Bilateral simetric

Bilateral simetric
clasificare stiintifica
Domeniu:eucarioteRegatul:AnimaleSub-regn:EumetazoiFără rang:Bilateral simetric
Denumire științifică internațională
Bilateria
Taxoni fiice
Xenacoelomorpha Nefrozoare Protostomi (Protostomie) Secundar (Deuterostomie)
Geocronologie a apărut 560 de milioane de ani milioane de ani Perioadă Eră Aeon 2.588 Sincer Ka F a n e ro z o o y 23.03 neogen 66,0 Paleogen 145,5 Cretă M e s o s o y 199,6 Yura 251 triasic 299 permian Paleozoic _ _ _ _ _ _ _ 359,2 Carbon 416 devonian 443,7 Silurus 488,3 ordovician 542 Cambrian 4570 precambrian ◄In zilele de azi ◄Cretacic- extincție paleogenă ◄Extincția triasică ◄Extincția în masă a Permianului ◄Extincția devoniană ◄Extincția ordovician-siluriană ◄Explozie cambriană
Sistematică la Wikispecies Imagini la Wikimedia Commons ESTE   914154 NCBI   33213 EOL   3014411 FW   67103

Bilateral simetric [1] , sau bilateral [1] , sau bilateria [2] ( lat.  Bilateria ) , este un taxon care include animale multicelulare reale , caracterizat prin prezența unei axe anterioare-posterioare a corpului, a sistemelor de organe și a unui mezoderm endodermic clar definit sau adevărat [ 3 ] .

Bilateralele sunt un grup imens, căruia îi aparțin aproape 99% din speciile de animale descrise. Sunt cunoscute doar patru tipuri moderne de animale care nu au legătură cu bilateria: bureții (8000 specii ), cnidarii (11000 specii), ctenofori (150 specii) și lamelare (doar 2 specii). Toate celelalte animale (28 de tipuri, aproximativ 1,6 milioane de specii descrise) sunt simetrice bilateral [4] .

O trăsătură caracteristică a structurii majorității Bilateria este simetria bilaterală , în care corpul unui organism poate fi împărțit în jumătăți stânga și dreaptă, oglindindu-se reciproc. Pe baza studiilor genetice și biochimice, acest grup este considerat a fi monofiletic , adică toate organismele simetrice bilateral au împărtășit un strămoș evolutiv comun. În același timp, la reprezentanții unor grupuri de Bilateria, simetria bilaterală poate fi ruptă și chiar pierdută complet [5] , ceea ce se observă, de exemplu, într-o anumită asimetrie a structurii externe și, în special, a structurii interne a unei persoane (în dezvoltarea inegală a mușchilor, poziția inimii, ficatului și a multor alte organe interne). Unul dintre cele mai cunoscute cazuri de pierdere a simetriei bilaterale este stadiile larvare târzii și stadiile adulte ale echinodermelor , a căror aranjare a sistemelor de organe este profund asimetrică sau chiar capătă caracterul de simetrie radială [5] .

Alte caracteristici ale bilateria:

• Sistem nervos complex , de obicei unit într-un lanț sau un fir. La animalele care nu sunt bilaterale, sistemul nervos fie nu există deloc (bureți și lamelar), fie este mult mai primitiv, așa-numitul sistem nervos difuz (cnidarie și ctenofori).
• Prin intestine sub formă de tub, cu o mișcare unidirecțională a alimentelor de la gură la anus. În nebilateria, dacă există un intestin, atunci nu există niciodată un flux unidirecțional de alimente în el, reziduurile alimentare nedigerate sunt îndepărtate prin gură.
• Trei straturi germinale: ectoderm , endoderm și mezoderm . La animalele care nu au legătură cu bilateria, straturile germinale fie nu se disting deloc (bureți, lamelare), fie există doar două dintre ele - ectodermul și endodermul. Prin urmare, uneori, Bilaterienii sunt clasificați ca animale cu trei straturi, iar toate celelalte sunt denumite cu două straturi. Mușchii se dezvoltă din mezoderm , astfel încât bilateriile sunt capabile de mișcări mult mai active și mai variate [4] .

Mecanismul de formare a simetriei bilaterale

Deși mecanismele specifice pot diferi semnificativ unele de altele, principiul general al formării simetriei bilaterale în timpul ontogenezei în diferite Bilaterie nu a suferit modificări fundamentale de la viața ultimului strămoș comun, adică de aproximativ 700 de milioane de ani. Ca toate procesele de diferențiere celulară , apare datorită exprimării genelor homeotice , în urma căreia într-un organism în creștere apare un anumit gradient de concentrație al proteinelor homeotice, jucând rolul morfogene . În funcție de concentrația proteinelor morfogene din celule, anumite gene sunt „activate” sau „dezactivate” (setul de gene este același în toate celulele corpului, cu excepția celulelor sexuale, cu toate acestea, nu toate genele sunt „întors). pe” în acest moment, ceea ce creează posibilitatea existenței în interiorul unui organism a diferitelor tipuri de celule), „lansarea” unuia sau altuia „program” pentru dezvoltarea lor și, în consecință, formarea anumitor structuri. Diferența de concentrație a proteinelor morfogene determină formarea capetelor anterioare și posterioare, a părților drepte și stângi, dorsale și ventrale ale corpului, iar la artropode  , o împarte și în segmente.

