† Labyrintodonter | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Seymouria återuppbyggnad | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
vetenskaplig klassificering | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Domän:eukaryoterRike:DjurUnderrike:EumetazoiIngen rang:Bilateralt symmetriskIngen rang:DeuterostomesSorts:ackordUndertyp:RyggradsdjurInfratyp:käkadSuperklass:fyrfotaKlass:AmfibierUnderklass:† Labyrintodonter | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Internationellt vetenskapligt namn | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Labyrinthodontia Owen , 1860 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Geokronologi 390–150 Ma
Paleogen utrotning ◄Trias utrotning ◄Massiv perm utrotning ◄Devonisk utrotning ◄Ordovicium-Silur utrotning ◄Kambriska explosionen |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Labyrinthodonter [1] [2] [3] eller labyrintodonter [1] ( lat. Labyrinthodontia , från andra grekiska λαβύρινθος - "labyrint", ὀδούς - "tand") , - en grupp av utdöda och utdöda människor på jorden Mesozoiska eran (ca 390-150 miljoner år sedan). Traditionellt hållen underklass rang ; i modern litteratur betraktas det ofta som en icke-rankad och informell förening på grund av dess parafyletiska natur . Ändå visade sig valet av denna grupp vara bekvämt och det fortsätter att användas [4] [5] .
Labyrintodonter blomstrade i över 200 miljoner år. Och även om olika arter skilde sig avsevärt från varandra, kan några av deras gemensamma egenskaper fortfarande särskiljas:
|
Labyrintodonter liknade i strukturen till amfibier . De flesta av dem hade korta lemmar, ett stort huvud och en relativt kort svans . Representanter för många grupper av labyrintodonter (särskilt tidiga former) var stora. Primitiva arter av alla grupper rapporterades vara vattenlevande rovdjur . Labyrintodonter ledde en amfibisk livsstil, som skilde sig markant i olika arter och kunde närma sig en rent land- eller vattenlevnadsstil [9] . Vissa evolutionära linjer av labyrintodonter förblev eller blev helt vattenlevande för andra gången, med minskade lemmar och en ålliknande kropp.
Med undantag för serpentinen Aistopoda hade labyrintodonterna en massiv skalle. Det breda huvudet och den korta halsen indikerar att lungandningen hos labyrintodonter (som hos moderna groddjur) utfördes med hjälp av fluktuationer i munhålan [10] . Skallen hade framträdande öronspår bakom varje öga och en parietal fenestra .
Käkarna var översållade med små vassa koniska tänder, och det fanns stora huggtänder längs kanten av gommen . Bytet av tänder skedde i vågor, så att det bredvid varje bildad tand fanns en växande, redo att ersätta den [11] . I alla typer av labyrintodonter hade tänderna en säregen struktur (böjningar av dentinveck, som bildar ett slingrande mönster på tandens tvärgående sektion), vilket gav namnet till dessa varelser. Det enda undantaget var de mejselformade tänderna hos sena fytofager , Diadectomorpha [10] . Sådant veckat dentin kallas plicidentin. När vi närmade oss toppen av tanden blev labyrintmönstret enklare och försvann. Utanför hade tänderna längsgående spår, som reflekterade dentinvecken, och var ibland täckta med tunn emalj [12] [13] .
Labyrinttänder ärvdes av labyrintodonter från fiskliknande förfäder ( ripidistia ) [14] . Förutom ripidistia och labyrinthodonts, finns sådana tänder i pansargäddor , ichthyosaurs , hampsosaurs , monitorödlor och mosasaurer , och uppstod tydligen oberoende minst 4 gånger [12] [13] . Enligt Robert Carroll tjänade en sådan struktur av tanden till att stärka den på grund av höga belastningar under en skarp kollaps av käkarna, och hos mer avancerade tetrapoder försvann den på grund av mer subtila och precisa käkar [15] [10] . Enligt en studie från 1991 stärker labyrintstrukturen underformade tänder med tiotals procent, även om det praktiskt taget inte påverkar styrkan hos färdiga tänder. Detta kan bero på de tunna käkarna hos labyrintodonter, inuti vilka de växande tänderna inte fick plats. Som ett resultat började tänderna arbeta och behövde hög styrka innan den slutliga formationen [12] .
