The Eyes Of The Sea Star

som en lang tid student ofinvertebrate zoologi jeg har for det meste av mitt liv verdsatt immensevariety og oppfinnsomhet av dyr kroppen planer. De fleste dyrene vi er kjent med (tenk på kjæledyr du noen gang har hatt) har det som kalles bilateralsymmetri: de har en hodeend og en haleend, en venstre og en høyre og en topp og en bunn. I vitenskapelige termer som oversetter til anterior-posterior, venstre-høyre og dorsal-ventral akser. Også de fleste bilaterale dyr er langstraktpå den fremre-bakre aksen og har en slags cephalization som skjer iden fremre enden av kroppen. Med andre ord har de et hode, eller i det minste akonsentrasjon av nevrale vev og sensoriske strukturer i den delen av kroppensom møter miljøet først.

Selv din grunnleggende orm møteralle disse kriteriene. Her er et videoklipp Av Alitta sp., en tidalpolychaete orm. De polychaetes er noe fjerne slektninger av meitemark,og begge gruppene har tydelig segmentert kroppen plan for deres rekke, theAnnelida. Alitta kroppssymmetri er tydelig bilateral og du kan seat den har en fremre ende, som i dette tilfellet er definert av både retning av lokomotiv og tilstedeværelse av et hode:

som» normal » som bilateral symmetri kanvirker—og det virker normalt for oss bare fordi det er vår egen veiorganer—det er mange dyr hvis kropper er organisert heltpå forskjellige måter. Cnidarians, for eksempel, er den største gruppen av dyrmed radial symmetri. I stedet for å være langstrakt langs ananterior-posterior akse, er disse dyrs kropper enten kolonneformede orumbrellaformede. I begge tilfeller, når du ser ned på dem ser du en circularshape:

et dyr med denne sortof kroppsplanen har åpenbart ikke noe hode – ingen øyne–nese eller konsentrasjon av entenneurale eller sensoriske strukturer. Å være en sjøanemone, den lever festet til havbunnen og går ikke mye rundt, så vi kan ikke ta hint om for-og bakoverretningen som vi kunne med polychaete-ormen.Snarere enn å ha det meste av nevrale apparatet konsentrert i noenpartikulær region, er en sjøanemons nervesystem diffust spredt over hele kroppen. Dette dyret har fordelen av å møte sitt miljø fraalle sider og over hele sin ytre overflate. Det kan svare påtilstedeværelsen av mat eller tilnærming til en rovdyr fra hvilken som helst retning. Det kan ikke snike seg på, fordi det har ingen foran eller bak.

pigghuder er en annen gruppe dyr med radial symmetri. Phylum Echinodermata består av sjøstjerner, kråkeboller, sand dollar, sprø stjerner, sjø agurk, og crinoids. Pighuder ‘legemer er faktisk radial i naturen, men på en annen måte fra radial symmetri av cnidarians’ organer. Den generelle echinoderm kroppsplanen er organisert rundt nummer fem, så vi sier at de har pentaradial eller pentamerøs symmetri.

for å forstå denne pentaradial symmetrien, la oss ta en titt på den definerende egenskapen til pighuder, vannvaskesystemet. Denne indre strukturen består av en serie væskefylte rør og kanaler, koblet til kroppens ytre av en kalkholdig plate kalt madreporitten. I mange arter av sjøstjerner, som okerstjernen på bildet nedenfor, er madreporitten synlig som en flatt granulær struktur plassert utenfor sentrum på aboral (topp) overflaten.

Sjøvann strømmer gjennom themadreporite å opprettholde hydraulisk trykk i vann vaskulære systemet. I midten av dyret, som omgir spiserøret, er et sirkulært rør kaltringkanalen. Som kommer fra ringkanalen er fem radiale kanaler, frasom stikker ut de sugede rørføttene som brukes til mating og / ellerlokomotion. Som du kanskje kan forestille deg, har femveis symmetri av pigghuder sterke implikasjoner både for andre aspekter av dyrets anatomi og måten det samhandler med miljøet.

Pighuder erstrukturelt mer komplekse enn cnidarians, med forskjellige indre organer. Dencentralskiven inneholder de fleste organene, men det er utvidelser av både thegut og gonadene i hver av de fem armene. Som cnidarians har theechinoderms ikke et sentralisert nervesystem, men de har veldig enkle øyne som kan oppdage lys og mørke. Og gjett hvor, i en sjøstjerne, erøyne plassert? Tips: Tenk på hvordan dyret møter detmiljø. Ja, øynene er i armene, sammen medkjemosensoriske reseptorer. Det gir mening, ikke sant?

Sammenlignet med sedentaryor sessile cnidarians, er pighuder veldig aktive, og de fleste av dem kan krype rundt på benthos. Som forventet påvirker deres pentaradial symmetri hvordan de beveger seg. Havingno foran eller bak, sjøstjerner og kråkeboller kan gå i alle retninger de vil-mot mat eller bort fra et rovdyr, for eksempel. De kan også endre retning av bevegelse lett, uten å måtte snu veien wewould.

