Informație

Laborator Deuterostome - Biologie

Laborator Deuterostome - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Obiective de invatare

  • Prezentați phyla organismelor discutate în activitățile de laborator
  • Utilizați caracteristicile de simetrie, celom, straturile de țesut embrionar și modele de dezvoltare pentru a diferenția între diferitele organisme
  • Descrieți caracteristicile generale ale echinodermelor
  • Identificați și localizați structurile externe și interne ale unei stele de mare
  • Prezentați caracteristicile comune tuturor acordurilor
  • Să fie capabil să identifice caracteristicile cordatelor pe un model sau pe o imagine
  • Identificați și localizați structurile externe și interne ale unei broaște

Laboratorul Deuterostome din Învățare Lumen

Echinoderme

Procedură

Accesați pagina „Lectură: Echinoderme”.

Întrebări

  1. Sari peste vizualizarea diapozitivei diferitelor faze de dezvoltare ale stelelor marine
  2. Disecați stelele de mare urmând instrucțiunile de pe site. Amintiți-vă că capătul oral (cu gura) este de fapt pe partea inferioară a stelei de mare.
    1. Pe partea orală, asigurați-vă că găsiți gură.
    2. De asemenea, pe partea orală, în regiunea centrală a fiecărui picior, căutați picioare tub. Picioarele tubulare sunt folosite pentru locomoție alimentată de sistemul vascular de apă. Câte rânduri de picioare tubulare are steaua ta de mare?
    3. Încercați să faceți diferența între spini si branhii ale pielii. Tepii sunt mai lungi sunt folosiți pentru protecție. Branhiile pielii sunt mai mici și sunt folosite pentru schimbul de gaze.
    4. Găsi placă de sită/madreporite pe partea aborală. Acesta este punctul de intrare al apei pentru sistemul vascular de apă utilizat pentru mișcare.
    5. Steaua de mare are plăci situate sub piele pentru protecție și sprijin. Ce material cuprinde aceste plăci?
    6. Steaua de mare are stomacul în două părți, partea superioară stomacul piloric iar cel inferior stomacul cardiac. Puteți face diferența între cele două stomacuri de pe specimenul dvs.?
    7. În brațele stelelor de mare ar trebui să le găsești pe amândouă glandele digestive și gonade. Glandele digestive sunt maro și, de obicei, deasupra gonadelor de culoare albă. Asigurați-vă că puteți identifica ambele structuri.
  3. Specimenele de echinoderme conservate vor fi expuse, dar pot diferi de cele menționate direct în fișa de laborator. Vă rugăm să faceți observații asupra specimenelor disponibile și să completați tabelul de mai jos.
    Numele specimenuluiDescriere Fizica

Acorduri

Procedură

Accesați pagina „Lectură: Acorduri”.

Întrebări

  1. Există două grupe de cordate nevertebrate, cefalocordate și urocordate. Nu avem exemple de urocordat în laborator.
    1. Vizualizați diapozitivul lancelei. Lanceta este un exemplu de cefalocordat. Conține toate cele patru caracteristici ale cordatelor. Enumerați cele patru caracteristici ale cordatelor de mai jos.
    2. Vezi modelul lancetei. Asigurați-vă că puteți identifica toate cele patru caracteristici ale cordatelor de pe model.

Disecţie

Exemplul nostru de cordate vertebrate din laboratorul de astăzi este broască. Disecați o broască urmând procedura de mai jos.

