A földi élet története a fosszíliák tükrében.

Az előadások a következő témára: "A földi élet története a fosszíliák tükrében."— Előadás másolata:

1 A földi élet története a fosszíliák tükrében

2 Az életet megelőző fontosabb események:
Ősrobbanás (Big Bang) 14 milliárd éve Naprendszer, Föld kialakulása 4,6 milliárd éve Élet megjelenése a Földön 3,8 milliárd éve

3 Mi az élet? Az élet nem valamely kémiai értelemben vett anyagnak pl. fehérjéknek vagy nukleinsavaknak a tulajdonsága, hanem speciális szerveződésű rendszer, amelyben sajátosan összetett folyamatok – életfolyamatok - mennek végbe, 1., Az élő rendszer olyan egész egység, melynek tulajdonságai nem vezethetők le a részeinek tulajdonságaiból, hanem csakis a részek kölcsönhatásaiból keletkeznek, így a részeihez képest új minőségi tulajdonságokat hordoz. 2., Anyagcserét folytat. 3., Stabil, a külső környezet bizonyos változásai mellett is állandó marad (homeosztázis). 4., Tartalmaz egy információ hordozó alrendszert, amely saját felépítésére, működésére vonatkozó információkat tartalmaz, amely képes replikálódni. (pl: gének, idegrendszer, kultúra) 5., Az élő folyamatok szabályozottak és vezéreltek. 6., Az élő rendszer növekedésre, szaporodásra, valamint evolválódásra képes.

4 Az élet keletkezését Gánti Tibor „chemoton” elmélete írja le legtalálóbban
„Az élő rendszernek két alrendszerből kell összetevődnie, egy vezérelten működő és egy vezérlő alrendszerből. Egyik sem él a másik nélkül. A program önmagában nem keletkezhetett. …. A kettő együtt keletkezett, együtt fejlődött, mégpedig pont fordított sorrendben mint ahogy a tudomány vizsgálja: Nem a program jelent meg először, hanem a masina. A masina működhetett program nélkül, de ez fordítva nem igaz. A masinák fejlődése azután kifejlesztette a programvezérlést. Végső soron a technika evolúciójában is ugyanez történt.” „Az élő sejtek programvezérlésével (DNS) és működésük szabályozásával foglalkozó molekuláris biológia a század második felében szinte egyeduralkodóvá vált. …. a világ elfeledkezett arról, hogy a programvezérlésnek valamilyen működő rendszert kell szabályoznia… az élet titka pedig éppen ezekben a rendszerekben van… az élő rendszerek működésének alapvető titkai a kémiai reakciókból összeálló, komplexen működő ún. folyadék automatákban keresendők, azaz olyan rendszerekben melyek masinaként működnek, melyek működése szabályozható, és vezérelhető, de amelyek nem feltétlenül tartalmaznak szilárd alkatrészt, amelyekben minden folyamat folyadékban, kémiai úton zajlik.”

5 A chemoton a legegyszerűbb életjelenségeket mutató rendszer
1., A chemoton első alrendszere egy önreprodukáló kémiai masina amely kis molekulájú de nagy energiatartalmú vegyületekből nagyobb molekulájú, bonyolultabb vegyületeket állít elő autokatalitikus, egymásba kapcsolódó kémiai körfolyamatok során. Az összekapcsolódó körfolyamatok, önreprodukáló „kémiai kerekek”, melyek minden ciklusban megduplázzák termékeik mennyiségét, vagyis növekednek. A termékek között lenniük kell membránalkotórészeknek (T = foszfolipidek), és olyan molekuláknak melyek egy mintafelületen polimerekké tudnak összekapcsolódni (V = nukleotidok). 1.,

6 A chemoton a legegyszerűbb életjelenségeket mutató rendszer
2., Második alrendszer a vezérlő alrendszer. Ez tartalmazza azon kettős szálú polimerek sokaságát, amelyek adott monomer koncentráció esetén egyes szálakra tudnak szétválni, és mindegyik szál mintaként szolgál a polimerizációhoz. Az ábrán V (nukleotid) adott koncentrációja esetén spontán polimerizálódik, amit egy meglévő templát pVn katalizál. Kezdetben nem a bázissorrend, hanem a polimer hossza hordoz „információt” azzal, hogy meghatározza a polimerizáció feltételeit. 2.,

