Biologia pääaineopiskelijoille II

Hyvin yksinkertaisella luokittelutasolla todelliset eläimet voidaan suurelta osin jakaa kolmeen ryhmään ruumiinrakenteensa symmetrisyyden tyypin perusteella: säteittäisesti symmetriset, kaksoissymmetriset ja epäsymmetriset. Kaikki symmetriatyypit soveltuvat hyvin vastaamaan tietyn eläimen elämäntavan ainutlaatuisiin vaatimuksiin.

Kuva 1. Sieni on epäsymmetrinen. (luotto: Andrew Turnerin työn muokkaus)

Asymmetriaa esiintyy kahdessa nykyaikaisessa klaadissa, Parazoa-heimossa (kuva 1) ja Placozoa-heimossa – tosin on syytä huomata, että Parazoa-heimon esi-isien fossiileissa esiintyi ilmeisesti molemminpuolista symmetriaa.

Radiaalinen symmetria on ruumiinosien sijoittelua keskimmäisen akselin ympärille, kuten polkupyöränpyörässä tai piirakassa nähdään. Se johtaa siihen, että eläimillä on ylä- ja alapinta, mutta ei vasenta ja oikeaa puolta eikä etu- tai takapuolta. Jos radiaalisesti symmetrinen eläin jaetaan mihin tahansa suuntaan suu/aboraali-akselia pitkin (puoli, jossa on suu, on ”suupuoli” ja puoli, jossa ei ole suuta, on ”aboraali-puoli”), molemmat puoliskot ovat peilikuvia. Tämä symmetriamuoto on tyypillistä monille Cnidaria-sukuun kuuluville eläimille, kuten meduusoille ja aikuisille merianemonille (kuva 2). Radiaalinen symmetria varustaa nämä merieläimet (jotka voivat olla paikallaan istuvia tai vain hitaaseen liikkumiseen tai kellumiseen kykeneviä) kokemaan ympäristön yhtä lailla kaikista suunnista.

Kuva 2. (a) meduusa ja (b) anemoni ovat säteittäissymmetrisiä. (luotto a: Robert Freiburgerin työn muunnos; luotto b: Samuel Chow’n työn muunnos)

Kuva 3. Perhonen on kaksipuolisesti symmetrinen. (luotto: Cory Zankerin työn muokkaus)

Bilateraaliseen symmetriaan kuuluu eläimen jakaminen keskisagittaalitason kautta, jolloin syntyy kaksi pintapuolisesti peilikuvana olevaa oikeaa ja vasenta puoliskoa, kuten perhosessa (kuva 3), ravussa tai ihmiskehossa. Eläimillä, joilla on bilateraalinen symmetria, on ”pää” ja ”häntä” (anteriorinen vs. posteriorinen), etuosa ja selkä (dorsaalinen vs. ventraalinen) sekä oikea ja vasen puoli (kuva 4). Kaikki Eumetazoa-eläimet lukuun ottamatta niitä, joilla on sekundaarinen säteittäinen symmetria, ovat kaksipuolisesti symmetrisiä. Kahdenvälisen symmetrian kehittyminen, joka mahdollisti etu- ja takapään (pään ja hännän) muodostumisen, edisti ilmiötä nimeltä kefalisaatio, jolla tarkoitetaan organisoidun hermoston kerääntymistä eläimen etupäähän. Toisin kuin säteittäinen symmetria, joka soveltuu parhaiten paikallaan pysyvään tai rajoitetusti liikkuvaan elämäntapaan, kahdenvälinen symmetria mahdollistaa virtaviivaisen ja suuntautuneen liikkeen. Evoluution kannalta tämä yksinkertainen symmetriamuoto edisti aktiivista ja hallittua suuntaa-antavaa liikkumista sekä resurssien etsimisen ja saaliseläinten ja saalistajien välisten suhteiden kehittyneisyyttä.

Kuva 4. Bilateraalinen symmetria. Kahdensuuntaisesti symmetrinen ihmiskeho voidaan jakaa useilla tasoilla.

Hyönteiseläimiin (Echinodermata) kuuluvilla eläimillä (kuten meritähdillä, hiekkatähdillä ja merisiileillä) on aikuisina säteittäinen symmetria, mutta niiden toukkavaiheissa on kahdensuuntainen symmetria. Tätä kutsutaan sekundaariseksi radiaaliseksi symmetriaksi. Niiden uskotaan kehittyneen kaksipuolisesti symmetrisistä eläimistä, joten ne luokitellaan kaksipuolisesti symmetrisiksi.

Ja Ctenophorat (kuva 5), vaikka ne muistuttavatkin meduusoja, katsotaan olevan pikemminkin rotaatiosymmetrisiä kuin radiaalisymmetrisiä tai biradiaalisymmetrisiä, koska ruumiin jakaminen kahteen puolikkaaseen suu/aoraalisen akselin suuntaisesti jakaa ne kahteen kopioon samasta puolikkaasta, joista toinen kopio on käännetty 180o, eikä kahteen peilikuvaan.