  1. Anatomie externă
    1. Așezați broasca în picioarele tăvii de disecție în jos.
    2. Identificați ochii, acoperiți de a membrana nicitatoare, cel narine externe (nări), iar timpan situat în spatele fiecărui ochi.
      1. Care este funcția timpanului?
    3. Examinați membrele din față și din spate. Câte falange sunt pe picioarele posterioare? Picioarele din față? Care pereche de membre este cea mai lungă? Cum ajută acest lucru broasca în mișcarea sa?
  2. Gură
    1. Întoarceți broasca și deschideți gura cât de larg puteți. Puteți tăia balamalele maxilarului dacă este necesar. Identificați următoarele structuri:
      1. Două dinții vomerine situat în mijlocul cerului gurii
      2. Dintii maxilari (mai mic) situat pe părțile laterale ale maxilarului superior
      3. Limbă
      4. Faringe (situat în spatele limbii)
      5. Esofag, deschiderea care duce la stomac
      6. Glota, fantă prin care trece aerul pentru a intra în trahee, care duce la plămâni
      7. trompele lui Eustacian (2) deschideri care duc la urechi. Sunt situate în unghiul maxilarului.
  3. Disecția corpului
    1. Puneți burta broaștei în sus în tava de disecție. Puteți fixa membrele dacă este necesar.
    2. Ridicați pielea cu forcepsul la jumătatea distanței dintre picioarele din spate ale broaștei. Folosește foarfecele pentru a tăia pielea de-a lungul liniei mediane a broaștei, începând între picioarele din spate și terminând la gât. Aveți grijă să nu tăiați prea adânc.
    3. Tăiați pielea pe orizontală deasupra picioarelor din spate și sub picioarele din față, creând clapete de piele.
    4. Ridică o clapă de piele cu pense și folosește un bisturiu pentru a separa pielea de mușchiul de dedesubt.
    5. Fixați clapele de piele pe tava de disecție.
    6. Repetați aceeași procedură pentru a tăia mușchii. Faceți o incizie lungă de-a lungul liniei mediane a broaștei, de la picioarele din spate până la gât. Aveți grijă să nu tăiați prea adânc și să deteriorați organele interne. Când ajungeți în zona de sub picioarele din față ale broaștei, întoarceți-vă foarfecele în lateral pentru a tăia oasele pieptului și pentru a evita deteriorarea inimii și a plămânilor. Apoi faceți incizii orizontale deasupra picioarelor din spate și între picioarele din față. Utilizați pense și un bisturiu pentru a separa mușchiul de țesutul de dedesubt. Apoi fixați mușchiul pe tava de disecție.
  4. Organe interne
    1. Cel mai proeminent organ este ficat, de culoare maro închis și ocupând cea mai mare parte a cavității abdominale
    2. Identificați plămânii, două pungi mici pe părțile opuse ale liniei mediane a broaștei. Ele pot fi parțial ascunse de ficat.
    3. Ridicați ficatul și localizați dedesubt vezica biliara.
    4. Identificați inima acoperite de protectie pericard. Broaștele au o inimă cu trei camere cu două atrii și un ventricul. Încercați să localizați aceste zone diferite ale inimii broaștei.
      1. Cum este un dezavantaj să ai o inimă cu 3 camere?
    5. The stomac este un organ în formă de j situat sub lobul stâng al ficatului. Se conectează la esofag aducând mâncare din gură și intestinul subtire folosit pentru absorbția nutrienților.
    6. Intestinul subțire se conectează la intestinul gros care transportă orice material nedigerat către cloacă. Broaștele au o singură deschidere către mediul exterior, iar cloaca primește materiale din intestin, sistemul urinar și sistemul reproducător.
    7. Găsi pancreas, o panglică galbenă situată între stomac și intestinul subțire.
    8. Localizați splină, în formă asemănătoare unui bob de mazăre și situat în apropierea stomacului.
    9. Veți putea vedea galbenul, ca degetul, corpuri grase, pe care broasca o folosește pentru a stoca grăsimea.
    10. The rinichi ale broaștei sunt lungi și înguste și situate de-a lungul peretelui posterior al corpului.
    11. Încercați să găsiți canalele mezonefrice, tuburi albe subtiri care transporta urina de la rinichi la cloaca.
    12. Dacă broasca ta este femelă, cavitatea abdominală va fi umplută cu ouă albe și negre. Ouăle sunt depozitate în ovarele.
    13. Dacă aveți o broască mascul, localizați testicule. Testiculele au forma unei fasole și sunt situate în partea de sus a rinichilor. Sunt de culoare galbenă/cabane.
      1. Ai un mascul sau o femelă de broască?

Întrebări de revizuire

Răspundeți la întrebările de revizuire de mai jos. Filele pe care le-am văzut astăzi au fost echinodermele și cordatele.

  1. Care phyla observate astăzi au fost deuterostomi?
  2. Care phyla au prezentat cefalizare?
  3. Care phyla au fost celomate?
  4. Ce înseamnă numele „echinodermata”?
  5. Ce tip de simetrie prezintă larva de echinoderm?
  6. Dați un exemplu de echinoderm, altul decât o stea de mare.
  7. Ce sistem unic folosește steaua de mare pentru mișcare?
  8. Dați un exemplu de cordat care nu este o vertebrată.
  9. Prezentați cele patru caracteristici comune comune tuturor acordurilor.
  10. Numiți cele două tipuri de dinți care se găsesc la broaște.
  11. Broaștele au plămâni mici care sunt ineficienți. Ce altă structură folosesc broaștele pentru schimbul de gaze?
  12. Broaștele au o singură deschidere către mediul exterior, cloaca. Ce trei zone transferă material în exterior prin cloaca?

LICENȚE ȘI ATRIBUȚII

CONȚINUT LICENȚAT CC, ÎNTREBĂTORAT ANTERIOR

  • Biologie 102 Labs. Scris de: Lynette Hauser.

    Laborator Deuterostome - Biologie

    Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea face următoarele:

    • Descrieți caracteristicile distinctive ale echinodermelor
    • Descrieți caracteristicile distinctive ale acordurilor

    Filul Echinodermata și Chordata (filul care include oamenii) aparțin ambele superfilului Deuterostomia. Amintiți-vă că protostomii și deuterostomii diferă în anumite aspecte ale dezvoltării lor embrionare și sunt denumite în funcție de deschiderea archenteronului (tubul intestinal primitiv) care se dezvoltă prima. Cuvântul deuterostom provine din cuvântul grecesc care înseamnă „a doua gură”, indicând faptul că gura se dezvoltă ca o structură secundară opusă locației blastoporului, care devine anus. În protostome („gura întâi”), prima deschidere embrionară devine gura, iar a doua deschidere devine anus.

