The Eyes of the Sea Star

私の人生のほとんどのために私が持っている脊椎動物学の長年の学生として、動物の体の計画の無限と創意工夫を高く評価しました。 私たちがよく知っている動物のほとんど(あなたが今まで持っていたペットを考える)は、両側対称性と呼ばれるものを持っています:彼らは頭の端と尾の端、左と右、そして上と下を持っています。 科学的には、前後軸、左右軸、背側-腹側軸に変換されます。 また、ほとんどの両側の動物は前-後軸に伸びており、体の前端で何らかのセファライゼーションが起こっている。 言い換えれば、彼らは頭を持っているか、少なくとも身体の部分に神経組織と感覚構造が集中しているそれは最初に環境に遭遇します。

あなたの基本的なワームでさえ、これらの基準を満たしています。 ここではAlitta spのビデオクリップです。 潮間帯ポリカエテワーム 多毛類はミミズのやや遠い親戚であり、両方のグループは、彼らの門、theAnnelidaの明確にセグメント化された体の計画を持っています。 Alittaの体の対称性は明らかに両側性であり、あなたはそれが前端を持っていることを見ることができます、この場合、移動の方向と頭の存在の両方によっ:

二国間の対称性のように”正常な”ように見える—それは私たち自身の体の方法であるという理由だけで私たちには正常なようです—体が完全に組織されている多くの動物があります異なる方法。 例えば、cnidariansは動物の最大のグループです半径方向の対称性を有する。 Ananterior-posterior軸に沿って細長いのではなく、これらの動物の体は柱状またはumbrella形のいずれかです。 いずれの場合も、それらを見下ろすと、circularshapeが表示されます:

巨大な緑のアネモネ
サンタクルスの自然の橋ステートビーチで海のアネモネAnthopleura xanthogrammica。 (撮影:アリソン-J-ゴング)

このsortofボディ計画を持つ動物は明らかに頭部–目、鼻、またはどちらかの神経または感覚構造の集中を持っていません。 アネモネなので、海底に付着して住んでいて、あまり歩き回らないので、ポリケテワームのように動きの方向から前後についてのヒントを取ることはできません。神経装置のほとんどが関節領域に集中しているのではなく、イソギンチャクの神経系は全身に拡散して散在しています。 この動物は、その環境をすべての側面およびその外面全体にわたって。 それは、食物の存在または任意の方向からの捕食者の接近。 それは前面または背面を持っていないので、上に潜入することはできません。

棘皮動物は、放射状の対称性を持つ動物の別のグループです。 棘皮動物門は、海の星、ウニ、砂ドル、脆い星、ナマコ、およびクリノイドで構成されています。 棘皮動物の体は実際には放射状であるが、cnidariansの体の放射状の対称性とは異なる方法である。 一般的なechinodermボディプランは、数五の周りに組織されているので、我々は彼らがpentaradialまたはpentamerous対称性を持っていると言います。

この五芒星の対称性を理解するために、棘皮動物の決定的な特徴である水の血管系を見てみましょう。 この内部構造は、一連の流体で満たされた管と運河で構成され、madreporiteと呼ばれる石灰質の板によって体の外面に接続されています。 下の写真の黄土色の星のような多くの種の海の星では、madreporiteはaboral(上)表面の中心から離れて位置する平らな粒状構造として見えます。

海水は、水脈管系内の水圧を維持するためにテマドレポライトを通って流れます。 食道を囲む動物の中心は、リング運河。 リング運河から発せられるのは、授乳および/orlocomotionのために使用される吸盤管の足を突出しているからです。 ご想像のとおり、棘皮動物の5方向対称性は、動物の解剖学的構造の他の側面と、それがその環境と相互作用する方法の両方に強い影響を与えます。

Pisaster sea star
ピジョンポイントの海の星Pisaster ochraceus;中央の円板のクリーム色の丸い構造はmadreporiteです。 (撮影:アリソン-J-ゴング)

棘皮動物は棘皮動物よりも構造的に複雑で、独特の内臓を持つ。 中心円板にはほとんどの器官が含まれていますが、五本の腕のそれぞれには生殖腺と生殖腺の両方の拡張があります。 Cnidariansのように、theechinodermsは集中型の神経系を持っていませんが、彼らは光と闇を検出することができます非常にシンプルな目を持っています。 そして、海の星のどこで、彼らは目が位置していますか? ヒント:動物がどのように遭遇するかを考える環境。 はい、目は腕の先端にあり、化学感覚受容体。 理にかなっている、そうではありませんか?

