Deuterostomia: Definicja i Charakterystyka

Deuterostomia⁚ Definicja i Charakterystyka

Deuterostomia to jedno z trzech głównych kladów w królestwie zwierząt (Animalia), obok Protostomia i Xenacoelomorpha. Deuterostomy to dwubocznie symetryczne zwierzęta, charakteryzujące się unikalnym rozwojem embrionalnym i szeregiem cech anatomicznych.

Wprowadzenie

Deuterostomia to niezwykle zróżnicowana grupa zwierząt obejmująca szeroki wachlarz organizmów, od niewielkich, osiadłych lilii morskich po złożone, kręgowce, takie jak człowiek. Nazwa “Deuterostomia” odnosi się do blastoporu, otworu powstającego podczas gastrulacji, który u deuterostomów przekształca się w odbytnicę, podczas gdy u protostomów w gębę. Ta kluczowa różnica w rozwoju embrionalnym stanowi podstawę do klasyfikacji zwierząt w obrębie dwubocznie symetrycznych organizów.

Deuterostomy charakteryzują się również szeregiem innych cech wspólnych, takich jak promieniste podziały komórek podczas embriogenezy, enteroceliczny sposób powstawania mezodermy, jama ciała powstająca z mezodermy oraz często obecność struny grzbietowej w strunowcach.

W dalszej części artykułu przyjrzymy się bliżej filogenezie i ewolucji deuterostomów, ich embrionalnemu rozwojowi oraz klasyfikacji i gatunkom wchodzącym w skład tej grupy.

Deuterostomia w Królestwie Zwierząt

Deuterostomia stanowi jedną z trzech głównych linii rozwojowych w królestwie zwierząt (Animalia), obok Protostomia i Xenacoelomorpha. Ta grupa obejmuje szeroki wachlarz organizmów, od niewielkich, osiadłych organizmów morskich, takich jak lilie morskie, po złożone, kręgowce, w tym człowiek. Deuterostomy odgrywają kluczową rolę w ekosystemach morskich i słodkowodnych, pełniąc różne funkcje troficzne, od filtratorów po drapieżniki.

W obrębie królestwa zwierząt Deuterostomia zajmuje klad dwubocznie symetrycznych zwierząt, charakteryzujących się dwustronną symetrią ciała. To oznacza, że ciało tych organizmów można podzielić na dwie symetryczne połowy wzdłuż osi grzbietowo-brzusznej.

Deuterostomy są ściśle spokrewnione z protostomami, z którymi tworzą dwubocznie symetryczne zwierzęta. Różnice między tymi dwiema grupami dotyczą głównie rozwoju embrionalnego, blastoporu i jamy ciała.

Ewolucja i Filogeneza Deuterostomia

Ewolucja deuterostomów jest złożonym procesem, który rozpoczął się w ediakarańskim okresie, około 635 milionów lat temu.

Pochodzenie i Relacje Filogenetyczne

Ewolucja deuterostomów jest złożonym procesem, który rozpoczął się w ediakarańskim okresie, około 635 milionów lat temu. Najwcześniejsze skamieniałości deuterostomów wykazują cechy wspólne z strunowcami i szkarłupniami, sugerując, że te dwie grupy są ze sobą blisko spokrewnione.

Analizy filogenetyczne oparte na danych molekularnych i morfologicznych wskazują, że hemichordaty są grupą siostrzaną dla strunowców. Wspólne cechy hemichordatów i strunowców, takie jak struna grzbietowa i szpary skrzelowe, wspierają tę hipotezę.

Szkarłupnie oddzielają się od strunowców i hemichordatów wcześniej w filogenezie deuterostomów. Chociaż szkarłupnie wykazują wyraźne różnice morfologiczne w porównaniu do strunowców i hemichordatów, ich rozwój embrionalny wykazuje homologię z tymi grupami.