    Există o serie de alte caracteristici de dezvoltare care diferă între protostomi și deuterostomi, inclusiv tipul de clivaj timpuriu (diviziunea celulară embrionară) și modul de formare a celomului embrionului: Protozomii prezintă de obicei clivaj mozaic spiralat, în timp ce deuterostomii prezintă clivaj regulativ radial. . În deuterostomi, căptușeala endodermică a archenteronului formează de obicei muguri numiti pungi celomice care se extind și în cele din urmă obliterează blastocelul embrionar (cavitatea din blastula și gastrula timpurie) pentru a deveni mezodermul embrionar, al treilea strat germinal. Acest lucru se întâmplă atunci când pungile mezodermice se separă de stratul endodermic invaginant care formează archenteronul, apoi se extind și fuzionează pentru a forma cavitatea celomică. Celomul rezultat este denumit enterocoelom. Archenteronul se dezvoltă în canalul alimentar și se formează o deschidere bucală prin invaginarea ectodermului la polul opus blastoporului gastrulei. Blastoporul formează anusul aparatului alimentar în formele juvenile și adulte. Clivajul în majoritatea deuterostomilor este de asemenea nedeterminant, ceea ce înseamnă că destinele de dezvoltare ale celulelor embrionare timpurii nu sunt decise în acel moment al dezvoltării embrionare (de aceea am putea clona majoritatea deuterostomilor, inclusiv noi înșine).

    Deuterostomii constau din două clade majore - Chordata și Ambulacraria. Chordata include vertebratele și două subfile de nevertebrate, urocordate și cefalocordate. Ambulacraria include echinodermele și hemicordatele, care au fost odată considerate a fi o subfilă a cordatelor ((Figura)). Cele două clade, pe lângă faptul că sunt deuterostomi, au și alte caracteristici interesante în comun. După cum am văzut, marea majoritate a animalelor nevertebrate o fac nu posedă un endoschelet vertebral osos definit sau un craniu osos. Cu toate acestea, una dintre cele mai ancestrale grupuri de nevertebrate deuterostome, Echinodermata, produce „oase” scheletice minuscule numite osicule care alcătuiesc un adevărat endoschelet, sau schelet intern, acoperit de o epidermă. Hemichordata (viermii și pteroramurile de ghindă) nu vor fi acoperiți aici, dar împărtășesc cu echinodermele un celom din trei părți (tripartit), forme larvare similare și un metanefridiu derivat care elimină animalele de deșeurile azotate. Ele împărtășesc, de asemenea, fante faringiene cu cordate ((Figura)). În plus, hemicordatele au un cordon nervos dorsal în linia mediană a epidermei, dar le lipsește un tub neural, o notocordă adevărată și coada endostilă și post-anală caracteristică cordatelor.

    Figura 1. Ambulacraria și Chordata. (a) Principalii taxoni deuterostomi. (b) fante faringiene în hemicordate și urocordate. (creditați un credit MAC b modificarea Gill Slits By Own work de Zebra.element [domeniu public], prin Wikimedia Commons)

    Filul Echinodermata

    Echinodermele sunt numite după „pielea înțepătoare” (din grecescul „echinos” care înseamnă „înțepător” și „dermos” care înseamnă „piele”). Acest phylum este o colecție de aproximativ 7.000 de specii vii descrise de organisme exclusiv marine, care locuiesc pe fund. Stelele de mare ((Figura)), castraveții de mare, aricii de mare, dolarii de nisip și stelele fragile sunt toate exemple de echinoderme.

    Morfologie și anatomie

    În ciuda valorii adaptative a bilateralității pentru majoritatea animalelor cefalizate cu viață liberă, echinodermele adulte prezintă simetrie pentaradială (cu „brațele” de obicei dispuse în multipli de cinci în jurul unei axe centrale). Echinodermele au un endoschelet format din osule calcaroase (mici plăci osoase), acoperite de epidermă. Din acest motiv, este un endoschelet ca al nostru, nu un exoschelet ca cel al artropodelor. Osiculele pot fi fuzionate împreună, încorporate separat în țesutul conjunctiv al dermului sau pot fi reduse la mici spicule osoase ca în castraveții de mare. Tepii pentru care sunt numite echinodermele sunt conectați la unele dintre plăci. Colonii vertebrali pot fi mișcați de mușchi mici, dar pot fi, de asemenea, blocați în loc pentru apărare. La unele specii, țepii sunt înconjurați de mici gheare cu tulpină numite pedicelaria, care ajută la menținerea suprafeței animalului curată de resturi, protejând papulae folosit în respirație și, uneori, ajută la captarea alimentelor.

    Endoscheletul este produs de celulele dermice, care produc, de asemenea, mai multe tipuri de pigmenți, conferind culori vii acestor animale. În stelele de mare, proiecțiile sub formă de degete (papilele) ale țesutului dermic se extind prin endoschelet și funcționează ca branhii. Unele celule sunt glandulare și pot produce toxine. Fiecare braț sau secțiune a animalului conține mai multe structuri diferite: de exemplu, glande digestive, gonade și picioare tubulare care sunt unice pentru echinoderme. În echinoderme precum stelele de mare, fiecare braț poartă două rânduri de picioare tub pe partea bucală, de-a lungul unui șanț extern ambulacral. Aceste picioare tubulare ajută la locomoție, hrănire și senzații chimice, precum și servesc la atașarea unor specii de substrat.

    Figura 2. Anatomia unei stele de mare. Această diagramă a unei stele de mare arată modelul pentaradial tipic echinodermelor adulte și sistemul vascular de apă care este caracteristica lor definitorie.

