Plan ciała - Body plan
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.
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 :
- z mózgiem i rdzeniem kręgowym (otoczony elementami szkieletu)
- z narządami połączonymi włóknami nerwowymi
- z dwoma podłużnymi, brzusznymi strunami nerwowymi połączonymi opaską z dwoma zwojami poniżej przełyku
- 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
- Anatomiczne terminy lokalizacji – Standardowe terminy do jednoznacznego opisu względnego rozmieszczenia części ciała
- Problem głowy stawonogów – niepewność dotycząca ewolucyjnego związku składu segmentowego głowy w różnych grupach stawonogów
- Głęboka homologia – Kontrola wzrostu i różnicowania przez głęboko zachowane mechanizmy genetyczne
- Ewolucyjna biologia rozwoju – Dziedzina badań porównująca procesy rozwojowe różnych organizmów w celu wywnioskowania relacji przodków
- Definicja gromady na podstawie planu budowy ciała – wysoki poziom taksonomiczny dla organizmów o podobnym planie budowy ciała
- Ediacaran biota - Wszystkie organizmy okresu Ediacaran (ok. 635-541 Mya)
- Makroewolucja – Ewolucja w skali równej lub wyższej od poziomu gatunków
- Prekambryjskie plany ciała – Budowa i rozwój wczesnych organizmów wielokomórkowych
- Sean B. Carroll
- Segmentacja (biologia) – Podział niektórych planów ciała zwierząt i roślin na szereg segmentów
- Nadliczbowa część ciała – Wzrost dodatkowej części ciała i odchylenie od planu ciała
- Symetria w biologii – Symetria geometryczna u żywych istot
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Filmy