Kuva 5. Kiertosymmetria näkyy uivassa ctenofoorissa Beroe.

Lemmikkieläinten vartalotasot ja -ontelot

Lemmikkieläinten vartalosuunnitelmat noudattavat määrättyjä malleja, jotka liittyvät symmetriaan. Ne ovat muodoltaan epäsymmetrisiä, säteittäisiä tai molemminpuolisia, kuten kuvassa 6 on esitetty. Epäsymmetriset eläimet ovat eläimiä, joilla ei ole kuviota tai symmetriaa; esimerkki epäsymmetrisestä eläimestä on sieni. Radiaalinen symmetria, kuten kuvassa 6 on esitetty, kuvaa sitä, että eläimellä on ylös-alas-suuntaus: mikä tahansa taso, joka leikataan pituussuuntaista akselia pitkin elimistön läpi, tuottaa yhtäläiset puoliskot, mutta ei tiettyä oikeaa tai vasenta puolta. Tätä suunnitelmaa esiintyy useimmiten vesieläimissä, erityisesti eliöissä, jotka kiinnittyvät alustaan, kuten kiveen tai veneeseen, ja ottavat ravintonsa ympäröivästä vedestä, kun se virtaa eliön ympärillä. Kahdenkeskistä symmetriaa havainnollistaa samassa kuvassa vuohi. Vuohella on myös ylä- ja alaosa, mutta edestä taaksepäin leikattu taso jakaa eläimen selkeisiin oikeaan ja vasempaan kylkeen. Muita termejä, joita käytetään kuvattaessa kehon asentoja, ovat anteriorinen (edessä), posteriorinen (takana), dorsaalinen (kohti selkää) ja ventraalinen (kohti vatsaa). Bilateraalista symmetriaa esiintyy sekä maa- että vesieläimillä; se mahdollistaa suuren liikkuvuuden.

Kuvio 6. Vuohen etuosa määritellään anterioriseksi ja takaosa posterioriseksi. Eläimillä on erityyppistä vartalon symmetriaa. Sieni on epäsymmetrinen, merianemoni on säteittäissymmetrinen ja vuohi on bilateraalisesti symmetrinen.

Seisova selkärankainen eläin voidaan jakaa useilla tasoilla. Sagittaalitaso jakaa ruumiin oikeaan ja vasempaan osaan. Keskisagittaalitaso jakaa ruumiin täsmälleen keskeltä, jolloin muodostuu kaksi yhtä suurta oikeaa ja vasenta puoliskoa. Otsataso (jota kutsutaan myös koronaalitasoksi) erottaa etu- ja takaosan toisistaan. Poikkitaso (tai vaakataso) jakaa eläimen ylä- ja alaosaan. Tätä kutsutaan joskus poikkileikkaukseksi, ja jos poikkileikkaus on kulmassa, sitä kutsutaan viistotasoksi. Kuvassa 7 havainnollistetaan näitä tasoja vuohella (nelijalkainen eläin) ja ihmisellä.

Kuva 7. Kuvassa nelijalkaisen vuohen ja kaksijalkaisen ihmisen tasot. Keskisagittaalitaso jakaa kehon täsmälleen kahtia, oikeaan ja vasempaan osaan. Otsataso jakaa etu- ja selkäpuolen, ja poikittaistaso jakaa vartalon ylä- ja alaosiin.

Vertebraattisilla eläimillä on useita määriteltyjä ruumiinonteloita, kuten kuvassa 8 on esitetty. Näistä kaksi on suuria onteloita, joiden sisällä on pienempiä onteloita. Selkäontelo sisältää kallon ja selkärangan (tai selkärangan) ontelot. Vatsaontelo sisältää rintaontelon, joka puolestaan sisältää keuhkojen ympärillä olevan keuhkopussin ja sydänpussin, joka ympäröi sydäntä. Ventraalinen ontelo sisältää myös vatsaontelon, joka voidaan jakaa vatsaonteloon ja lantiononteloon.

Kuva 8. Vatsan ja lantion ontelo. Selkärankaisilla eläimillä on kaksi suurta ruumiinonteloa. Selkäontelo sisältää kallo- ja selkäontelon. Ventraalinen ontelo sisältää rintaontelon ja vatsaontelon. Rintaontelon erottaa vatsaontelosta pallea. Vatsaontelo jakautuu vatsaonteloon ja lantiononteloon lantion luiden suuntaisella kuvitteellisella viivalla. (luotto: NCI:n työn muokkaus)

Kirjoita!

Paranna tätä sivuaOpi lisää