodobne spôsobený veľkými kontinentálnymi zmenami. Postihnuté sú tri štvrtiny všetkých vodných druhov. Obojživelníky - stavovce, ktoré dýchajú vzduch a môžu žiť na zemi - otvárajú pôdu ako nové prostredie. Objavil sa prvý coelacanth - sú tam dodnes.
Je znázornená ruža Tiktaalik.
Plytké teplé moria pokrývajú časti kontinentov. Podnebie je spočiatku teplé, podobné ako dnes v Európe. Neskôr sa polárne oblasti postupne ochladzujú. Postihnutá je najmä Južná Amerika, ktorá sa nachádza blízko južného pólu.
Tieto informácie sú v jednoduchom jazyku evokids.de.
Asi 100 miliónov rokov po rastlinách, v hornom devóne, pred viac ako 390 miliónmi rokov, začali stavovce dobyť stavovce ako biotop. Predtým už červy a článkonožce dobyli pevninu. O dôvodoch alebo nutkaní tohto vývoja možno len špekulovať. Z evolučného hľadiska je zrejmé, že prestavba končatín bola minimálne taká pokročilá, že bol možný pohyb po súši. Vývoj sa pravdepodobne uskutočnil tam, kde vodné biotopy zvierat často vyschli a prispôsobenie aspoň čiastočne suchozemskému spôsobu života ponúkalo výhody. Ale aj rozšírenie alebo zmena preferovaného jedla mohla byť výberovou výhodou pre osídlenie pevniny.
Od plutiev po končatiny
Poradie Coelacidy (Crossopterygiformes), ktorých dnešní a fosílni predstavitelia sa javili z anatomického hľadiska najvhodnejšieho pre život na suchu. Medzitým však molekulárno-genetické štúdie preukázali, že obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce majú bližšie k tým, ktoré dnes v Afrike, Južnej Amerike a Austrálii žijú Lov pľúc (Dipnoi) sú príbuzné a pobrežné opustenie stavovcov sa preto pravdepodobne uskutočnilo prostredníctvom tejto podtriedy mäsových plavákov.
Pľúcnik austrálsky (Neoceratodus forsteri). (Autor: Vassil - Licencia: verejná doména (CC0 1.0) https://www.fischlexikon.eu/fischlexikon/fische-suchen.php?fisch_id=0000001522#)
Je celkom isté, že nohy budúcich suchozemských stavovcov sa už vo vode vyvinuli. Zachovaná fosília mäsovej plutvy (Elpistostege) ukazuje, že plutvy sa už zmenili na končatiny neskorších suchozemských stavovcov, hoci toto zviera zjavne stále predstavuje rybu. Kostra je napriek tomu veľmi podobná ranným suchozemským stavovcom, ako sú Ichthyostega alebo Acanthostega, a to aj z dôvodu nedostatku nespárovaných chrbtových a análnych plutiev, ktoré sú inak typické pre ryby. Líšia sa však štruktúrou kostí a embryonálnym vývojom, takže je ťažké vysvetliť evolučný prechod od jednotlivých prvkov. Dodnes zostávajú nezodpovedané otázky o komplikovanej fenotypovej rekonštrukcii častí kostry rybej plutvy na prvky vyrobené ručne alebo nohou.
Ichthyostega, pravdepodobne prvý suchozemský stavovec: rekonštrukcia lebky na základe fosílnych nálezov (vľavo) a modelu (vpravo). Prežili iba zadné fosílie končatín; sú postavené v tvare pádla. (Zdroj: Lebka: FunkMonk, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ichthyostega_skull.jpg; Model: Dr. Günter Bechly, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ichthyostega_model.jpg)
Súčasťou Elpistostegalia je aj tá, ktorá je uvedená na značke Tiktaalik. Jeho kosti lebky tiež naznačujú, že ide o mozaikovú formu medzi rybou a ranným suchozemským stavovcom. Zatiaľ čo lúče plutiev, dolnej čeľuste a podnebia stále jasne zodpovedajú lúčom plutiev, stopky plutvy už majú lakte a zápästia. Rovnako ako lebka, panvový pás už vykazuje niekoľko znakov, ktoré sa neskôr stanú typickými pre stavovce žijúce na zemi. Na rozdiel od skutočnej ryby má lebka Tiktaalik pár čelných a temenných kostí.
Fosília Tiktaalik roseae v Kráľovskom belgickom inštitúte prírodných vied. (Zdroj: Esv - Eduard Solà a Petter Bøckman https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tiktaalik_belgium_II.jpg)
Požiadavky na život na zemi
Ichthyostega je pomenovaná ako prvé zviera, ktoré žije výlučne na pevnine, alebo aspoň ide o prvé suchozemské zviera, z ktorého sme našli fosílie. Ichthyostega má však neobvykle veľké množstvo funkcií, ktoré sa nenachádzajú ani u nasledujúcich rýb, ani u suchozemských živočíchov, takže je možné predpokladať, že budúce fosílne nálezy budú schopné lepšie popísať posun pôdy u stavovcov.
Schopnosť, Atmosférický kyslík dýchať sa už nachádza v skorých pľúcnych rybách, premena na vonkajšie vrstvy kože sa uskutočnilo po odchode z brehu.