7 A chemoton a legegyszerűbb életjelenségeket mutató rendszer
3., A harmadik alrendszer a kétdimenziós folyadék természetű molekuláris membrán, amely gömb alakban veszi körül a rendszert, átengedi a tápanyagok és a salakanyagok kis molekuláit, és visszatartja a rendszer belső anyagait. A rendszer által termelt membránképző molekulák (foszfolipidek) spontán módon beépülnek a membránba, ami által a membrán felülete növekszik. Az ábrán T beépül a membránba, ami adott méret fölött fizikokémiai tulajdonságai következtében magától kettéosztódik. 3.,

8 Proterozoikum (előidő)
A földtörténet korbeosztása fosszíliák alapján (Kambriumi robbanás) A főbb életformák megjelenése szilárd váz többsejtűek eukarióták prokarióták PREKAMBRIUM (87 %) Fanerozoikum Archaikum (ősidő) Proterozoikum (előidő) 4,6 3,8 2,5 1,5 0,57 milliárd év

9 A Fanerozoikum tagolása
fosszíliák alapján zoikum = állatvilág! Az egyes korszakok határán tömeges kihalások miatt hirtelen a változás. Az egyes korokkal nem csak az élőlények változtak, hanem a Föld felszíne is (Wegener).

10 A vulkanikus és üledékes kőzetek képződése
Egy kőzet lehet vulkanikus, üledékes és átalakult. A legidősebb Földi kőzet ~ 4 milliárd éves grönlandi gránit.

11 Relatív kormeghatározás fosszíliák alapján
Ha két kőzet ugyanazt a fajt tartalmazza akkor azonos korú. Az üledékes kőzet teteje mindig fiatalabb, mélye pedig öregebb rétegekből áll. A Föld eltérő pontjain más-más korú rétegek vannak a felszínen. Leggyakoribb fosszilák a tengeri élőlények meszes vázai, ammoniták, (lábasfejűek) és foraminiferák (gyökérlábú egysejtűek) melyekből standard sorozatokat állítottak össze a kőzetek korának meghatározásához.

12 Abszolút kormeghatározás izotópok segítségével
Ilymódon kizárólag vulkáni kőzetek kora határozható meg. Az üledékes kőzetek korát csak vulkáni réteg közelében tudják meghatározni. Kormeghatározáshoz leggyakrabban használt izotópok Lebomló izotóp Bomlás-termék Felezési idő (év) Meghatározható kor (év) 14C 14N 5730 40K 40Ar 1.25 x 109 – Föld születésig 238U 206Pb 4.468 x 109 10 millió - Föld születésig 235U 207Pb x 109 87Rb 87Sr 4.88 x 1010 A Föld korának 0,2-10-szerese

13 Abszolút kormeghatározás izotópok segítségével
Ilymódon kizárólag vulkáni kőzetek kora határozható meg. Az üledékes kőzetek korát csak vulkáni réteg közelében tudják meghatározni. 100 atomból Kormeghatározáshoz leggyakrabban használt izotópok Lelet kora (év) Ha az üledékes kőzet a vulkáni réteg fölött van akkor az annál fiatalabb, ha vulkáni eredetű kőzetdarabok az üledékes kőzetbe keveredtek akkor az üledékes réteg az öregebb. Lebomló izotóp Bomlás-termék Felezési idő (év) Meghatározható kor (év) 14C 14N 5730 40K 40Ar 1.25 x 109 – Föld születésig 238U 206Pb 4.468 x 109 10 millió - Föld születésig 235U 207Pb x 109 87Rb 87Sr 4.88 x 1010

14 A fosszilizáció előfeltételei
A lágy részek csak akkor fosszilizálódnak, ha gyorsan oxigénmentes helyre kerülnek (pl. tengerfenék csuszamlással). Állati csontok, puhatestűek és egysejtűek meszes héja, ízeltlábúak kitinpáncélja, fák ligninje, spórák jól fosszilizálódnak ….…ha a szél vagy a víz olyan helyekre sodorja, ahol nincs oxigén. Azok az élőlények melyek nem élnek vízközelben kisebb valószínűséggel kerülnek az üledékbe. Az üledékbe süppedt maradványok egyre mélyebbre kerülnek miközben nyomás nehezedik rájuk, és megkövülnek.