Kotorna var komplexa och relativt ömtåliga och bestod av många element [6] . Lemmarnas rörformiga ben var korta och breda, smalbenen hade begränsad rörlighet och ändarna på benen bar inte klor, vilket begränsade manövrerbarheten för dessa djur [6] [16] . I vuxen ålder försökte de flesta arter med största sannolikhet hålla sig nära vattendrag. Vissa grupper som levde i slutet av den paleozoiska eran, särskilt mikrosaurerna och Seymouriamorphs , var små eller medelstora varelser och, enligt moderna idéer, levde på land. De sena Diadectomorpha och de tidiga formerna av permperioden var helt och hållet jordlevande former med starka skelett och de mest massiva landinvånarna i sin tid. Mesozoiska labyrintodonter var huvudsakligen vattenlevande djur med ett övervägande broskskelett [ 17] .
Ögonen hos de flesta labyrintodonter var högt ställda, vilket gav bra sikt på den övre halvklotet, men mycket begränsad perifer syn. Det parietalöga var välutvecklat, även om det inte är klart om det kunde ge en bild eller bara skilja mellan ljus och mörker, som i modern tuatara .
De flesta labyrintodonter hade speciella känselorgan på huden, ett sidolinjeorgan för att uppfatta vattenflöden och tryck, som hos fiskar och vissa moderna amfibier [18] . Detta gjorde det möjligt för dem att fånga vibrationerna och ljuden från byten när de jagade i lerigt vatten, under förhållanden med dålig sikt.
Äldre labyrintodonter hade massiva hörselben , förmodligen fästa vid skallen, inklusive dermatocranium . Det kan diskuteras om tidiga landlevande arter av labyrintodonter hade hörselben associerade med trumhinnan som täckte deras öron, om, naturligtvis, labyrintodonter i princip kunde höra när de var på land [19] .
Trumhinnan hos anuraner (Anura) och amnioter verkar ha utvecklats oberoende av varandra. Detta tyder på att de flesta, om inte alla, labyrintodonter inte kunde höra luftburna ljud [20] .
Tidiga labyrintodonter hade välutvecklade inre gälar , såväl som lungor som ärvts från fiskens förfäder [21] . De kunde andas luft, vilket borde ha varit till stor hjälp för invånarna i de solvarma grunderna med låga syrehalter i vattnet. Labyrintodonter saknade diafragma , och revbenen på många arter var för korta eller för nära varandra för att lungorna skulle expandera. Troligtvis tvingades luft in i lungorna med hjälp av sammandragningar av halssäcken, som i moderna amfibier . Detta kan ha varit orsaken till kvarhållandet av en mycket platt skalle i senare former. Utandning med hjälp av revbenen kan ha varit aktuell endast för arter som var förfäder till fostervatten [10] . Många vattenlevande former av labyrintodonter behöll larvgälar i vuxen ålder.
I en period då atmosfärstrycket och halten av syre och koldioxid i luften var fortsatt hög kunde primitiv andning med hjälp av en halspåse vara effektiv även för stora varelser. Men i luften är utsläppet av koldioxid (CO 2 ) svårt jämfört med vatten, och stora labyrintodonter skulle troligen kunna motstå höga koncentrationer av CO 2 i blodet och återvände då och då till vattnet för att släppa ut det genom huden [10 ] . Förlusten av hudpansar hos fiskförfäder och modern kompletterande hudandning hos amfibier gör en sådan förklaring rimlig [22] .
Liksom sina förfäder, lobfenad fisk , var labyrintodonterna köttätare. Den breda skallen och den relativt svaga submandibulära muskeln tillät dem inte att öppna munnen särskilt brett. Förmodligen använde de flesta av dem, till skillnad från moderna amfibier, bakhållstaktik [23] . När potentiellt byte var i vattnet inom räckhåll, slog den tidigare öppnade käken igen och labyrintodontens vassa tänder grävde sig in i offrets kropp. Stora belastningar, som i detta fall föll på tänderna , krävde deras härdning, och detta kunde leda till deras struktur, vilket gav namnet till gruppen [15] [10] . Bytessväljning gjordes genom att kasta huvudet bakåt och uppåt, som moderna groddjur och krokodiler gör .