Acest proces este bine studiat pe exemplul formării axei anterioare-posterioare a corpului la musca fructului Drosophila (vezi articolul Embriogeneza Drosophila ). Formarea părții anterioare a corpului acestui animal (cap și torace ) are loc datorită concentrației crescute care are loc în corpul mamei înainte de fertilizare la capătul anterior al oului a proteinei morfogene bicoide sintetizate de gena aceluiași Nume. Această proteină inhibă sinteza proteinei caudale , care activează programul de dezvoltare al părții posterioare a corpului și, în același timp, induce expresia genei cocoșului asociată cu segmentarea corpului. La mutanții cu o genă bicoidă „dezactivată” , se formează o a doua parte posterioară în locul părților anterioare ale corpului. Când produsele genei bicoide sunt introduse în regiunea mijlocie a ouălor, se dezvoltă o larvă cu structuri anterioare în regiunea centrală și cu structuri posterioare la polii oului [6] .

Sistemul de gene homeotice și proteinele lor corespunzătoare din Bilateria este extrem de conservator. În ciuda faptului că strămoșul comun al păsărilor și insectelor a trăit în urmă cu aproximativ 670 de milioane de ani [7] , genele homeotice ale puiului sunt asemănătoare cu cele ale muștei fructelor în așa măsură încât sunt interschimbabile funcțional: dezvoltarea unui embrion de muscă cu genele homeotice ale puiului corespunzătoare, introduse prin metode de inginerie genetică se desfășoară în mod normal [8] .

Evoluție

Există două puncte de vedere polare cu privire la momentul apariției bilateriei. Primul se bazează pe date paleontologice, al doilea se bazează pe datele ceasului molecular . Potrivit primei, apariția animalelor simetrice bilateral s-a produs cu puțin timp înainte de începutul Cambrianului [9] Până în 2020, nu au existat dovezi convingătoare ale existenței bilaterianilor înainte de acum 560 de milioane de ani [10] . În 2020, a fost descris cel mai vechi organism simetric bilateral, Ikaria wariootia , ale cărui rămășițe fosile au fost găsite în Australia de Sud, în roci care datează de 555 de milioane de ani [11] . Pe de altă parte, conform datelor ceasului molecular, bilateria a apărut mult mai devreme, acum 600–650 de milioane de ani [12] [nota 1] . Susținătorii versiunii „moleculare” explică absența dovezilor fosile pentru existența bilateriei prin faptul că primii reprezentanți ai acestui grup au fost creaturi microscopice și/sau cu corp moale, a căror probabilitate de fosilizare este extrem de scăzută [13] .

Este destul de probabil ca dezvoltarea diversitatii bilateriane la sfarsitul Ediacaranului  - inceputul Cambrianului a dus la explozia Cambrianului  - o aparitie foarte rapida dupa standardele evolutiei (câteva zeci de milioane de ani) a reprezentantilor aproape tuturor. tipuri de animale moderne în Cambrianul timpuriu (acum aproximativ 540-510 milioane de ani). Probabil, primii bilateriani aveau un sistem nervos central, un intestin traversant și mușchi (eventual segmentați) localizați în jurul acestuia, ceea ce face ca înotul, târâtul sau săpatul să fie convenabil. Apariția formelor de viață care înoată activ a dus la dezvoltarea unor nișe ecologice fundamental noi, la o accelerare semnificativă a transportului materiei organice și a oxigenului la adâncimi mari, ceea ce a condus la o dezvoltare și mai mare a biodiversității printr-un mecanism de feedback pozitiv [4]. ] .

Bilaterienii la scurt timp după apariția lor au fost împărțiți în două tulpini evolutive - Protostomia (protostomi) și Deuterostomia (stome secundare). Principala lor trăsătură distinctivă este metoda de formare a gurii: în protostomi, gura se dezvoltă din blastopor (gura embrionară este deschiderea intestinului primar în stadiul de gastrula), în timp ce în deuterostomi, gura nu este asociată cu blastoporul . 2] . Protostomele, la rândul lor, au fost împărțite în două linii evolutive majore - spirală și naparlire [14] .