15 Milyen teljes a fosszíliákból nyerhető kép?
A ma élő fajok száma kb millió (többsége rovar). A fajok általában kevesebb, mint 10 millió évig élnek. Az 1990–es évek végéig kb fosszilis fajt írtak le , (de a szám dinamikusan növekszik.) Ez a Földön valaha élt fajoknak kevesebb mint 0,01% -a lehet. Egyes csoportokból azonban aránylag jó a mintavétel. Különösen jól fosszilizálódnak a kemény vázas tengeri állatok, melyek a fosszilis fajok 2/3-át adják, így a fosszilis fajaik száma kb. kétszerese az azonos csoportok ma élő tagjainak. A fosszilis anyag messze nem teljes, ennek ellenére számos következtetés levonására alkalmas.

16 A fosszíliákból felismerhető törvényszerűségek
Az egyes élőlények nem véletlenszerűen jelennek meg, hanem szigorúan meghatározott sorrendben. (Például sehol nem került elő 300 millió éves emlős vagy madár.) Ahogy közeledünk az ősi időszakokból a mához, a fosszílis fajok egyre inkább hasonlítanak a mai fajokhoz. (Minden faj végső sorsa a kihalás.) A fosszíliák között sok szép hézagmentes sorozat van, amely megmutatja, hogy bizonyos vonalakban az időben fokozatos változások sorozata történt. (pl: Trilóbiták, vagy bálnák evolúciója szárazföldi patásokból.) - Nagyszámú átmeneti alakot találtak az egyes ma ismert magasabb taxonok (osztály, törzs) között is. (pl. Archeopterix, és kínai madár-dinoszaurusz átmeneti lelet sorozat) Mindez egyértelműen igazolja Darwin elméletét a fajkeletkezésről fokozatos módosulások útján, mind az egyes fajok, mind a magasabb taxonok esetén.

17 A cetfélék gyors (15 millió éves) evolúciója szárazföldi patásokból jól dokumentált
(1995)

18 Egy átmeneti alak utólag igazolta a hangyák származásának elméletét
E.O.Wilson, F.M.Carpenter és W.L.Brown hipotézisét a hangyák és a darazsak átmeneti formájáról több évvel később talált borostyánba zárt lelet igazolta, amely szinte pontosan megfelelt a hipotetikus átmeneti alaknak.

19 Az élet első jelei (Prekambrium)
Az élet csak az első maradványok képződését megelőző korokban jöhetett létre. Az élet 4 milliárd évnél idősebb nem lehet, mert a Földfelszín azelőtt forró volt. Az élet első (vitatott) nyomait 3,8 milliárd éves korú, vasszalagos grönlandi ősi kőzetekből ismerjük. Ezek nem fossziliák, hanem csak kémiai ujjlenyomatok (12C dúsulás).           Az első baktériumok, valószínűleg a mai Archaea-hoz hasonlóak lehettek, mivel a mai Archeák élőhelyei megfelelnek a korai földi körülményeknek. A mai Archaea-élőhelyek forrók és oxigénszegények (pl: Thermophilus aquaticus). Ilyen lehetett az ősóceán vize is. Forróvíz-feltörés mélytengeri árokban

20 Az első baktériumok 3,5 milliárd éves sztromatolit metszete
"Soth Pole" Ausztrália Mai sztromatolitok (= réteges kövek) (Shark Bay Ausztrália) A sztromatolit zátonyok a kékalga rétegek szálacskáinak üledékmegkötõ hatására jönnek létre a partszegélyi övben. A cianobaktériumok, azaz fotoszintetizáló kékbaktériumok tehát 3,5 milliárd éve már bizonyítottan léteztek. 2-3 milliárd évvel ezelőtt mind az Archeák mind az baktériumok virágoztak. 2 milliárd éve a kékbaktériumoknak köszönhetően az oxigén szint már elég magas lehetett ahhoz, hogy megjelenjenek az első aerob élőlények.