    Apa Sisteme vasculare și hemale

    Echinodermele au un sistem ambulacral (vascular de apă) unic, derivat dintr-o parte a celomului sau „cavitatea corpului”. Sistemul vascular de apă constă dintr-un canal inelar central și canale radiale care se extind de-a lungul fiecărui braț. Fiecare canal radial este conectat la un rând dublu de picioare tubulare, care se proiectează prin găurile din endoschelet și funcționează ca structuri tactile și ambulatorie. Aceste picioare tubulare se pot extinde sau retrage în funcție de volumul de apă prezent în sistemul acelui braț, permițând animalului să se miște și, de asemenea, permițându-i să captureze prada cu acțiunea lor asemănătoare unui supărător. Picioarele tubulare individuale sunt controlate de ampule asemănătoare bulbilor. Apa de mare intră în sistem printr-un madreporit aboral (opus zonei bucale în care se află gura) și trece în canalul inelar printr-un canal scurt de piatră. Apa care circulă prin aceste structuri facilitează schimbul gazos și oferă o sursă hidrostatică pentru locomoție și manipularea prăzii. Un sistem hemal, constând din inele orale, gastrice și aborale, precum și din alte vase care merg aproximativ paralel cu sistemul vascular de apă, circulă nutrienții. Transportul nutrienților și gazelor este împărțit de sistemele vasculare și hemale de apă, pe lângă cavitatea viscerală a corpului care înconjoară organele majore.

    Sistem nervos

    Sistemul nervos la aceste animale este unul relativ simplu, cuprinzând un inel nervos circumoral în centru și cinci nervi radiali care se extind spre exterior de-a lungul brațelor. În plus, mai multe rețele de nervi sunt localizate în diferite părți ale corpului. Cu toate acestea, structurile analoge cu un creier sau cu ganglioni mari nu sunt prezente la aceste animale. În funcție de grup, echinodermele pot avea organe senzoriale bine dezvoltate pentru atingere și chemorecepție (de exemplu, în interiorul picioarelor tubului și pe tentaculele de la vârfurile brațelor), precum și fotoreceptori și statocisturi.

    Sistemul digestiv și excretor

    O gură, situată pe partea bucală (ventrală), se deschide printr-un esofag scurt către un stomac mare, asemănător unui sac. Așa-numitul stomac „cardiac” poate fi răsturnat prin gură în timpul hrănirii (de exemplu, atunci când o stea de mare își transformă stomacul într-o pradă bivalvă pentru a digera animalul)în viaţă—în interiorul propriei sale învelișuri!) Există mase de glande digestive (ceea pilorică) în fiecare braț, care merg dorsal de-a lungul brațelor și suprapun glandelor reproducătoare de sub ele. După trecerea prin caeca pilorică din fiecare braț, hrana digerată este canalizată către un anus mic, dacă există.

    Podocitele — celule specializate pentru ultrafiltrarea fluidelor corporale — sunt prezente în apropierea centrului discului echinoderm, la joncțiunea sistemelor vasculare și hemalei de apă. Aceste podocite sunt conectate printr-un sistem intern de canale de madreporit, unde apa intră în canalul de piatră. Echinodermul adult are de obicei un celom spațios și plin de lichid. Cilia ajută la circulația fluidului în cavitatea corpului și duc la papulele pline cu lichid, unde are loc schimbul de oxigen și dioxid de carbon, precum și secreția de deșeuri azotate, cum ar fi amoniacul, prin difuzie.

    Reproducere

    Echinodermele sunt dioice, dar masculii și femelele nu se pot distinge în afară de gameții lor. Masculii și femelele își eliberează gameții în apă în același timp, iar fertilizarea este externă. Stadiile larvare timpurii ale tuturor echinodermelor (de exemplu, bipinnaria a echinodermelor de asteroizi precum stelele de mare) au simetrie bilaterală, deși fiecare clasă de echinoderme are propria sa formă larvară. Adultul simetric radial se formează dintr-un grup de celule din larvă. Stelele de mare, stelele fragile și castraveții de mare se pot reproduce asexuat prin fragmentare, precum și să regenereze părți ale corpului pierdute în traumă, chiar și atunci când peste 75% din masa lor corporală este pierdută!

    Clase de echinoderme

    Acest filum este împărțit în cinci clase existente: Asteroidea (stelele de mare), Ophiuroidea (stele fragile), Echinoidea (arici de mare și dolari de nisip), Crinoidea (crini de mare sau stele cu pene) și Holothuroidea (castraveți de mare) ((Figura)) .

    Cele mai cunoscute echinoderme sunt membrii clasei Asteroidea, sau stelele marine. Ele vin într-o mare varietate de forme, culori și dimensiuni, cu peste 1.800 de specii cunoscute până acum. Caracteristica cheie a stelelor marine care le deosebește de alte clase de echinoderme include brațele groase care se extind de la un disc central din care diferite organe ale corpului se ramifică în brațe. La capătul fiecărui braț sunt simple pete și tentacule oculare care servesc drept receptori de atingere. Stelele marine își folosesc rândurile de picioare tubulare nu numai pentru a prinde suprafețele, ci și pentru a prinde prada. Majoritatea stelelor marine sunt carnivore, iar prada lor majoră se află în filum Mollusca. Prin manipularea picioarelor tubulare, o stea de mare poate deschide cochilii de moluște. Stelele de mare au două stomacuri, dintre care unul poate ieși prin gură și poate secreta sucuri digestive în sau peste pradă, chiar înainte de ingerare. O stea de mare care mănâncă o scoică poate deschide parțial coaja și apoi își întoarce stomacul în coajă, introducând enzime digestive în interiorul moluștei. Acest proces poate slăbi mușchii adductori (de închidere) puternici ai unui bivalv și poate începe procesul de digestie.

