som en lang tid studerende afhvirveldyrdyr har jeg i det meste af mit liv værdsat den enorme mangfoldighed og opfindsomhed af dyrekroppsplaner. De fleste af de dyr, vi erbekendt med (tænk på kæledyr, du nogensinde har haft) har det, der hedder bilateralsymmetri: de har en hovedende og en hale ende, en venstre og en højre og en topog en bund. I videnskabelige termer, der oversættes til de forreste-bageste,venstre-højre og dorsale-ventrale akser. Også de fleste bilaterale dyr er forlængetpå den forreste-bageste akse og har en slags cephalisering foregår iforenden af kroppen. Med andre ord har de et hoved eller i det mindste enkoncentration af neuralt væv og sensoriske strukturer i den del af kroppender møder miljøet først.
selv din grundlæggende orm møderalle disse kriterier. Her er et videoklip af Alitta sp., en intertidalpolychaete orm. Polychaeterne er noget fjerne slægtninge til regnorme,og begge grupper har den tydeligt segmenterede kropsplan for deres phylum, theAnnelida. Alittas kropssymmetri er klart bilateral, og du kan seat den har en forreste ende, som i dette tilfælde er defineret af både retning af bevægelse og tilstedeværelsen af et hoved:
som” normal ” som bilateral symmetri kansynes—og det forekommer normalt for os kun fordi det er vores egen vejorganer—der er mange dyr, hvis kroppe er organiseret heltpå forskellige måder. Cnidarians er for eksempel den største gruppe af dyrmed radial symmetri. I stedet for at være langstrakt langs ananterior-posterior akse er disse dyrs kroppe enten søjleformede ellerparaplyformede. I begge tilfælde, når du ser ned på dem, ser du en cirkulærform:
et dyr med denne slags kropsplan har naturligvis intet hoved – ingen øjne, næse eller koncentration af enten naturlige eller sensoriske strukturer. At være en havanemone, lever den knyttet til havbunden og går ikke meget rundt, så vi kan ikke tage tip om for-og bagfra bevægelsesretningen, som vi kunne med polychaete-ormen.I stedet for at have det meste af det neurale apparat koncentreret i en hvilken som helst artikulær region, er en havanemones nervesystem diffust spredt over hele kroppen. Dette dyr har den fordel at møde sit miljø fraalle sider og på tværs af hele sin ydre overflade. Det kan reagere påTilstedeværelsen af mad eller en rovdyrs tilgang fra enhver retning. Det kan ikke sniges op, fordi det ikke har nogen forside eller bagside.
pighuder er en anden gruppe dyr med radial symmetri. Phylum Echinodermata omfatter søstjerner, søpindsvin, sand dollars, skøre stjerner, hav agurker, og crinoids. Pighuders kroppe er faktisk radiale, men på en anden måde end den radiale symmetri af cnidarians kroppe. Den generelle echinoderm-kropsplan er organiseret omkring nummer fem, så vi siger, at de har pentaradial eller pentamerøs symmetri.
for at give mening om denne pentaradiale symmetri, lad os se på det definerende kendetegn ved pighuder, vandvaskulærsystemet. Denne indre struktur består af en række væskefyldte rør og kanaler, der er forbundet med ydersiden af kroppen med en kalkholdig plade kaldet madreporite. I mange arter af havstjerner, såsom okkerstjernen på billedet nedenfor, er madreporiten synlig som en fladt granulær struktur placeret uden for midten på den aborale (øverste) overflade.
havvand strømmer gennem demadreporit for at opretholde hydraulisk tryk i vandvaskulærsystemet. I midten af dyret, der omgiver spiserøret, er et cirkulært rør kaldetringkanalen. Stammer fra ringkanalen er fem radiale kanaler, frasom stikker de sugede rørfødder, der bruges til fodring og/orlocomotion. Som du måske forestiller dig, har fem-vejs symmetri af pighuder stærke konsekvenser både for andre aspekter af dyrets anatomi og den mådeat det interagerer med sit miljø.
pighuder erstrukturelt mere komplekse end cnidarians, med forskellige indre organer. Dencentral disk indeholder de fleste organer, men der er forlængelser af både thegut og gonaderne i hver af de fem arme. Ligesom cnidarians, denechinoderms har ikke et centraliseret nervesystem, men de har megetenkle øjne, der kan opdage lys og mørke. Og gæt hvor, i en havstjerne, deøjne er placeret? Tip: tænk på, hvordan dyret møder detsmiljø. Ja, øjnene er i spidsen af armene sammen medkemosensoriske receptorer. Det giver mening, ikke?
vil du have endnu flere historier om Bay Area nature? Tilmeld dig vores ugentlige nyhedsbrev!
sammenlignet med stillesiddendeeller siddende cnidarians, pighuder er meget aktive, og de fleste af dem kan gennemsøgeomkring på benthos. Som forventet påvirker deres pentaradiale symmetri, hvordan de bevæger sig. Haringen forside eller bagside, havstjerner og søpindsvin kan gå i enhver retning, de ønsker—mod mad eller væk fra et rovdyr, for eksempel. De kan også ændre bevægelsesretningen let uden at skulle vende om, som vi ville.