Utvecklingen av skallparametrar, bättre käkkontroll och minskning av palatinhundarna ses endast hos mer avancerade reptilarter . Detta kan ha berott på den ökade effektiviteten av andningen, vilket möjliggjorde en mer graciös jaktstil [10] .
Reproduktionen av labyrintodonter ordnades efter typen av groddjur. De lade ägg (kaviar) i vattnet, varifrån grodyngel sedan kläcktes . De senare blev kvar i vattnet fram till metamorfos , varefter de kunde ta sig ut på land. Fossila grodyngel för flera arter av labyrintodonter är kända, de är neotenösa vuxna med fjäderlika yttre gälar, liknande de som finns idag hos grodyngel av obepansrade , lungfiskar och flerfjädrade grodyngel . Närvaron av larvstadiet som ett primitivt utvecklingsstadium i alla grupper av labyrintodonter kan antas med tillräcklig grad av säkerhet (detta noterades i Discosauriscus , nära släktingar till amnioter) [24] .
Det systematiska arrangemanget av olika grupper inom Labyrinthodontia är känt för sin inkonsekvens [25] [26] . Det finns flera grupper, men det finns ingen konsensus om deras familjeband [27] . Medlemmar av många nyckelgrupper är små och har ofullständigt förbenade skelett ; dessutom finns det en lucka i registreringen av fynd av lämningar från det tidiga karbon (känd som Romers gap ) , då de flesta grupper utvecklades [25] [28] 29 Labyrinthodontia verkar vara sammansatt av flera klader 30. två mest studerade grupper, ichthyostegalians och reptiliomorphs , anses allmänt vara parafyletiska.6 Labyrinthodontia taxonomy har varit huvudtemat för det första mötet i International Society for Phylogenetic Nomenclature ( International Society for Phylogenetic Nomenclature ) [31] [ specificera ] .
Tidiga labyrintodonter är kända från devon och möjligen från Romergapet i början av karbon. Dessa labyrinthodonter är vanligtvis placerade i ordningen Ichthyostegalia , även om denna grupp är mer av en grad (evolutionär stadium) än en clade [32] . Avdelningens representanter var huvudsakligen vattenlevande invånare, och de flesta av dem behöll inre gälar även i vuxen ålder. Troligtvis kom de sällan ut på land. Deras lemmar var ordnade något annorlunda än de hos tetrapods och var paddelformade till formen [33] . Svansen var som en fisk [34] . Kotor är komplexa och ganska ömtåliga. I slutet av devonen uppträdde former med starkare lemmar och starka ryggkotor, som i vuxen ålder inte längre hade funktionella gälar. Alla av dem var övervägande vattenlevande arter, och några tillbringade till och med hela sitt liv i vattnet .
De tidiga företrädarna för labyrintodonter var reptiliomorfer (Reptiliomorpha), ibland synonymt med Anthracosauria . Den äldsta kända representanten kan vara den sena devoniska Tulerpetonen ; om så är fallet, uppstod reptiliomorfer redan före starten av Carboniferous [35] . Deras skallar var djupare och smalare än hos andra labyrintodonter. De flesta arters fram- och bakfötter hade fem tår vardera. Vissa tidiga grupper som levde i bräckta eller marina vattenmiljöer återgick sedan till ett mer eller mindre helt vattenlevande liv [36] .
Med undantag för Diadectomorpha var de jordlevande formerna medelstora och uppträdde i början av karbon . Kotorna motsvarade de hos primitiva reptiler, med små pleurocenter, som sedan utvecklades. Det mest kända släktet är Seymouria . Vissa medlemmar av den mest evolutionärt avancerade gruppen, Diadectomorpha , var växtätare och blev flera meter långa. De hade stora tunnformade kroppar. Mindre släktingar till Diadectomorpha blev förfäder till de första reptilerna . Detta hände i slutet av Karbon [37] [38] .