    Link către Învățare

    Explorează de aproape planul corpului stelei marine, urmărește-l pe unul care se mișcă pe fundul mării și vezi cum devorează o midie.

    Stelele fragile aparțin clasei Ophiuroidea (“cozi de șarpe”). Spre deosebire de stelele de mare, care au brațe plinuțe, stelele fragile au brațe lungi, subțiri, flexibile, care sunt delimitate clar de discul central. Stelele fragile se mișcă ridicându-și brațele sau înfășurându-le în jurul obiectelor și trăgându-se înainte. Brațele lor sunt folosite și pentru a prinde prada. Sistemul vascular de apă la ofiuroizi nu este utilizat pentru locomoție.

    Aricii de mare și dolarii de nisip sunt exemple de Echinoidea (“prickly”). Aceste echinoderme nu au brațe, dar sunt semisferice sau aplatizate cu cinci rânduri de picioare tubulare care se extind prin cinci rânduri de pori într-o înveliș internă continuă numită Test. Picioarele lor tubulare sunt folosite pentru a menține suprafața corpului curată. Plăcile scheletice din jurul gurii sunt organizate într-o structură complexă de hrănire în mai multe părți numită “Lanterna lui Aristotel.” Majoritatea echinoidelor pasc cu alge, dar unele se hrănesc cu suspensie, iar altele se pot hrăni cu animale mici sau organice. detritus— resturile fragmentare de plante sau animale.

    Crinii de mare și stelele cu pene sunt exemple de Crinoidea. Crinii de mare sunt sesil, cu corpul atașat de o tulpină, dar stelele cu pene se pot mișca activ folosind ca picior cirri care ies de pe suprafața aborală. Ambele tipuri de crinoizi sunt hrănitoare în suspensie, colectând mici organisme alimentare de-a lungul șanțurilor ambulacrale ale brațelor lor asemănătoare pene. “Penele” constau din brațe ramificate căptușite cu picioare tubulare. Picioarele tubulare sunt folosite pentru a muta alimentele capturate spre gură. Există doar aproximativ 600 de specii de crinoide existente, dar acestea erau mult mai numeroase și abundente în oceanele antice. Mulți crinoizi sunt specii de apă adâncă, dar stelele cu pene locuiesc de obicei în zonele puțin adânci, în special în apele subtropicale și tropicale.

    Castraveții de mare din clasa Holothuroidea prezintă un ax oral-aboral extins. Acestea sunt singurele echinoderme care demonstrează simetrie bilaterală „funcțională” la adulți, deoarece axa orală-aborală extinsă obligă animalul să se întindă orizontal, mai degrabă decât să stea vertical. Picioarele tubulare sunt reduse sau absente, cu excepția părții pe care se află animalul. Au o singură gonada, iar tubul digestiv este mai tipic unui animal simetric bilateral. O pereche de structuri asemănătoare branhiilor numite arbori respiratori se ramifică din mușchii intestinului posterior din jurul cloacii pompează apă în și din acești copaci. Există grupuri de tentacule în jurul gurii. Unii castraveți de mare se hrănesc cu detritus, în timp ce alții se hrănesc cu suspensie, cernând organisme mici cu tentaculele lor orale. Unele specii de castraveți de mare sunt unice în rândul echinodermelor în care celulele care conțin hemoglobină circulă în lichidul celomic, sistemul vascular de apă și/sau sistemul hemal.

    Figura 3. Clase de echinoderme. Diferiți membri ai Echinodermata includ (a) steaua de mare din clasa Asteroidea, (b) steaua fragilă din clasa Ophiuroidea, (c) aricii de mare din clasa Echinoidea, (d) crinii de mare aparținând clasei Crinoidea și (e) castraveții de mare, reprezentând clasa Holothuroidea. (credit a: modificarea lucrării de Adrian Pingstone credit b: modificarea lucrării de Joshua Ganderson credit c: modificarea lucrării de Samuel Chow credit d: modificarea lucrării de Sarah Depper credit e: modificarea lucrării de Ed Bierman)

    Phylum Chordata

    Animalele din filum Chordata au cinci trăsături cheie care apar într-un anumit stadiu al dezvoltării lor: o notocordă, un cordon nervos gol dorsal, fante faringiene, o coadă post-anală și o glandă endostilă/tiroidă care secretă hormoni iodați. În unele grupuri, unele dintre aceste trăsături sunt prezente numai în timpul dezvoltării embrionare. Pe lângă faptul că conține clase de vertebrate, filul Chordata conține două clade de „nevertebrate”: Urochordata (tunicate, salpe și larvacee) și Cephalochordata (lancelete). Majoritatea tunicatelor trăiesc pe fundul oceanului și se hrănesc cu suspensie. Lanceletele sunt hrănitoare în suspensie care se hrănesc cu fitoplancton și alte microorganisme. Cordatele nevertebrate vor fi discutate mai pe larg în capitolul următor.

