Plan ciała - Body plan

Współczesne grupy zwierząt można pogrupować według układu ich budowy ciała, więc mówi się, że mają różne plany ciała.

Plan ciało , Bauplan (niemiecki mnogiej Baupläne ) lub planu ziemia jest zbiorem cech morfologicznych wspólne dla wielu członków gromady o zwierzętach . Plan ciała kręgowców jest jednym z wielu: bezkręgowce składają się z wielu typów.

Termin ten, zwykle stosowany w odniesieniu do zwierząt, przewiduje „plan” obejmujący aspekty takie jak symetria , warstwy , segmentacja , kończyny i rozmieszczenie jelit . Ewolucyjna biologia rozwoju stara się wyjaśnić pochodzenie różnych planów ciała.

Historycznie uważano, że plany ciała ewoluowały błyskawicznie podczas eksplozji kambryjskiej , a bardziej zniuansowane zrozumienie ewolucji zwierząt sugeruje stopniowy rozwój planów ciała we wczesnym paleozoiku . Niedawne badania na zwierzętach i roślinach zaczęły sprawdzać, czy ograniczenia ewolucyjne w strukturach planu ciała mogą wyjaśnić obecność ograniczeń rozwojowych podczas embriogenezy, takich jak zjawisko określane jako stadium filotypu .

Historia

Wśród pionierskich zoologów Linneusz zidentyfikował dwa plany ciała poza kręgowcami; Cuvier zidentyfikował trzy; a Haeckel miał cztery, podobnie jak Protista z ośmioma innymi, co daje w sumie dwanaście. Dla porównania, liczba typów rozpoznawanych przez współczesnych zoologów wzrosła do 36.

Linneusz, 1735

W swojej książce Systema Naturæ z 1735 r. szwedzki botanik Linneusz pogrupował zwierzęta na czworonogi , ptaki , „płazy” (w tym żółwie , jaszczurki i węże ), ryby , „owady” (Insecta, do której zaliczał pajęczaki , skorupiaki i stonogi ) i „ robaki” (Vermes). Wermy Linneusza obejmowały skutecznie wszystkie inne grupy zwierząt, nie tylko tasiemce , dżdżownice i pijawki, ale także mięczaki , jeżowce i rozgwiazdy , meduzy , kałamarnice i mątwy .

Cuvier, 1817 r.

Haeckel 'Monophyletischer Stambaum der Organismen' z Generelle Morphologie der Organismen (1866) z trzema gałęziami Plantae , Protista , Animalia

W swojej pracy z 1817 r., Le Règne Animal , francuski zoolog Georges Cuvier połączył dowody z anatomii porównawczej i paleontologii, aby podzielić królestwo zwierząt na cztery plany ciała. Biorąc centralny układ nerwowy jako główny układ narządowy, który kontroluje wszystkie inne, takie jak układ krążenia i układ trawienny, Cuvier wyróżnił cztery plany ciała lub rozgałęzienia :

  1. z mózgiem i rdzeniem kręgowym (otoczony elementami szkieletu)
  2. z narządami połączonymi włóknami nerwowymi
  3. z dwoma podłużnymi, brzusznymi strunami nerwowymi połączonymi opaską z dwoma zwojami poniżej przełyku
  4. z rozlanym układem nerwowym, niewyraźnie dostrzegalne

Pogrupowanie zwierząt o tych planach ciała dało cztery gałęzie: kręgowce , mięczaki , artykulaty (w tym owady i pierścienice ) oraz zoofity lub radiata .

Haeckela, 1866 r

Ernst Haeckel w swojej Generelle Morphologie der Organismen z 1866 r. stwierdził, że wszystkie żywe istoty są monofiletyczne (mają jedno pochodzenie ewolucyjne), dzieląc się na rośliny, protista i zwierzęta. Jego protista podzielono na monery, protoplasty, wiciowce, okrzemki, myxomycetes, myxocystodes, ryzopody i gąbki. Jego zwierzęta podzielono na grupy o odrębnych planach ciała: nazwał te gromady . Typami zwierzęcymi Haeckela były koelenteraty , szkarłupnie i (w ślad za Cuvierem) artykulatory, mięczaki i kręgowce.

Gould, 1979

Stephen J. Gould zbadał ideę, że różne typy mogą być postrzegane w kategoriach Bauplanu, ilustrującego ich stałość. Jednak później porzucił ten pomysł na rzecz równowagi przerywanej .

Początek

20 z 36 planów ciała powstało w okresie kambryjskim , w czasie „ wybuchu kambryjskiego ”. Jednak kompletne plany ciała wielu typów pojawiły się znacznie później, w paleozoiku lub poza nim.

Obecny zakres planów ciała nie jest wyczerpujący, jeśli chodzi o możliwe wzorce życia: prekambryjska biota ediakarska zawiera plany ciała, które różnią się od tych, które można znaleźć w obecnie żywych organizmach, mimo że ogólny układ niepowiązanych współczesnych taksonów jest dość podobny. Wydaje się zatem, że eksplozja kambryjska w mniejszym lub większym stopniu zastąpiła wcześniejszy zakres planów ciała.

Podstawa genetyczna

Geny , embriony i rozwój wspólnie określają kształt ciała dorosłego organizmu poprzez złożone procesy przełączania zaangażowane w morfogenezę .

Biolodzy rozwoju starają się zrozumieć, w jaki sposób geny kontrolują rozwój cech strukturalnych poprzez kaskadę procesów, w których kluczowe geny wytwarzają morfogeny , substancje chemiczne, które dyfundują przez organizm, tworząc gradient, który działa jako wskaźnik pozycji dla komórek, włączając inne geny, niektóre z których z kolei wytwarzają inne morfogeny. Kluczowym odkryciem było istnienie grup genów homeobox , które działają jak przełączniki odpowiedzialne za ustalanie podstawowego planu ciała u zwierząt. Geny homeobox są niezwykle konserwatywne między gatunkami tak odmiennymi jak muszka owocowa i ludzie, przy czym podstawowy segmentowany wzór robaka lub muszki owocowej jest źródłem segmentowanego kręgosłupa u ludzi. Dziedzina ewolucyjnej biologii rozwojowej zwierząt („Evo Devo”), która szczegółowo bada genetykę morfologii , szybko się rozszerza, ponieważ wiele rozwojowych kaskad genetycznych, szczególnie u muszki owocowej Drosophila , zostało skatalogowanych dość szczegółowo.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

Filmy