Den mest olika gruppen av labyrintodonter var temnospondyler . De dök upp i det sena devon och varierade i storlek från salamanderliknande Stereospondyli , som susade längs vattenkanten och levde i kustnära snår, till den jättelika, pansrade Archegosauroidea , som mer såg ut som en krokodil. Den nio meter höga Prionosuchus var den största kända groddjuren genom tiderna [39] .
Frambenen på temnospondylerna hade fyra tår, och bakbenen hade fem, som hos moderna amfibier [17] . Temnospondylerna hade konservativa kotpelare där pleurocentren förblev små i primitiva former och försvann helt i mer avancerade. Intercenterna tog vikten av djuret, var stora och bildade en komplett ring [6] . De var alla mer eller mindre platthåriga, med starka eller sekundärt svaga ryggar och lemmar. Det fanns också helt vattenlevande former, såsom Dvinosauria , och även marina former, såsom Trematosauridae . I slutet av permperioden eller början av triasperioden kunde temnospondylia ge upphov till grodor och salamandrar [30] .
Tunna -ryggradsdjur - en liten grupp av inte helt klart ursprung - utvecklades främst som medelstora djur. Deras kvarlevor går tillbaka till karbon och tidig perm i Europa och Nordamerika. Till skillnad från andra labyrintodonter hade de enkla kotor av ett element [40] . De flesta av dem var vattenlevande och bevarade yttre gälar. Tunna ryggradsdjur var oftast salamanderliknande, men en grupp, Aistopoda , var serpentin, med flexibla, reducerade skallar. Vissa mikrosauriska smala kotor var knäböjda och kortsvansade. Det verkar som att de var anpassade till livet på land. Det mest kända släktet är Diplocaulus med bumeranghuvud .
Placeringen av tunna kotor i förhållande till andra grupper av labyrintodonter är oklart, ibland är de till och med separerade i en separat underklass [41] . Tänderna hos representanter för denna grupp är inte labyrintiska. Det är inte helt klart om tunna kotor är en naturlig association eller om detta är en kombinerad grupp som inkluderar pedomorfa former och grodyngel från andra labyrintodonter [42] .
Labyrintodonter uppträdde under devonperioden (398-392 miljoner år sedan) eller tidigare. De härstammar från benfiskar , nämligen från lobfenade - troligen från gruppen Rhipidistia . De närmaste moderna släktingarna till labyrintodonter (bortsett från deras ättlingar - tetrapoder) är lungfiskar , även ibland kallade ripidister. De tidigaste fynden av terrestra former är spår 395 miljoner år gamla som hittades i staden Zachelm , Polen . De lämnades kvar av djur vars lemmar är mycket lika de hos Ichthyostegi [43] [44] .
I mitten av Devon hade landväxter stabiliserat sötvattenekologiska nischer, vilket resulterade i utvecklingen av kärrs ekosystem, vilket resulterade i mer komplexa näringskedjor som gav arter nya möjligheter [45] . Tidiga labyrintodonter levde uteslutande i vattenmiljön, jagade nära kusten eller i kanaler. De ärvde lungorna från fiskliknande förfäder (fortfarande bibehöll andningsfunktionen hos lungfiskar och flerfenad fisk). Detta gjorde det möjligt för dem att jaga i vatten fattigt på syre (d.v.s. i vattendrag med höga temperaturer eller ruttnande organiskt material). I de tidigaste formerna, som Acanthostega , var ryggraden och extremiteterna praktiskt taget olämpliga för liv på land. Detta står i kontrast till tidigare vedertagna föreställningar om att fisken först kom till land, antingen för att leta efter mat, som den moderna mudskippern gör , eller för att komma till en ny vattenmassa när den som de ursprungligen levde i torkade ut. Rester av tidiga tetrapoder har hittats i marina sediment, vilket tyder på att de ursprungligen levde i marina eller bräckta vattenmiljöer. Detta stöds av det faktum att resterna av tidiga labyrintodonter finns över hela världen, vilket indikerar deras spridning inte bara genom sötvatten, utan också längs kusten.