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sedentaryor sessile cnidariansと比較して、棘皮動物は非常に活発であり、それらのほとんどは底生生物の周りを這うことができます。 予想されるように、それらの五段対称性は、それらがどのように動くかに影響を与える。 海の星やウニは、食べ物に向かって、または捕食者から離れて、どんな方向にも歩くことができます。 それらはまた道のwewouldのまわりで回る必要がないで移動のchangetheの方向容易に、できます。

五足類の対称性は棘皮動物以外のどの動物群でも起こらず、両側の幼虫としての生活を開始する。 これは紫色のウニ、Strongylocentrotus purpuratus、年齢31日後のプルテウスの幼虫です:

ウニ幼虫
紫ウニのプルテウス幼虫、Strongylocentrotus purpuratus、年齢31日。 (撮影:アリソン-J-ゴング)

そこには両側対称性のより完璧な例はありません。 しかし、この段階でさえ、動物の両側性を中断し始めている身体内の発達。 これはその前に横たわっている動物の写真なので、あなたはその背中を見ています。 この年齢では、プルテウスの幼虫は4対の腕を持ち、それぞれが内部骨格棒によって支持されている。 中央の明確な構造は、逆さまのミルクの水差しのように見え、水平正中線のすぐ上に座っていますが、それはthemouthです。 食道は胃につながり、これは長方形の暗い構造体の中心にある。 連続した繊毛帯が腕の上下に走っており、腕の周りにわずかに薄いハローとしてかろうじて見える。 繊毛帯の鼓動は、プルテウスを水と口に食べ物をもたらします。

どのようにして、胃の左上に、時計の顔であれば11時頃、胃とその腕の骨格の間に主に水平に走っている暗い揺れがあり、右側には見えないのですか? その波線は、水の血管系の最初の五つの管の足を含む少年の基礎が発達する場所を示しています。 この基礎は、pluteusの内部空間の大部分を占めています。 基礎が成長するにつれて、pluteusの体は重くなります。 最終的に幼虫は、解剖学的および生理学的にプランクトンの脱落、幼体への変態、およびthebenthosでの生活を開始する準備ができていることを意味し、competenceと呼ば 幼虫がプランクトンから落ち着くと、それはその左側に着陸し、変態の間にチューブの足が体壁を通って噴出する。 最後は、前に持っていなかったチューブの足で歩いている小さなウニです。 (まあ、技術的にはあったと思いますが、有用なものはありませんでした。)そして、体の対称性は、両側の幼虫の形態から五段目の幼生に変化しているでしょう。

ウニの幼虫は51日で
新たに変態したウニ(Strongylocentrotus purpuratus)、51日齢。 (撮影:アリソン-J-ゴング)

ライブseaurchinを見ているとき、それが起こっているすべてのものの意味を作ることは困難な場合があります。 Seaurchinは非常に活発な動物であり、棘とチューブの足がすべての場所を振っています。 それは完全な混乱のように見えますが、裸のウニ(石灰質の耳小骨が連動して構成されている内骨格)の検査は、この動物の体の計画に多くの洞察を貸し

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 ウニ検定
紫ウニ(Strongylocentrotus purpuratus)の検定。 (撮影:アリソン-J-ゴング)

今度はこのボディ計画のpentaradialsymmetryは明白になる。 あなたは繊維があることがわかりますそれらの中に小さな穴を持っているプレートの二重の列の領域。 穴はチューブの足が外側に突き出ており、それらを支えるプレートは動物のambulacrum、またはambulacral領域を表しています。 水血管系の放射状運河はthefive ambulacraのテストの中の表面に沿って動きます。 Ambulacral領域はここに管のフィートがないので管のフィートのための穴がないfiveintermabulacral領域によって互いに分かれています。 試験上の隆起は結節と呼ばれ、棘が付着する場所。 結節は、棘が360度回転することを可能にする私たちの肩に似たaball-and-socket jointのような棘の基部に収まる。 あなたはあなたが利用可能なliveurchinを持っている次回自分自身のためにこれを見ることができます:棘の一つに触れ、動物がどのように反応するかを観察

ウニの頂点にも面白いものがあります。 5つの大きな穴は、それぞれの胸腔間領域のポイントに1つ、gonoporesです。 塩化マグネシウムでウニを注入して産卵を誘導すると、これらの卵から配偶子が放出される。 Interambulacral地域のgonoporesの整理はテストの内部で水血管系の構造が(管のフィートを含む)arelocated ambulacral areasareことを覚えていれば、感覚を作ります。 生殖腺のために利用できる唯一のスペースはinterambulacralareasにある。 わかります、混乱しています。 そして、人々は無脊椎動物は簡単だと思います!

私たちのような生き物を、私たちとは異なるものよりも何らかの形で優れているとみなす自然な人間の優しさがあります。 私たちは確かに、昆虫や虫のために行うよりも哺乳動物のためのより多くの共感を表示します。 私は、複雑さが常に優れているとは限らないことを学生に教えています(主要な脳や脊髄損傷を受けた人に行われた広範な損傷のthinkof)と複雑さの複数の 動物を理解するための最善の方法は、その”靴”に身を置き、その解剖学、生理学、ライフスタイルで、その人生がどのようなものであるかを想像してみてく たとえば、あなたが海の星であるふりをしてください。 あなたは頭がなく、周りを這うあなたの腹、そしてあなたの手足の端に目を持っています。 あなたがこの体を持っていたら、あなたはどのように世界を体験しますか? それはあなたとどのような方法で違うでしょうか人間としての人生? それはいくつかの精神的な体操を取り、私たちの人間中心のバイアスをtoshed難しいことができますが、我々は本当に私たちの周りの世界で何が起こって

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