Symmetrie Einleitung
Die Anordnung von Körperteilen in einem ausgewogenen geometrischen Muster, das durch Teilungsebenen in gleiche Teile zerlegbar ist, nennt man Symmetrie. Die Idee der Symmetrie geht hauptsächlich auf Ernst Haeckel zurück.
Ein Tier gilt nur dann als symmetrisch, wenn eine durch seinen Mittelpunkt verlaufende Ebene es in ähnliche Hälften teilt. Wenn ein Tier nicht in ähnliche Hälften geteilt werden kann, sagt man, es sei asymmetrisch.
Asymmetrische Tiere wie Amöben oder Schwämme besitzen unregelmäßige Körperformen und haben daher keine Symmetrie, aber höhere Metazoen besitzen eine Art von Symmetrie, die von ihren Gewohnheiten und Lebensräumen abhängt, die ihre Aktivitäten ausgleichen. Alle Tiere sind entweder symmetrisch oder asymmetrisch. Eine Achse ist eine imaginäre Linie, die durch den Mittelpunkt des Körpers verläuft. Die beiden Enden der Achse werden als Pole bezeichnet. Jede Achse hat also zwei Pole. Eine Symmetrieebene ist eine gerade Linie, die ein Tier in zwei gleiche Hälften teilt.
Typen der Symmetrie
1. Sphärische Symmetrie: Sie findet sich bei Tieren, deren Körper kugelförmig ist und alle Ebenen, die durch die Körpermitte gehen, schneiden das Tier in gleiche Hälften. Diese Art der Symmetrie eignet sich für rollende Bewegungen, für das Schwimmen im Wasser oder für eine sitzende Lebensweise, bei der die Nahrung in allen Richtungen verfügbar ist. Körperorgane wie Flimmerhärchen oder Tentakel sind strahlenförmig um den ganzen Körper angeordnet. Zum Beispiel Volvox, Actinophrys (Heliozoa) und Thalassicola (Radiolaria)
2. Radiale Symmetrie: Diese Art der Symmetrie findet man bei Coelenteraten und Echinodermen, bei der die Körperteile entlang der Hauptlängsachse des Körpers angeordnet sind. Sie eignet sich am besten für eine sessile Existenz, bei der die Nahrung planktonisch und in allen Richtungen reichlich vorhanden ist. Die Organe zur Nahrungsaufnahme sind daher radial angeordnet und das Tier muss sich auf der Suche nach Nahrung nicht bewegen. Einige Stachelhäuter, wie z.B. die Sternfische, haben ihre sessile Existenz aufgegeben, um auf der Jagd nach größerer Beute zu jagen, aber nicht ihre ursprüngliche radiale Symmetrie.
3. Biradiale Symmetrie: Biradiale Symmetrie ist eine Mischung aus bilateraler und radialer Symmetrie. Sie kommt bei Ctenophoren vor, die keine sitzenden, sondern schwimmende Tiere sind und eine Mischung aus bilateraler und radialer Symmetrie aufweisen. Tiere wie Pleurobrachia haben einen ovalen Körper, auf dem acht Kammplatten radial wie Bänder angeordnet sind und zum Schwimmen dienen, während Mund, Analpore und Statocysten auf der anterio-posterioren Achse liegen.
Sie haben auch ein Paar einziehbare Tentakel, die Kolloblasten tragen, die eine klebrige Substanz absondern, die ihnen hilft, planktonische Nahrung zu fangen, von der sie sich ernähren. Die Tentakel weisen eine bilaterale Symmetrie auf, während die Kammplatten eine radiale Symmetrie aufweisen, und das Tier nutzt beide Symmetrien für die Nahrungssuche und das aktive Schwimmen aus.
4. Bilaterale Symmetrie: Diese Art der Symmetrie findet sich bei den meisten höheren Tieren oberhalb der Platyhelminthen und eignet sich am besten für Tiere, die sich in eine bestimmte Richtung bewegen, wodurch sich die Sinnesorgane und das Nervensystem auf die vordere Seite konzentrieren und die Bewegungsorgane gepaart werden, um den Körper gleichmäßig voranzutreiben.
