stringtranslate.com

План тела

Современные группы животных можно сгруппировать по особенностям строения их тела, поэтому считается, что они обладают различным строением тела.

План строения тела , Bauplan ( мн. ч.  ‹См. Tfd›, нем .: Baupläne ), или наземный план — это набор морфологических признаков, общих для многих представителей одного типа животных . [1] Позвоночные животные имеют один план строения тела, в то время как беспозвоночные имеют несколько.

Этот термин, обычно применяемый к животным, подразумевает «чертеж», охватывающий такие аспекты, как симметрия , слои , сегментация , нервы , конечности и расположение кишечника . Эволюционная биология развития стремится объяснить происхождение различных планов тела.

Исторически считалось, что планы строения тела эволюционировали в мгновение ока в эдиакарской биоте ; наполнение кембрийского взрыва результатами и более тонкое понимание эволюции животных предполагает постепенное развитие планов строения тела на протяжении раннего палеозоя . Недавние исследования животных и растений начали изучать, могут ли эволюционные ограничения структур планов строения тела объяснить наличие ограничений развития во время эмбриогенеза, таких как явление, называемое филотипической стадией .

История

Среди пионеров зоологии Линней выделил два плана строения тела вне позвоночных; Кювье выделил три; а Геккель имел четыре, а также протисты с еще восемью, в общей сложности двенадцать. Для сравнения, число типов, признанных современными зоологами, возросло до 36. [1]

Линней, 1735 г.

В своей книге 1735 года Systema Naturæ шведский ботаник Линней сгруппировал животных в четвероногих , птиц , «амфибий» (включая черепах , ящериц и змей ), рыб , «насекомых» (Insecta, в которые он включил паукообразных , ракообразных и многоножек ) и «червей» (Vermes). Vermes Линнея фактически включал все другие группы животных, не только ленточных червей , дождевых червей и пиявок , но и моллюсков , морских ежей и морских звезд , медуз , кальмаров и каракатиц . [2]

Кювье, 1817 г.

«Monophyletischer Stambaum der Organismen» Геккеля из «Generelle Morphologie der Organismen» (1866) с тремя ветвями Plantae , Protista , Animalia.

В своей работе 1817 года Le Règne Animal французский зоолог Жорж Кювье объединил доказательства сравнительной анатомии и палеонтологии [3], чтобы разделить царство животных на четыре плана тела. Приняв центральную нервную систему за главную систему органов, которая контролирует все остальные, такие как кровеносная и пищеварительная системы, Кювье выделил четыре плана тела или разветвления : [4]

  1. с головным и спинным мозгом (окруженным скелетными элементами) [4]
  2. с органами, связанными нервными волокнами [4]
  3. с двумя продольными, брюшными нервными тяжами, соединенными полосой с двумя ганглиями ниже пищевода [4]
  4. с диффузной нервной системой, нечетко различимой [4]

Объединение животных с этими планами строения тела привело к выделению четырех ветвей: позвоночные , моллюски , членистые (включая насекомых и кольчатые черви ) и зоофиты или лучистые .

Геккель, 1866 г.

Эрнст Геккель в своей работе 1866 года «Общая морфология организмов » утверждал, что все живые существа монофилетичны (имеют единое эволюционное происхождение), разделяясь на растения, протисты и животные. Его протисты делились на монеры, протопласты, жгутиконосцы, диатомовые водоросли, миксомицеты, миксоцистоды, корненожки и губки. Его животные делились на группы с различными планами строения тела: он называл их типами . Типами животных Геккеля были кишечнополостные , иглокожие и (вслед за Кювье) членистые, моллюски и позвоночные. [5]

Гулд, 1979

Стивен Дж. Гулд исследовал идею о том, что различные типы могут быть восприняты в терминах плана строения, иллюстрирующего их фиксированность. Однако позже он отказался от этой идеи в пользу прерывистого равновесия . [6]

Источник

20 из 36 планов строения тела возникли в кембрийский период, [7] во время « кембрийского взрыва ». [8] Однако полные планы строения тела многих типов появились гораздо позже, в палеозое или позже. [9]

Текущий диапазон планов строения тела далек от исчерпывающего списка возможных моделей жизни: докембрийская эдиакарская биота включает планы строения тела, которые отличаются от любых, обнаруженных у ныне живущих организмов, хотя общее расположение неродственных современных таксонов довольно похоже. [10] Таким образом, кембрийский взрыв, по-видимому, более или менее полностью заменил более ранний диапазон планов строения тела. [7]

Генетическая основа

Гены , эмбрионы и развитие вместе определяют форму тела взрослого организма посредством сложных процессов переключения, участвующих в морфогенезе .

