amfibienii nu au fost primii tetrapode, ci ca grup s-au îndepărtat de stocul care în curând, într-un sens paleontologic, va deveni amniotele și strămoșii reptilelor și amfibienilor moderni. Tetrapodele sunt descendenți dintr-un grup de pești sarcopterigieni (cu aripioare de lob). Exact ce grup de sarcopterigieni este încă dezbătut, deși consensul s-a mutat de la lungfishes (ordinul Dipnoi) la un strămoș din cadrul unui grup de pești înrudiți: familia Panderichthyidae de ordinul Osteolepiformes sau pești de ordinul Porolepiformes. Interrelațiile acestui grup de pești sarcopterigieni au diverse interpretări, deși monofilia lor (derivarea de la un strămoș comun) este foarte probabilă. Acest aspect înseamnă că toți au o morfologie similară și posedă trăsături care au servit ca predecesori structurali pentru evoluția adaptărilor terestre.
Encyclopedia Unixtdia Britannica, Inc.
primele tetrapode nu erau animale terestre. În schimb, erau probabil pe deplin acvatici și probabil trăiau în apă puțin adâncă și vegetație densă. Nu se știe ce forțe evolutive au condus tranziția de la aripioare la membre, deși o ipoteză sugerează că apendicele asemănătoare membrelor au fost mai eficiente pentru a ajuta un prădător care urmărește să se deplaseze prin vegetație densă. O ipoteză alternativă PROPUNE că membrele aripioarelor au fost folosite de vertebratele terestre timpurii pentru a trece de la bazinul de uscare la bazinul de uscare; această ipoteză este în mare parte redusă din cauza altor adaptări terestre necesare pentru a supraviețui unei călătorii dificile și deshidratante. Transformarea vertebratelor dintr-un stil de viață acvatic într-unul terestru s-a extins pe parcursul a peste 80 de milioane de ani de la Devonianul timpuriu în epoca Pennsylvania timpurie.
strămoșul sarcopterigian poseda două trăsături necesare evoluției unui animal terestru limbat: plămânii, care oferă capacitatea de a respira aer și apendicele cu suport scheletic intern care se extinde dincolo de masa musculară a trunchiului. Plămânii au apărut în peștii osoși cu mult înainte de tranziția pește-tetrapod. Ele au existat în strămoșii atât a peștilor cu aripioare cu raze (Actinopterygii), cât și a peștilor cu aripioare cărnoase (Sarcopterygii). În primul, plămânii sau sacii de aer au devenit vezici de înot pentru reglarea flotabilității, iar în al doilea, plămânii au fost folosiți pentru respirația aeriană.
respirația aeriană necesită un ciclu de flux de aer în și din plămân. Acest flux reîmprospătează aerul și oferă un gradient de difuzie abrupt pentru schimbul de oxigen și dioxid de carbon prin interfața țesutului care separă aerul și sângele. Respirația (adică ventilația) la pești folosește presiunea apei, peștele ridicându-se la suprafață și înghițind aerul. Închizându-și gura, peștele se scufundă; deoarece capul este mai mic decât sacul de aer, presiunea apei de pe fundul gurii forțează aerul înapoi în „plămâni.”Procesul este inversat pe măsură ce peștele se ridică la suprafață, expulzând aerul din plămâni înainte de a rupe suprafața pentru o altă înghițitură de aer. Din această ventilație pasivă bucală (gură-cavitate), tetrapodele timpurii au dezvoltat un mecanism de pompă bucală acționat de mușchi. Pompa bucală rămâne funcțională la amfibienii vii.
trecerea de la aripioare la membre a început în apă și a fost probabil finalizată la un animal în mare parte acvatic. Datorită flotabilității apei, structura în evoluție a membrelor a subliniat flexibilitatea (dezvoltarea articulațiilor care se îndoaie într-un unghi, mai degrabă decât curbarea) peste suport. Membrele nu trebuiau să susțină întreaga masă corporală, mai degrabă o fracțiune din total. În loc de sprijin, membrele ar împinge pur și simplu tetrapodul de pește înainte, probabil în timp ce peștele mergea de-a lungul fundului unui corp de apă. Secvența de mișcare a membrelor ar fi fost secvența diagonală standard utilizată pe scară largă de animalele patrupede. Probabil, primele modificări au implicat dezvoltarea articulațiilor genunchiului, cotului, gleznei și încheieturii mâinii. În același timp, secțiunea cu raze fin a aripioarei ar scădea în dimensiune. În cele din urmă, ar fi pierdut și înlocuit cu elemente scheletice. Deoarece animalul a petrecut mai mult timp în afara apei, membrele au fost necesare pentru a susține greutatea corporală totală pentru perioade mai lungi, astfel încât selecția naturală ar favoriza un schelet mai puternic și strâns legat.