Eine einzige Linie, die durch die Längsachse verläuft, teilt den Körper in zwei gleiche Hälften, so dass eine Hälfte ein Spiegelbild der anderen ist. Plattwürmer waren die ersten zweiseitig symmetrischen Tiere, und andere höhere Gruppen wie Ringelwürmer, Gliederfüßer, einige Weichtiere und Chordaten sind alle zweiseitig symmetrisch.
Bilateria und Radiata
Eumetazoa wird von Hatschek in zwei Gruppen unterteilt. Diese beiden Gruppen Radiata und Bilateria werden nach ihrer Symmetrie unterschieden. Zu den Radiata gehören die Coelenteraten und Ctenophoren und zu den Bilateria alle Phyla von den Helminthen bis zu den Chordaten.
Bilaterale Tiere: Bilateria sind bilateralsymmetrische Tiere. Das sind die Tiere, die nur in einer Ebene geschnitten werden können, um ein einziges Spiegelbild zu erzeugen. Sie haben eine Oberseite (dorsal), eine Unterseite (ventral), einen Kopf (anterior), einen Schwanz (posterior), eine rechte und eine linke Seite. Die Cephalisation ist ein weiteres wichtiges Merkmal der Bilateralen. Cephalisation ist die Konzentration von Nervengewebe in der Kopfregion.
Bilateria haben Körper, die sich aus drei verschiedenen Keimschichten entwickeln, nämlich dem Endoderm, Mesoderm und Ektoderm. Sie werden als triploblastisch bezeichnet. Abgesehen von einigen stark reduzierten Formen haben die Bilateria einen vollständigen Verdauungstrakt mit separatem Mund und Anus. Die meisten Bilateria haben auch eine Art innere Körperhöhle, die Coelom genannt wird.
Die meisten Phyla sind Bilateria mit Ausnahme der Schwämme der Parazoa und der Cnidaria. Die bemerkenswerteste Ausnahme sind die Stachelhäuter, die als erwachsene Tiere radialsymmetrisch sind, als Larven jedoch bilateralsymmetrisch sind.
Radialtiere: Radiata sind radiärsymmetrische Tiere. Das sind die Tiere, die durch eine zentrale Achse mehrfach geteilt werden können, wodurch mehrere Spiegelbilder entstehen. Sie haben ein Oben und ein Unten, aber weder links noch rechts, weder Kopf noch Schwanz. Das beste Beispiel ist der Stamm der Nesseltiere (Cnidaria), zu dem Quallen und Seeanemonen gehören. Die Körper der Nesseltiere entwickeln sich aus zwei verschiedenen Keimschichten, dem Ektoderm und dem Endoderm, daher sind sie diploblastisch.
Unterschied zwischen Bilateria und Radiata
| Radiata | Bilateria |
|---|---|
| Körper radial oder biradial symmetrisch | Körper ist bilateral symmetrisch |
| Manchmal ist bilaterale Symmetrie die Anpassung bei einigen Tieren | Manchmal Radialsymmetrie ist bei manchen Tieren die sekundäre Anpassung |
| Organe sind nicht gut ausgeprägt | Organe sind gut ausgeprägt |
| Mesoderm ist nicht entwickelt, so dass die Tiere der Klasse Radiata von Natur aus diploblastisch sind | Mesoderm ist gut entwickelt, so dass die Tiere der Klasse Bilateria von Natur aus triploblastisch sind |
| Die Coelomhöhle fehlt immer | Das Coelom kann ein Pseudocoelom oder ein echtes Coelom sein oder es kann fehlen |
| Tentakel mit Nematozyten sind vorhanden | Tentakel, wenn haben keine Nematozyten |
| Kammplatten (Bewegungsorgane) sind vorhanden | Kammplatten sind nicht vorhanden |
| Hauptöffnung der Verdauungshöhle ist der Mund | Äußere Öffnungen der Verdauungshöhle sind Mund und Anus |
Theorien zur Erklärung der Entstehung der Bilateria aus den Radiata
Es wird allgemein angenommen, dass die ersten Metazoen radialsymmetrisch waren und sich die bilaterale Symmetrie später aufgrund der Kriechgewohnheit der Tiere entwickelte, die sich von Detritus am Boden ernährten. Die folgenden Theorien unterstützen die Evolution der Bilateria aus Radiata.