Биологи развития стремятся понять, как гены контролируют развитие структурных особенностей через каскад процессов, в которых ключевые гены производят морфогены , химические вещества, которые диффундируют по телу, чтобы создать градиент, который действует как индикатор положения для клеток, включая другие гены, некоторые из которых, в свою очередь, производят другие морфогены. Ключевым открытием стало существование групп генов гомеобокса , которые функционируют как переключатели, ответственные за закладку основного плана тела у животных. Гены гомеобокса удивительно консервативны между видами, такими разными, как плодовая мушка и человек, причем базовый сегментированный рисунок червя или плодовой мушки является источником сегментированного позвоночника у людей. Область эволюционной биологии развития животных («Evo Devo»), которая подробно изучает генетику морфологии , быстро расширяется [11], при этом многие каскады генов развития, особенно у плодовой мушки Drosophila , каталогизированы в достаточных подробностях. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Valentine, James W. (2004). О происхождении Phyla. University of Chicago Press. стр. 33. ISBN 978-0226845487.
  2. ^ Линней, Карол (1735). Systema naturae, sive regna tria naturae систематические предложения по классам, порядкам, родам и видам. Лейден: Хаак. стр. 1–12.
  3. ^ Рейсс, Джон (2009). Не по замыслу: Уходящий на пенсию часовщик Дарвина. Издательство Калифорнийского университета. С. 108. ISBN 978-0-520-94440-4.
  4. ^ abcde Де Вит, Хендрик Корнелиус Дирк Де Вит. Histoire du Développement de la Biologie , Volume III, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Лозанна, 1994, с. 94-96. ISBN 2-88074-264-1 
  5. ^ Геккель, Эрнст. Общая морфология организмов: allgemeine Grundzüge der Organischen Formen-Wissenschaft, mechanisch begründet durch die von Charles Darwin reformirte Descendenz-Theorie. (1866) Берлин
  6. ^ Боулер, Питер Дж. (2009). Эволюция: история идеи . Калифорния, стр. 364.
  7. ^ ab Эрвин, Дуглас; Валентайн, Джеймс; Яблонски, Дэвид (1997). «Происхождение планов строения тела животных». American Scientist (март–апрель).
  8. ^ Эрвин, Д. Х. (1999). «Происхождение планов тела». Интегративная и сравнительная биология (американский зоолог) . 39 (3): 617–629. doi : 10.1093/icb/39.3.617 .
  9. ^ Бадд, GE; Дженсен, С. (2000). «Критическая переоценка ископаемых окаменелостей билатеральных типов». Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society . 75 (2): 253–95. doi :10.1111/j.1469-185X.1999.tb00046.x. PMID  10881389. S2CID  39772232.
  10. ^ Antcliffe, JB; Brasier, MD (2007). «Charnia и морские перья — это полюса друг от друга» . Журнал Геологического общества . 164 (1): 49–51. Bibcode : 2007JGSoc.164...49A. doi : 10.1144/0016-76492006-080. S2CID  130602154.
  11. ↑ Холл, Брайан К. (28 марта 2005 г.). «Evo Devo — новое модное словечко...» Scientific American . 292 (4): 102–104. Bibcode :2005SciAm.292d.102H. doi :10.1038/scientificamerican0405-102 . Получено 13 сентября 2014 г.
  12. ^ Артур, Уоллес. (1997). Планы тел животных . Кембридж, Англия: Cambridge University Press. ISBN 0-521-77928-6.

Внешние ссылки

Видео