această întărire a necesitat ancorarea fermă a centurii pelvine la scheletul axial (coloana vertebrală), deoarece membrele posterioare trebuie să susțină corpul, asigurând în același timp forța propulsivă principală în locomoția tetrapodului. Brâul pectoral se atașează de craniu la pești; cu toate acestea, pe măsură ce membrele anterioare au devenit principala forță de direcție în locomoția tetrapodului, animalul a necesitat un gât flexibil, iar brâul pectoral și-a pierdut atașamentul de craniu. Selecția a favorizat, de asemenea, o coloană vertebrală mai rigidă pentru a contracara efectul complet al gravitației în timpul locomoției terestre. Suportul dintre vertebre a fost paralel cu dezvoltarea proceselor de alunecare și suprapunere care leagă ferm vertebrele adiacente. Aceste procese au oferit rigiditate verticală și flexibilitate laterală permisă. Modificările musculaturii au promovat extensia și flexia membrelor și au legat puternic seturile adiacente de vertebre și centurile lor de coloana vertebrală.
alte modificări anatomice asociate cu trecerea la un stil de viață terestru au inclus modificări ale structurilor de hrănire, ale pielii și ale organelor de simț. Hrănirea pe uscat a necesitat mai multă mobilitate a capului pentru a muta gura în mâncare, iar limba s-a dezvoltat pentru a promova manipularea alimentelor o dată în gură. Prin dezvoltarea țesuturilor keratinoase, pielea a devenit oarecum mai rezistentă la deshidratare (deshidratare) și mai bine echipată pentru a rezista la abraziunea crescută de frecare din aer și particule (cum ar fi nisipul și praful) din mediul terestru. Pentru a se potrivi acestui nou mediu, selecția naturală a favorizat ajustările organelor de simț. Sistemul liniei laterale a dispărut, iar ochii au fost adaptați pentru vedere printr-un mediu aerian. Recepția sunetului a devenit mai importantă și au apărut elemente auditive. Camera nazală a devenit un canal dublu: un canal a permis trecerea aerului pentru respirație, în timp ce celălalt a permis aportul de mirosuri (olfacție).
în formă și habitat, tipurile ancestrale de pește, cum ar fi Eusthenopteron sau Panderichthys, au fost oarecum diferite de cele mai vechi tetrapode, Ichthyostega sau Acanthostega. Ambele grupuri aveau corpuri fuziforme grele (aproximativ 1 metru lungime); capete grele, ascuțite, cu guri mari; anexe robuste scurte; și cozi groase, cu aripioare. Această tranziție de la pești la tetrapode a avut loc în perioada devoniană și Ichthyostegalia, un grup de tetrapode asemănătoare amfibienilor care includeau Ichthyostega, a persistat de-a lungul unei mari părți a epocii devoniene târzii. După aceea, există un decalaj în înregistrarea fosilelor. Când tetrapodele reapar la sfârșitul Epocii Mississippiene, noile tetrapode sunt atât amfibieni, cât și antracozauri, un grup de tetrapode cu unele trăsături de reptile. Zeci de amfibieni și antracozauri au trăit din vremurile târzii din Mississippian și Pennsylvania. Adevărații amfibieni au inclus edopoizi, eriopoizi, colosteide, trimerorhachoizi și microsauri. Reprezentanții antracozaurilor au inclus embolomerii, baphetidele și limnoscelidele. Nectideenii și aistopodele sunt adesea identificate ca amfibieni, dar ar putea fi mai bine grupate cu antracozaurii sau enumerate separat.
