Symmetria Johdanto
Rungon osien asettumista tasapainoiseen geometriseen kuvioon, joka on jaettavissa yhtä suuriin osiin jakotasojen avulla, kutsutaan symmetriaksi. Ajatus symmetriasta on peräisin pääasiassa Ernst Haeckeliltä.
Eläimen sanotaan olevan symmetrinen vain silloin, kun sen keskipisteen kautta kulkeva taso jakaa sen samanlaisiin puolikkaisiin. Kun eläintä ei voi jakaa samanlaisiin puolikkaisiin, sen sanotaan olevan epäsymmetrinen.
Asymmetrisilla eläimillä, kuten ameeboilla tai sienillä, on epäsäännölliset ruumiinmuodot eikä niillä näin ollen ole symmetriaa, mutta korkeammilla metazoalaisilla eläimillä on jonkinlaista symmetriaa, joka on riippuvainen niiden elintavoista ja elinympäristöistä, jotka tasapainottavat niiden toimintaa. Kaikki eläimet ovat joko symmetrisiä tai epäsymmetrisiä. Akseli on kehon keskipisteen kautta kulkeva kuvitteellinen viiva. Akselin jompaa kumpaa päätä kutsutaan navaksi. Kullakin akselilla on siis kaksi napaa. Symmetriataso on suora linja, joka jakaa eläimen kahteen yhtä suureen puolikkaaseen.
Symmetriatyypit
1. Pallomainen symmetria: Sitä esiintyy eläimissä, joiden keho on pallomainen ja kaikki kehon keskipisteen kautta kulkevat tasot leikkaavat eläimen yhtä suuriin puolikkaisiin. Tämä symmetriatyyppi soveltuu rullaavaan liikkeeseen, vedessä kellumiseen tai istumatyöhön, jolloin ravintoa on saatavilla kaikkiin suuntiin. Kehon elimet, kuten värekarvat tai lonkerot, sijaitsevat ympäri kehoa säteittäisesti. Esimerkiksi Volvox, Actinophrys (Heliozoa) ja Thalassicola (Radiolaria)
2. Radiaalinen symmetria: Tämä symmetriatyyppi esiintyy Coelenterateissa ja piikkinahkaisissa, joissa ruumiinosat ovat järjestäytyneet ruumiin pitkittäisen pääakselin suuntaisesti. Se soveltuu parhaiten sessiiliin olemassaoloon, jossa ravinto on planktista ja sitä on saatavilla runsaasti kaikkiin suuntiin. Ruokaa pyydystävät elimet on siis sijoitettu säteittäisesti, eikä eläimen tarvitse liikkua ruokaa etsiessään. Jotkut piikkinahkaiset, kuten tähtikalat, ovat luopuneet sessiilisesta olemassaolostaan ryhtyäkseen metsästäjiksi tavoittelemaan suurempaa saalista, mutta eivät kuitenkaan esi-isiensä säteittäistä symmetriaa.
3. Biradiaalinen symmetria: Biradiaalinen symmetria on sekoitus bilateraalista ja radiaalista symmetriaa. Tätä esiintyy Ctenophores-eläimissä, jotka eivät ole istuvia vaan kelluvia eläimiä ja joissa on kahden- ja säteittäisen symmetrian sekoitus. Pleurobrachian kaltaisilla eläimillä on soikea runko, jossa kahdeksan kampalevyä on säteittäisesti järjestetty nauhojen tapaan, ja niitä käytetään uintiin, kun taas suu, peräaukon huokoset ja staattikystat on sijoitettu anterio-posterior-akselille.
Neillä on myös pari sisäänvedettävää lonkeroa, jotka kantavat kolloblasteja, jotka erittävät tahmeaa ainetta, joka auttaa pyydystämään planktonista ravintoa, jolla ne syövät. Lonkerot osoittavat bilateraalista symmetriaa, kun taas kampalevyt osoittavat radiaalista symmetriaa, ja eläin hyödyntää molempia symmetrioita ravinnonpyynnissä ja aktiivisessa uinnissa.
4. Bilateraalinen symmetria: Se soveltuu parhaiten eläimille, jotka liikkuvat tiettyyn suuntaan, minkä vuoksi aistielimet ja hermosto keskittyvät etupuolelle ja liikuntaelimet parittaistuvat kehon tasapainoisen etenemisen varmistamiseksi.