    Rezumatul secțiunii

    Echinodermele sunt organisme marine deuterostome, ai căror adulți prezintă o simetrie de cinci ori. Acest filum de animale are un endoschelet calcaros compus din osule sau plăci corporale. Colonii epidermici sunt atașați de niște osule și servesc cu o capacitate de protecție. Echinodermele posedă un sistem apă-vascular care servește atât pentru respirație, cât și pentru locomoție, deși alte structuri respiratorii, cum ar fi papulele și arborii respiratori, se găsesc la unele specii. Un madreporit aboral mare este punctul de intrare și de ieșire pentru apa de mare pompată în sistemul vascular al apei. Echinodermele au o varietate de tehnici de hrănire, de la prădare la hrănire în suspensie. Osmoreglarea este efectuată de celule specializate cunoscute sub numele de podocite asociate cu sistemul hemal.

    Trăsăturile caracteristice ale Chordata sunt o notocordă, un cordon nervos gol dorsal, fante faringiene, o coadă post-anală și un endostil/tiroidă care secretă hormoni iodați. Filul Chordata conține două clade de nevertebrate: Urochordata (tunicate, salpi și larvacee) și Cephalochordata (lancelete), împreună cu vertebratele din vertebrate. Majoritatea tunicatelor trăiesc pe fundul oceanului și se hrănesc cu suspensie. Lanceletele sunt hrănitoare în suspensie care se hrănesc cu fitoplancton și alte microorganisme. Taxonul soră al Chordatelor este Ambulacraria, care include atât Echinodermele, cât și hemicordatele, care împărtășesc fante faringiene cu cordate.


    Descifrarea filogeniei deuterostomului: perspective moleculare, morfologice și paleontologice

    <p>Deuterostomii sunt un grup monofiletic de animale care include vertebratele, cordatele nevertebrate, ambulacrarii și xenoturbellidele. Reprezentanți fosile din majoritatea grupurilor majore de deuterostomi, inclusiv unele grupuri de coroană la nivel de filum, se găsesc în Cambrianul inferior, ceea ce sugerează că divergența evolutivă a avut loc în Precambrianul târziu, în acord cu unele estimări ale ceasului molecular. Filogeniile moleculare, morfologia larvelor și complexul inimă/rinichi adulți susțin echinodermele și hemicordatele ca o grupare soră (Ambulacraria). Xenoturbellidele sunt un filum relativ recent descoperit de deuterostomi asemănătoare viermilor, care nu are o înregistrare fosilă, dar dovezile moleculare sugerează că aceste animale sunt un grup soră cu Ambulacraria. În cadrul cordatelor, cefalocordatele împărtășesc întinderi mari de sintenie cromozomială cu vertebratelor, au un complex Hox complet și sunt un grup soră cu vertebratelor pe baza dovezilor genelor ribozomale și mitocondriale. Spre deosebire de aceasta, tunicatele au un plan corporal pentru adulți foarte derivat și sunt un grup soră cu vertebratelor pe baza analizelor secvențelor genomice concatenate. Cefalocordatele și hemicordatele au în comun fante branhiale și un cartilaj acelular, sugerând că deuterostomul ancestral a împărtășit și aceste caracteristici. Datele rețelei genetice sugerează că strămoșul deuterostomului avea o axă a corpului anterior-posterior specificată de genele Hox și Wnt, o axă dorsoventrală specificată printr-un gradient BMP/cordin și a fost simetric bilateral cu asimetria stânga-dreapta determinată de expresia ganglionului.</ p>


    Echinodermele – experimente naturale în planurile corpului

    Echinodermele sunt una dintre cele mai interesante dintre filele metazoare. Fiind unul dintre cele patru fili deuterostome, ei sunt grupul soră cu hemicordate și strâns înrudiți cu cordate. Membrii existenți sunt împărțiți în 5 clase, arici de mare sau echinoide, stele de mare (asteroizi), stele fragile (ophiuroide), castraveți de mare (holoturoizi) și crini de mare sau stele cu pene (crinoide). Planul corpului adult al acestor animale este foarte modificat și derivat în raport cu celelalte grupuri de deuterostomi: elementul cel mai frapant al planului lor corporal este simetria radială de cinci ori cea mai evidentă la asteroizi și ofiuroizi. Suntem interesați de pașii evolutivi care duc la transformarea deuterostomului bilaterian ancestral în acest plan corporal neobișnuit și extrem de modificat.

    Genetica moleculară a modelării planului corpului radial adult: Suntem interesați de formarea planului corpului adult, astfel încât larvele posterioare prin metamorfoză și investigăm expresia genelor în timpul dezvoltării planului corporal juvenil. Ne folosim munca în hemicordate ca model pentru a caracteriza genetica de dezvoltare timpurie a asteroidului care modelează corpul adult. Patiria miniata și holoturoidul Parastichopus parvimensis.


    Sistem nervos

    Sistemul nervos la aceste animale este unul relativ simplu, cuprinzând un inel nervos circumoral în centru și cinci nervi radiali care se extind spre exterior de-a lungul brațelor. În plus, mai multe rețele de nervi sunt localizate în diferite părți ale corpului. Cu toate acestea, structurile analoge cu un creier sau cu ganglioni mari nu sunt prezente la aceste animale. În funcție de grup, echinodermele pot avea organe senzoriale bine dezvoltate pentru atingere și chemorecepție (de exemplu, în interiorul picioarelor tubului și pe tentaculele de la vârfurile brațelor), precum și fotoreceptori și statocisturi.


