biologia Pääaineille II

sammakkoeläinten ominaisuudet

tetrapodeina useimmille sammakkoeläimille on ominaista neljä hyvin kehittynyttä raajaa. Joillakin salamanterilajeilla takaraajat ovat pienentyneet tai puuttuvat kokonaan, mutta kaikki umpilisäkelajit ovat (toissijaisesti) limbottomia. Säilyneiden sammakkoeläinten tärkeä ominaisuus on kostea, läpäisevä iho, joka saadaan aikaan limarauhasten kautta. Suurin osa vedestä nautitaan ihon poikki juomisen sijaan. Iho on myös yksi kolmesta sammakkoeläinten käyttämästä hengityspinnasta. Kaksi muuta ovat keuhkot ja suuontelon (suu). Ilma otetaan ensin suuhun sierainten kautta ja työnnetään sitten positiivisella paineella keuhkoihin nostamalla kurkkua ja sulkemalla sieraimet.

kaikki täysikasvuiset sammakkoeläimet ovat lihansyöjiä, ja joillakin maalla elävillä sammakkoeläimillä on tahmea kieli, jota käytetään saaliin pyydystämiseen. Sammakkoeläimillä on myös useita pieniä hampaita leukojen reunassa. Salamantereilla ja umpilisäkkeillä hampaita on molemmissa leuoissa, joskus useassa rivissä. Sammakoilla ja rupikonnilla hampaat näkyvät vain yläleuassa. Suun katosta voi löytyä lisähampaita, joita kutsutaan vomeriinihampaiksi. Sammakkoeläinten hampaat ovat pedikellaatteja, mikä tarkoittaa, että juuri ja kruunu ovat kalkkeutuneet, joita erottaa kalkkeutumattoman kudoksen vyöhyke.

sammakkoeläimillä on kuvanmuodostussilmät ja värinäkö. Korvat ovat parhaiten kehittyneet sammakoilla ja rupikonnilla, jotka ääntelevät viestiäkseen. Sammakot käyttävät sisäkorvan erillisiä alueita ylä-ja alaäänien havaitsemiseen: papilla amphibiorum, joka on herkkä alle 10 000 hertsin taajuuksille ja ainutlaatuinen sammakkoeläimille, ja papilla basilaris, joka on herkkä korkeammille taajuuksille, kuten parittelukutsuille, jotka välittyvät tärykalvosta jalustinluun kautta. Sammakkoeläimillä on korvassa myös ylimääräinen luu, operculum, joka välittää matalataajuisia värähtelyjä eturaajoista ja hartioista sisäkorvaan, ja sitä voidaan käyttää seismisten signaalien havaitsemiseen.

sammakkoeläinten evoluutio

fossiilisto antaa todisteita ensimmäisistä tetrapodeista: nyt-sukupuuttoon sammakkoeläinten lajien ajoitettu lähes 400 miljoonaa vuotta sitten. Tetrapodien kehitys lohieväisistä makeanveden kaloista (jotka ovat samanlaisia kuin keliakiat ja keuhkokalat) merkitsi merkittävää muutosta ruumiinrakenteessa eliöille, jotka hengittivät ja uivat vedessä, eliöille, jotka hengittivät ilmaa ja siirtyivät maalle; nämä muutokset tapahtuivat devonikaudella 50 miljoonan vuoden aikana.

Kuva 1. Tiktaalik roseaen tuore fossiililöytö viittaa todistusaineistoon eväkalojen ja jalallisten tetrapodien välimuodosta. (luotto: Zina Deretsky, Kansallinen tiedesäätiö)

devonikauden Vesitetrapodeja ovat Ichthyostega ja Acanthostega. Molemmat olivat vedessä eläviä, ja niillä saattoi olla sekä kidukset että keuhkot. Niillä oli myös neljä raajaa, ja raajojen luusto löytyi nykyisiltä tetrapodeilta, muun muassa sammakkoeläimiltä. Raajoja ei kuitenkaan voitu vetää kehon alle, eivätkä ne olisi tukeneet kehoaan hyvin vedestä. Ne elivät luultavasti matalissa makeanveden ympäristöissä, ja ne ovat saattaneet tehdä lyhyitä maanpäällisiä retkiä, aivan kuten ”kävelevät” monnit tekevät nykyään Floridassa. Ichthyostegalla eturaajat olivat kehittyneemmät kuin takaraajat, joten se saattoi raahautua mukanaan uskaltautuessaan maalle. Mikä edelsi Acanthostega ja Ichthyostega?

