Biology for Majors II

BY admin
|

Learning Outcomes

  • Opisać różne typy planów ciała, które występują u zwierząt

Na bardzo podstawowym poziomie klasyfikacji, prawdziwe zwierzęta mogą być w dużej mierze podzielone na trzy grupy oparte na typie symetrii ich planu ciała: promieniście symetryczne, dwustronnie symetryczne i asymetryczne. Wszystkie typy symetrii są dobrze przystosowane do spełniania unikalnych wymagań stylu życia danego zwierzęcia.

Kilka gąbek, które tworzą nieregularne, wyboiste plamy na dnie morza.

Ryc. 1. Gąbka jest asymetryczna. (kredyt: modyfikacja pracy Andrew Turnera)

Asymetria jest widoczna w dwóch współczesnych kladach, Parazoa (rysunek 1) i Placozoa – choć należy zauważyć, że skamieniałości przodków Parazoa najwyraźniej wykazywały symetrię dwustronną.

Symetria radialna to ułożenie części ciała wokół osi centralnej, jak to widać w kole rowerowym lub placku. Powoduje to, że zwierzęta mają górne i dolne powierzchnie, ale nie ma lewej i prawej strony, ani przodu i tyłu. Jeśli zwierzę o symetrii promienistej zostanie podzielone w dowolnym kierunku wzdłuż osi ustnej/oczodołowej (strona z ustami to „strona ustna”, a strona bez ust to „strona brzuszna”), dwie połówki będą lustrzanymi odbiciami. Taka forma symetrii cechuje plany ciała wielu zwierząt z gromady Cnidaria, w tym meduz i dorosłych ukwiałów morskich (rys. 2). Symetria radialna wyposaża te morskie stworzenia (które mogą być osiadłe lub zdolne tylko do powolnego ruchu lub unoszenia się na wodzie) do doświadczania środowiska jednakowo ze wszystkich kierunków.

Część a pokazuje meduzę z długimi, smukłymi mackami, promieniującymi z elastycznego, dyskowatego ciała. Część b przedstawia ukwiał siedzący na dnie morza z grubymi mackami, rozchodzącymi się promieniście od ciała w kształcie kielicha.

Ryc. 2. (a) meduza i (b) ukwiał są promieniście symetryczne. (kredyt a: modyfikacja pracy Roberta Freiburgera; kredyt b: modyfikacja pracy Samuela Chowa)

Czarny motyl z dwoma symetrycznymi skrzydłami.

Ryc. 3. Motyl jest dwustronnie symetryczny. (kredyt: modyfikacja pracy Cory’ego Zankera)

Symetria dwustronna polega na podziale zwierzęcia przez płaszczyznę środkową, w wyniku czego powstają dwie powierzchownie lustrzane, prawa i lewa połowa, takie jak u motyla (ryc. 3), kraba, czy ciała człowieka. Zwierzęta o symetrii dwustronnej mają „głowę” i „ogon” (przedni i tylny), przód i tył (grzbietowy i brzuszny) oraz prawą i lewą stronę (ryc. 4). Wszystkie Eumetazoa z wyjątkiem tych z wtórną symetrią promienistą są obustronnie symetryczne. Ewolucja symetrii dwustronnej, która umożliwiła wykształcenie przedniego i tylnego (głowa i ogon) końca, przyczyniła się do powstania zjawiska zwanego cefalizacją, które odnosi się do wytworzenia zorganizowanego układu nerwowego na przednim końcu zwierzęcia. W przeciwieństwie do symetrii promienistej, która najlepiej nadaje się do stacjonarnego lub ograniczonego trybu życia, symetria dwustronna pozwala na opływowy i kierunkowy ruch. W kategoriach ewolucyjnych, ta prosta forma symetrii promowała aktywną i kontrolowaną kierunkową mobilność oraz zwiększone wyrafinowanie relacji poszukiwanie zasobów i drapieżnik-prezydent.