    Descrise cele mai vechi fosile deuterostome

    Kerry Grens
    30 ianuarie 2017

    JIAN HAN (UNIVERSITATEA DE NORD-VEST, CHINA) Descoperirea în China a unui vechi de 540 de milioane de ani Saccorhytus coronare fosile și creaturi cu o gură căscată flancată de opt deschideri mici și mdash pot reprezenta cel mai vechi deuterostom cunoscut, au raportat oamenii de știință astăzi (30 ianuarie) în Natură.

    Deuterostomii constituie o superfilă de animale, care include nenumărate grupuri, de la oameni până la stele de mare. Fosilele deuterostome descoperite anterior datează de aproximativ 520 de milioane de ani. La 540 de milioane de ani, această nouă descoperire de fosile deuterostome este fără precedent. „Toți deuterostomii au avut un strămoș comun și credem că acesta este ceea ce ne uităm aici”, a spus coautorul Simon Conway Morris, un paleobiolog evoluționist la Universitatea din Cambridge, într-un comunicat de presă.

    S. coronare amintește de o sferă smooshed cu o gură mare și deschisă pe o parte. Cercetătorii nu au putut identifica un anus și bănuiesc că micile deschideri din jurul gurii ar fi putut servi la evacuarea deșeurilor. & ldquo Aceste constatări sugerează.

    „A trebuit să procesăm volume enorme de calcar – aproximativ trei tone – pentru a ajunge la fosile, dar un flux constant de noi descoperiri ne-a permis să abordăm câteva întrebări cheie: a fost acesta un echinoderm foarte timpuriu sau ceva și mai primitiv?” Coautorul Jian Han de la Universitatea Northwest din China a spus în comunicat. „Acum acesta din urmă pare să fie răspunsul corect.”


    Absolvenți de laborator

    Nat era doctor. student în laborator în perioada 2012 - 2018. Teza sa s-a concentrat pe evoluția multicelularității și a folosit anemona Nematostella vectensis pentru a investiga evoluția adeziunii celulare folosind atât o abordare de dezvoltare, cât și o abordare biochimică.

    Jens a fost postdoc în laborator în perioada 2009 - 2016, lucrând la creșterea posterioară și la evoluția planurilor corporale. În prezent, este profesor asistent de cercetare în laboratorul Elenei Casey de la Universitatea Georgetown.

    Andrew a fost în laborator în perioada 2007-2009 ca doctor. student și acum este profesor asistent la Universitatea din Cambridge în cadrul Departamentului de Zoologie.

    Paul a fost doctor. student în laborator în perioada 2012-2017- a dezvoltat Schizocardium ca un nou model pentru laborator, iar acum este post-doctorat în laboratorul Baxevannis de la NIH.

    Stephen era doctor. student în laborator în perioada 2007-2012. A lucrat la specificarea și dezvoltarea mezodermului în Saccolgossus și este în prezent postdoc în laboratorul Marianne Bronners la Caltech.

    Chris a lucrat în laborator ca stagiar de vară timp de câțiva ani și acum este într-un program de doctorat la UC Santa Cruz în Studii de Mediu.

    Judith a făcut o diplomă de master în modelarea corpului echinodermului și a absolvit în 2014

    Andrew a lucrat câteva veri ca stagiar, lucrând la dezvoltarea echinodermelor și construcția site-ului web. Acum este avocat de mediu la Shute Mihaly și Weinberger din San Francisco.

    Ari a fost doctorat. student în laborator în perioada 2008-2013. A lucrat la evoluția creierului deuterostom în laborator și, în urma unui post-doctorat cu Bob Goldstein la UNC Chapel Hill, își începe propriul laborator la Departamentul de Biologie de la Universitatea din Virginia Charlottesville.


    Dr Laura S. Corley ([email protected])

    (1995-1996): Laura a fost doctorand la Universitatea Vanderbilt, (dar și-a terminat doctoratul la Universitatea din Kentucky cu Dr. Allen J. Moore). A fost bursier postdoctoral în laboratorul lui Michael R. Strand de la Universitatea din Wisconsin din Madison. În prezent, este profesor asistent la Departamentul de Entomologie de la Universitatea de Stat din Washington.

    Abordare
    Departamentul de Entomologie
    Universitatea de Stat din Washington
    Pullman, WA 99164-6382

    • Panganiba, G., Irvine, SM, Lowe, C., Roehl, H., Corley, LS, Sherbon, B., Grenier, J., Fallon, JF, Kimble, J., Walker, M., Wray, G. ., Swalla, BJ, Martindale, MQ și Carrol, SB (1997) Originea și evoluția anexelor animale. PNAS, 94: 5162-5166.
    • Swalla, BJ, Cameron, CB, Corley, LS și Garey, JR. (2000) Urocordatele sunt monofiletice în deuterostomi. Systematic Biology, 49: 122-134.