21 Az első eukarióták A molekuláris órák adatai 2,2-1,8 milliárd évvel ezelőttre teszik az első eukarióták megjelenését. Az első eukariótákra utaló kémiai maradványok (zsírok) 2,7 millliárd éves Ausztráliai sziklákból származnak. 2 milliárd éves eukarióta alga maradvány több helyről előkerült. Az eukarióta sejtek jóval nagyobbak a prokariótánál, és azok szimbiózisával jöttek létre. Az eukarióták megjelenésének legfontosabb következménye a nagymértékű fotoszintézis beindulása, mivel a fotoszintézisük jóval hatékonyabb mint a kékalgáké, és amely 600 millió éve a mai atmoszféra kialakulásához vezetett. Az összes ezután kialakult élőlényt az jellemzi, hogy alkalmazkodott az oxigén magas szintjéhez, pl. aerob légzés, mitokondriumok használatával. 0.15 mm átmérőjű eukarióta sejtek kövületei Dél-Kínából (Doushantuo Formation)

22 Az első többsejtűek Az első differenciált sejtekkel rendelkező többsejtűek a molekuláris órák adatai szerint 1,5 milliárd éve alakulhattak ki. A legidősebb soksejtű alga fosszíliák 1,2 milliárd évesek. Az első ismert soksejtű állatok (szivacsok) maradványai 1,1-1,2 milliárd évesek. Nagy mennyiségű soksejtű állat került elő Ausztrália, Ediacara hegységéből, amit innen Edicara faunának neveznek. A 600 millió éves Ediacara-faunában még döntően két sejtrétegű és szilárd váz nélküli szervezetek vannak. Az Edicara „állatai” igen eltérnek minden mai élőlénytől, ez a vonal kihalt.

23 Többnyire helyhezkötött (szuszpenzióevő?) életforma.
Élet az edicara korszakbeli tengerben. Két sejtréteg, sugaras, vagy kétoldali szimmetria fej és érzékszervek nélkül. Többnyire helyhezkötött (szuszpenzióevő?) életforma.

24 A Kambriumi „robbanás”
570 millió évvel ezelőtt gyakorlatilag az összes állattörzs maradványai szinte egyidőben, és tömegesen jelennek meg. Ez elsősorban a kemény, jól fosszilizálódó állati testrészek – meszes héj, kitin váz, csontok – megjelenésének köszönhető. Első ismert ízeltlábúak (Trilobiták, a késő kambriumi fauna 60%-át teszik ki) tüskésbőrűek, puhatestűek, (a kambriumi fauna 30 %-a pörgekarú, Brachipoda), szivacsok, félgerinchúrosok (graptoliták), fejgerinchúrosok (Cephalochordata) a kései Kambriumban gerincesek (Vertebrata), állkapocs nélküli halak (Agnatha) is. Minden moszattörzs megvan már. Ezt a robbanást azzal magyarázzák, hogy a Kambriumra megnövekedett algatömeg nagyszámú növényevő állatot táplált, és ez kedvezett a ragadozó életforma megjelenésének, ami ellen a kemény váz előnyös. Emellett az O2 szint megközelítette a mait, így lehetővé vált a nagyméretű soksejtű élőlények kifejlődése.

25 Az összes ma ismert életforma hirtelen jelent meg
Ma ismert életformák megjelenése a fossziliákban milliárd év 0,57 4,6 3,8 2,5 1,5 Archaikum (ősidő) Proterozoikum (előidő) PREKAMBRIUM (87 %) Fanerozoikum Élet a földön szilárd váz ( Kambriumi robbanás) Az élet 4 milliárd éves történetében az összes ma ismert állattörzs a fosszíliákban egy 40 millió éves időtartamon belül, vagyis az élet történetének 1%-nyi ideje alatt jelent meg. Lágy testű elődeik bizonnyal már sokkal korábban is jelen lehettek.

