Come studente di lunga data di zoologia degli invertebrati ho apprezzato per la maggior parte della mia vita l’immensevarietà e l’ingegno dei piani del corpo animale. La maggior parte degli animali con cui siamo familiari (pensa a qualsiasi animale domestico che tu abbia mai avuto) ha quella che viene chiamata bilateralsimmetria: hanno una testa e una coda, una sinistra e una destra, e una parte superiore e una parte inferiore. In termini scientifici che si traduce negli assi anteriore-posteriore,sinistro-destro e dorsale-ventrale. Inoltre, la maggior parte degli animali bilaterali sono allungatisull’asse anteriore-posteriore e hanno una sorta di cefalizzazione in corso inl’estremità anteriore del corpo. In altre parole hanno una testa, o almeno aconcentrazione del tessuto neurale e delle strutture sensoriali nella parte del corpo che incontra prima l’ambiente.
Anche il tuo worm di base incontra tutti questi criteri. Ecco un video clip di Alitta sp., un verme intertidalpolychaete. I policheti sono parenti un po ‘ lontani dei lombrichi, ed entrambi i gruppi hanno il piano del corpo nettamente segmentato del loro phylum, theAnnelida. Alitta corpo di simmetria è chiaramente bilaterali e si può seethat ha una parte anteriore, che in questo caso è definito sia thedirection di locomozione e la presenza di una testa:
Come “normale” come una simmetria bilaterale mayseem—e sembra normale per noi solo perché è il nostro modo per ownbodies—ci sono molti animali i cui corpi sono organizzati in completelydifferent modi. Gli cnidari, ad esempio, sono il più grande gruppo di animalicon simmetria radiale. Invece di essere allungati lungo l’asse ananterior-posteriore, i corpi di questi animali sono colonnari o a forma di ombrella. In entrambi i casi, quando si guarda in basso su di loro si vede un circularshape:
Un animale con questo piano del corpo di sortof ovviamente non ha testa-nessun occhi, naso, o concentrazione di strutture eitherneural o sensoriali. Essendo un anemone di mare, vive attaccato al fondo marino e non cammina molto, quindi non possiamo prendere suggerimenti su fronte e retro dalla direzione del suo movimento come potremmo con il verme policheta.Piuttosto che avere la maggior parte dell’apparato neurale concentrato in anyparticular regione, sistema nervoso di un anemone di mare è diffusamente sparsi overthe tutto il corpo. Questo animale ha il vantaggio di incontrare il suo ambiente datutti i lati e tutta la sua superficie esterna. Può rispondere ala presenza di cibo o l’approccio di un predatore da qualsiasi direzione. Non può essere nascosto, perché non ha davanti o dietro.
Gli echinodermi sono un altro gruppo di animali con simmetria radiale. Il phylum Echinodermata comprende stelle marine, ricci di mare, dollari di sabbia, stelle fragili, cetrioli di mare e crinoidi. I corpi degli echinodermi sono infatti di natura radiale, ma in modo diverso dalla simmetria radiale dei corpi degli cnidari. Il piano generale del corpo dell’echinoderma è organizzato attorno al numero cinque, quindi diciamo che hanno simmetria pentaradiale o pentamerosa.
Per dare un senso a questa simmetria pentaradiale, diamo un’occhiata alla caratteristica che definisce gli echinodermi, il sistema vascolare dell’acqua. Questa struttura interna è costituita da una serie di tubi e canali riempiti di fluido, collegati all’esterno del corpo da una placca calcarea chiamata madreporite. In molte specie di stelle marine, come la stella ocra nella foto qui sotto, la madreporite è visibile come una struttura granulare appiattita situata fuori centro sulla superficie aborale (in alto).
L’acqua di mare scorre attraverso la madreporite per mantenere la pressione idraulica all’interno del sistema vascolare dell’acqua. Inil centro dell’animale, che circonda l’esofago, è un tubo circolare chiamatoil canale ad anello. Che emana dal canale ad anello sono cinque canali radiali, dache sporgono i piedi del tubo suckered che vengono utilizzati per l’alimentazione e/orocomotion. Come potete immaginare, la simmetria a cinque vie degli echinodermi ha forti implicazioni sia per altri aspetti dell’anatomia dell’animale che per il modo in cui interagisce con il suo ambiente.
Gli echinodermi sonostrutturalmente più complessi degli cnidari, con organi interni distinti. Il disco centrale contiene la maggior parte degli organi, ma ci sono estensioni sia di thegut che delle gonadi in ciascuno dei cinque bracci. Come gli cnidari, gli echinodermi non hanno un sistema nervoso centralizzato, ma hanno occhi molto semplici in grado di rilevare la luce e l’oscurità. E indovina dove, in una stella di mare, ilocchi si trovano? Suggerimento: Pensa a come l’animale incontra il suoambiente. Sì, gli occhi sono nelle punte delle braccia, insieme acettori chemosensoriali. Ha senso, vero?
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Rispetto al sedentarioo cnidari sessili, gli echinodermi sono molto attivi e la maggior parte di essi può strisciare sul benthos. Come previsto, la loro simmetria pentaradiale influenza il modo in cui si muovono. Havingno anteriore o posteriore, stelle marine e ricci di mare possono camminare in qualsiasi direzione theywant – verso il cibo o lontano da un predatore, per esempio. Possono anche cambiare facilmente la direzione della locomozione, senza dover girare intorno al modo in cui vorremmo.