Kluczowe Cechy Deuterostomia

Deuterostomy charakteryzują się szeregiem cech wspólnych, które odróżniają je od protostomów. Te cechy obejmują zarówno rozwój embrionalny, jak i cechy anatomiczne.

Pierwszą kluczową cechą deuterostomów jest blastopor, otwór powstający podczas gastrulacji, który przekształca się w odbytnicę. U protostomów blastopor przekształca się w gębę. Ta różnica w rozwoju embrionalnym stanowi podstawę do klasyfikacji zwierząt w obrębie dwubocznie symetrycznych organizów.

Kolejną ważną cechą deuterostomów jest promienisty podział komórek podczas embriogenezy. Komórki dzielą się równolegle i prostopadle do osi biegunowej jaja, tworząc promieniste układanie komórek.

Deuterostomy charakteryzują się również enterocelicznym sposób powstawania mezodermy. Mezoderma, warstwa zarodkowa dająca początek tkankom mięśniowym, układowi krążenia i jamie ciała, powstaje z kieszonek jelita pierwotnego.

Charakterystyka Embryologiczna

Rozwój zarodkowy deuterostomów charakteryzuje się szeregiem unikalnych cech, które odróżniają je od protostomów.

Rozwój Zarodkowy

Rozwój zarodkowy deuterostomów charakteryzuje się szeregiem unikalnych cech, które odróżniają je od protostomów. Pierwszą kluczową cechą jest blastopor, otwór powstający podczas gastrulacji, który u deuterostomów przekształca się w odbytnicę, a u protostomów w gębę. Ta różnica w rozwoju embrionalnym stanowi podstawę do klasyfikacji zwierząt w obrębie dwubocznie symetrycznych organizów.

Kolejną ważną cechą deuterostomów jest promienisty podział komórek podczas embriogenezy. Komórki dzielą się równolegle i prostopadle do osi biegunowej jaja, tworząc promieniste układanie komórek. U protostomów podział komórek jest spiralny, co oznacza, że komórki dzielą się spiralnie względem siebie.

Deuterostomy charakteryzują się również enterocelicznym sposób powstawania mezodermy. Mezoderma, warstwa zarodkowa dająca początek tkankom mięśniowym, układowi krążenia i jamie ciała, powstaje z kieszonek jelita pierwotnego. U protostomów mezoderma powstaje z komórek blastoporu.

Szczególne Cechy Rozwójowe

Oprócz blastoporu, promienistego podziału komórek i enterocelicznego sposób powstawania mezodermy, deuterostomy wykazują szereg innych cech rozwojowych, które odróżniają je od protostomów.

Jedną z takich cech jest obecność struny grzbietowej u strunowców. Struna grzbietowa to elastyczny pręt, który biegnie wzdłuż grzbietu zarodka i pełni rolę podpory szkieletowej. U kręgowców struna grzbietowa jest zastępowana przez kręgosłup, ale u innych strunowców, takich jak lancetniki i szczeć, pozostaje przez całe życie.

Innym cechą rozwojową charakterystyczną dla deuterostomów jest obecność szpar skrzelowych w strunowcach i hemichordatach. Szpary skrzelowe to otwory w gardzieli, które u ryb i innych zwierząt wodnych pełnią funkcję skrzeli, zapewniając wymianę gazową.

Podklasy Deuterostomia

Strunowce to najbardziej zróżnicowana grupa deuterostomów, obejmująca kręgowce, szczeće i lancetniki.

Chordata

Strunowce to najbardziej zróżnicowana grupa deuterostomów, obejmująca kręgowce, szczeće i lancetniki. Strunowce charakteryzują się obecnością struny grzbietowej, rdzenia nerwowego, szpar skrzelowych i ogonu w pewnym momencie rozwoju.

Kręgowce stanowią największą i najbardziej zróżnicowaną grupę strunowców, obejmującą ponad 65 000 gatunków. Charakteryzują się obecnością kręgosłupa, czaszki i mózgu. Do kręgowców należą ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki.