Alla de första labyrintodonterna var stora eller mycket stora. Detta gjorde deras vistelse på land svår. De behöll gälar och fiskliknande fenor och svansar. Däremot kan labyrintodonter med säkerhet särskiljas från ripidistiska fiskar , eftersom deras cleithrum och scapula är separerade från skallen och bildar en axelgördel som tar tyngden av djurets framsida [18] . De var alla köttätare , äta fisk och möjligen gå iland för att festa i det marina livet i surfzonen, för att senare bli klassiska devoniska rovdjur [43] . Olika tidiga former är grupperade under Ichthyostegalia för bekvämlighets skull .
Även om kroppsstorleken och proportionerna för representanterna för Ichthyostegalia förblev oförändrade under deras utveckling, genomgick lemmarna snabba förändringar. Proto-tetrapoder , som Elginerpeton och Tiktaalik , hade fenliknande lemmar utan uttalade fingrar, designade främst för rörelse i vatten, men också lämpliga för att flytta från en vattenkropp till en annan över land eller korsa växtfyllda kanaler. Ichthyostega och Acanthostega hade paddelliknande polydaktyllemmar med stora beniga fingrar som borde ha hjälpt dem att röra sig över land. Aquatic Ichthyostegalia blomstrade i tidvattenkanaler och träsk fram till slutet av devon, men försvann helt från fyndregistret under övergången till karbon [18] .
Efter det sena devoniska massutdöendet finns det ett gap på 15 miljoner år i fossilregistret, känt som Romer's Gap. Som ett resultat försvann Ichthyostegalia, liksom de mer primitiva labyrintodonterna [9] [18] . Det finns kända fynd från denna period från den skotska orten East Kirkton Quarry av märkliga, möjligen återvattenlevande Crassigyrinus , som kan vara en systergrupp av senare labyrintodonter [46] .
Den tidiga karbonperioden präglades av uppkomsten av Loxommatidae , en gåtfull grupp som också kan ha varit relaterad till senare och mer avancerade labyrintodonter [47] . Vid mitten av denna period hade labyrintodonterna delat upp sig i minst tre grenar: temnospondylic , lepospondylic och reptiliomorphs . De sistnämnda var förfäder till amnioterna .
Medan de flesta labyrintodonter var akvatiska eller semi-akvatiska, började vissa reptiliska amfibier inkräkta på ekologiska nischer på land och fungerade som små eller medelstora rovdjur. Under Carboniferous utvecklades de mot landboende, utvecklade starkare kotor och smala lemmar, samt en modifierad skalle och ögonuppsättning. Troligtvis hade dessa varelser vattentät hud med en kåt epidermis som täcker små beniga knölar, som bildar scutes, liknande moderna benlösa amfibier. För en modern observatör verkar dessa djur vara överviktiga ödlor, som skiljer sig från reptiler endast i frånvaro av klor och specifika ägg som läggs i vattnet. I mitten av det sena karbon utvecklades mindre former till de första reptilerna [37] .
I slutet av Carboniferous skedde en global minskning av området med tropiska skogar, vilket ledde till att djur som var mer anpassade till livet på land gynnades. Samma labyrintodonter som behöll ett amfibiskt sätt att leva förlorade eller kunde inte anpassa sig till den nya verkligheten alls [48] . Vissa reptil amfibier blomstrade dock under de nya förhållandena. Reptiliomorphic Diadectidae med tunga tunnformade kroppar, som blev växtätare, blev sin tids största landdjur [18] . Det fanns också en familj av relativt stora köttätande Limnoscelidae , som en kort stund blomstrade i slutet av karbon.
De växtätande Diadectidae nådde sin maximala mångfald i slutet av karbon och tidig Perm, varefter de snabbt försvann från scenen, och deras plats togs av de tidiga växtätande reptilerna Pareiasauridae och Edaphosauridae [40] . Till skillnad från reptil amfibier förblev temnospondyler huvudsakligen invånare i floder och träsk. De livnärde sig på fisk och möjligen andra labyrintodonter. De upplevde en stor diversifiering efter att de flesta av de tropiska skogarna försvunnit, och under de sena karbonperioderna och tidiga permperioderna nådde de stor mångfald och levde i floder och bräckta kolskogar i ekvatorialpangea och i närheten av Tethyshavet .