26 A kambriumi fauna leghíresebb lelőhelye a Burgess Shale (Burgess-pala) Brit-Kolumbiából (Kanada), amely egy egyenlítői tengerben rakódott le. A Burgess pala hirtelen sárcsuszamlással képződhetett, amely azonnal nagyszámú tengeri élőlényt temetett be oxigéntől elzárva, így a lágy részek is fosszilizálódtak. Szegmentált izomzatú gerinchúros (Pikaia gracilis) A késő kambriumi 4000 Trilobita faj néhány képviselője

27 Burgess-pala: féreg féreg féreg ízeltlábú

28 szivacs tüskésbőrű puhatestű rovar

29 rák ízeltlábú

30 A Paleozoikum korszakainak elnevezése a lelőhelyek alapján
Cambria ( millió év): Észak-Wales latinul. Prekambrium végén eljegesedés, majd melegedés, sekély tengerek. Ordovic ( millió év): észak walesi törzs volt. Végén eljegesedés, tömeges kihalás. Silur ( millió év): ősi walesi néptörzs. Felmelegedés, sekély tengerek, diverzifikálódás. Devon(shire) ( millió év): angol grófság. Meleg, sivatagok, tengerszint+, „szilur-devon üvegház” végén tömeges kihalás. Carbon ( millió év): szén. Alsó Carbon: meleg, nedves felső Carbon: hűvösebb, szárazabb, Perm ( millió év): orosz provincia. Meleg, Pangea, végén a legnagyobb tömeges kihalás: PT (perm-triász).

31 A szárazföld meghódítási útvonala
mocsár (sekély víz) édesvíz (ozmotikus alkalmazkodás) időszakos mocsár (almazkodás a kiszáradó környezethez) vízpart (szilárd támasz) szárazföld (víztől független szaporodás) óceán Visszatérés a vízbe (dinoszauruszok, cetek, lamantin, stb.)

32 A szárazföldi növények kialakulása
1., alkalmazkodás az édesvízhez (Kambrium) A szárazföldre elsőként a mikróbák érkeztek 1 milliárd éve. A Kambriumban a szárazföld még túlnyomórészt élettelen lehetett. A szárazföldi növények mindegyike a Charophycean zöld algák leszármazottja. A Chara félék már a Kambriumban alkalmazkodhattak az édesvizekhez.

33 A szárazföldi növények kialakulása
2., víztől független szaporodás (Ordovícium) A szárazföldi élethez a szárazságtűrő spóra jelenti az első alkalmazkodást ami a moháknál jelenik meg. Az első moha spórák 475 millió évesek az Ordovíciumból. A spóra jól fosszilizálódik. Az első szárazföldi növények májmoha félék lehettek. Fosszilis moha

34 A szárazföldi növények kialakulása 3., szilárd támasztószövet (Szilur)
Ezt követte a szállítóedény rendszer kialakulása, különösen a ligninnel támasztott edénnyalábok megjelenése, ami merev vázszerkezetet biztosít. Ez a harasztoknál jelenik meg a 430 millió éve (Szilur eleje) fosszilizálódott Clarksonia csupán levél nélküli elágazásokból állt. Clarksonia elágazó páfrány Az első ismert edényes növény

35 A szárazföldi növények kialakulása 4., gyökerek és levelek (Devon)
A legkorábbi szárazföldi növényeknek csak rizoidjaik voltak. A valódi gyökerek, lassú mállásukkal sokáig megkötve tartják a CO2-t, ami jelentősen csökkentette annak szintjét a levegőben. A levelek kialakulása egybeesik azzal, hogy a légkör CO2 szintje 90%-al esett vissza, és ez hatékonyabb fotoszintézist követelt. Az első páfrány levelek 390 millió évesek, (Devon).

36 (nyitvatermő magvaspáfrányok, Karbon)
5., Az első magvak (nyitvatermő magvaspáfrányok, Karbon) tőzeg A széntelepek főként m magas fosszilis harasztokból (korpafű fák, zsurló fák páfrány fák,) képződtek a Karbon kori mocsarakban. Szénben fosszilizálódott páfrány (Karbon 350 millió éve) Az első magvakat is a széntelepekben találjuk, (magvaspáfrányok) de ekkor a nyitvatermők még a növények elenyésző részét alkották, azok a Permben terjednek el, és az első fenyők a Triász-Jura határán jöttek létre.

