Vertebrata: karakteristik, klasifikasi, sistem saraf, pencernaan, reproduksi

Vertebrata (Vertebrata) adalah kelompok hewan yang ditandai dengan adanya kerangka yang terdiri dari vertebra dan kotak tengkorak dengan fungsi pelindung. Dalam kelompok ini kami menemukan lebih dari 60.000 spesies.

Ini terdiri dari ikan dan tetrapoda: amfibi, reptil, burung dan mamalia - termasuk kita manusia. Di dalam garis keturunan ini kita menemukan keragaman besar, dalam hal pola fisik, fisiologis, metode penggerak, pemberian makanan, antara lain.

Asal usul vertebrata adalah subjek diskusi penting di antara para ahli biologi evolusi. Ada serangkaian fosil yang memungkinkan kita melacak sejarah evolusinya. Sebagai contoh, organisme kecil Haikouella lanceolata adalah makhluk yang tampaknya menyerupai ikan saat ini. Ahli paleontologi mengusulkan bahwa fosil ini adalah saudara perempuan takson dari vertebrata.

Selain itu, ada spekulasi lain yang terkait dengan asal usul grup. Beberapa peneliti mengusulkan bahwa vertebrata dapat berasal dari protocordado. Catatan fosil tampaknya mendukung teori ini.

Karakteristik diagnostik chordate

Subphylum Vertebrata menyajikan serangkaian karakteristik yang memungkinkan untuk membedakannya dari invertebrata. Subphylum Vertebrata termasuk dalam Filum Chordata, sehingga memiliki karakteristik diagnostik kelompok ini: notochord, tali saraf tubulus dorsal, celah faring, sumbing faring, ekor endostil dan postanal.

Kelima karakteristik ini ditemukan di beberapa keadaan embrionik. Dalam beberapa kasus, mereka mungkin terlihat dimodifikasi dan juga umum bagi mereka untuk menghilang ketika hewan berkembang.

Notocorda

Notochord adalah struktur yang menyerupai tongkat, fleksibel dan meluas ke seluruh tubuh. Ini menyediakan tempat berlabuh untuk otot-otot dan berkat sifat-sifatnya, memungkinkan pergerakan gelombang organisme. Pada vertebrata, notochord diganti.

Tali saraf punggung

Tali saraf dorsal adalah tipikal dari kelompok ini - pada invertebrata kita menemukannya dalam posisi ventral. Ini dilindungi oleh lengkungan saraf vertebra. Demikian juga, otak dilindungi oleh tengkorak.

Celah faring

Fungsi sumbing faring pada kelompok primitif sebagai filter yang memungkinkan pemberian makan. Pada ikan, struktur ini bersifat vaskularisasi dan memungkinkan pertukaran gas, membentuk insang.

Endostil

Endostil terletak di dasar faring dan, pada vertebrata, ia telah diubah menjadi kelenjar tiroid.

Pasca cola

Ekor postanal, bersama dengan otot-otot, memberikan kontribusi pada pergerakan chordata basal. Diusulkan bahwa itu berevolusi mendukung tekanan selektif yang mengandaikan kehidupan akuatik. Pada manusia, kita hanya menemukannya sebagai organ peninggalan kecil: tulang ekor.

Karakteristik umum vertebrata

Jaringan epidermis

Integumen vertebrata memiliki dua divisi yang jelas: epidermis luar yang, secara embriologis berasal dari ektoderm dan dermis dalam yang membentuk jaringan ikat, berasal dari mesoderm.

Pada vertebrata ada serangkaian modifikasi yang sangat heterogen di jaringan luar, seperti keberadaan sisik, bulu, cakar, antara lain.

Mamalia secara khusus dibedakan dengan adanya rambut dan jaringan kelenjar. Yang terakhir bertanggung jawab atas sekresi zat dan hormon, yang secara langsung berpartisipasi dalam fisiologi individu dan dalam proses reproduksi dan pilihan pasangan.

Kerangka

Nama grup berasal dari fitur khas ini: keberadaan vertebra. Selain itu, vertebrata memiliki kotak kranial dengan fungsi perlindungan yang terutama berasal dari sel-sel krista neural

Satu-satunya pengecualian terhadap keberadaan vertebra adalah kelompok ikan primitif yang dikenal sebagai penyihir atau campuran.