Förändringar av att äta fisk utvecklades i grupper som så småningom utvecklade krokodilliknande skallar med långsträckta nosar, och möjligen en motsvarande livsstil ( Archegosauridae , Melosauridae , Cochleosauridae , Eryopidae och reptilerna av underordningen Embolomeri ) [40] . Andra utvecklades till vattenlevande bakhållsrovdjur med korta, breda skallar som gjorde att de kunde öppna munnen på det sätt som var nödvändigt för jakt ( Plagiosauridae och Dvinosauria ) [49] . De jagade som moderna marulk , och vissa grupper är kända för att behålla sina larvgälar till det vuxna utvecklingsstadiet, vilket leder en helt akvatisk livsstil. Så Metoposauridae har anpassat sig till att jaga i grunda och dimmiga träsk. Med sin ∩-formade skalle liknade de sina devonska förfäder.
I Europa-Amerika under karbonperioden uppträdde lepospondylic - många små, huvudsakligen vattenlevande amfibier av oklart ursprung. De levde i undervegetationen av tropiska skogar och små dammar, det vill säga i en ekologisk nisch som liknar den som moderna amfibier ockuperar. I Perm spred sig Nectridea från Euroamerica till Gondwana .
Sedan mitten av Perm har klimatet blivit torrare, vilket gör det svårt för groddjur att överleva. Terrestra reptiliomorfer försvann, även om vattenlevande krokodilformer som Embolomeri kunde överleva in i Trias [6] . Lepospondyli , inklusive serpentinen Aistopoda , försvinner också från fossilregistret .
Med slutet av den paleozoiska eran dog de flesta av de permiska grupperna ut, med undantag för Mastodonsauroidea och Metoposauridae och Plagiosauridae av särskilt intresse , som fortsatte in i trias . I det tidiga triastiden överlevde dessa grupper en kort silverålder i vattendrag och på kontinentala grunder, tillsammans med stora arter som Thoosuchus [50] ( Thoosuchus ), Benthosuchus ( Benthosuchus ) och Eriosuchus [50] ( Eryosuchus ). Deras ekologiska nischer var förmodligen desamma som hos moderna krokodiler, flodrovdjur som livnärde sig på fisk [40] . Alla grupper hade svaga kotor, minskad benbildning i benen och plattare skallar med en framträdande lateral linje , vilket tyder på att den temnospondylica triasen sannolikt inte skulle tillbringa mycket tid i vattnet. En ovanligt stor representant för brachiopiderna (troligen en plagiosaurus eller en nära släkting till den) nådde sju meter lång, och var möjligen lika massiv som Prionosuchus från permperioden [51] .
Med början av välståndet för krokodiler i mitten av triasperioden minskade de sista tempospondylierna, även om några av dem lyckades överleva åtminstone fram till kritatiden i regioner med ett klimat för kallt för krokodiler i södra Gondwana [52] .
Det finns nu en vetenskaplig konsensus om att moderna amfibier ( Lissamphibia ) på något sätt härstammar från labyrintodonter. Men det är här som konsensus slutar [30] . De ömtåliga benen hos groddjur är dåligt bevarade i berget , och spridda benrester av labyrintodonter är i princip sällsynta, vilket gör deras jämförelse svår [18] .
Traditionellt anses förfäderna till moderna amfibier vara lepospondylic . Båda är vanligtvis små, har enkla kotor och upptar en liknande ekologisk nisch. Biologer tror att lepospondyler härstammar från labyrintodonter och amfibier - från lepospondyler [38] [53] . Vissa forskare anser att lepospondylerna är nära släktingar eller till och med förfäder till reptil amfibier [54] . [55] [56] Huvudproblemet för sådana åsikter är frågan om Lepospondylierna själva är monofyletiska [28] [57] .