37 6., Az első zárvatermők (Mezozoikum)
A molekuláris órák szerint millió éve a Mezozoikum elején jelentek meg az első zárvatermők, de tömegesen csak a Mezozoikum végén, a Kréta korban 125 millió éve terjedtek el. A zárvatermők harmadkorbeli gyors elterjedését és nagyszámú változat kialakulását (adaptív radiáció) a rovarbeporzással hozzák összefüggésbe. Archaefructus liaoningensis 140 milló éves zárvatermő fosszília pázsitfűfélék 60 millió éve a negyedkor elején robbantak be nagy mennyiségben, amit viszont a növényevő emlősök elterjedésével magyaráznak. A fűfélék jól bírják a legelést, mert a tövükből képesek megújulni.

38 A szárazföldi növények evolúciója
A megjelenés és az adaptív radiáció között kb. 100 millió év telik el. pázsitfüvek radiációja (patások, legelés) zárvatermők radiációja (rovarbeporzás) fenyők megjelenése első zárvatermők valószínű megjelenése nyitvatermők radiációja harasztok radiációja (szénképződés) magvaspáfrányok, nyitvatermők megjelenése leveles harasztok megjelenése edénnyalábos harasztok (Clarksonia) 439 mohák megjelenése édesvízi Charophycean zöld algák 495

39 A halak evolúciója, állkapocs nélküliek
Az első halak a Kambriumban jelentek meg, de az Ordovíciumban válnak sokrétűvé, amikor elsősorban az állkapocs nélkülieknek (Agnatha) számos formája jött létre. Pteraspis állkapocs nélküli páncélos édesvízi hal a skóciai Orcadiai-medence homokkő üledékéből. Heterostraca állkapocs nélküli halak rekonstrukciója. Lassú mozgású, fenéklakó életmódú páncélos halak, a ma élő ingolák ősei lehettek. Páncélzatuk később elcsökevényesedett.

40 A halak evolúciója, állkapcsosok
A Szilurban és a Devonban fokozatosan az állkapcsos halak váltják fel az állkapocs nélkülieket. Az állkapcsos halak radiációja a Devonban zajlik, ekkor jönnek létre a porcos halak, és a sokféle csontos hal forma, többek között ekkor élik virágkorukat a tüdőshalak is, melyek a kétéltűek ősei. Pterichthyodes milleri A karbonban kihalt Placodermi az első állkapcsos páncélos őshal csoport . Az állkapocs nélküliek 9-14 kopoltyúívéből csak 6 marad, a többiből kialakul az állkapocs belső váza. A fogak a pikkelyekkel azonos eredetű bőrelemek. Nyakizületük van, mellyel a fejpáncélt fel-le billentették. Virágkoruk a devonban volt. Igen nagyra, akár 10 méteresre is megnőttek, ragadozók voltak.

41 A bojtos úszójú és tüdős halak
Fosszilis tüdőshalak (Dipnoi). Virágkoruk a Devon, de a Triász végére kihaltak, Néhány fajuk ma is él. A bojtszerű páros úszók belső vázát alkotó csontok homológok a szárazföldi gerincesek vázelemeivel. Koponyájuk két részből áll, erős fogakkal. Gerinchúrjuk és elcsontosodó gerincoszlopuk is van. Tüdejük és kopoltyújuk is van. Nagyméretű ragadozók, elevneszülők lehettek.

42 Az „élő kövület” bojtosúszójú, Latimeria chalumnae
50 millió éve kihalt minden közeli rokona decemberében Dél-Afrika keleti partvidékén találták meg m-es mélységben, elsüllyedt korallok között ragadozó, halakra, rákokra vadászik. Végtagjait minden irányban képes mozgatni. Bőre erősen nyálkás, 1,5 m, 80 kg, elevenszülő, megtermékenyített petéi teniszlabda nagyságúak. Szárazon 1 órán belül elpusztul, rendkívül érzékeny a hőmérséklet változásaira.