vuonna 2006 tutkijat julkaisivat uutisen löydettyään ”tetrapodin kaltaisen kalan”, Tiktaalik roseaen fossiilin, joka vaikuttaa morfologisesti ”välimuodolta” sarkopterygienikalojen, joilla on jalat kuin evät, ja varhaisten tetrapodien, joilla on todelliset raajat, väliltä (Kuva 1). Tiktaalik eli todennäköisesti matalassa vedessä noin 375 miljoonaa vuotta sitten. Tiktaalikilla oli myös kidukset ja keuhkot, mutta joidenkin kiduselementtien menettäminen antoi sille kaulan, jolloin sen pää olisi voinut liikkua sivuttain ruokailua varten. Silmät olivat päälaella. Sillä oli evät, mutta eväluiden kiinnittyminen olkapäähän viittasi siihen, että ne saattoivat olla painavia. Tiktaalik edelsi Acanthostegaa ja Ichthyostegaa neljällä raajallaan noin 10 miljoonaa vuotta, ja sitä pidetään todellisena kalojen ja sammakkoeläinten välikladina.

varhaisilla maalle muuttaneilla tetrapodeilla oli käytössään uusia ravinnonlähteitä ja suhteellisen vähän petoeläimiä. Tämä johti tetrapodien laajaan levinneisyyteen varhaisella hiilikaudella, jota joskus kutsutaan ”sammakkoeläinten aikakaudeksi”.”

Paleotsooisella maailmankaudella ja selkärankaisten evoluutiossa

kun selkärankaiset syntyivät Paleotsooisella maailmankaudella (542-251 MYA), maapallon ilmasto ja maantiede olivat hyvin erilaisia. Myös maanmassojen levinneisyys maapallolla oli hyvin erilainen kuin nykyään. Päiväntasaajan lähellä oli kaksi suurta superkenttää, Laurentia ja Gondwana, jotka käsittivät suurimman osan nykyisistä mantereista, mutta radikaalisti erilaisessa kokoonpanossa (kuva 2). Merenpinta oli tuolloin hyvin korkealla, luultavasti tasolla, jota ei ole sen koommin saavutettu. Paleotsooisen maailmankauden edetessä jäätiköt loivat viileän globaalin ilmaston, mutta olosuhteet lämpenivät paleotsooisen maailmankauden alkupuoliskon loppupuolella. Paleotsooisen maailmankauden jälkipuoliskolla maamassat alkoivat liikkua yhdessä, ja aluksi muodostui suuri pohjoinen lohko nimeltä Laurasia, joka käsitti osia nykyisestä Pohjois-Amerikasta Grönlannin lisäksi osia Euroopasta ja Siperiasta. Lopulta muodostui yksi superkannas, nimeltään Pangaea, joka alkoi paleotsooisen maailmankauden jälkimmäisellä kolmanneksella. Tämän jälkeen jäätiköt alkoivat vaikuttaa Pangaean ilmastoon ja selkärankaisten levinneisyyteen.

kuva 2. Paleotsooiset mantereet. Paleotsooisella maailmankaudella noin 550 miljoonaa vuotta sitten muodostui manner Gondwana. Sekä Gondwana että Manner Laurentia sijaitsivat lähellä päiväntasaajaa.

varhaisella Paleotsooisella maailmankaudella hiilidioksidin määrä ilmakehässä oli paljon suurempi kuin nykyään. Tämä on saattanut alkaa muuttua myöhemmin maakasvien yleistyessä. Kun maakasvien juuret alkoivat tunkeutua kallioon ja maaperää alkoi muodostua, hiilidioksidi vetäytyi ilmakehästä ja jäi loukkuun kallioon. Tämä vähensi hiilidioksidin määrää ja lisäsi hapen määrää ilmakehässä niin, että paleotsooisen maailmankauden lopulla ilmakehän olosuhteet olivat samanlaiset kuin nykyään.

kasvien yleistyessä paleotsooisen maailmankauden jälkipuoliskolla alkoi syntyä mikroilmastoja ja ekosysteemit alkoivat muuttua. Kun kasvit ja ekosysteemit jatkoivat kasvuaan ja monimutkaistuivat, selkärankaiset siirtyivät vedestä maalle. Rantakasvillisuus on saattanut vaikuttaa selkärankaisten liikkumiseen maalle. Erään hypoteesin mukaan vedessä elävien selkärankaisten eviä käytettiin tämän kasvillisuuden läpi liikkumiseen, mikä edisti evien liikkumista maalla ja raajojen kehittymistä. Myöhäinen Paleotsooinen aika oli selkärankaisten monipuolistumisen aikaa, sillä amniootit syntyivät ja niistä tuli kaksi eri linjaa, jotka synnyttivät yhtäältä nisäkkäät ja toisaalta matelijat ja linnut. Monet merelliset selkärankaiset kuolivat sukupuuttoon devonikauden lopulla, joka päättyi noin 360 miljoonaa vuotta sitten, ja sekä merelliset että maalliset selkärankaiset kuolivat joukkosukupuuttoon varhaisella permikaudella noin 250 miljoonaa vuotta sitten.

Osallistu!

Improve this pageLearn lisää