Pituussuuntaisen akselin kautta kulkeva yksittäinen viiva jakaa ruumiin kahteen yhtä suureen puolikkaaseen siten, että toinen puolikas on toisen peilikuva. Lattamadot olivat ensimmäiset kaksipuolisesti symmetriset eläimet, ja muut korkeammat ryhmät, kuten annelidat, niveljalkaiset, eräät nilviäiset ja niveljalkaiset, ovat kaikki kaksipuolisesti symmetrisiä.
Bilateria ja Radiata
Eumetazoa on Hatschekin mukaan jaettu kahteen ryhmään. Nämä kaksi ryhmää Radiata ja Bilateria jaetaan sen mukaan, millainen symmetria niillä on. Radiata käsittää Coelenteratat ja Ctenophorat ja Bilateria käsittää kaikki phylat Helmintteistä chordateihin.
Bilateria eläimet: Bilateriat ovat kahdensuuntaisesti symmetrisiä eläimiä. Nämä ovat eläimiä, joita voidaan leikata vain yhdessä tasossa yhden peilikuvan luomiseksi. Niillä on ylä- (dorsaalinen), ala- (ventraalinen), pää (anteriorinen), häntä (posteriorinen), oikea ja vasen puoli. Cephalisaatio on toinen tärkeä piirre bilateriaaneilla. Kefalisaatio tarkoittaa hermokudoksen keskittymistä pään alueelle.
Bilateriaeilla on kehot, jotka kehittyvät kolmesta eri itukerroksesta, nimittäin endodermiasta, mesodermiasta ja ektodermistä. Niitä kutsutaan triploblastisiksi. Muutamaa erittäin pelkistynyttä muotoa lukuun ottamatta bilateriaaneilla on täydellinen ruoansulatuskanava, jossa on erillinen suu ja peräaukko. Useimmilla Bilaterioilla on myös eräänlainen sisäinen ruumiinontelo, jota kutsutaan koteloksi.
Vähäisimpiä heimoja ovat bilateria, poikkeuksena Parazoaan kuuluvia sieniä (Sponges of Parazoa) ja Nilviäisiä. Merkittävin poikkeus on myös piikkinahkaiset, jotka ovat aikuisina sädesymmetrisiä, mutta toukkina bilateraalisymmetrisiä.
Radiaalisymmetriset eläimet: Säde-eläimet ovat säteittäissymmetrisiä eläimiä. Nämä ovat eläimiä, jotka voidaan jakaa useita kertoja keskiakselin kautta, jolloin syntyy useita peilikuvia. Niillä on ylä- ja alapuoli, mutta ei vasenta eikä oikeaa, ei päätä eikä häntää. Paras esimerkki on Cnidaria-heimo, johon kuuluvat meduusat ja merianemonit. Sädekehillä on kehot, jotka kehittyvät kahdesta eri itukerroksesta, joita kutsutaan ektodermiksi ja endodermiksi, joten ne ovat diploblastisia.
Ero Bilaterian ja Radiatan välillä
| Radiata | Bilateria |
|---|---|
| Runko radiaalisesti tai biradiaalisesti symmetrinen | Runko on bilateraalisesti symmetrinen |
| Joskus bilateraalinen symmetria on sopeutuminen joillakin eläimillä | Joskus… säteittäinen symmetria on toissijainen sopeutuminen joillakin eläimillä |
| Elinjärjestelmät eivät ole hyvin merkityt | Elinjärjestelmät ovat hyvin merkityt |
| Mesodermi on ei ole kehittynyt, joten radiata-luokan eläimet ovat luonteeltaan diploblastisia | Mesodermi on hyvin kehittynyt, joten bilateria-luokan eläimet ovat luonteeltaan triploblastisia |
| Kammilevyt (liikkuvat elimet) ovat läsnä | Kammilevyt puuttuvat |
| Ruuansulatusontelon pääasiallinen ulkoinen aukko on suu | Ruuansulatusontelon ulkoiset aukot ovat suu ja peräaukko |
Teorioita, jotka selittävät Bilateria-heimon syntyä Radiata-heimosta
Yleisesti uskotaan, että ensimmäiset metazoanit olivat säteittäissymmetrisiä ja että bilateraalinen symmetria kehittyi vasta myöhemmin eläimistä saadun hiipimistavan takia, jolla ne saivat ravinnokseen pohjassa olevaa detritusta. Seuraavassa on esitetty teorioita, jotka tukevat Bilateria-heimon kehittymistä Radiatasta.