Sistem

Pada vertebrata, kita dapat membedakan serangkaian sistem kompleks yang mengatur mekanisme fisiologis yang terjadi di dalam organisme.

Sistem otot memungkinkan gerakan dan ditandai oleh segmen otot atau miomer berbentuk zygomatik. Dalam kelompok itu, mereka menemukan berbagai macam mekanisme penggerak, sehingga otot-otot dimodifikasi untuk memenuhi permintaan hewan.

Sistem saraf terdiri dari otak yang dibagi menjadi tiga bagian dan sepuluh atau dua belas pasang saraf kranial.

Sistem pencernaan memungkinkan penyerapan nutrisi. Dalam sistem ini, keberadaan hati dan pankreas dapat dibedakan dengan jelas. Sistem ini, bersama dengan sistem saraf, akan dijelaskan secara mendalam di bagian berikut.

Sistem peredaran darah terdiri dari jantung ventral yang dibentuk oleh serangkaian kamar yang memompa cairan ke seluruh tubuh. Selain itu, mereka menghadirkan serangkaian pembuluh yang disebut arteri, vena, dan kapiler yang memediasi aliran darah. Eritrosit mengandung hemoglobin - protein yang bertanggung jawab untuk transportasi oksigen - di dalamnya.

Gen Hox

Meskipun karakteristik morfologis sangat berguna untuk membedakan kelompok ini, ada sejumlah kekhasan pada tingkat molekuler yang, menurut penelitian, unik untuk vertebrata.

Gen Hox adalah keluarga gen yang bertanggung jawab untuk mengendalikan pola spesifik struktur tubuh. Ini diatur dalam kompleks gen dan menunjukkan beberapa karakteristik yang sangat aneh: ada korelasi sempurna dalam urutan gen dengan lokasi anterior dan posterior produk gen embrio.

Studi tentang gen-gen ini adalah kunci dalam biologi evolusi perkembangan dan berkat penemuannya, beberapa teori yang dimaksudkan untuk menjelaskan asal usul vertebrata telah diajukan.

Gen Hox telah ditemukan di semua metazoans, namun pada vertebrata kelompok gen ini menjalani proses duplikasi. Oleh karena itu, kami hanya menemukan satu salinan gen Hox dalam invertebrata, sedangkan dari vertebrata pertama kami menemukan empat salinan.

Diusulkan bahwa penemuan genetik baru ini memunculkan perkembangan dalam kompleksitas dunia hewan.

Klasifikasi

Klasifikasi vertebrata, menurut Hickman (2007), adalah sebagai berikut: Subphylum Vertebrata milik Phylum Cordata.

Subphylum terdiri dari dua superclasses: Agnata dan superclass Gnathostomata. Agnate adalah ikan tanpa rahang dan pada gilirannya terdiri dari dua kelas: Myxini, yang dikenal sebagai ikan penyihir dan Petromyzontida, biasa disebut lamprey.

Superclass Gnathostomata terdiri dari kelompok ikan dengan rahang dan bahkan dengan lampiran. Sisa kelas vertebrata termasuk dalam superclass ini.

Kelas Chondrichthyes: hiu dan pari

Kelas Chondrichthyes mencakup hampir 1.000 spesies ikan pari, chimaeras, dan hiu. Kelompok ini ditandai dengan adanya kerangka tulang rawan dan katup spiral di usus. Tidak ada kantung renang, alih-alih gunakan minyak yang kurang padat daripada air untuk mendorong pengapungan

Kelas actinopterygii dan Sarcopterygii: ikan

Pada bagian ini kita akan membahas dua kelas yang sesuai dengan terminologi populer "ikan".

Kelas Actinopterygii memiliki kerangka keras dan pembukaan brakialis tunggal ditutupi oleh struktur yang disebut operculum. Bahkan ada alel yang didukung oleh serangkaian sinar dermal.

Kandung kemih berenang merupakan organ apung hidrostatik. Ada sekitar 27.000 spesies di kelas ini.

Di sisi lain, kelas Sarcopterygii termasuk ikan bersirip. Seperti kelas sebelumnya, mereka menyajikan kerangka keras dan lubang insang tertutup oleh operculum.

Sirip adalah karakteristik yang paling mencolok dari garis keturunan ini, mereka memiliki kerangka dan otot-otot internal. Sirip ekor sulit. Kelompok paraphyletic jika kita tidak memasukkan tetrapoda.

