Biology for Majors II

BY admin
|

Learning Outcomes

  • Beschrijf de verschillende soorten lichaamsplannen die bij dieren voorkomen

Op een zeer elementair niveau van classificatie kunnen echte dieren grotendeels in drie groepen worden verdeeld op basis van het type symmetrie van hun lichaamsplan: radiaal symmetrisch, bilateraal symmetrisch, en asymmetrisch. Alle soorten symmetrie zijn goed geschikt om aan de unieke eisen van de levensstijl van een bepaald dier te voldoen.

Een aantal sponzen, die onregelmatige, hobbelige klodders op de zeebodem vormen.

Figuur 1. De spons is asymmetrisch. (credit: bewerking van werk van Andrew Turner)

Asymmetrie komt voor in twee moderne clades, de Parazoa (figuur 1) en de Placozoa – hoewel we moeten opmerken dat de voorouderlijke fossielen van de Parazoa blijkbaar bilaterale symmetrie vertoonden.

Radiale symmetrie is de ordening van lichaamsdelen rond een centrale as, zoals te zien is in een fietswiel of een taart. Het resulteert in dieren met boven- en onderkant, maar geen linker- en rechterkant, noch voor- of achterkant. Als een radiaal symmetrisch dier in een willekeurige richting wordt verdeeld langs de mond/aborale as (de kant met een mond is de “mondzijde”, en de kant zonder mond is de “aborale zijde”), zullen de twee helften spiegelbeelden zijn. Deze vorm van symmetrie kenmerkt de lichaamsplannen van veel dieren in de fyla Cnidaria, waaronder kwallen en volwassen zeeanemonen (figuur 2). Radiale symmetrie stelt deze zeedieren (die sedentair kunnen zijn of slechts in staat tot langzame beweging of drijven) in staat om de omgeving vanuit alle richtingen gelijkelijk te ervaren.

Deel a toont een kwal met lange, slanke tentakels, die uitstralen vanuit een flexibel, schijfvormig lichaam. Deel b toont een anemoon die op de zeebodem zit met dikke tentakels, die uitstralen vanuit een bekervormig lichaam.

Figuur 2. De (a) kwal en (b) anemoon zijn radiaal symmetrisch. (credit a: modificatie van werk van Robert Freiburger; credit b: modificatie van werk van Samuel Chow)

Een zwarte vlinder met twee symmetrische vleugels.

Figuur 3. De vlinder is tweezijdig symmetrisch. (krediet: bewerking van werk van Cory Zanker)

Bilaterale symmetrie houdt in dat het dier door een midsagittaal vlak wordt verdeeld, wat resulteert in twee oppervlakkig gezien spiegelbeelden, rechter- en linkerhelft, zoals die van een vlinder (figuur 3), een krab of een menselijk lichaam. Dieren met bilaterale symmetrie hebben een “kop” en “staart” (anterieur vs. posterieur), voor- en achterkant (dorsaal vs. ventraal), en rechter- en linkerzijde (Figuur 4). Alle Eumetazoa behalve die met secundaire radiale symmetrie zijn bilateraal symmetrisch. De evolutie van bilaterale symmetrie die de vorming van voorste en achterste (kop en staart) uiteinden mogelijk maakte, bevorderde een fenomeen dat cefalisatie wordt genoemd, wat verwijst naar de verzameling van een georganiseerd zenuwstelsel aan het voorste uiteinde van het dier. In tegenstelling tot de radiale symmetrie, die het best geschikt is voor een stilstaande levenswijze of een levenswijze met beperkte bewegingen, maakt de bilaterale symmetrie een gestroomlijnde en gerichte beweging mogelijk. In evolutionaire termen, bevorderde deze eenvoudige vorm van symmetrie actieve en gecontroleerde directionele mobiliteit en verhoogde verfijning van het zoeken naar hulpbronnen en roofdier-prooi relaties.