Andra verk handlar om förhållandet mellan temnospondyler och amfibier [18] [58] [59] [60] . Den temnospondylica gruppen Amphibimidae anses vara en möjlig förfader till moderna amfibier. En av dess medlemmar, Gerobatrachus , som beskrevs 2008, kan vara en övergångsform mellan temnospondyler och Anura (dvs. grodor och paddor) och salamander. Den liknar både grodor och salamandrar, inklusive en bred skalle, kort svans och små tänder [61] .
Att komplicera bilden är frågan om Lissamphia själva är polyfyletiska . Det finns flera åsikter i denna fråga. Stockholmsskolan , efter Gunnar Säve-Söderbergh och Erik Jarvik , hävdade under större delen av 1900-talet att groddjur generellt är bifyletiska , med hänvisning till strukturen hos näskapseln och kranialnerverna. Enligt dessa forskare är lepospondyles förfäder till grodor, medan salamandrarna och de benlösa groddjuren utvecklades oberoende och härstammar från porciforma fiskar [62] . Robert Lynn Carroll föreslog att stjärtade amfibier (salamandrar och benlösa amfibier) härstammar från lepospondylic microsaurs och grodor - från temnospondylic [63] . En kladistisk analys av Gerobatrachus visar att salamandrar och grodor utvecklades från temnospondyler, och benlösa amfibier är en systergrupp till reptilgroddjur [61] . Troligtvis kommer en konsensus om groddjurens ursprung och förhållandet mellan olika grupper av labyrintodonter inte att nås snart.
Den evolutionära övergången från tidiga karbon-labyrintodonter till fostervatten från början av 1900-talet ansågs väl återspeglas i fossilregistret. Det som förblev oklart i första hand var var i denna sekvens av former förändringen i reproduktionssättet från amfibie till reptil inträffade. I slutet av århundradet var Carrolls och Lourins arbete till stor hjälp för att klargöra denna fråga [64] [65] .
De tidiga reptiliomorferna var mestadels vattenlevande, med Seymouriamorpha och Diadectomorpha som blev de första grupperna som var väl anpassade för att leva på land . Representanter för den första av dem var djur av liten eller medelstor storlek, med starka lemmar. Deras kvarlevor hittades i torra miljöer. Samtidigt hade deras hud eller fjäll en vattentät beläggning (till exempel i Discosauriscus ) [66] . Deras skelett är mycket lika de från tidiga reptiler, och att döma av fynden av Seymouriamorpha grodyngel , behöll de en amfibieform av reproduktion [24] . Diadectomorpha anses vara närmast fostervatten. Samtidigt finns de fortfarande "på sidan" av groddjur, även om fynden av grodyngel för denna grupp fortfarande är okända [67] . Analysen av nya fynd gör det dock möjligt för vissa att säga att fylogenetiken hos labyrintodonter kan vara annorlunda än de som traditionellt accepteras inom vetenskapen idag [26] .
Vissa författare har föreslagit att "marklevande" ägg utvecklats från groddjursägg som lagts på marken för att undvika att bli uppätna av rovdjur, såsom andra labyrintodonter [68] [69] . Fostervattensägg måste nödvändigtvis ha utvecklats från ägg av liknande struktur som moderna amfibier [65] . Samtidigt, för att framgångsrikt släppa ut koldioxid, var äggen tvungna att vara mycket små, cirka 1 centimeter i diameter, vilket införde allvarliga begränsningar för storleken på ett vuxet djur. Således måste fostervatten ha utvecklats från mycket små varelser [64] . Ett antal mycket fragmenterade rester av möjliga förfäder till amnioter från Diadectomorpha-gruppen är kända - Gephyrostegus [70] Solenodonsaurus [67] , Westlothiana [71] och Casineria [37] . Fossiler från New Brunswick indikerar bildandet av de första reptilerna för minst 315 miljoner år sedan [72] .
