TÉTRAPODES: ÉVOLUTION, CARACTÉRISTIQUES, CLASSIFICATION - LA BIOLOGIE - 2025

Les tétrapodes (Tetrapoda en grec «quatre pattes») comprennent les animaux à quatre membres, bien que certains membres les aient perdus. Ses représentants actuels sont les amphibiens, les sauropsides et les mammifères.

Ce groupe a évolué il y a environ 400 millions d'années, à l'époque du Dévonien, à partir de poissons à nageoires lobes. Les archives fossiles ont une série de représentants éteints qui donnent naissance à la transition de l'eau à la terre.

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Ce changement d'environnement a conduit au développement d'adaptations pour la locomotion, la respiration, la reproduction et la régulation de la température, principalement.

Origine et évolution

Selon les preuves, les premiers tétrapodes apparaissent à la fin du Dévonien, il y a environ 400 millions d'années. Ainsi, la colonisation des milieux terrestres s'est produite lorsque le grand continent de la Pangée a été divisé en deux: Laurasia et Gondwana.

On pense que les premiers tétrapodes sont des formes aquatiques qui pourraient utiliser leurs jeunes membres pour se déplacer sur le sol et naviguer dans les eaux peu profondes.

Cet événement a marqué le début d'un rayonnement extensif, qui a provoqué des formes totalement terrestres et avec des membres qui ont fourni un support suffisant pour permettre la locomotion terrestre.

D'où viennent les tétrapodes?

Les membres des tétrapodes provenaient d'une ancienne forme aquatique. Bien que les nageoires des poissons ne semblent pas être étroitement liées aux membres articulés des tétrapodes, un examen plus approfondi rend les relations homologues claires.

Par exemple, l'Eusthenopteron fossile présente un avant-bras composé d'un humérus, suivi de deux os, le radius et le cubitus. Ces éléments sont clairement homologues aux membres des tétrapodes modernes. De la même manière, les éléments partagés sont reconnus au poignet.

On suppose que l'Eusthenopteron pourrait éclabousser au fond de l'environnement aquatique avec ses nageoires. Cependant, il ne pouvait pas «marcher» comme le fait un amphibien (cette inférence est faite grâce à l'anatomie des fossiles).

Un autre fossile, Tiktaalik, semble s'inscrire entre une forme de transition entre les poissons à nageoires lobées et les tétrapodes. Cet organisme habitait probablement les eaux peu profondes.

Les membres bien formés sont évidents dans les fossiles Acanthostega et Ichthyostega. Cependant, les membres du premier genre ne semblent pas être assez forts pour supporter tout le poids de l'animal. En revanche, Ichthyostega semble être capable de se déplacer - bien que maladroitement - dans des environnements totalement terrestres.

Adaptations à la vie sur terre

Loup gris mexicain

Le déplacement des premiers tétrapodes d'un milieu aquatique vers un milieu terrestre implique une série de changements radicaux dans les conditions que ces animaux ont dû exploiter. Les différences entre l'eau et la terre sont plus qu'évidentes, comme la concentration d'oxygène.

Les premiers tétrapodes ont dû résoudre une série de problèmes, parmi lesquels: comment se déplacer dans un environnement à plus faible densité? Comment respirer? Comment se reproduire hors de l'eau? Et enfin, comment gérer les fluctuations de l'environnement qui ne sont-ils présents dans l'eau, comme des variations de température?

Ci-dessous, nous décrirons comment les tétrapodes ont résolu ces difficultés, en analysant les adaptations qui leur ont permis de coloniser efficacement les écosystèmes terrestres:

Locomotion sur terre

Caméléon

L'eau est un environnement dense qui fournit un support suffisant pour la locomotion. Cependant, l'environnement terrestre est moins dense et nécessite des structures spécialisées pour se déplacer.

Le premier problème a été résolu avec le développement de membres qui permettaient le mouvement des animaux sur le milieu terrestre, et qui ont donné le nom au groupe. Les tétrapodes ont un endosquelette osseux qui forme quatre membres construits sous le plan de la pentadactylie (cinq doigts).

Les preuves suggèrent que les membres tétrapodes ont évolué à partir des nageoires des poissons, ainsi que des modifications des muscles qui les entourent, permettant à l'animal de se lever du sol et de marcher efficacement.

Échange de gaz

Si l'on imagine le passage de l'eau à la terre, le problème le plus intuitif est celui de la respiration. Dans les environnements terrestres, la concentration d'oxygène est environ 20 fois plus élevée que dans l'eau.

Les animaux aquatiques ont des branchies qui fonctionnent très bien dans l'eau. Cependant, dans les environnements terrestres, ces structures s'effondrent et sont incapables de médier les échanges gazeux - quelle que soit l'abondance d'oxygène sur Terre.

Pour cette raison, les tétrapodes vivants ont des organes internes responsables de la médiation des processus respiratoires. Ces organes sont appelés poumons et sont des adaptations à la vie terrestre.

Certains amphibiens, par contre, peuvent médier les échanges gazeux en utilisant leur peau comme seul organe respiratoire, qui est très mince et humide. Contrairement aux téguments développés par les reptiles, les oiseaux et les mammifères, qui sont protecteurs et leur permettent de vivre dans des environnements secs, empêchant une dessiccation potentielle.