La simmetria pentaradiale non si verifica in nessun gruppo animale tranne gli echinodermi, e anche loro iniziano la vita come larve bilaterali. Questa è la larva pluteus del riccio di mare viola, Strongylocentrotus purpuratus, età 31 giorni dopo la fecondazione:
Non c’è un esempio più perfetto di simmetria bilaterale là fuori. Anche se, anche in questa fase ci sonosviluppi all’interno del corpo che stanno iniziando a interrompere la bilateralitàdell’animale. Questa è una foto dell’animale che giace sulla sua parte anteriore, quindi lo sei. A quest’età la larva plutea ha quattro paia di braccia, ognuna delle quali è supportata da un’asta scheletrica interna. La struttura chiara al centro, che assomigliauna brocca di latte capovolta e si trova appena sopra la linea mediana orizzontale, è ilbocca. Un esofago porta allo stomaco, che è quella struttura oblunga più scuranel centro del corpo. Una fascia ciliata continua corre su e giù allight delle braccia, ed è appena visibile come un leggero alone pallido intorno thedges delle braccia. Il battito della banda ciliata spinge il pluteo attraversol’acqua e porta anche il cibo alla bocca.
Vedi come, in alto a sinistra dello stomaco, a circa 11 se era la faccia di un orologio, c’è una mascella scura che corre per lo più orizzontalmente tra lo stomaco e la canna scheletrica di quel braccio, che non vedi sul lato destro? Questo squiggle indica dove si svilupperà il rudimento giovanile, che contiene i primi cinque piedi del tubo del sistema vascolare dell’acqua. Questo rudimento cresce al punto che essooccupa la maggior parte dello spazio interno del pluteo. Man mano che il rudimento cresce, ilcorpo del pluteo diventa pesante. Alla fine la larva raggiunge uno stadio chiamatocompetenza, il che significa che è anatomicamente e fisiologicamente pronto alla ricaduta del plancton, alla metamorfosi nel corpo giovanile e all’inizio della vita sulbenthos. Quando la larva si deposita fuori dal plancton atterra sul suo lato sinistro, dove i piedi del tubo eruttano attraverso la parete del corpo durante la metamorfosi. Il risultato finale è un piccolo riccio che cammina sui piedi del tubo che non aveva il giorno prima. (Beh, credo che tecnicamente li aveva, ma non c’erano utilyet.) E la simmetria del corpo sarà cambiata dalla forma larvale bilaterale al giovanile pentaradiale.
Quando si guarda un seaurchin dal vivo può essere difficile dare un senso a tutte le cose che stanno succedendo. Un seaurchin è un animale molto attivo,con spine e piedi a tubo che ondeggiano dappertutto. Sembra il caos totale, ma l’esame di un riccio di mare nudo (l’endoscheletro costituito da ossicini calcarei ad incastro) fornisce molte informazioni sul piano corporeo di questo animale.
Ecco un test intacturchin pulito:
Ora la pentaradialsimmetria di questo piano corporeo diventa evidente. Puoi vedere che ci sono cinqueregioni di file raddoppiate di piastre che hanno piccoli fori in esse. I fori sonodove i piedi del tubo sporgono verso l’esterno, e le piastre che li sopportanorappresentano l’ambulacro dell’animale, o regione ambulacrale. I canali radiali del sistema vascolare dell’acqua corrono lungo la superficie interna del test nei cinque ambulacri. Le regioni ambulacrali sono separate l’una dall’altra da cinque regioni intramabulacrali, che non hanno fori per i piedi del tubo perché qui non ci sono piedi del tubo. I dossi sul test sono chiamati tubercoli e sonodove si attaccano le spine. I tubercoli si inseriscono nella base delle spine come un’articolazione a tutto sesto, simile alla nostra spalla, che consente alle spine di ruotare di 360 gradi. Puoi vederlo di persona la prossima volta che hai un liveurchin disponibile: tocca una delle spine e osserva come l’animalreagisce.
Ci sono cose interessantiandando anche all’apice del riccio. I cinque fori più grandi, uno al punto di ogni area interambulacrale, sono i gonopori. Quando inietto il cloruro di magnesio di urchinswith per indurre la deposizione delle uova, i gameti sono liberati da theseholes. La disposizione dei gonopori nelle regioni interambulacrali makessense, una volta che si ricorda che all’interno del test le aree ambulacrali sono dove si trovano le strutture del sistema vascolare dell’acqua (compresi i piedi del tubo). L’unico spazio disponibile per le gonadi è nelle interambulacralaree. Lo so, è confuso. E la gente pensa che gli invertebrati siano semplici!
C’è un humantendency naturale per considerare creature come noi come in qualche modo migliori di quelle differentfrom noi. Certamente mostriamo più empatia per i mammiferi che per,diciamo, insetti o vermi. Insegno ai miei studenti che il complesso non è sempre migliore (penso al danno pervasivo fatto a una persona che ha subito una grave lesione cerebrale o del midollo spinale) e che ci sono più tipi di complessità—per quanto riguarda la morfologia,il comportamento, la riproduzione e il ciclo di vita—nel regno animale. Il bestway per capire un animale è quello di mettersi nei suoi “panni” e tryto immaginare ciò che la sua vita è come, con la sua anatomia, fisiologia, e stile di vita. Ad esempio, fai finta di essere una stella marina. Non hai la testa, striscia intorno al tuo ventre e hai gli occhi alle estremità delle tue membra. Come vivresteresti il mondo se avessi questo corpo? In che modo sarebbe diverso dal tuovita come essere umano? Ci vuole un po ‘ di ginnastica mentale e può essere difficile toshed nostri pregiudizi human-centric, ma dobbiamo essere in grado di metterli da parte almeno momentaneamente se vogliamo veramente dare un senso a quello che sta succedendo nel worldaround noi.