Lustracja przedstawia ciało kobiety podzielone na płaszczyzny. Płaszczyzna wieńcowa oddziela przód od tyłu. Przód ciała to strona brzuszna, a tył ciała to strona grzbietowa. Górna część ciała określana jest jako czaszkowa, a dolna jako ogonowa. Płaszczyzna strzałkowa przecina ciało z boku na bok. Linia środkowa przechodzi przez środek ciała. Obszary na lewo i prawo od linii przyśrodkowej są określane jako boczne. Części ciała położone blisko linii przyśrodkowej są proksymalne, a te położone dalej są dystalne.

Ryc. 4. Symetria dwustronna. Dwustronnie symetryczne ciało człowieka może być podzielone przez kilka płaszczyzn.

Zwierzęta w phylum Echinodermata (takie jak gwiazdy morskie, dolary piaskowe i jeżowce) wykazują symetrię promieniową jako dorosłe, ale ich stadia larwalne wykazują symetrię dwustronną. Jest to określane jako wtórna symetria promienista. Uważa się, że wyewoluowały one z dwustronnie symetrycznych zwierząt; dlatego są one klasyfikowane jako dwustronnie symetryczne.

A Ctenophora (rys. 5), choć wyglądają podobnie do meduz, są uważane za mające symetrię obrotową, a nie promienistą lub dwuboczną, ponieważ podział ciała na dwie połówki wzdłuż osi ustnej/oczodołowej dzieli je na dwie kopie tej samej połówki, z jedną kopią obróconą o 180o, a nie na dwa lustrzane odbicia.

Podwodny obraz pływającego kleksa oświetlonego na ciemnym tle.

Ryc. 5. Symetria rotacyjna jest widoczna u ktenofora Beroe, pokazanego pływającego.

Zobacz ten film, aby zobaczyć szybki szkic różnych typów symetrii ciała.

Animal Body Planes and Cavities

Plany ciała zwierząt podążają za ustalonymi wzorcami związanymi z symetrią. Są one asymetryczne, promieniste, lub dwustronne w formie, jak pokazano na rysunku 6. Asymetryczne zwierzęta są zwierzęta bez wzoru lub symetrii, przykładem asymetrycznego zwierzęcia jest gąbka. Symetria promienista, jak pokazano na rycinie 6, opisuje sytuację, gdy zwierzę ma orientację góra-dół: każda płaszczyzna przecięta wzdłuż osi podłużnej przez organizm tworzy równe połówki, ale nie ma określonej prawej lub lewej strony. Ten plan występuje głównie u zwierząt wodnych, zwłaszcza organizmów, które przyczepiają się do podłoża, jak skała czy łódka, i pobierają pokarm z otaczającej je wody, opływającej organizm. Symetria dwustronna jest zilustrowana na tym samym rysunku przez kozę. Koza również posiada element górny i dolny, ale płaszczyzna przecięta od przodu do tyłu rozdziela zwierzę na definitywnie prawą i lewą stronę. Dodatkowe terminy używane przy opisie pozycji w ciele to anterior (przód), posterior (tył), dorsal (w kierunku pleców) i ventral (w kierunku brzucha). Symetria dwustronna występuje zarówno u zwierząt lądowych, jak i wodnych; umożliwia ona wysoki poziom mobilności.

Ilustracja A przedstawia asymetryczną gąbkę z rurkowatym ciałem i wzrostem po jednej stronie. Ilustracja B pokazuje ukwiał morski z rurkowatym, promieniście symetrycznym ciałem. Z górnej części rurki wyrastają macki. Ciało rozcinają trzy pionowe płaszczyzny oddalone od siebie o 120 stopni. Połowa ciała po jednej stronie każdej z płaszczyzn jest lustrzanym odbiciem ciała po drugiej stronie. Ilustracja C przedstawia kozę o dwustronnie symetrycznym ciele. Płaszczyzna biegnie od przodu do tyłu przez środek kozła, dzieląc ciało na lewą i prawą połowę, które są lustrzanymi odbiciami siebie nawzajem. Górną część kozy określa się jako grzbietową, a dolną jako brzuszną. Przód kozy określany jest jako przedni, a tył jako tylny.

Rys. 6. Zwierzęta wykazują różne typy symetrii ciała. Gąbka jest asymetryczna, ukwiał morski ma symetrię promienistą, a koza ma symetrię dwustronną.

