Tetrapodi: definizione, evoluzione, caratteristiche ed esempi

La caratteristica più evidente di questo gruppo di animali è la presenza di quattro arti (da cui il suo nome, tetra=quattro e podos=piedi). Si tratta di un gruppo monofiletico, cioè tutti i suoi rappresentanti condividono un antenato comune, così come la presenza di questi arti, che costituiscono una "novità evolutiva" (cioè una sinapomorfia) presente in tutti i membri di questo gruppo.

Questo comprende anfibi e amnioti (anfibi, sinapsidi, rettili, uccelli e mammiferi), a sua volta, caratterizzati da arti pentadattili (con 5 dita) formati da una serie di segmenti articolati (ulna, radio, tibia e il perone) che permettono il movimento degli arti e lo spostamento del corpo.

Si pensa che questi animali potessero essersi originati da un particolare gruppo di pesci dalle pinne carnose (Sarcopterygians) noti come tetrapodomorfi, dalle caratteristiche intermedie tra pesci e anfibi.

La conquista della terra è stato un processo evolutivo molto lungo che ha comportato modifiche morfologiche e fisiologiche in quasi tutti gli organismi, cominciata nel corso del Devoniano superiore (circa 408-360 milioni di anni fa), periodo in cui viveva Tiktaalik, già considerato un vertebrato terrestre.

La transizione dall'acqua alla terra è quasi certamente un esempio di "radiazione adattativa". In questo processo, gli animali che acquisiscono certe caratteristiche (come arti primitivi per camminare o la capacità di respirare l'aria) colonizzano nuovi habitat che sono più favorevoli per la sopravvivenza (con nuove fonti di cibo, meno predatori, meno competizione con altre specie, ecc.) Tali modifiche sono legate alle differenze tra ambienti acquatici e terrestri.

La spinta selettiva che avrebbe incoraggiato i primi anfibi ad approdare nell'ambiente terrestre si crede sia stata o la grande ricchezza di cibo rappresentata dagli insetti, che già abbondavano nelle sconfinate terre emerse, o l'esigenza di ricercare nuovi ambienti acquatici nei periodi di siccità.

La respirazione aerea, invece, era già stata adottata dai Ripidisti, che vivevano in ambienti asfittici esposti a periodi di siccità, e con la quale coadiuvavano la respirazione branchiale.

Oltre alla comparsa degli arti, le modificazioni principali per l'adattamento subaereo consistettero nell'irrobustimento della struttura scheletrica per contrastare la forza di gravità, con la colonna vertebrale che si fuse nella regione sacrale con il cinto pelvico per sostenere gli arti posteriori.

D'altra parte, la spina dorsale tende a differenziarsi in quattro o cinque regioni, dalla regione craniale a quella caudale:

• Regione cervicale: che aumenta la mobilità della testa.
• Tronco o regione dorsale: con costole.
• Regione sacrale: che si riferisce al bacino e da l'impulso per la locomozione allo scheletro delle zampe.
• Regione caudale o della coda: con vertebre più semplici di quelle del tronco.

Immagine: wikipedia

Le principali caratteristiche dei tetrapodi sono le seguenti:

• Costole: possiedono costole che aiutano a proteggere gli organi e nei tetrapodi primitivi si estendevano su tutta la spina dorsale. Gli anfibi moderni, per esempio, praticamente hanno perso le loro costole e nei mammiferi sono limitate solo alla parte anteriore del tronco.
• Polmoni: i polmoni (che esistevano prima della comparsa dei tetrapodi e che associamo alla vita sulla terraferma) si sono evoluti in individui acquatici come gli anfibi, dove sono semplici sacche.
• Cellule con cheratina: d'altra parte, una delle caratteristiche più importanti di questo gruppo è il modo in cui evitano che il loro corpo si disidrati, con squame, peli e piume formati da cellule morte e cheratinizzate, cioè impregnate di una proteina fibrosa, la cheratina.
• Riproduzione: un altro problema affrontato dai tetrapodi quando si sono spostati sulla terraferma è stato quello di rendere la loro riproduzione indipendente dall'ambiente acquatico, cosa che hanno ottenuto attraverso l'uovo amniotico nel caso di rettili, uccelli e mammiferi. Ontogenicamente e filogenicamente la comparsa degli annessi embrionali seguono l’ordine: Sacco del tuorlo, comune alla maggior parte dei vertebrati, amnios, corion, allantoide, caratteristici degli amnioti e placenta, tipica dei soli mammiferi Euteri seppur si presenta rudimentale nei Metateri.
• Larve: gli anfibi mostrano una diversità di modalità riproduttive con uno stadio larvale (ad esempio i girini nelle rane) con branchie esterne, e parte del loro ciclo riproduttivo avviene in acqua, a differenza di altri anfibi come alcune salamandre.
• Ghiandole salivari: tra le altre caratteristiche dei tetrapodi, possiamo citare lo sviluppo di ghiandole salivari per lubrificare il cibo e la produzione di enzimi digestivi, una lingua grande e muscolosa che funziona per catturare il cibo, come nel caso di alcuni rettili, la protezione e la lubrificazione degli occhi per mezzo di palpebre e ghiandole lacrimali, la ricezione del suono e la sua trasmissione all'orecchio interno.

Essendo un gruppo molto diverso, citeremo gli esempi più curiosi e sorprendenti di ogni gruppo che possiamo trovare oggi:

Tetrapodi anfibi

Include anuri (rane), urodeli (salamandre e tritoni) e gimnofioni o cecilidi. Gli esempi includono:

• Rana dorata (Phyllobates terribilis): così particolare per la sua sorprendente colorazione.
• Salamandra comune (Salamandra salamandra): con la sua pelle brillante.
• Cecilidi (anfibi che hanno perso le zampe, cioè sono apodi): ricordano i lombrichi, con rappresentanti come la Caecilia thompsoni, che può raggiungere fino a 1,5 metri di lunghezza.

Tetrapodi sauropsidi

Include rettili, tartarughe e uccelli come:

• Micrurus brasiliensis: con il suo potente veleno.
• La tartaruga matamata (Chelus fimbriatus): curiosa per il suo spettacolare mimetismo.
• Uccelli del paradiso (Paradiseidi): rari e dai bellissimi colori.

Tetrapodi sinapsidi

Include mammiferi come:

• Ornitorinco (Ornithorhynchus anatinus): un rappresentante semiacquatico molto curioso.
• La volpe volante dal capo dorato (Acerodon jubatus): uno dei mammiferi volanti più incredibili.
• Talpa dal muso stellato (Condylura cristata): con abitudini sotterranee uniche.

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