Lokomotíva
Je zaujímavé, že coelaceans plávajú v akomsi „kláštore“ bez toho, aby niekedy žili na súši. To znamená, že pravá predná noha a ľavá zadná noha alebo ľavá predná noha a pravá zadná noha sa pohybujú viac-menej súčasne alebo sa zdvihnú zo zeme a znovu nasadia. Tento typ pohybu možno pozorovať aj u plazov, ako sú krokodíly, a naznačuje, že zvieratá sa nemuseli naučiť pohyb po zemi.
Prispôsobenie reprodukcie
Zatiaľ čo obojživelníky sú stále závislé na reprodukcii vody, do ktorej kladú svoje vajíčka a zvieratá môžu stráviť aspoň svoju mladosť, suchozemské stavovce si museli vyvinúť alternatívny mechanizmus reprodukcie. Schopnosť úplnej reprodukcie mimo vody mala potenciál pre ranné suchozemské stavovce, aby si otvorili nové biotopy a vyhli sa tak konkurencii iných druhov. S rozvojom Plodové vajíčko, Tento potenciál by sa mohol využiť, ako je to dnes v prípade plazov, vtákov a monotónov. Pozemské stavovce sa teraz mohli rozšíriť do veľmi suchých oblastí a plošne kolonizovať kontinenty.
Monotrémy sú cicavce, ktoré ešte nerodili živé potomstvo, ale stále kladú vajíčka. Echidna a platypus sú stále živými príkladmi týchto starodávnych cicavcov. Obe skupiny sa dodnes nachádzajú v Austrálii a na Novej Guinei a sú vážne ohrozené.
Echidna (ježko krátky) a vtákopysk vtákov ako príklady monotrémov, ktoré sú dodnes živé. (Zdroje: Echidna: fir0002 | flagstaffotos.com.au, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wild_shortbeak_echidna.jpg, licencia CC BY-NC; platýpus: Stefan Kraft, https: //commons.wikimedia. org/wiki/Súbor: Platypus.jpg)
Vajíčko amniotu: vývoj vo vode - dokonca aj na suchu
V plodovom vajíčku embryo rastie v dutine (plodová dutina, plodový vak) naplnenej tekutinou (plodová voda). To je úplne uzavreté kožou, amnionom a zvyčajne je tiež obalené inými membránami alebo škrupinami. Na rozdiel od obojživelníkov, ktorých vývoj ešte zahrnuje vodné larválne štádium, amnioti v tomto vajíčku úplne dozrievajú.
Amniote vajce: Konštrukcia na príklade nevyliahnutého slepačieho vajca (vľavo) a embrya rastúceho vo vajci (vpravo).
Vďaka vodnej nádrži, zásobám živín a ochrannou škrupinou funguje vajíčko ako autonómna kapsula na prežitie pre embryo, čo umožňuje predovšetkým plodové štádium. Plodová voda chráni embryo okrem iného aj pred jeho vysušením. Žĺtkový vak a alantois sú spojené s intraembryonálnymi priestormi. Živiny sa dodávajú plodu cez žĺtkový vak, alantois absorbuje metabolické produkty obsahujúce dusík z embrya, t. J. Plodového moču, a podieľa sa na výmene plynov.
Ochrana pred dehydratáciou
Rovnako ako rastliny v minulosti, keď vystupovali na breh, vyvinuli si stavovce ochranu svojej vonkajšej kože pred vysušením. Väčšinou sa skladá z vláknitých bielkovín (keratín), ktoré sa tiež nazývajú roh. Tieto proteíny sú nerozpustné vo vode a ťažko sa rozkladajú, a preto slúžia ako odparovacia bariéra a ako mechanická ochrana pred poranením.
Vývoj stavovcov na pevnine
Základom vývoja na vylodenie boli stavovce Seymouria. Toto je mozaikový tvar, ktorý kombinuje vlastnosti obojživelníkov a plazov a bol vyvinutý na začiatku permu. Medzi vlastnosti plazov sa ráta najmä kostra. Originalitu lebky podčiarkuje skutočnosť, že tu neboli časové okná. Chýbajúce časové okná sú charakteristikou skupiny Anapsidy, ktoré sa označujú aj ako dočasné bezcitné.
Zo sesterskej skupiny Seymuoriamorpha, Diadectomorpha, línia Chelonia, ktorú dnes predstavuje iba korytnačka zelená (Chelonia mydas). Ďalšie skoré rozdelenie vzniklo vývojom vyššie opísaných Ichtyosaury a Plesiosaury. Obe línie sa vyvinuli z kmeňov plazov.
V období triasu sa šírenie prvých plazov začalo dvoma chrámovými oknami (Diapsis), ktoré sa vyvinuli z eosuchiánov. Archosaury a lepidosaury, ako aj avicefaly možno odvodiť z eosuchiánov. Korytnačie plazy sa vyvinuli z Eosuchianov v perme a svoje vonkajšie vlastnosti si uchovali dodnes.
Z primitívneho Lepidosauria sa vynoril Šupinaté popínavé rastliny, najmä jašterice a hady. Jašterice aj hady sa vyznačujú typom diapsidovej lebky, ktorý prešiel rozsiahlou úpravou zmenšením zygomatického oblúka. Ďalšia skupina, Thecodontier, sa vyvinula od konca permu po trias. Thecodontier a formy z neho odvodené sa teraz nazývajú Archosaury zhrnuté. V neskoršom priebehu vývoja, od jury po kriedu, sa z Thecodontians vyvinuli aj tie, ktoré sú známe všetkým Dinosaurus rovnako ako Pterosaury. Ďalšia linka vedie do Vtáky. Vývoj vtákov sa pravdepodobne začal až v Jure. [KHB]