43 A kétéltűek evolúciója
Molekuláris adatok alapján a kétéltűek a tüdőshalak leszármazottai, melyek először 360 millió éve, a késő Devonban másztak ki a szárazföldre. bojtosúszós végtag primitív kétéltű (Ichthyostega) végtag Ausztrál tüdőshal (Neoceratodus forsteri) Ekkor nagy tömegben megjelentek a lombhullatók és a sekély vizekbe hulló lomb és a vízparti növények vízbe lógó gyökerei új élőhelyeket hoztak létre a rovarok számára. A nagyobb halak itt már nem boldogultak, és ezt használták ki az első kétéltűek.

44 Acanthostega: átmenet a halak és a kétéltűek között.
Még kizárólag vízben élt. 4 végtaggal rendelkezett, de ujjainak száma változó, Végtagjai a vízi haladásra szolgáltak, ami preadaptációnak tekinthető a szárazföldi közlekedésre. Egyaránt volt tüdeje, és kopoltyúja valamint úszó farka.

45 Az őskétéltű Ichthyostega
A vállöv levált a koponyáról, és nagymértékű erősödése mellett a csontváz egyéb részeihez szervesen kapcsolódott. A medenceöv a gerincoszlophoz rögzült. Az első végtag csontjai hasonlóak és homológok a tüdőshalakéval, de határozott megjelenésű erős ujjaik vannak. Ujjaik száma változó, et is elérhette. Kelet-Grönlandon vörös homokkőben fedezték fel a 1930-as évek elején.

46 A tüdőshalaktól a kétéltűkig vezető átmenet tökélertesen dokumentált a fosszíliákban. Kevés evolúciós átmenet ismert ilyen részletesen.

47 Hüllők A szárazföldhöz alkalmazkodás következő lépése a magzatburokkal (amnion) rendelkező tojás kialakulása volt ami lehetővé teszi a korai egyedfejlődés víztől való függetlenítését. Az első hüllők a Karbon közepén jelennek meg, gyíkszerű ragadozók voltak. A pikkelyes kültakaró a kiszáradást gátló adaptáció. Bizonyos formáknál az állkapcsok fejlődése a táplálék finomabb felaprítását lehetővé tevő rágás kialakulására utal. Lábaik erősebbek. Dinoszaurusz koponya Hylonomus, a legkorábbi hüllő 318 millió éve élt. A hüllők uralták az egész Mezozoikumot.

48 (kutya méretű, Dél-Afrika)
Az emlősök evolúciója Az emlősök a hüllőkből apró változások sorozatával alakultak ki, ami fossziliákkal az egyik legjobban dokumentált evolúciós esemény. Az emlősök a hüllő-emlős átmenetet muatató Synapsida (=Therapsida) faunából jöttek létre 100 millió év alatt a Karbon végétől Triászig. Synapsida (Therapsida, emlősszerű) hüllők a Triász elején Thrinaxodon (kutya méretű, Dél-Afrika) Cynognathus A Mezozoikumot azonban uralták a dinoszauruszok, amelyek a legtöbb nichet elfoglalták. A Dinoszauruszok Kréta végi kihalásával megnyíltak az ökológiai terek (niche) az emlősök adaptív radiácijához. Így a földtörténeti újkor (Kainozoikum) az emlősök korává válhatott.

49 Az emlősök evolúcióját mozgató szelekciós erők
Az állandó testhőmérséklet lehetővé teszi az éjszakai életmódot, ami új nice-t nyit a dinoszauruszok uralta világban. Az állandó testhőmérséklet magas anyagcsere szintet és homeosztatikus szabályozást feltételez. A magas alapanyagcsere intenzív táplálkozást tesz szükségessé, ami erős állkapcsot igényel differenciált fogakkal, valamint erőteljes és gyors mozgást, ahol a lábak a testet elemelik a talajtól. A magas anyagcsere nagyobb agyat tesz lehetővé, amely kifinomult érzékelést és sokrétű alkalmazkodást biztosít. Az élveszülés és a szoptatás biztonságosabb szaporodást biztosít, de nagyobb energiabefektetéssel jár, ezért megéri még tovább gondoskodni az utódokról. Ez intenzív szociális kapcsolatot, társas életmódot, tanítást és tanulást tesz lehetővé, ami tovább növeli az intelligenciát.