    DEUTEROSTOME GASTRULATION

    The evolution of gastrulation within the deuterostomes has allowed the formation of the various developmental and morphological differences seen in larval and adult deuterostomes today. The Deuterostomia group of animals contains two major clades (Fig. 1). One, a group called Ambulacraria, consists of the echinoderms and hemichordates (Zeng and Swalla, 2005 ). These invertebrate deuterostomes gastrulate at the vegetal pole, and frequently form a feeding larva that captures small particles via a ciliary band (Strathmann, 1987 Wray, 1997 ). The other clade is made up of the chordates, which includes the Tunicata, Cephalochordata and Vertebrata (Fig. 1 Swalla, 2004 ). When embryos of the deuterostomes are viewed at early gastrulation, it is clear that all of the holoblastic deuterostomes begin gastrulation at the vegetal pole (Fig. 1). In amphibians, the dorsal lip is offset from the vegetal pole somewhat by the very yolky cells in the vegetal hemisphere. Echinoderm and hemichordate embryos have much more space in the center of the gastrula, as they make a hollow blastula before gastrulating (Fig. 1). In contrast, chordate embryos are more compact, and have variable sizes of blastocoels (Fig. 1). In all deuterostomes, the blastopore becomes the anus (posterior) and a mouth is formed secondarily in another location, hence the name “deuterostome” or “second mouth.”

    Gastrulation in the deuterostomes. The animal pole (a) is marked by polar bodies (v) is vegetal pole. (A) is future anterior (P) is future posterior. In echinoderms and hemichordates, invagination of the endoderm begins at the vegetal pole and the early gastrula is radially symmetrical. The blastopore becomes the future anus of the larvae. In most echinoderms, the animal-vegetal axis becomes the larval A-P axis, except in echinoid and ophiuroid pluteus larvae. In chordates, invagination during gastrulation also begins at the vegetal pole. However, in the Chordata, the future anterior and posterior of the larva are determined by the point of sperm entry, which breaks the symmetry of the radial egg. The embryo posterior develops opposite the point of sperm entry.

    Note that in chordates, the animal-vegetal (A-V) axis becomes the dorsal-ventral (D-V) axis of the embryo, and the anterior-posterior (A-P) axis forms at right angles to the D-V axis, which is determined by the organizer that forms opposite the site of sperm entry (Nishida, 1994 Clavert, 1962 Eyal-Giladi, 1997 ). This is in contrast to hemichordates and echinoderms, where the A-V axis becomes the larval A-P axis and the D-V axis is less defined. In ophiuroid and echinoid echinoderms, a pluteus larva develops that has an oral-aboral axis, but the second axis is not exactly anterior-posterior and so is referred to as the A-V (Angerer et al. 2001 ). However, in other echinoderm larvae, including basal crinoid larvae, it is clear that the egg A-V axis becomes the larval A-P axis (Nakano et al. 2003 ). In hemichordates, the adult A-P axis is clearly identical to the larval A-P axis and the D-V axis is still being debated (Gerhart, 2001 Henry et al., 2001 ). In summary, in echinoderms and hemichordates the egg A-V axis becomes the A-P axis of the larva, while in chordates that A-V axis becomes the D-V axis and the A-P axis forms at a right angle to the original axis. This divergence in adult axis orientation is due in part to differences in gastrulation, which sets up the rudimentary primary body axes of the embryo.

    Although gastrulation is an amazingly complicated developmental process, involving wide-scale cell movements and signaling pathways, there are some common mechanisms that are beginning to emerge (Stern, 2004 ). When one looks at cleavage patterns within the vertebrates, cleavage and gastrulation vary enormously, primarily due to the amount and distribution of yolk that is found in the egg (Fig. 2). Holoblastic cleavage, found in ascidians, lancelets, lamprey, and amphibians, is likely to be the ancestral cleavage pattern, but meroblastic cleavage has evolved independently in hagfish, teleost fishes, and the amniotes (Elinson, 1989 ) (Fig. 2). Mammals reverted back to holoblastic cleavage, probably due to the evolution of the placenta and internal fertilization (Fig. 2).

    Cleavage patterns within the Chordates. Ascidians, lancelets, and lamprey display holoblastic cleavage, suggesting that it is the ancestral cleavage pattern in chordates. Ascidians have bilateral cleavage, while lancelets display radial cleavage. Lamprey and amphibians have mesolecithal eggs, with larger, yolky cells confined to the vegetal half of the embryo. Present day teleost fish show meroblastic cleavage, which evolved independently in fish and amniotes. Mammals show a reversion to holoblastic cleavage, but exhibit rotational cleavage.

    Gastrulation is precisely controlled by a complex array of transcription factors and signaling pathways. Nodal is a signaling molecule that is critical for mesoderm induction and the establishment of left-right asymmetry in many deuterostome phyla. In this review, we examine nodal expression in a few of the vertebrate model systems, then compare them to some invertebrate model systems, and see if there are any general conclusions that can be drawn from the available expression data.


    Mulțumiri

    We would like to express our gratitude to Robert A. Cameron, José E. García-Arrarás, Vladimir S. Mashanov, and Ximimg Guo for their support of the sea cucumber genome project and revisions of the manuscript. We acknowledge Yaqing Chang and Changgong Wu for their help with sea urchin material and proteome analyses. We appreciate Qiang Xu's help in providing sea cucumber image. We thank Jiankai Wei, Xiaoqing Sun, Jingwen Liu, Tianlong Qiu, Quanchao Wang, Jiangli Du, Xiaoxi Zhang, Chengsong Zhang, Yan Zhang, and Kuijie Yu for help with DNA, RNA, and protein extraction data analysis and sea cucumber culture. We are grateful to Li Sun, Baozhong Liu, and Li Li for discussions. We thank other faculty and staff at the Institute of Oceanology, Chinese Academy of Science, who contributed to the sea cucumber genome project.


    Priveste filmarea: Mikrobiologie: Die Welt der Schimmelpilze (August 2022).