Stające zwierzę kręgowe można podzielić kilkoma płaszczyznami. Płaszczyzna strzałkowa dzieli ciało na prawą i lewą część. Płaszczyzna środkowa dzieli ciało dokładnie pośrodku, tworząc dwie równe połówki prawą i lewą. Płaszczyzna czołowa (zwana też koronową) oddziela przód od tyłu. Płaszczyzna poprzeczna (lub, płaszczyzna pozioma) dzieli zwierzę na część górną i dolną. Jest ona czasami nazywana przekrojem poprzecznym, a jeżeli cięcie poprzeczne jest pod kątem, nazywa się ją płaszczyzną skośną. Rysunek 7 ilustruje te płaszczyzny na kozie (zwierzęciu czworonożnym) i człowieku.

Ilustracja A przedstawia płaszczyzny ciała kozy. Płaszczyzna środkowa przebiega przez środek kozła od przodu do tyłu, oddzielając prawą i lewą stronę. Płaszczyzna czołowa również biegnie od przodu do tyłu, ale oddziela górną połowę ciała od dolnej. Płaszczyzna poprzeczna przebiega przez środek kozła i oddziela przednią i tylną połowę ciała. Ilustracja B przedstawia płaszczyzny ciała człowieka. Płaszczyzna środkowa biegnie z góry na dół i oddziela prawą i lewą połowę ciała. Płaszczyzna czołowa również biegnie z góry na dół i oddziela przednią i tylną połowę ciała. Płaszczyzna poprzeczna przecina środek ciała pomiędzy klatką piersiową a brzuchem, oddzielając górną część ciała od dolnej. Linia środkowa to wyimaginowana linia biegnąca przez środek ciała, z góry na dół.

Rys. 7. Pokazane są płaszczyzny czworonożnej kozy i dwunożnego człowieka. Płaszczyzna pośrodkowa dzieli ciało dokładnie na pół, na część prawą i lewą. Płaszczyzna czołowa dzieli przód i tył, a płaszczyzna poprzeczna dzieli ciało na część górną i dolną.

Zwierzęta bezkręgowe mają szereg zdefiniowanych jam ciała, jak pokazano na rycinie 8. Dwa z nich są główne jamy, które zawierają mniejsze jamy w nich. Jama grzbietowa zawiera czaszki i kręgosłupa (lub kręgosłupa) jamy. Jama brzuszna zawiera jamę klatki piersiowej, która z kolei zawiera jamę opłucnową wokół płuc i jamę osierdzia, która otacza serce. Jama brzuszna zawiera również jamę brzuszno-miedniczną, która może być podzielona na jamę brzuszną i jamę miedniczną.

Ilustracja przedstawia przekrój boczny górnej części ciała człowieka. Cały region głowy powyżej oczu i do tyłu głowy oraz długi cienki pasek od tego regionu w dół pleców jest zacieniony, aby wskazać jamę grzbietową. Głowa jest oznaczona jako jama czaszki, a długi cienki obszar w dół pleców to jama kręgosłupa. Duży podłużny obszar zacieniony z przodu ciała wskazuje jamę brzuszną. Jest ona oznaczona od góry do dołu jako jama klatki piersiowej, przepona (cienka linia oddzielająca regiony), jama brzuszna i jama miedniczna. Jama brzuszna i jama miedniczna oddzielone są cienką przerywaną linią i razem oznaczane są jako jama brzuszno-piersiowa.

Rys. 8. Zwierzęta kręgowe mają dwie główne jamy ciała. Jama grzbietowa zawiera jamę czaszkową i jamę rdzeniową. W jamie brzusznej znajduje się jama piersiowa i jama brzuszno-miedniczna. Jama piersiowa jest oddzielona od jamy brzuszno-miednicznej przeponą. Jama brzuszno-piersiowa jest oddzielona od jamy brzusznej i jamy miednicznej wyobrażoną linią równoległą do kości miednicy. (credit: modification of work by NCI)

Try It

Contribute!

Masz pomysł na ulepszenie tej zawartości? Chętnie poznamy Twój wkład.

Popraw tę stronęDowiedz się więcej