Pentaradial symmetri forekommer ikke i noen dyregruppe unntatt pighuder, og selv de begynner livet som bilaterale larver. Dette er pluteus larven av lilla kråkebolle, Strongylocentrotus purpuratus, alder 31 dager etter befruktning:

det er ikke en mer perfectexample av bilateral symmetri der ute. Selv om, selv på dette stadiet er dethendelser i kroppen som begynner å forstyrre bilateral-nessav dyret. Dette er et bilde av dyret som ligger på forsiden, så du ser ned på ryggen. I denne alderen har pluteus larven fire par armer, som hver støttesav en intern skjelettstang. Den klare strukturen i midten, som ser ut somen opp-ned melkekanne og sitter like over den horisontale midtlinjen, ermunn. En spiserør fører til magen, som er den avlange mørkere struktureni midten av kroppen. Et kontinuerlig ciliated band løper opp og ned i armene, og er bare knapt synlig som en liten blek halo rundt armene. Slaget av det cilierte bandet driver pluteus gjennomvannet og bringer også mat til munnen.

Se hvordan, til øvre venstreav magen, på ca 11 hvis det var ansiktet på en klokke, er det en darkishsquiggle som løper mest horisontalt mellom magen og skjelettstangen av den armen, som du ikke ser på høyre side? Den squiggle indikererhvor juvenile rudimentet, som inneholder de første fem rørfotene tilvannkar-systemet, vil utvikle seg. Dette rudimentet vokser til det punktet at detopptar det meste av det indre rommet til pluteus. Som rudimentet vokser, blir pluteus kropp tung. Til slutt når larven et stadium som kalleskompetanse, noe som betyr at den er anatomisk og fysiologisk klar til nedfall av planktonet, metamorfose i ungdomskroppen, og begynner livet påbenthos. Når larven legger seg ut av planktonet, lander den på venstre side, hvor rørføttene går ut gjennom kroppens vegg under metamorfose. Endresult er en liten kråkebolle vandre rundt på tube føtter at det ikke hadde theday før. (Vel, jeg antar teknisk det hadde dem, men det var ikke nyttig.) Og kroppssymmetrien vil ha endret seg fra den bilaterale larvformen til den pentaradiale juvenilen.

Når du ser på en levende seaurchin, kan det være vanskelig å forstå alle ting som skjer. En seaurchin er et veldig aktivt dyr, med spines og tube føtter vinker over altstedet. Det ser ut som totalt kaos, men undersøkelse av en naken sjøkylling (endoskelettet består av sammenlåsende kalkholdige ossikler) gir mye innsikt i kroppsplanen til dette dyret.

Her er en renset intacturchin test:

nå blir pentaradialsymmetri av denne kroppsplanen tydelig. Du kan se at det er femregioner av doble rader med plater som har små hull i dem. Hullene erhvor rørføttene stikker ut på utsiden, og platene som bærer demrepresenterer dyrets ambulacrum eller ambulacral region. De radiale kanalene tilvannkar-systemet løper opp langs innsiden av testen ifem ambulacra. Ambulacral-områdene er skilt fra hverandre av femeintermabulacral-regioner, som ikke har hull for rørføtter fordi det ikke er noen rørføtter her. Bumpene på testen kalles tuberkler, og erhvor spines festes. Tubercles passer inn i bunnen av spines som aball-and-socket joint, ligner på vår skulder, som gjør at spines torotate 360 grader. Du kan se dette selv neste gang du har en liveurchin tilgjengelig: trykk på en av spines og observere hvordan dyret reagerer.

det er interessante ting som går på toppen av urchinen også. De fem større hullene, en påpunkt av hvert interambulakralt område, er gonoporene. Når jeg injiserer urchinsmed magnesiumklorid for å indusere gyting, frigjøres gametene fra disse hullene. Arrangementet av gonoporene i interambulakralområdene gjørfølelse, når du husker at på innsiden av testen de ambulakrale områdeneer der vannvaskulære systemstrukturer (inkludert rørfot) erplassert. Den eneste plassen tilgjengelig for gonadene er i interambulakralområder. Jeg vet, det er forvirrende. Og folk tror hvirvelløse dyr er enkle!

Det er en naturlig humantendency å betrakte skapninger som oss som noe bedre enn de forskjellige fra oss. Vi viser sikkert mer empati for pattedyr enn vi gjør for, si, insekter eller ormer. Jeg lærer elevene mine at kompleks ikke alltid er bedre (tenk på den gjennomgripende skaden som er gjort for en person som har hatt en stor hjerneskade) og at det er flere typer kompleksitet—angående morfologi,oppførsel, reproduksjon og livssyklus—i dyreriket. Den beste måten å forstå et dyr på er å sette deg i sine » sko » og prøvå forestille seg hvordan livet er, med sin anatomi, fysiologi og livsstil. Foreksempel, late som om du er en sjøstjerne. Du har ikke noe hode, kryper rundt påmagen din og har øyne i enden av dine lemmer. Hvordan ville du oppleveverden hvis du hadde denne kroppen? På hvilke måter ville det være forskjellig fra dinlivet som menneske? Det tar litt mental gymnastikk og kan være vanskelig å kaste våre menneskelige sentriske forstyrrelser, men vi må kunne sette dem til side i det minste hvis vi virkelig ønsker å gi mening om hva som skjer i verden rundt oss.