Ctenophore-Polyclad-Theorie:
Vorgeschlagen von Kovalevsky und Arnold Lang. Sie betont, dass sich Polykladen aus einem Ctenophoren-ähnlichen Vorfahren entwickelt haben. Moderne Polykladen wie Leptoplana und Notoplana sind marine, freilebende, bodenbewohnende Turbellarien, die zur Ordnung Polycladida oder zum Stamm der Platyhelminthen gehören. Sie kriechen auf dem Boden und ernähren sich mit ihrem Bauchmund von Detritus. Andererseits sind Ctenophoren frei schwimmende Tiere, die sowohl radiale als auch bilaterale Symmetrie, auch biradiale Symmetrie genannt, aufweisen.
Die Ziliarbänder sind radial auf dem Körper angeordnet, während ein Paar Fühler bilateral ist. Ein Ctenophoren-ähnlicher Vorfahre könnte die bilateral symmetrischen Tiere hervorgebracht haben, indem er die Lebensweise des Bodenkriechens übernahm. Einige heute existierende kriechende Ctenophoren sind Ctenoplana und Coeloplana.
Ctenophor-Trochophor-Theorie:
Diese Theorie berücksichtigt die Larvenstadien von Coelenteraten, Ctenophoren, Helminthen und Anneliden und versucht, eine evolutionäre Beziehung zwischen ihnen herzustellen.
Die Planula-Larve der Coelenteraten hat einen länglichen und zylindrischen Körper, der über und über bewimpert ist. Die Cydippid-Larve der Ctenophoren ist ebenfalls eiförmig, hat aber längliche, radial um den Körper angeordnete Zilienbänder. Die Larve von Polycladida hat ebenfalls Zilienbänder an den Schwimmarmen und ein apikales Zilienbüschel an der Vorderseite. Der Mund ist bei dieser Larve ventral und es gibt keinen Anus.
Die Trochophorenlarve der Polychaeta ähnelt der Muller-Larve, da sie Ziliarbänder und apikale Flimmerbüschel sowie einen ventralen Mund hat. Da die Cydippid-Larve der Ctenophoren, die Muller-Larve der Polychaeten und die Trochophoren-Larve der Polychaeten sich in Struktur und Ciliarbändern ähneln, betrachtet diese Theorie die Larven der acoelomaten Bilateria (Plattwürmer) als frühe Stadien der Trochophore.
Planuloid-Acoeloid-Theorie:
Von Ludwig von Graff vorgeschlagen und von Hyman weiterentwickelt. Die Theorie besagt, dass sich die primitiven acoelomaten Bilateria aus einem planuloiden Vorfahren entwickelt haben, der der Planula-Larve der Coelenteraten sehr ähnlich war. Der planuloide Vorfahre muss freilebend, radiärsymmetrisch, bewimpert und mit einem diffusen Nervennetz ausgestattet gewesen sein.
Solche planuloiden Larven müssen sich durch die Bildung von Mund und Archenteron zu einem gastrula-ähnlichen Vorfahren entwickelt und eine bodenkriechende Lebensweise anstelle der freien Schwimmweise der Planula angenommen haben. Die kriechende Lebensweise führte zu einer Verlagerung des Nervensystems nach vorne, und da die Nahrung am Boden verfügbar war, verlagerte sich der vordere Mund auf die ventrale Seite, und der Körper wurde dorso-ventral abgeflacht, wie es bei den heutigen Turbellarien der Fall ist.
- Was sind Bilateria? Nennen Sie Beispiele.
- Geben Sie Beispiele für radiärsymmetrische Tiere.
- Erläutern Sie die Theorien, die die Entstehung der Bilateria aus den Radiata erklären.
- Was ist Symmetrie?
- Wie viele Arten von Symmetrie gibt es bei Tieren?
- Was ist die Symmetrieebene?
- Gib Beispiele für sphärische und bilaterale Symmetrie an?
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