Storming the Beachs: Tidlige landvirveldyr

Wikimedia Commons

I løpet av den geologiske devonperioden, for rundt 375 millioner år siden, ble en gruppe på virveldyr klatret opp av vannet og ut på landet. Denne hendelsen – krysset av grensen mellom hav og fast grunn – betydde at virveldyr endelig hadde laget løsninger, uansett hvor primitive de var, på de fire grunnleggende problemene med å leve på land. For at et akvatisk virveldyr skal overleve på land, må dyret:

• Må kunne tåle effekten av gravitasjon
• Må kunne puste luft
• Må minimere vanntap (uttørking)
• Må justere sine sanser slik at de er egnet for luft i stedet for vann

Hvordan tetrapoder gjorde den vanskelige overgangen til livet på land

En utdødd tetrapod. Dr. A.S. Günter Bechly / Wikimedia Commons

Fysiske endringer

Effektene av tyngdekraften stiller betydelige krav til skjelettstrukturen til et landvirveldyr. Ryggraden må kunne støtte dyrets indre organer og effektivt fordele vekten nedover i lemmene, som igjen overfører vekten av dyret til bakken. Skjelettmodifikasjonene som var nødvendige for å oppnå dette inkluderte en økning i styrken til hver ryggvirvel (som tillater den å holde ekstra vekt), tillegg av ribber (som ytterligere fordelte vekten og ga strukturell støtte), og utviklingen av sammenlåsende ryggvirvler (som tillater ryggraden). for å opprettholde den nødvendige holdningen og våren). En annen viktig modifikasjon var separasjonen av brystbeltet og hodeskallen (hos fisk er disse beinene koblet sammen), noe som tillot landvirveldyr å absorbere sjokket som ble påført under bevegelse.

Puster

Tidlige landvirveldyr antas å ha oppstått fra en linje med fisker som hadde lunger. Hvis dette er sant, betyr det at evnen til å puste luft utviklet seg samtidig som landvirveldyr gjorde sine første forsøk på tørr jord. Det største problemet for disse skapningene å takle var hvordan de skulle kvitte seg med overflødig karbondioksid produsert under respirasjon. Denne utfordringen – muligens i enda større grad enn å finne hvordan man kan skaffe oksygen – formet pustesystemene til tidlige landvirveldyr.

Vanntap

Tar seg av vanntap (også referert til som uttørking) ga tidlige landvirveldyr også utfordringer. Tapet av vann gjennom huden kan minimeres på en rekke måter: ved å utvikle vanntett hud, ved å skille ut et voksaktig vanntett stoff gjennom kjertler i huden, eller ved å bo i fuktige terrestriske habitater. Tidlige landvirveldyr benyttet seg av alle disse løsningene. Mange av disse skapningene la også eggene sine i vann for å forhindre at eggene mister fuktighet.

Justering av sanseorganer

Den siste store utfordringen med å tilpasse seg livet på land var justeringen av sanseorganer som var ment for liv under vann. Endringer i øyets og ørets anatomi var nødvendig for å kompensere for forskjellene i lys- og lydoverføring. I tillegg gikk noen sanser rett og slett tapt når virveldyr flyttet inn på land, for eksempel sidelinjesystemet. I vann lar dette systemet dyr sanse vibrasjoner, noe som gjør dem oppmerksomme på nærliggende skapninger; i luften har imidlertid dette systemet liten verdi.