Kelas amfibia: katak, salamander, dan caecilian

Amfibi adalah garis keturunan yang menghubungkan gaya hidup baik akuatik dan terestrial. Mereka adalah organisme ektotermik, respirasi terjadi melalui paru-paru atau pertukaran gas yang dimediasi oleh kulit. Kulit lembab, memiliki kelenjar lendir dan tidak memiliki jenis sisik apa pun.

Sistem ekskretoris dibentuk oleh ginjal mesonefrik atau opistonefrik dan produk limbah nitrogen adalah urea.

Sedangkan untuk indra, amfibi memiliki membran timpani dan columella yang mentransmisikan getaran di lingkungan ke kebencian internal. Untuk penciuman, mereka memiliki epitel penciuman di dalam rongga hidung. Selain itu, mereka memiliki sistem lensa yang memungkinkan mereka melihat udara.

Kelompok yang paling terkenal adalah katak dan salamander. Perhatikan bahwa istilah katak dan katak tidak memiliki validitas taksonomi, yang pertama mengacu pada amfibi dengan kulit dan berkarat dengan kutil, sedangkan katak biasanya anggun dan berwarna-warni.

Kelompok terakhir adalah cecilians. Ini sedikit diketahui dan terdiri dari organisme yang morfologinya menyerupai cacing. Mereka memiliki gaya hidup bawah tanah.

Synapsids, diapsids dan anapsids

Sebelum menggambarkan kelas Reptilia, Burung dan Mammalia, perlu disebutkan bagaimana organisme ini diklasifikasikan menurut tengkoraknya.

Kategori-kategori ini didasarkan pada jumlah "lubang" (fenestra) di wilayah temporal tengkorak. Kondisi leluhur adalah anápsida, yang tidak memiliki bukaan sementara. Juga, kondisi yang diturunkan dari ini adalah sinapsida dan diapsida, dengan masing-masing satu dan dua bukaan.

Kura-kura saat ini dianggap anápsidas, tetapi karakter ini tampaknya merupakan produk dari pembalikan.

Diapsid diwakili oleh beberapa kelompok hidup, terutama oleh kelompok-kelompok yang dianggap reptil, dengan pengecualian kura-kura.

Para lepidosaurus termasuk sebagian besar reptil dan archosaurus termasuk dinosaurus, pterosaurus dan buaya dan burung saat ini. Posisi kura-kura adalah subyek kontroversi. Akhirnya, synapsids termasuk mamalia saat ini dan nenek moyang mereka yang punah.

Kelas reptilia: kura-kura, kadal, tuatara, ular, dan buaya.

Reptil adalah sekelompok ektoterm tetrapoda yang bernapas melalui paru-paru. Dalam kelompok ini, sebuah inovasi evolusi transendental terjadi yang memungkinkannya untuk menghilangkan ketergantungan air dan mengakses kehidupan di bumi: telur ketuban.

Telur ini memiliki lapisan berkapur atau coriaceous. Ia memiliki serangkaian membran: amnion, chorion, yolk sac dan allantois.

Sistem ekskresi dibentuk oleh sepasang ginjal metanephric, yang residu nitrogen utamanya adalah asam urat.

Umumnya pembuahan adalah internal dan dalam kelompok ini struktur khusus untuk proses sanggama, seperti penis dan hemipen, muncul.

Kulit reptil kering dan mereka memiliki serangkaian sisik yang berasal dari epidermis. Dalam hal tidak termasuk burung-burung, kelompok ini adalah paraphyletic.

Selain kelompok saat ini, reptil terkenal secara luas untuk kelompok punah yang paling terkenal: dinosaurus kolosal - kelompok yang memunculkan burung-burung saat ini.

Kelas Burung

Burung adalah organisme yang morfologi dan fisiologinya sepenuhnya diadaptasi untuk sarana penggerak udara. Mereka ditandai oleh kerangka cahaya dengan tulang yang bosan, menciptakan rongga udara. Anggota depan dimodifikasi untuk penerbangan. Tubuh ditutupi dengan bulu dan kaki memiliki sisik.

Burung, seperti mamalia, mampu mengatur suhu tubuhnya. Untuk karakteristik ini, endoterm dipertimbangkan. Namun, karakteristik ini tidak homolog di antara garis keturunan ini - ia diperoleh secara konvergen.