Ctenophore-polyclad-teoria:
Kovalevskin ja Arnold Langin esittämä. Se korostaa, että polyklaavit ovat kehittyneet ctenoforan kaltaisesta esi-isästä. Nykyaikaiset polykladit, kuten Leptoplana ja Notoplana, ovat merellisiä, vapaasti eläviä, pohjaeläimiä, jotka kuuluvat järjestykseen Polycladida tai Phylum Platyhelminthes. Ne ryömivät pohjalla ja käyttävät vatsanpuoleista suutaan detrituksen ravinnokseen. Ktenoforat taas ovat vapaasti kelluvia eläimiä, joilla on sekä säteittäinen että kahdenvälinen symmetria eli biradiaalinen symmetria.
Sädekehäkaistaleet sijoittuvat kehoon säteittäisesti, kun taas antennipari on molemminpuolinen. Ktenofoorin kaltainen esi-isä on voinut synnyttää bilateraalisesti symmetriset eläimet omaksumalla pohjalla ryömimisen elämäntavan. Joitakin nykyisin esiintyviä ryömiviä ctenoforia ovat Ctenoplana ja Coeloplana.
Ctenofora-trokoforateoria:
Tässä teoriassa otetaan huomioon Coelenterates-, Ctenophores-, Helminthes- ja Annelides-heimojen toukkavaiheet ja pyritään luomaan evolutiivisia suhteita niiden välille.
Celenterates-heimojen toukkavaiheessa on pitkulainen ja sylinterimäinen ruumis, joka on kauttaaltaan säikeinen. Ctenoforien Cydippid-toukka on myös muodoltaan soikea, mutta siinä on pituussuuntaisia sädekehäkaistaleita, jotka on sijoitettu säteittäisesti kehon ympärille. Polycladida-suvun Mullerin toukalla on myös sädekehäkaistaleet uintivarsissa ja apikaalinen sädekehätupsu etupuolella. Suu on tällä toukalla ventraalisesti, eikä peräaukkoa ole.
Polychaeta-suvun trokforan toukka muistuttaa Mullerin toukkaa siinä, että sillä on sädekehäkaistaleet ja apikaalinen tuppo värekarvoja sekä ventraalinen suu. Koska ctenofoorin Cydippid-toukka, polykeettojen Mullerin toukka ja polykeettojen trokofooritoukka muistuttavat kaikki toisiaan rakenteeltaan ja sädekehäkaistaleiltaan, tässä teoriassa pidetään akoelomaattisten bilaterioiden (litteiden matojen) toukkia trokofoorin varhaisvaiheina.
Planuloidi-Acoeloidi teoria:
Ludwig von Graffin ehdottama ja Hymanin kehittämä. Teorian mukaan alkeelliset akoelomaattiset bilateriat kehittyivät jostakin planuloidisesta esi-isästä, joka oli hyvin samankaltainen kuin coelenterattien planulaarinen toukka. Planuloidisen esi-isän on täytynyt olla vapaasti elävä, säteittäisesti symmetrinen, säikeistetty ja sillä on täytynyt olla hajanainen hermoverkko.
Tällaisten planuloidisten toukkien on täytynyt kehittyä gastrulaattisen esi-isän kaltaisiksi muodostamalla suu ja arkkenteron ja omaksua pohjaan ryömivä elintapa planulan vapaan uintitavan sijasta. Hiipivä tapa aiheutti hermoston kefalisaation etupuolelle, ja koska ravintoa oli saatavilla pohjassa, etusuu siirtyi ventraalipuolelle ja vartalosta tuli dorso-ventraalisesti litistynyt, kuten nykyisillä turbellarialaisilla Helminthes-heimoilla.
- Mitä ovat bilateria? Anna esimerkkejä.
- Anna esimerkkejä sädesymmetrisistä eläimistä.
- Selitä teorioita, jotka selittävät Bilaterian alkuperän Radiatasta.
- Mitä on symmetria?
- Minkälaisia symmetriatyyppejä voidaan tunnistaa eläimissä?
- Mitä on symmetriataso?
- Anna esimerkkejä pallosymmetriasta ja kahdenvälisestä symmetriasta?
– Jaa ystäviesi kanssa! –