50 Az állkapocs és a hallócsontok átalakulása
A fosszíliákból legjobban rekonstruálható jellegek a mozgással és táplálkozással, a csontokkal és fogakkal kapcsolatosak. A hüllők fogai viszonylag differenciálatlanok és egyszerűek. Állkapcsuk egészen hátul ízesül, gyengébben izmolt, és csak fel-le mozgásra képes. Az emlősöknek differenciált fogaik vannak, amely jobb rágást biztosít. Állkapcsukhoz erős pofaizmok tapadnak, az állkapocs ízesülése előrébb mozdult, így a hátsó rész csontjai “felszabadultak” és a belső fül csontjaivá váltak. Az emlősök állkapcsa vízszintes őrlő mozgásra is képes.

51 Hüllő-emlős átmenet 1., Pelycosaurusok:
Archaeothyris Az USA DNy-i részén Karbon és Perm rétegekben találták meg az Archaeothyrist – 300 millió éve élt, gyíkszerű, 50 cm hosszúságú, az emlősök távoli őséhez nagyon közel álló forma. A perm kezdetén a négylábú gerincesek 75%-a Pelycosauria hüllő. Fontos anatómiai jegyük egy új nyílás a szem mögött (temporal fenestra), ami a későbbi járomcsont által határolt nyílás megfelelője. Ez az erősebb állkapocs záródás első jele. A Pelycosaurusok fogai még nem differenciáltak, lábaik oldalsó állásúak. 260 millió éve nagyobbrészt kipusztultak.

52 Hüllő-emlős átmenet 2., Therapsidák:
2. Pelycosaurusokból a késői Permben – korai Triászban fejlődtek ki a Therapsidák (emlősszerű hüllők), melyek maradványait Dél-Afrika, Karroo medencében találták. Ezek szőrrel borított változó hőmérsékletű állatok voltak. A járomcsont nyílása (temporal fenestra) nagyobb és emlősszerűbb, fogaik differenciáltak. A későbbi formáknál kialakul a szájpadlás, ami lehetővé téve, hogy egyszerre egyenek és lélegezzenek.

53 (kutya méretű, Dél-Afrika)
Hüllő-emlős átmenet 3., Cynodonták: 3. A Therapsidák egyik csoportja a Cynodonták, melyek állkapcsa már jobban hasonlít a modern emlősökére. Fogaik többcsúcsúak és differenciáltak. Állkapcsuk ízesülése átmenetet mutat, némelyikük állkapcsa két helyen ízesül, a hüllő és az emlős ízületük is megvan. A Cynodonták egyik vonalából alakultak ki a modern emlősök. Thrinaxodon (kutya méretű, Dél-Afrika) Cynognathus

54 Az első emlős a Triász kori Megazostrodon
A 200 millió éve (Triász- Jura határ) megjelent Megazostrodon apró 12 cm-es cickányszerű állat volt, amely valószínűleg rovarokkal táplálkozott. Megazostrodon Állkapcsa egyetlen csontból állt, differenciált metsző, tépő, és zápfogakkal. Hallócsontocskái 3 csontból álltak. Aránylag nagyméretű agya volt, ami jó hallást, szaglást és látást biztosított. Ezek alapján állandó testhőmérséklete lehetett, ami lehetővé tette az éjszakai életmódot. Valószínűleg lágyhéjú tojásokkal szaporodott, és szoptatott.

55 A gerincesek evolúciója
emlősök, madarak virágkora madarak megjelenése hüllők virágkora első emlősök megjelenése első hüllők megjelenése tüdőshalak virágkora kétéltűek megjelenése (első szárazföldi állatok) állkapcsos halak radiációja (cápák, csontoshalak, bojtosúszójúak) állkapcsos halak megjelenése állkapocsnélküli halak virágkora állkapocsnélküli halak megjelenése