Sejauh anatominya, mereka ditandai untuk menunjukkan leher panjang dalam bentuk S, rahang telah mengalami proses keratinisasi dan membentuk paruh, tanpa gigi. Ekor direduksi menjadi pygostyl.

Jenis kelamin dipisahkan. Untuk reproduksi, betina hanya memiliki satu ovarium fungsional - yang sebelah kiri. Gonad biasanya mengosongkan isinya di selokan, meskipun ada beberapa kelompok dengan organ sanggama: penis. Pemupukan terjadi secara internal.

Mengenai perilaku, burung biasanya menghadirkan sistem pengasuhan orang tua di mana kedua orang tua berkontribusi pada pengasuhan anak. Faktanya, kelompok ini menginvestasikan banyak waktu dan energi untuk mengasuh anak-anak mereka.

Kelas mamalia: mamalia

Mamalia adalah vertebrata endotermik yang memiliki dua karakteristik diagnostik utama: keberadaan rambut dan kelenjar susu.

Selain kelenjar sekretori susu, mereka memiliki kelenjar lain yang mampu mengeluarkan berbagai zat, seperti keringat, lemak, dan lainnya.

Adapun kerangka, mamalia memiliki tengkorak dengan dua kondilus oksipital dan langit-langit sekunder, telinga tengah memiliki tiga ossicles yang terlibat dalam transmisi suara, tujuh vertebra serviks dan tulang panggul menyatu.

Gigi adalah heterodontos, yang menunjukkan bahwa tidak semua sama: bayangkan gigi buaya, dibandingkan dengan gigi manusia, dibedakan secara jelas dalam molar, premolar, taring, dan gigi seri. Tulang rahang bawah menyatu menjadi satu: gigi tiruan.

Sistem ekskretoris terbentuk dari ginjal metanephric dengan uretra yang biasanya berakhir di kandung kemih.

Mereka digolongkan dalam subclass Prototheria, di mana dalam urutannya Monotremata adalah platypus dan echidna. Subkelas Theria termasuk infraslase Metatheria, yang dibentuk oleh marsupial.

Infraklas Eutheria mencakup semua perintah mamalia plasenta: Urutan Insectivora, Macroscelidea, Desmoptera, Chiroptera, Scandentia, Primata, Xenarthra, Pholidota, Lagomorpha, Rodentia, Carnivora, Tubulidentata, Proboscidea, Hyracoidea, Sirenia, Perissodacac

Sistem saraf

Unit dasar sistem saraf adalah neuron. Sel-sel ini memiliki kemampuan untuk bersemangat dan melakukan impuls listrik yang diperlukan. Sistem ini dibagi menjadi sistem saraf pusat dan sistem saraf dan periferal.

Pada vertebrata, proses saraf terjadi melalui saraf, yang pada dasarnya adalah seperangkat akson neuron yang dikelilingi oleh jaringan ikat.

Kompleksitas organ utama - otak - bervariasi ketika kita bergerak melalui kelompok ikan, amfibi, reptil, burung, dan mamalia. Yang terakhir menunjukkan kompleksitas yang luar biasa dalam struktur tersebut.

Adapun indra, setiap garis keturunan telah mengembangkan kekhasannya. Burung, misalnya, memiliki indera penglihatan yang luar biasa, mampu memvisualisasikan mangsanya dari jarak yang mengejutkan.

Mamalia memiliki epitel penciuman yang sangat maju yang membantu mereka menjelajahi lingkungan mereka dan juga berpartisipasi dalam interaksi sosial.

Sistem pencernaan

Secara umum, sistem pencernaan vertebrata terdiri dari bagian-bagian berikut:

Organ penerima makanan, yang merupakan bagian dari "mulut". Ini berpartisipasi dalam penghancuran makanan menjadi partikel yang lebih kecil. Selain itu, dalam beberapa kasus ada kelenjar yang mengeluarkan air liur dan berpartisipasi dalam pencernaan enzimatik karbohidrat.

Kemudian mengikuti saluran, esofagus, yang bertanggung jawab untuk mengangkut makanan ke perut, di mana ia akan dicampur dengan serangkaian enzim dan jus lambung. Pankreas berpartisipasi dalam sekresi enzim.

Pada burung ada struktur yang disebut tanaman, diikuti oleh ampela - struktur ini berotot, dan dalam banyak kasus dibantu oleh batu kecil.

