som en lång tid student ofinvertebrate zoology jag har under större delen av mitt liv uppskattat immensevariety och uppfinningsrikedom av djurkroppsplaner. De flesta av de djur som vi ärbekant med (tänk på några husdjur du någonsin har haft) har det som kallas bilateralsymmetri: de har en huvudände och en svansände, en vänster och en höger och en toppoch en botten. I vetenskapliga termer som översätts till främre-bakre, vänster-höger och dorsala-ventrala axlar. Dessutom är de flesta bilaterala djur förlängdapå den främre-bakre axeln och har någon form av cephalization pågår iden främre änden av kroppen. Med andra ord har de ett huvud, eller åtminstone enkoncentration av nervvävnad och sensoriska strukturer i den del av kroppensom möter miljön först.
även din grundläggande mask möteralla dessa kriterier. Här är ett videoklipp av Alitta sp., en tidvattenpolychaete mask. Polychaeterna är något avlägsna släktingar till daggmaskar,och båda grupperna har den tydligt segmenterade kroppsplanen för deras fylum, theAnnelida. Alittas kroppssymmetri är tydligt bilateral och du kan seatt den har en främre ände, som i detta fall definieras av bådriktning av rörelse och närvaron av ett huvud:
som” normal ” som bilateral symmetri kanverkar—och det verkar normalt för oss bara för att det är vägen för våra egna kroppar—det finns många djur vars kroppar är organiserade på heltpå olika sätt. Cnidarians är till exempel den största gruppen av djurmed radiell symmetri. I stället för att vara långsträckt längs ananterior-posterior axel, är dessa djurs kroppar antingen kolumna ellerparaplyformade. I vilket fall, när du tittar ner på dem ser du en cirkulärform:
ett djur med denna sortof kroppsplan har uppenbarligen inget huvud-inga ögon, näsa eller koncentration av antingenneural eller sensoriska strukturer. Att vara en havsanemon lever den fäst vid havsbotten och går inte runt mycket, så vi kan inte ta tips om fram och bakfrån rörelsens riktning som vi kunde med polychaete-masken.I stället för att ha det mesta av neuralapparaten koncentrerad i någonartikulär region, är en havsanemons nervsystem diffust spridd över hela kroppen. Detta djur har fördelen att möta sin miljö frånalla sidor och över hela dess yttre yta. Det kan reagera påNärvaron av mat eller ett rovdjurs tillvägagångssätt från vilken riktning som helst. Det kan inte smyga sig på, för det har ingen fram-eller baksida.
tagghudingar är en annan grupp djur med radiell symmetri. Phylum Echinodermata består av havsstjärnor, sjöborrar, sanddollar, spröda stjärnor, havsgurkor och crinoider. Tagghudingarnas kroppar är verkligen radiella i naturen, men på ett annat sätt än den radiella symmetrin hos cnidarians kroppar. Den allmänna echinoderm kroppsplanen är organiserad kring nummer fem, så vi säger att de har pentaradial eller pentamerös symmetri.
för att förstå denna pentaradiala symmetri, låt oss ta en titt på det definierande kännetecknet för tagghudingar, vattenkärlsystemet. Denna inre struktur består av en serie vätskefyllda rör och kanaler, anslutna till kroppens utsida med en kalkplatta som kallas madreporiten. I många arter av havsstjärnor, såsom ockrastjärnan på bilden nedan, är madreporiten synlig som en utplattad granulär struktur belägen utanför centrum på den aborala (övre) ytan.
havsvatten strömmar genom themadreporite för att upprätthålla hydrauliskt tryck i vattenkärlsystemet. Icentrum av djuret, som omger matstrupen, är ett cirkulärt rör som kallasringkanalen. Kommer från ringkanalen är fem radiella kanaler, frånsom sticker ut de sugade rörfötterna som används för matning och/ellerlocomotion. Som du kan föreställa dig har femvägssymmetri hos tagghudingar starka konsekvenser både för andra aspekter av djurets anatomi och sättatt det interagerar med sin miljö.
tagghudingar ärstrukturellt mer komplexa än cnidarians, med distinkta inre organ. Dencentralskivan innehåller de flesta organen, men det finns förlängningar av bådagut och gonaderna i var och en av de fem armarna. Liksom cnidarians, denechinoderms har inte ett centraliserat nervsystem, men de har mycketenkla ögon som kan upptäcka ljus och mörk. Och gissa var, i en havsstjärna, ligger ögonen? Tips: Tänk på hur djuret möter sinmiljö. Ja, ögonen är i armarna, tillsammans medkemosensoriska receptorer. Låter vettigt, eller hur?
vill du ha ännu fler berättelser om Bay Area nature? Anmäl dig till vårt veckobrev!
jämfört med sedentäreneller sessila cnidarians är tagghudingar mycket aktiva, och de flesta kan krypa runt på benthos. Som förväntat påverkar deras pentaradiala symmetri hur de rör sig. Haringen fram-eller baksida, havsstjärnor och sjöborrar kan gå i vilken riktning de vill—till exempel mot mat eller bort från ett rovdjur. De kan också ändra rörelseriktningen lätt, utan att behöva vända på det sätt vi skulle.