Termen "labyrintodont" myntades av Hermann Burmeister i samband med strukturen av tänderna hos dessa varelser [73] . Namnet Labyrinthodontia användes först systematiskt av Richard Owen 1860, och året därpå tilldelade han dem till Amphibia [74] . Labyrintodonter placerades som en beställning i klassen Amphibia av Watson 1920 och, som en superorder, av Romer 1947 [75] [76] . Ett alternativt namn, Stegocephalia, myntades 1868 av den amerikanske paleontologen Edward Cope . Det bildas från andra grekiska. στέγος - "tak" och κεφᾰλή - "huvud" och förknippas med skyddsrustningen hos några stora labyrintodonter [77] . Denna term användes flitigt i litteraturen på 1800- och början av 1900-talet.
De försökte klassificera de tidigaste fynden på basis av skalltaket , vilket ofta uttömde dessa fynd. Men på grund av variationen och den snabba utvecklingen av denna struktur i labyrintodonter var dessa försök inte framgångsrika [75] . Relationer mellan olika grupper med varandra och med moderna amfibier (och i viss mån med reptiler ) är fortfarande diskutabelt [30] [60] . Det finns flera möjliga system för dessa relationer.
I början av 1900-talet var det brukligt att klassificera labyrintodonter utifrån morfologin hos de grundämnen som utgör deras komplexa kotor [41] . Denna klassificering visade sig snabbt vara inkonsekvent, eftersom avlägsna arter självständigt kunde utveckla en liknande struktur, medan närliggande arter kunde skilja sig mycket. Vid mitten av seklet misstänkte forskare vissa grupper av små labyrintodonter att de faktiskt var grodyngel eller neotenösa former av andra grupper [78] . Klassificeringen som presenteras här är hämtad från Watson, 1920 [75] :
Den traditionella klassificeringen infördes av Säve-Söderbergh på 1930-talet. Han trodde att amfibier var bifeletiska och att salamander och benlösa amfibier utvecklades oberoende av fiskar [62] . Dessa åsikter delades av få, men hans schema över förhållandet mellan lepospondyles och temnospondyles togs som grund av Romer och användes i ytterligare studier [38] , såväl som med små variationer av andra författare: [79] Daly 1973 [80 ] , Carroll 1988 [81] och Hildebrand & Goslow 2001 [82] . Nedan är klassificeringen från Romer & Parson, 1985 [6] :
Labyrintodonter har fallit i onåd i de senaste klassificeringarna , eftersom de är en parafyletisk grupp - de inkluderar inte alla ättlingar till deras gemensamma förfader. Olika grupper som traditionellt tilldelats Labyrinthodontia klassificeras idag av olika författare baserat på kladistisk analys som stamtetrapoder , basala tetrapoder, icke-amniotiska Reptiliomorpha och temnospondyler, som visar sig vara monofyletiska eller parafyletiska. Detta återspeglar den moderna kladistikens betoning på att belysa släktskapsförhållanden. Termen labyrintodonter, som har förlorat sin strikta taxonomiska betydelse, är fortfarande i bruk som ett vanligt namn för tidiga amfibier [82] , särskilt de med motsvarande tandstruktur [83] , och fortsätter att användas av vissa moderna vetenskapsmän för bekvämlighets skull [5] .
För det mesta användes det synonyma namnet Stegocephalia av Michel Lorin inte bara på varelser som traditionellt klassats som labyrintodonter, utan även på deras ättlingar, och i denna mening används termen av kladister [8] . Det finns också en informell term med bredare betydelse - stamfetrapoder ( engelsk stam Tetrapoda ), som omfattar alla arter som ligger närmare moderna tetrapoder än lungfiskar , men med undantag för spetsgruppen. Denna grupp inkluderar både traditionella "labyrintodonter" och mer grundläggande tetrapodomorfer , även om dess omfattning är diskutabel, eftersom familjebanden för dessa djur är oklara [26] .
Nedan finns ett evolutionärt träd som föreslagits av Colbert, 1969 [79] och Carroll, 1997 [84] . Streckade linjer representerar relationer för vilka det inte finns någon konsensus mellan olika författare .
Sarcopterygii |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
En bra referens (med ett diagram ) som ger en uppfattning om egenskaperna och de viktigaste evolutionära trenderna för ovanstående arter ges av Colbert 1969 s. 102-103, men se även Kent & Miller (1997) för ett alternativt klassificeringsträd [ 41] .
![]() | |
---|---|
Taxonomi |