Sistem ini diikuti oleh organ yang berhubungan dengan penyerapan nutrisi: usus kecil. Demikian pula, penyerapan air terjadi di usus besar, tempat padatan terkonsentrasi. Produk limbah dikeluarkan melalui lubang.

Reproduksi

Pada vertebrata, reproduksi didominasi jenis kelamin dan jenis kelamin dipisahkan. Ikan dan hiu bisa bersifat ovipar, ovovivipar, atau vivipar. Pada beberapa spesies, perkembangan langsung keturunannya dapat terjadi.

Pemupukan biasanya internal (dalam kelompok basal yang eksternal adalah umum) dan dari reptil kita mulai mengamati organ khusus untuk persetubuhan, seperti penis dan hemipene di mana isi gonad berakhir.

Jika tidak ada organ khusus, fenomena ini terjadi di selokan - seperti pada kebanyakan burung.

Bernafas

Pada ikan, pernapasan terjadi melalui sistem insang yang memungkinkan mereka mengekstraksi oksigen dari air. Amfibi mampu bernafas melalui kulit atau mereka dapat melakukannya melalui paru-paru seperti tas, meskipun, tidak seperti paru-paru kita, mereka meningkat oleh tekanan negatif.

Dengan cara yang sama, reptil bernapas melalui paru-paru, sama seperti mamalia. Burung-burung, memiliki sistem parabronquios khusus yang memungkinkan mereka untuk memenuhi tuntutan energi penerbangan yang tinggi.

Contohnya hewan vertebrata

Seperti yang kita lihat dalam klasifikasi vertebrata, ini merupakan kelompok hewan yang besar dan heterogen.

Kami biasanya berhubungan setiap hari dengan mereka, baik sebagai hewan peliharaan atau sahabat. Juga, mereka adalah bagian dari makanan kita.

Ikan

Semua yang kita kenal sebagai "ikan" adalah vertebrata. Ini ditemukan di badan air tawar dan air asin.

Amfibi

Amfibi hidup di lingkungan darat, tetapi mereka terhubung dengan air melalui reproduksi mereka. Yang paling populer adalah katak dan katak yang biasa ditemukan di kolam dan kolam. Salamander dan sesilia lebih sulit ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.

Reptil

Reptil termasuk kura-kura, berbagai kadal, ular, buaya, dan lainnya. Kelompok dinosaurus raksasa yang menghuni bumi selama ribuan tahun diklasifikasikan sebagai reptil.

Burung

Kelompok burung mencakup semua variasi spesies. Mereka memiliki kemampuan terbang, meskipun beberapa kelompok, seperti penguin dan burung unta, telah memodifikasi cara mereka bepergian.

Mamalia

Akhirnya, kami memiliki mamalia. Kelompok besar yang menunjukkan keanekaragaman morfologi yang luar biasa. Untuk menyebutkan beberapa dari mereka, kami memiliki paus raksasa, tikus kecil dan kelelawar yang mengesankan.

Asal vertebrata

Ada beberapa teori yang berusaha menjelaskan asal usul kelompok ini. Salah satu yang paling menonjol adalah hipotesis Walter Garstang. Pada tahun 1928, peneliti ini, yang berasal dari Inggris, mengusulkan bahwa garis keturunan chordate leluhur mempertahankan penampilan mudanya.

Chordate terdiversifikasi sangat awal dalam perjalanan evolusi. Dikotomi ini menyebabkan munculnya garis keturunan berikut: urocordado menetap (disebut ascidia) dan cephalochordate dan vertebrata bergerak.

Teori ini berfokus pada urocordados. Meskipun bentuk-bentuk sederhana dan sesil organisme ini tidak tampak seperti kandidat yang menjanjikan untuk dianggap sebagai leluhur chordate, bentuk remaja mereka - larva - adalah.

Larva urocordado menyajikan semua karakteristik yang cocok untuk menjadi vertebrata leluhur: ia memiliki notochord, tali saraf punggung dan berongga, celah faring dan ekor postanal.

Hipotesis mengusulkan bahwa pada titik tertentu dalam evolusi kelompok, larva kehilangan kemampuan untuk mematuhi metamorfosis mereka. Dengan demikian, larva ini matang secara seksual, tetapi dengan karakteristik remaja itu mampu mereproduksi dan menghasilkan garis keturunan baru cephalobony dan vertebrata.