Pentaradial symmetri förekommer inte i någon djurgrupp utom tagghudingar, och även de börjar livet som bilaterala larver. Detta är pluteus larven av den lila havsborre, Strongylocentrotus purpuratus, ålder 31 dagar efter befruktning:
det finns inte ett mer perfektexempel på bilateral symmetri där ute. Även om det även i detta skede finnsutvecklingen inom kroppen som börjar avbryta djurets bilaterala Ness. Det här är en bild av djuret som ligger på framsidan, så du ärtittar ner på ryggen. Viddenna ålder har pluteus larven fyra par armar, som var och en stöds av en inre skelettstång. Den tydliga strukturen i mitten, som ser uten upp och ner mjölkkanna och sitter strax ovanför den horisontella mittlinjen, ärmun. En matstrupe leder till magen, vilket är det avlång mörkare strukturi mitten av kroppen. Ett kontinuerligt cilierat band går upp och ner alleight of the arms, och är bara knappt synlig som en lätt blek gloria runt armarna. Slaget av det cilierade bandet Driver pluteus genomvattnet och ger också mat till munnen.
se hur, längst upp till vänsterav magen, vid ungefär 11 om det var ansiktet på en klocka, finns det en mörkishsquiggle som löper mestadels horisontellt mellan magen och skelettstångenav den armen, som du inte ser på höger sida? Det squiggle indikerardär juvenil rudiment, som innehåller de första fem rörfötterna i vattnet kärlsystemet, kommer att utvecklas. Detta rudiment växer till den punkt som detupptar det mesta av pluteus inre utrymme. När rudimentet växer, pluteus kropp blir tung. Så småningom når larven ett stadium som heterkompetens, vilket innebär att det är anatomiskt och fysiologiskt redo att falla ut av plankton, metamorfos in i ungdomskroppen och börja livet påbenthos. När larven sätter sig ur plankton landar den på sin vänstra sida,där rörfötterna bryter ut genom kroppsväggen under metamorfos. Slutresultatet är en liten sjöborre som går runt på rörfötter som den inte hade Dagen innan. (Tja, jag antar att det tekniskt hade dem, men det var inte användbart.) Och kroppssymmetrin kommer att ha förändrats från den bilaterala larvformen tillpentaradial juvenil.
när man tittar på en levande seaurchin kan det vara svårt att förstå alla saker som händer. En seaurchin är ett mycket aktivt djur, med ryggar och rörfötter som vinkar överallt. Det ser ut som totalt kaos, men undersökning av en naken havsborre (endoskeletten som består av sammankopplade kalkben) ger mycket insikt i djurets kroppsplan.
här är ett rengjort intacturchin-test:
nu blir pentaradialsymmetri av denna kroppsplan uppenbar. Du kan se att det finns femregioner av dubbla rader av plattor som har små hål i dem. Hålen ärdär rörfötterna sticker ut på utsidan, och plattorna som bär demrepresenterar djurets ambulacrum eller ambulacral region. De radiella kanalerna i vattenkärlsystemet löper upp längs testets insida i fem ambulacra. Ambulakralregionerna är separerade från varandra med femintermabulakralregioner, som inte har hål för rörfötter eftersom det inte finns några rörfötter här. Stötarna på provet kallas tubercles, och ärdär ryggraden fäster. Tuberklerna passar in i ryggraden som aball-and-socket-fog, som liknar vår axel, vilket gör att ryggraden torotate 360 grader. Du kan se detta själv nästa gång du har en liveurchin tillgänglig: tryck på en av ryggraden och observera hur djuretreagerar.
det finns intressanta saker på toppen av urchin också. De fem större hålen, en vidpunkten för varje interambulakralområde, är gonoporerna. När jag injicerar urchinsmed magnesiumklorid för att inducera gytning frigörs gameten från dessahål. Arrangemanget av gonoporerna i interambulakralregionerna görkänsla, när du kommer ihåg att på insidan av testet ambulakralområdenär där vattenkärlsystemstrukturerna (inklusive rörfötter) ärbelägen. Det enda tillgängliga utrymmet för gonaderna är i interambulakralaområden. Jag vet, det är förvirrande. Och folk tror att ryggradslösa djur är enkla!
det finns en naturlig humantendency att betrakta varelser som oss som på något sätt bättre än de som skiljer sig från oss. Vi visar verkligen mer empati för däggdjur än vi gör för,säg, insekter eller maskar. Jag lär mina elever att komplex inte alltid är bättre (tänk på den genomgripande skada som gjorts för en person som har lidit en stor hjärnskada eller ryggmärgsskada) och att det finns flera typer av komplexitet—när det gäller morfologi,beteende, reproduktion och livscykel—i djurriket. Det bästa sättet att förstå ett djur är att sätta dig själv i sina ”skor” och försökaatt föreställa sig hur livet är med sin anatomi, fysiologi och livsstil. Till exempel, låtsas att du är en sjöstjärna. Du har inget huvud, kryper runt pådin mage och har ögon i ändarna av dina lemmar. Hur skulle du uppleva världen om du hade den här kroppen? På vilka sätt skulle det vara annorlunda än ditt liv som människa? Det tar lite mental gymnastik och kan vara svårt att dölja våra mänskliga centrerade fördomar, men vi måste kunna lägga dem åt sidan åtminstone tillfälligt om vi verkligen vill förstå vad som händer i världenrunt om oss.