ビーチを襲う: 初期の陸生脊椎動物

ウィキメディア・コモンズ

約 3 億 7500 万年前のデボン紀の地質時代に、 脊椎動物 水からよじ登って陸に上がった。この出来事 - 海と固い地面の境界の交差 - は、脊椎動物が最終的に陸上での生活の4つの基本的な問題に対する解決策を作り上げたことを意味しました。水生脊椎動物が陸上で生き残るために、動物は次のことを行います。

• の影響に耐えることができなければならない 重力
• 空気を吸うことができなければならない
• 水分損失（乾燥）を最小限に抑える必要があります
• 水ではなく空気に合うように感覚を調整する必要があります

テトラポッドが陸上での生活へのトリッキーな移行をどのように行ったか

絶滅した四足動物。 A.S.博士ギュンター・ベヒリー/ウィキメディア・コモンズ

物理的な変化

重力の影響は、陸上脊椎動物の骨格構造に大きな要求を課します。背骨は、動物の内臓を支え、効果的に体重を手足に分散させ、動物の体重を地面に伝えることができなければなりません。これを達成するために必要な骨格の変更には、各椎骨の強度の増加 (追加の重量を保持できるようにする)、肋骨の追加 (重量をさらに分散させ、構造的なサポートを提供する)、連動する椎骨の開発 (背骨を固定できるようにする) が含まれていました。必要な姿勢とバネを維持するために）。もう 1 つの重要な変更は、胸帯と頭蓋骨 (魚ではこれらの骨がつながっている) の分離であり、これにより陸生脊椎動物は運動中に受ける衝撃を吸収できるようになりました。

呼吸

初期の陸生脊椎動物は、肺を持っていた魚類の系統から発生したと考えられています。もしこれが本当なら、陸生脊椎動物が最初に乾いた土壌に進出したのと同時に、空気を呼吸する能力が発達したことを意味します。これらの生物が取り組まなければならないより大きな問題は、呼吸中に生成された過剰な二酸化炭素をどのように処分するかということでした。この課題は、おそらく酸素を獲得する方法を見つけることよりも大きな範囲で、初期の陸上脊椎動物の呼吸システムを形成しました。

水の損失

対処する 水分損失 （乾燥とも呼ばれます）初期の陸上脊椎動物にも課題がありました。皮膚からの水分の損失は、さまざまな方法で最小限に抑えることができます。防水性の皮膚を開発する、皮膚の腺からワックス状の防水性物質を分泌する、または湿った陸生生息地に生息することによって.初期の陸上脊椎動物は、これらすべてのソリューションを利用していました。これらの生き物の多くは、卵が水分を失うのを防ぐために、水の中に卵を産みました。

感覚器官の調整

陸上での生活に適応するための最後の大きな課題は、水中での生活に必要な感覚器官の調整でした。光と音の伝達の違いを補うために、目と耳の解剖学的構造の変更が必要でした。さらに、脊椎動物が陸上に移動したときに、側線系などのいくつかの感覚が単純に失われました。水中では、このシステムにより動物は振動を感知し、近くの生き物を認識できます。ただし、空中では、このシステムはほとんど価値がありません。