Pentaradial symmetri forekommer ikke i nogen dyregruppe undtagen pighuder, og selv de begynder livet som bilaterale larver. Dette er pluteus-larven fra den lilla søpindsvin, Strongylocentrotus purpuratus, Alder 31 dage efter befrugtning:
der er ikke et mere perfekt eksempel på bilateral symmetri derude. Selv om der selv på dette stadium erudviklinger i kroppen, der begynder at afbryde dyrets bilaterale Ness. Dette er et billede af dyret liggende på forsiden, så du erser ned på ryggen. I denne alder har pluteus larven fire par arme, som hver understøttes af en intern skeletstang. Den klare struktur i midten, der ligneren omvendt mælkekande og sidder lige over den vandrette midterlinie, ermund. En spiserør fører til maven, hvilket er den aflange mørkere strukturi midten af kroppen. Et kontinuerligt cilieret bånd løber op og ned ad armene, og er lige næppe synlig som en let bleg glorie omkring armene. Det cilierede bånds slag driver pluteus igennemvandet og bringer også mad til munden.
se hvordan, øverst til venstreaf maven, omkring 11 hvis det var et Urs ansigt, er der en mørkskrog, der løber mest vandret mellem maven og skeletstangenaf den arm, som du ikke kan se på højre side? Denne krusning indikererhvor det unge rudiment, der indeholder de første fem rørfødder afvandvaskulært system, vil udvikle sig. Dette rudiment vokser til det punkt, at detindtager det meste af pluteus indre rum. Som rudimentet vokser, pluteus krop bliver tung. Til sidst når larven et stadium kaldetkompetence, hvilket betyder, at det er anatomisk og fysiologisk klar til nedfald af planktonet, metamorfose i den unge krop og begynde livet påbenthos. Når larven sætter sig ud af planktonet,lander den på sin venstre side, hvor rørfødderne bryder ud gennem kropsvæggen under metamorfose. Endresultatet er en lille urchin, der går rundt på rørfødder, som den ikke havde dagen før. (Nå, jeg tror teknisk set det havde dem, men der var ikke nyttigt.) Og kroppens symmetri vil have ændret sig fra den bilaterale larveform tilpentaradial juvenil.
når man ser på en levende seaurchin kan det være svært at få mening ud af alle de ting, der foregår. En seaurchin er et meget aktivt dyr, med rygsøjler og rørfødder, der vinker overaltstedet. Det ligner totalt kaos, men undersøgelse af en nøgen søpindsvin (endoskelettet, der består af sammenlåsende kalkholdige æsler) giver megetindsigt i dette dyrs kropsplan.
her er en renset intacturchin test:
nu bliver pentaradialsymmetrien af denne kropsplan tydelig. Du kan se, at der er femregioner af fordoblede rækker af plader, der har små huller i dem. Hullerne erhvor rørfødderne stikker ud til ydersiden, og pladerne der bærer demrepræsenterer dyrets ambulacrum eller ambulacral region. De radiale kanaler i vandvaskulærsystemet løber op langs testens indvendige overflade i fem ambulacra. De ambulacrale regioner er adskilt fra hinanden med femintermabulacrale regioner, som ikke har huller til rørfødder, fordi der ikke er nogen rørfødder her. Bumpene på testen kaldes tuberkler, og erhvor rygsøjlerne vedhæfter. Knoldene passer ind i bunden af rygsøjlerne som aball-and-socket joint, svarende til vores skulder, som gør det muligt for rygsøjlerne at torotere 360 grader. Du kan se dette selv næste gang du har en liveurchin tilgængelig: tryk på en af rygsøjlerne og observer hvordan dyretreagerer.
der er også interessante ting, der foregår på toppen af urchin. De fem større huller, en på punktet for hvert interambulacral område, er gonoporerne. Når jeg injicerer urchinsmed magnesiumchlorid for at fremkalde gydning, frigives gameterne fra dissehuller. Arrangementet af gonoporerne i de interambulakrale regioner gørfornemmelse, når du husker at på indersiden af testen er ambulacralområderneer hvor vandvaskulære systemstrukturer (herunder rørfødder) erplaceret. Den eneste plads til gonaderne er i interambulacralområderne. Jeg ved, det er forvirrende. Og folk tror hvirvelløse dyr er enkle!
der er en naturlig mennesketendens til at betragte skabninger som os som en eller anden måde bedre end de forskellige fra os. Vi viser bestemt mere empati for pattedyr, end vi gør for,sige, insekter eller orme. Jeg lærer mine elever, at kompleks ikke altid er bedre (tænk på den gennemgribende skade på en person,der har lidt en større hjerne—eller rygmarvsskade), og at der er flere typer kompleksitet—hvad angår morfologi, adfærd, reproduktion og livscyklus-i dyreriget. Det bedstemåde at forstå et dyr på er at sætte dig selv i sine “sko” og prøveat forestille sig, hvordan dets liv er, med dets anatomi, fysiologi og livsstil. For eksempel, lad som om du er en havstjerne. Du har intet hoved, kravler rundt pådin mave og har øjne i enderne af dine lemmer. Hvordan ville du opleveverden, hvis du havde denne krop? På hvilke måder ville det være anderledes end dinlivet som menneske? Det tager nogle mentale gymnastik og kan være svært at shed vores menneskecentriske fordomme, men vi skal være i stand til at lægge dem til side i det mindste midlertidigt, hvis vi virkelig ønsker at få mening ud af, hvad der foregår i verdenomkring os.