De illustratie toont het lichaam van een vrouw ontleed in vlakken. Het coronale vlak scheidt de voorkant van de achterkant. De voorkant van het lichaam is de ventrale zijde, en de achterkant van het lichaam is de dorsale zijde. Het bovenlichaam wordt gedefinieerd als craniaal, en het onderlichaam wordt gedefinieerd als caudaal. Het sagittale vlak doorsnijdt het lichaam van links naar rechts. De middellijn loopt door het midden van het lichaam. De gebieden links en rechts van de middellijn worden gedefinieerd als lateraal. Delen van het lichaam dicht bij de mediale lijn zijn proximaal, en die verder weg zijn distaal.

Figuur 4. Bilaterale symmetrie. Het bilateraal symmetrische menselijk lichaam kan door verschillende vlakken worden verdeeld.

Dieren in het fylum Echinodermata (zoals zeesterren, zanddollars en zee-egels) vertonen als volwassene een radiale symmetrie, maar hun larvale stadia vertonen een bilaterale symmetrie. Dit wordt secundaire radiale symmetrie genoemd. Aangenomen wordt dat ze zijn geëvolueerd uit tweezijdig symmetrische dieren; daarom worden ze geclassificeerd als tweezijdig symmetrisch.

En de Ctenophora (figuur 5), hoewel ze op kwallen lijken, worden geacht rotatiesymmetrie te hebben in plaats van radiale of biradiale symmetrie, omdat de verdeling van het lichaam in twee helften langs de mond/aborale as hen verdeelt in twee kopieën van dezelfde helft, waarbij één kopie 180o gedraaid is, in plaats van twee spiegelbeelden.

Onderwaterbeeld van een drijvende blob verlicht tegen een donkere achtergrond.

Figuur 5. Rotatiesymmetrie is te zien bij de ctenofoor Beroe, die zwemmend is afgebeeld.

Bekijk deze video om een snelle schets te zien van de verschillende soorten lichaamssymmetrie.

Animal Body Planes and Cavities

De lichaamsplannen van dieren volgen vaste patronen die verband houden met symmetrie. Zij zijn asymmetrisch, radiaal, of bilateraal van vorm, zoals geïllustreerd in figuur 6. Asymmetrische dieren zijn dieren zonder patroon of symmetrie; een voorbeeld van een asymmetrisch dier is een spons. Radiale symmetrie, zoals geïllustreerd in figuur 6, beschrijft wanneer een dier een op-en-neer oriëntatie heeft: elk vlak dat langs de lengte-as door het organisme wordt gesneden, levert gelijke helften op, maar geen definitieve rechter- of linkerkant. Dit plan wordt meestal gevonden bij waterdieren, vooral organismen die zich vasthechten aan een basis, zoals een rots of een boot, en hun voedsel uit het omringende water halen terwijl het rond het organisme stroomt. Bilaterale symmetrie wordt in dezelfde figuur geïllustreerd door een geit. De geit heeft ook een boven- en een ondercomponent, maar een van voor naar achter doorgesneden vlak scheidt het dier in definitieve rechter- en linkerzijden. Andere termen die gebruikt worden om posities in het lichaam te beschrijven zijn anterior (voor), posterior (achter), dorsaal (naar achteren), en ventraal (naar de buik). Bilaterale symmetrie komt voor bij zowel land- als waterdieren; het maakt een hoge mate van mobiliteit mogelijk.

Illustratie A toont een asymmetrische spons met een buisvormig lichaam en een uitgroei naar één kant. Illustratie B toont een zeeanemoon met een buisvormig, radiaal symmetrisch lichaam. Tentakels groeien uit de top van de buis. Drie verticale vlakken, 120 graden uit elkaar, doorsnijden het lichaam. De helft van het lichaam aan de ene kant van elk vlak is een spiegelbeeld van het lichaam aan de andere kant. Illustratie C toont een geit met een tweezijdig symmetrisch lichaam. Een vlak loopt van voor naar achter door het midden van de geit en ontleedt het lichaam in linker- en rechterhelft, die spiegelbeelden van elkaar zijn. Het bovenste deel van de geit wordt gedefinieerd als dorsaal, en het onderste deel als ventraal. De voorkant van de geit wordt gedefinieerd als anterior, en de achterkant als posterior.