Szczeće i lancetniki to prymitywne strunowce, które zachowały wiele cech przodków. Szczeće są osiadłymi zwierzętami morskimi, które posiadają twardą, tunikę zbudowaną z tunicyny. Lancetniki to małe, kopiące zwierzęta morskie, które posiadają strunę grzbietową biegnącą przez całe ciało.

Echinodermata

Szkarłupnie to grupa zwierząt morskich, która obejmuje około 7000 gatunków. Są one charakteryzowane przez promienistą symetrię ciała, co oznacza, że ich ciało można podzielić na równe części wokół osi centralnej. Wiele szkarłupni wykazuje pięciopromienną symetrię, co oznacza, że ich ciało można podzielić na pięć równych części.

Szkarłupnie posiadają twardy, szkielet wewnętrzny zbudowany z płytek wapiennych. Są to zwierzęta osiadłe lub ruchliwe, poruszające się za pomocą nóżek ambulakralnych, które są rurkowatymi wyrostkami pokrytymi przyssawkami.

Szkarłupnie obejmują pięć klas⁚ gwiazdoczarnice (Asteroidea), wężowidła (Ophiuroidea), jeżowce (Echinoidea), lilie morskie (Crinoidea) i ogórki morskie (Holothuroidea).

Hemichordata

Hemichordaty to niewielka grupa zwierząt morskich, obejmująca około 100 gatunków. Są one bliżej spokrewnione z strunowcami niż z szkarłupniami, chociaż ich filogeneza jest nadal przedmiotem dyskusji.

Hemichordaty charakteryzują się obecnością struny grzbietowej w części przedniej ciała, zwanej ryjkiem. Posiadają również szpary skrzelowe w gardzieli, podobnie jak strunowce.

Hemichordaty są podzielone na trzy klasy⁚ ryjkonogie (Enteropneusta), skrzydłonogie (Pterobranchia) i Planctosphaera. Ryjkonogie to kopiące zwierzęta morskie, które żywią się osadami. Skrzydłonogie są osiadłymi zwierzętami morskimi, które tworzą kolonie. Planctosphaera to niewielka grupa planktonowych zwierząt morskich.

Podsumowanie

Deuterostomy stanowią kluczową grupę w królestwie zwierząt, odgrywając istotną rolę w ekosystemach morskich i słodkowodnych.

Znaczenie Deuterostomia

Deuterostomy stanowią kluczową grupę w królestwie zwierząt, odgrywając istotną rolę w ekosystemach morskich i słodkowodnych. Strunowce, w tym kręgowce, są dominującymi drapieżnikami w wielu ekosystemach, regulując populacje innych gatunków i wpływając na strukturę ekosystemu.

Szkarłupnie odgrywają ważną rolę w ekosystemach morskich jako rozkładacze, żywiąc się detrytusem i glonami. Są one również ważnym źródłem pożywienia dla innych zwierząt morskich.

Hemichordaty stanowią ważny element ekosystemów morskich, żywiąc się osadami i glonami. Ich kopiący tryb życia przyczynia się do bioturbacji osadów, co wpływa na cykl obiegu składników odżywczych.

Perspektywy Badań

Badania nad deuterostomami są niezwykle dynamiczne i obejmują szeroki zakres zagadnień, od filogenezy i ewolucji po biologię rozwojową i ekologię. Współczesne badania skupiają się na genomice, transkryptomice i proteomice deuterostomów, co pozwala na głębsze poznanie ich filogenezy, ewolucji i rozwoju.

Badania nad biologią rozwojową deuterostomów skupiają się na regulacji genowej i szlakach sygnałowych zaangażowanych w rozwój struny grzbietowej, rdzenia nerwowego, szpar skrzelowych i innych cech charakterystycznych dla tej grupy.

Badania nad ekologią deuterostomów skupiają się na poziomach troficznych, konkurencji międzygatunkowej i drapieżnictwie w ekosystemach, w których występują deuterostomy.