Les oiseaux et les reptiles présentent des adaptations supplémentaires pour éviter la dessiccation. Il s'agit de la production de déchets semi-solides avec de l'acide urique comme déchets azotés. Cette fonction réduit la perte d'eau.

la reproduction

Ancestralement, la reproduction est un phénomène lié aux milieux aquatiques. En fait, les amphibiens sont toujours dépendants de l'eau pour se reproduire. Leurs œufs coûtent avec une membrane perméable à l'eau et qui se dessécherait rapidement si elle était exposée à un environnement sec.

De plus, les œufs d'amphibiens ne se transforment pas en une version miniature de la forme adulte. Le développement se fait par métamorphose, où l'œuf donne naissance à une larve qui, dans la plupart des cas, est adaptée à la vie aquatique et présente des branchies externes.

En revanche, les autres groupes de tétrapodes - reptiles, oiseaux et mammifères - ont développé une série de membranes qui protègent l'œuf. Cette adaptation élimine la dépendance de la reproduction vis-à-vis du milieu aquatique. De cette manière, les groupes mentionnés ont des cycles de vie totalement terrestres (avec leurs exceptions spécifiques).

Variations environnementales

Les écosystèmes aquatiques sont relativement constants quant à leurs caractéristiques environnementales, notamment en température. Cela ne se produit pas sur terre, où les températures fluctuent tout au long de la journée et tout au long de l'année.

Les tétrapodes ont résolu ce problème de deux manières différentes. Les oiseaux et les mammifères ont développé une endothermie convergente. Ce procédé permet de maintenir la température ambiante stable, grâce à certains mécanismes physiologiques.

Cette caractéristique permet aux oiseaux et aux mammifères de coloniser des environnements à très basses températures.

Les reptiles et les amphibiens ont résolu le problème d'une autre manière. La régulation de la température n'est pas interne et dépend des adaptations comportementales ou éthologiques pour maintenir une température adéquate.

Caractéristiques générales

Éléphant d'Asie

Le taxon Tetrapoda est caractérisé par la présence de quatre membres, bien que certains de ses membres les aient réduits ou absents (comme les serpents, les céciliennes et les baleines).

Formellement, les tétrapodes sont définis par la présence du quiridium, un membre musculaire bien défini avec des doigts dans la partie terminale.

La définition de ce groupe a fait l'objet d'un large débat parmi les experts. Certains auteurs doutent que les caractéristiques «membres à doigts» soient suffisantes pour définir tous les tétrapodes.

Ci-dessous, nous décrirons les caractéristiques les plus remarquables des représentants vivants du groupe: amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères.

Taxonomie

• Superkingdom: Eukaryota.
• Animalia Kingdom.
• Sous-royaume: Eumetazoa.
• Superphile: Deutérostomie.
• Bord: Chordata.
• Sous-embranchement: Vertebrata.
• Infraphylum: Gnathostomata.
• Superclasse: Tetrapoda.

Classification

Historiquement, les tétrapodes ont été classés en quatre classes: Amphibia, Reptilia, Aves et Mammalia.

Amphibiens

Les amphibiens sont des animaux à quatre membres, bien qu'ils puissent être perdus dans certains groupes. La peau est douce et perméable à l'eau. Leur cycle de vie comprend les stades des larves aquatiques et les stades adultes vivent dans des environnements terrestres.

Ils peuvent respirer par les poumons, et certaines exceptions le font par la peau. Des exemples d'amphibiens sont les grenouilles, les crapauds, les salamandres et les céciliens moins connus.

Reptiles

Les reptiles, comme les amphibiens, ont généralement quatre membres, mais dans certains groupes, ils ont été réduits ou perdus. La peau est épaisse et elles ont des écailles. La respiration se fait par les poumons. Les œufs ont une couverture et, grâce à cela, la reproduction est indépendante de l'eau.

Les reptiles comprennent les tortues, les lézards et autres, les serpents, les tuataras, les crocodiles et les dinosaures maintenant éteints.

À la lumière du cladisme, les reptiles ne sont pas un groupe naturel, car ils sont paraphylétiques. Ce dernier terme fait référence à des groupes qui ne contiennent pas tous les descendants de l'ancêtre commun le plus récent. Dans le cas des reptiles, le groupe laissé de côté est la classe Aves.

Des oiseaux

La caractéristique la plus distinctive des oiseaux est la modification de leurs membres supérieurs dans des structures spécialisées pour le vol. Le tégument est couvert par différents types de plumes.

Ils ont des poumons comme structures d'échange gazeux, et ceux-ci ont été modifiés pour que le vol soit efficace - rappelez-vous que le vol est une activité extrêmement exigeante, d'un point de vue métabolique. De plus, ils sont capables de réguler leur température corporelle (endothermes).

Les mammifères

Les mammifères constituent une classe très hétérogène, en termes de forme et de mode de vie de ses membres. Ils ont réussi à coloniser des milieux terrestres, aquatiques et même aériens.

Ils se caractérisent principalement par la présence de glandes mammaires et de poils. La plupart des mammifères ont quatre membres, bien que dans certains groupes ils soient fortement réduits, comme dans le cas des formes aquatiques (cétacés).

Comme les oiseaux, ce sont des organismes endothermiques, bien que cette caractéristique ait été développée par les deux groupes indépendamment.

La grande majorité sont vivipares, ce qui implique qu'ils donnent naissance à un jeune actif plutôt que de pondre des œufs.

Références

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