prin amabilitatea Muzeului Regal scoțian, Edinburgh; fotografie, Agenția fotografică de Istorie Naturală
amfibienii au arătat cea mai mare diversitate în structură și stil de viață. Colosteidele erau animale acvatice alungite mici, cu membre bine dezvoltate. Aistopodele asemănătoare anghilei erau creaturi delicate fără membre; toate aveau o lungime mai mică de 100 cm (aproximativ 39 inci) și probabil fie acvatice, fie semiaquatice; craniile lor fragile au împiedicat probabil o existență în vizuină. Microsaurii, după cum sugerează și numele, erau mici șopârlă (sau salamandră-ca) amfibieni, mai puțin de 15 cm (6 inci) în lungime totală. Toți microsaurii aveau membre bine dezvoltate, deși uneori erau mici în raport cu corpul și coada. Aspectul și diversitatea lor sugerează un stil de viață variat similar cu cel al salamandrelor moderne.
deși majoritatea amfibienilor din perioada Carboniferă (358,9 milioane până la 298.Cu 9 milioane de ani în urmă ) erau relativ mici și predominant acvatice, unii eriopoizi—cum ar fi Eriopii—erau animale terestre cu membre puternice, corpolente, mari (până la 2 metri). Multe dintre grupurile de amfibieni Carboniferi și antracozauri au persistat în prima parte a perioadei permiene (acum 298,9 milioane până la 251,9 milioane de ani). Clima permiană a devenit din ce în ce mai aridă, iar această schimbare părea să favorizeze amniotele, care au devenit progresiv mai abundente și mai diverse în această epocă. Ca urmare a acestor condiții climatice în schimbare, grupurile antice de amfibieni au dispărut în mare măsură până la sfârșitul perioadei permiene.
perioada triasică (251,9 milioane până la 201,3 milioane de ani în urmă) dezvăluie puține fosile de amfibieni, deși una—Triadobatrachus massinoti, din Triasicul timpuriu—este deosebit de importantă. Deși acest amfibian are multe trăsături asemănătoare broaștei, nu este o broască adevărată. Are picioarele lungi, trunchiul scurtat și capul larg al formei tipice a corpului broaștei. Vertebrele caudale erau nefuzate, fără a forma încă urostilul asemănător tijei, dar se aflau în arcul format din Ilia alungită. Ulterior, tetrapodele asemănătoare broaștei dispar din înregistrările fosile până în perioada Jurasicului Mijlociu. Broaștele de la mijlocul perioadei jurasice (acum 201,3 milioane până la 145 de milioane de ani) și ulterior posedă morfologia generală a broaștelor existente. Acest grup include o familie, Discoglossidae, care are specii vii. Majoritatea celorlalte familii de broaște nu apar în registrul fosil până în Paleocen sau Eocen Epoca cuprinsă între 66 de milioane și 33,9 milioane de ani în urmă.
albanerpetontidele asemănătoare salamandrei au apărut contemporan cu broaștele jurasice. Ele au persistat în restul erei mezozoice (acum 251,9 milioane până la 66 de milioane de ani) și în prima parte a perioadei Neogene (acum 23 de milioane până la 2,6 milioane de ani), dar nu păreau să radieze dincolo de câteva specii. În timp ce apar ca salamandre, albanerpetontidele sunt în cel mai bun caz grupul suror al Ordinului Caudata. Un grup de salamandre, Batrachosauroididae, a apărut în Jurasicul târziu și a persistat până la începutul perioadei Pliocene. Cel mai divers grup de salamandre vii, Salamandroidea (un subordin al Ordinului Caudata), a evoluat aproape de sfârșitul perioadei jurasice—cei mai vechi membri fosili cunoscuți ai descendenței fiind Qinglongtriton și Beiyanerpeton. Cu toate acestea, majoritatea familiilor moderne de salamandre nu au apărut până la începutul erei Cenozoice (acum 66 de milioane de ani până în prezent).
în contrast, un singur caecilian este cunoscut din perioada jurasică timpurie și câteva vertebre caeciliene au fost găsite în straturi de rocă care datează aproape de sfârșitul perioadei cretacice (acum 145 milioane până la 66 de milioane de ani). Doar o împrăștiere a rămășițelor fosile a fost găsită în straturi de rocă mai recente.