Figuur 6. Dieren vertonen verschillende soorten lichaamssymmetrie. De spons is asymmetrisch, de zeeanemoon heeft radiale symmetrie, en de geit heeft bilaterale symmetrie.

Een staand gewerveld dier kan door verschillende vlakken worden verdeeld. Een sagittaal vlak verdeelt het lichaam in rechter- en linkergedeelten. Een midsagittaal vlak verdeelt het lichaam precies in het midden, waardoor twee gelijke rechter- en linkerhelften ontstaan. Een frontaal vlak (ook wel coronaal vlak genoemd) scheidt de voorkant van de achterkant. Een dwarsvlak (of, horizontaal vlak) verdeelt het dier in boven- en ondergedeelte. Dit wordt soms een dwarsdoorsnede genoemd, en als de dwarsdoorsnede onder een hoek is, wordt het een schuin vlak genoemd. Figuur 7 illustreert deze vlakken bij een geit (een vierpotig dier) en een mens.

Illustratie A toont de vlakken van het lichaam van een geit. Het midsagittale vlak loopt door het midden van de geit van voor naar achter, en scheidt de rechter- en de linkerzijde. Het frontale vlak loopt ook van voor naar achter, maar scheidt de bovenste helft van het lichaam van de onderste helft. Het dwarsvlak loopt over het midden van de geit, en scheidt de voor- en achterhelften van het lichaam. Illustratie B toont de vlakken van een menselijk lichaam. Het midsagittale vlak loopt van boven naar beneden en scheidt de rechter- en de linkerhelft van het lichaam. Het frontale vlak loopt ook van boven naar beneden en scheidt de voor- en achterhelften van het lichaam. Het dwarsvlak doorsnijdt het midden van het lichaam tussen de borstkas en de buik en scheidt de bovenkant van het lichaam van de onderkant. De middellijn is een denkbeeldige lijn die door het midden van het lichaam loopt, van boven naar beneden.

Figuur 7. Afgebeeld zijn de vlakken van een viervoetige geit en een tweevoetige mens. Het midsagittale vlak verdeelt het lichaam precies in tweeën, in een rechter- en een linkergedeelte. Het frontale vlak verdeelt de voor- en achterkant, en het transversale vlak verdeelt het lichaam in boven- en ondergedeelte.

Vertebrate dieren hebben een aantal welomschreven lichaamsholten, zoals geïllustreerd in figuur 8. Twee daarvan zijn grote holten die kleinere holten bevatten. De dorsale holte bevat de schedelholte en de wervelholte (of ruggengraatholte). De buikholte bevat de borstholte, die op haar beurt de borstholte rond de longen en de pericardiale holte, die het hart omgeeft, bevat. De buikholte bevat ook de buik-bekkenholte, die kan worden gescheiden in de buikholte en de bekkenholte.

Illustratie toont een dwarsdoorsnede van het zijaanzicht van het bovenste deel van een menselijk lichaam. Het gehele hoofdgebied boven de ogen en tot aan het achterhoofd en een lange dunne strook vanaf dit gebied naar beneden op de rug is gearceerd om de rugholte aan te geven. Het hoofd wordt aangeduid als schedelholte en de lange dunne strook op de rug is de ruggengraatholte. Een groot langwerpig gebied aan de voorkant van het lichaam geeft de buikholte aan. Deze wordt van boven naar beneden aangeduid als borstholte, middenrif (dunne lijn die de gebieden scheidt), buikholte en bekkenholte. De buik- en bekkenholte worden gescheiden door een dunne stippellijn en samen de buik- en bekkenholte genoemd.

Figuur 8. Gewervelde dieren hebben twee grote lichaamsholten. De rugholte bevat de schedelholte en de ruggengraatholte. De ventrale holte bevat de borstholte en de buik- en bekkenholte. De borstholte is van de buik- en buikholte gescheiden door het diafragma. De buikholte wordt gescheiden in buikholte en bekkenholte door een denkbeeldige lijn die evenwijdig loopt met de bekkenbeenderen. (credit: bewerking van werk van NCI)

Probeer het

Bijdraag bij!

Heeft u een idee om deze inhoud te verbeteren? We horen graag uw input.

Verbeter deze paginaLees meer