メジャー向け生物学II

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学習成果

  • 動物に生じるボディプランの様々なタイプを説明できる

分類のごく基本的なレベルで、真の動物は、ボディプランが放射対称、両側対称、非対称の3グループに大きく分けることができる。 7939>

海底に不規則でデコボコした塊を形成する数種類のカイメン。

図1. 海綿は左右非対称である。 (credit: modification of work by Andrew Turner)

非対称性は、パラゾア（図1）とプラコゾアという現代の2つのクレードで見られます–ただし、パラゾアの祖先化石は明らかに左右対称性を示していることに注意すべきです。

放射対称性は、自転車の車輪やパイに見られるような中心軸を中心に体の一部を配置したものです。 その結果、動物には上下面はあるが左右や前後がない。 放射対称の動物を、口と顎の軸に沿って任意の方向に分割すると（口のある側を「口側」、口のない側を「顎側」）、両者は鏡像となる。 クラゲやイソギンチャクの成体など、刺胞動物門に属する多くの動物のボディプランが、このような対称性を持っている（図2）。

パートaは、柔軟な円盤状の体から細長い触手を放射状に伸ばすクラゲである。 bは海底に座っているイソギンチャクで、カップ状の体から太い触手が放射状に伸びています。

図2. (a)クラゲと(b)イソギンチャクは放射状に対称である。 (credit a: Robert Freiburgerの作品を改変、credit b: Samuel Chowの作品を改変)

2枚の羽が対称的な黒い蝶

図3.翅の形。 この蝶は両側対称である。 (credit: modification of work by Cory Zanker)

両側対称では、蝶（図3）、蟹、人体などのように、動物を中矢状面を介して分割し、表面的には右半分と左半分という二つの鏡像になる。 左右対称の動物には、「頭」と「尾」（前方と後方）、「背中」と「腹部」、「右側」と「左側」がある（図4）。 二次放射相称を持つものを除くすべてのオミタゾア類は、両側対称である。 前端と後端（頭と尾）の形成を可能にする両側対称性の進化は、動物の前端に組織化された神経系を集めることを意味する頭足化という現象を促した。 左右対称は、静止した状態や限られた動きの中で生活するのに適しているのに対し、流線型で方向性のある動きを可能にする。 進化論的には、この単純な対称性は、能動的で制御された方向性のある移動を促進し、資源探しや捕食者と被食者の関係の洗練度を高めた。

イラストは、女性の体を平面に分解している。 冠状面は前面と背面を分離する。 体の前面が腹側、背面が背側である。 上半身は頭側、下半身は尾側と定義される。 矢状面は体を左右に分断する。 正中線は体の中心を通る。 内側線の左右を外側と定義します。 正中線に近い部位は近位、遠い部位は遠位とする

図4. 両側対称性。

棘皮動物門の動物（ウミウシ、サンドドル、ウニなど）は、成体では放射相称を示すが、幼生期には両側相称を示す。 これは二次放射相称と呼ばれる。 両側対称の動物から進化したと考えられており、両側対称に分類される。

また、Ctenophora（図5）はクラゲに似ているが、体を口腔/肛門軸に沿って2つに分割すると、2つの鏡像ではなく、180度回転した同じ半分の2つのコピーになるため、放射対称性や両側対称性ではなく回転対称性だと考えられている。

暗い背景でライトアップされた浮遊塊の水中画像

図5. 回転対称性は、泳いでいるところを示したクテノフォアBeroeで見られます。

このビデオでは、さまざまなタイプの体の対称性の簡単なスケッチを見ることができます。 図6に示すように、左右非対称、放射状、あるいは両側性である。 非対称の動物とは、模様や対称性のない動物で、海綿がその例である。 放射状対称とは、図6に示すように、動物が上下対称の場合である。生物を縦軸に沿ってどのように切っても、左右は一致しない。 このプランは水生動物に多く、特に岩や船などの土台に付着し、その周囲を流れる水から餌を採取する生物に見られる。 同じ図に、ヤギの左右対称の図がある。 ヤギも上下に分かれているが、前後から切った平面で左右にはっきり分かれている。 また、体の位置を表す用語として、前方（フロント）、後方（リア）、背側（背中側）、腹側（お腹側）などがある。

図Aは、筒状の体が片側に寄って成長する非対称の海綿である。 イラストBは、チューブ状の放射状対称の体を持つイソギンチャクである。 チューブの上部から触手が生えている。 120度間隔で配置された3つの垂直な平面が体を分断している。 各平面の片側にある体の半分は、もう片側の体の鏡像である。 図Cは、左右対称のヤギの体です。 平面がヤギの真ん中を前から後ろへ通り、体を左右に分解して、互いに鏡像の関係にある。 ヤギの上半身を背側、下半身を腹側と定義する。 ヤギの前方を前、後方を後と定義する。

図6. 動物はさまざまなタイプの体の対称性を示す。 海綿は非対称、イソギンチャクは放射状対称、ヤギは両側対称である。

脊椎動物の立体はいくつかの平面で分けることができる。 矢状面は体を右と左に分ける。 中矢状面は体をちょうど真ん中で分割し、左右2等分にする。 前頭面（冠状面ともいう）は、前面と背面を分ける面です。 横面（または水平面）は、動物の上半身と下半身に分ける面です。 これを断面図と呼ぶこともあり、横断面が斜めの場合は斜面図と呼ばれる。 図7は、これらの平面をヤギ（4本足の動物）と人間で示したものである

図Aは、ヤギの体の平面を示したものである。 中矢状面はヤギの真ん中を前から後ろへ貫き、左右を分けている。 前頭面も同様に前から後ろへ走るが、上半身と下半身に分かれる。 横断面は、ヤギの真ん中を横切り、体の前半分と後半分を分けている。 図Bは、人体の平面です。 中矢状面は、上から下に走っていて、体の右半分と左半分に分かれています。 前頭面は、上から下に伸びていて、体の前半分と後半分を分けている。 横断面は、胸部と腹部の間の体の中央部を切断し、体の上部と下部を切り離します。 正中線は体の真ん中を上から下へ走る想像上の線である

図7. 四足歩行のヤギと二足歩行の人間の平面を示す。 中矢状面は体をちょうど半分に、右と左に分割する面である。 7939>

脊椎動物には、図8に示すように、いくつかの体腔が定義されている。 これらのうち2つは主要な空洞で、その中に小さな空洞が含まれている。 背側には頭蓋と脊椎（または脊髄）腔がある。 腹腔には胸腔があり、肺の周りの胸膜腔と心臓を包む心膜腔がある。

図は、人体上部の断面側面図である。 目の上から後頭部までの頭部全体と、この部分から背中にかけての細長い帯は、背側腔を示すために陰影がつけられています。 頭部は頭蓋腔、背中の細長い領域は脊髄腔と表示されている。 体の前面にある大きな長方形の陰の部分は、腹腔を示す。 上から胸腔、横隔膜（細い線で区切られている）、腹腔、骨盤腔と書かれている。 腹腔と骨盤腔は細い破線で区切られ、合わせて腹骨盤腔と呼ばれる

図8. 脊椎動物の体腔は大きく分けて2つある。 背側には頭蓋腔と脊髄腔がある。 腹腔には、胸腔と腹骨盤腔がある。 胸腔と腹腔は横隔膜で隔てられている。 腹骨盤腔は、骨盤の骨に平行な仮想線で、腹腔と骨盤腔に分けられる。 (出典：NCIによる作品の改変)

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