Note

1. ↑ Se înțelege că apariția animalelor cu toate trăsăturile bilateriei s-a produs după separarea ramurii cnidare , dar înainte de împărțirea bilateriilor în subgrupe principale (fie Nephrozoa vs Xenacoelomorpha , fie protostomi vs deuterostomi )

Note

1. ↑ 1 2 Eumetazoi // Dicţionar enciclopedic biologic / Ed. M. S. Gilyarova. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1986. - S. 743. - 831 p.
2. ↑ 1 2 Markov A. Dezvoltarea embrionară a brahiopodelor pune în lumină natura putregaiului primar și secundar . Elemente (26 decembrie 2016). Data accesului: 30 decembrie 2016. Arhivat din original la 29 decembrie 2016. (nedefinit)
3. ↑ Kotpal RL Modern Text Book of Zoology: Nevertebrates . - Publicaţii Rastogi, 2012. - P. 195. - 908 p. — ISBN 9788171339037 . Arhivat pe 12 martie 2018 la Wayback Machine
4. ↑ 1 2 3 Duplicarea genelor homeobox ar putea fi una dintre cauzele exploziei cambriene • Sergey Yastrebov • Știri științifice despre elemente • Evoluție, Paleontologie, Genetică Arhivată 30 octombrie 2018 la Wayback Machine .
5. ↑ 1 2 Westheide W. , Rieger R. Zoologia nevertebratelor. = Spezielle Zoology. Teil 1: Einzeller und Wirbellose Tiere / transl. cu el. O. N. Belling, S. M. Lyapkova, A. V. Mikheev, O. G. Manylov, A. A. Oskolsky, A. V. Filippova, A. V. Chesunov; ed. A. V. Chesunova. - M. : Asociația publicațiilor științifice a KMK, 2008.
6. ↑ Driever W., Siegel V., Nüsslein-Volhard C. Autonomous determination of anterior structures in the early Drosophila embryon by the bicoid morphogen   // Development . - 1990. - Vol. 109 , nr. 4 . - P. 811-820 . - doi : 10.1242/dev.109.4.811 . — PMID 2226200 .
7. ↑ Ayala, FJ; A. Rzhetskydagger. Originea phyla de metazoare: Ceasurile moleculare confirmă estimările paleontologice  //  Proceedings of the National Academy of Sciences. - 1998. - 20 ianuarie ( vol. 95 , nr. 2 ). - P. 606-611 . - doi : 10.1073/pnas.95.2.606 . — PMID 9435239 .
8. ↑ Lutz, B.; H. C. Lu, G. Eichele, D. Miller și T. C. Kaufman. Salvarea mutantului nul labial Drosophila de către ortologul de pui Hoxb-1 demonstrează că funcția genelor Hox este conservată filogenetic  //  Genes & Development. - 1996. - Vol. 10 . - P. 176-184 . - doi : 10.1101/gad.10.2.176 . — PMID 8566751 .
9. ↑ Budd&Jenssen, 2017 , fig.6.
10. ↑ Cunningham și colab., 2017 .
11. ↑ Evans SD, Hughes IV, Gehling JG, Droser ML Descoperirea celui mai vechi bilaterian din Ediacaran din Australia de Sud  //  Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2020. - 23 martie ( vol. 117 , nr. 14 ). - doi : 10.1073/pnas.2001045117 . — PMID 32205432 .
12. ↑ Reis et al., 2015 .
13. ↑ Breandán Anraoi MacGabhann, James D. Schiffbauer, James W. Hagadorn, Peter Van Roy, Edward P. Lynch, Liam Morrison, John Murrayah. Rezoluția celei mai vechi înregistrări metazoare: tafonomia diferențială a mucegaiurilor fosilelor Ediacaran și Paleozoice  //  Paleogeografie , Paleoclimatologie, Paleoecologie : jurnal. - 2019. - Vol. 513 . - P. 146-165 .
14. ↑ Săgețile marine s-au dovedit a fi rude ale rotiferelor • Serghei Yastrebov • Știri științifice despre „Elemente” • Sistematică, Evoluție . Preluat la 6 martie 2019. Arhivat din original la 13 august 2019. (nedefinit)

Surse

• Budd, Graham. Originea animalelor și o ipoteză „Savannah” pentru evoluția bilateriană timpurie  : [ ing. ]  / Graham Budd, Sören Jensen // Recenzii biologice. - 2017. - Vol. 92, nr. 1. - P. 446-473.
• Don Reis, Mario. Incertitudinea în momentul originii animalelor și limitele preciziei în intervale de timp moleculare  : [ ing. ]  / Mario Don Reis, Yuttapong Thawornwattana, Konstantinos Angelis … [ și colab. ] // Biologie actuală. - 2015. - Vol. 25, nr. 22. - P. 2939-2950.
• Cunningham, John A. Originea animalelor: pot fi reconciliate ceasurile moleculare și înregistrarea fosilelor?  : [ engleză ] ]  / John A Cunningham, Alexander G Liu, Stefan Bengtson … [ și colab. ] // BioEssays. - 2017. - Vol. 39, nr. 1. - P. 1-12.

Link -uri

• Markov A. Segmentele de insecte se dezvoltă după ceas (26 aprilie 2012). (nedefinit)
• Malahov V. V. (2004). Noi opinii asupra originii animalelor simetrice bilateral. Marine Biology 30 (5): 335-346. Text  (rusă)  (Data accesării: 5 iunie 2011)

Dicționare și enciclopedii	mare danez Britannica (online)
Taxonomie	EOL Lucrări fosile iNaturalist NCBI ITIS TSN
În cataloagele bibliografice	GND : 4283392-9