Метамерия (биология) - Википедия - Metamerism (biology)

Дождевые черви - классический пример биологической одноименной метамерии - свойства повторения сегментов тела с отдельными участками.

В биология, метамерия это явление линейного ряда сегменты тела фундаментально похожи по строению, хотя не все такие структуры полностью одинаковы у какой-либо отдельной формы жизни, потому что некоторые из них выполняют особые функции.[1]У животных метамерные сегменты называют сомиты или же метамеры. В растениях их называют метамеры или, более конкретно, фитомеры.

У животных

У животных зоологи определяют метамерию как мезодермальный событие, приводящее к последовательному повторению единичных подразделений эктодерма и мезодерма товары.[1] Эндодерма не участвует в метамерии. Сегментация - это не то же самое понятие, что и метамерия: сегментация может быть ограничена только тканью, происходящей из эктодермы, например, у Cestoda ленточные черви. Метамерия имеет гораздо большее биологическое значение, поскольку приводит к образованию метамеров, также называемых сомитами, которые играют решающую роль в поздних стадиях развития. движение.

Метамеризм можно разделить на две основные категории:

  • гомономная метамерия представляет собой строгую последовательную последовательность метамеров. Его можно сгруппировать еще в две классификации, известные как псевдометамерия и истинная метамерия. Пример псевдометамерия в классе Цестода. Ленточный червь состоит из множества повторяющихся сегментов - в первую очередь для размножения и обмена основных питательных веществ. Каждый сегмент действует независимо от других, поэтому это не считается истинной метамерией. Другой червь, дождевой червь в типе Аннелида, может служить примером истинной метамерии. В каждом сегменте червя можно найти повторение органов и мышечной ткани. Что отличает Аннелид от Цестоды, так это то, что сегменты дождевого червя работают вместе для всего организма. Считается, что сегментация возникла по многим причинам, включая более высокую степень движения. Возьмем, к примеру, дождевого червя: сегментация мышечной ткани позволяет червю двигаться постепенно. Круговые мышцы работают, позволяя сегментам удлиняться один за другим, а продольные мышцы затем работают, чтобы укорачивать удлиненные сегменты. Этот узор продолжается вниз по всей поверхности червя, позволяя ему двигаться по поверхности. Каждому сегменту разрешается работать независимо, но в направлении движения всего червя.[2]
  • гетерономная метамерия это состояние, при котором метамеры сгруппированы вместе для выполнения одинаковых задач. Ярким примером этого является насекомое. голова (5 метамеров), грудная клетка (3 метамера) и брюшная полость (11 метамеров, не все различимы у всех насекомых). Процесс, который приводит к группированию метамеров, называется «тагматизацией», и каждая группировка называется тагма (множественное число: tagmata). У организмов с высоко производными тагматами, таких как насекомые, большая часть метамеризма в тагме может быть тривиально не различима. Его, возможно, придется искать в структурах, которые не обязательно отражают сгруппированную метамерную функцию (например, лестничная нервная система или же сомиты не отражают единое строение грудной клетки).
Сегменты раков демонстрируют метамеризм

Кроме того, животное может быть классифицировано как «псевдометамерное», что означает, что оно имеет четкую внутреннюю метамерию, но не имеет соответствующей внешней метамерии - как видно, например, в Моноплакофора.

Люди и другие хордовые являются яркими примерами организмов, у которых метамеры тесно сгруппированы в тагматы. В хордовых метамеры каждой тагмы слиты до такой степени, что несколько повторяющихся элементов видны непосредственно. Для выявления метамерии в тагматах таких организмов необходимы интенсивные исследования. Примеры обнаруживаемых доказательств рудиментарно метамерные структуры включают жаберные дуги и черепные нервы.

Некоторые схемы рассматривают концепцию метамерии как один из четырех принципов построения человеческого тела, общих для многих животных, наряду с общими принципами. двусторонняя симметрия (или зигоморфизм), пахимеризм (или трубочка ), и стратификация.[3] Более поздние схемы также включают три других концепции: сегментация (задуманная как отличная от метамерии), полярность и эндокринозность.[4]

В растениях

Метамер - это один из нескольких сегментов, которые участвуют в построении стрелять, или в который может быть концептуально (по крайней мере) решена съемка.[5] В метамеристической модели растение состоит из серии «фитонов» или фитомеры, каждый из которых состоит из междоузлия и его верхнего узла с прикрепленной к нему створкой. В качестве Аса Грей (1850) писал:[6]

Ветка, или сам простой стебель, явно представляет собой совокупность одинаковых частей, расположенных одна над другой в непрерывном ряду, развивающихся одна из другой в последовательных поколениях. Каждое из этих сочленений стебля, несущее лист на вершине, является элементом растения; или, как мы его называем, фитон - потенциальное растение, имеющее все органы вегетации, а именно стебель, лист, а в его нисходящем развитии даже корень или его эквивалент. Этот взгляд на состав растения, хотя и не новый, не получил должной оценки. Считаю необходимым для правильного философского понимания растения.

Некоторые растения, особенно травы, демонстрируют достаточно четкую метамерную конструкцию, но и многие других либо не имеют отдельные модули или их присутствие является более спорным.[5] Теорию Фитона критиковали как чрезмерно остроумную академическую концепцию, которая мало связана с реальностью.[7] Имс (1961) пришел к выводу, что «концепции побега как состоящего из ряда структурных единиц были затемнены доминированием теории стебля и листа. Анатомических единиц, подобных этим, не существует: побег является основной единицей».[8] Даже в этом случае другие по-прежнему считают сравнительное исследование по длине метамерного организма фундаментальным аспектом морфология растений.[9]

Метамерные концепции обычно делят вегетативную ось на повторяющиеся единицы по ее длине, но возможны конструкции, основанные на других делениях.[5] В теория модели трубы воспринимает растение (особенно деревья) как состоящее из единичные трубы («метамеры»), каждый из которых поддерживает определенное количество фотосинтетической ткани.[10] Вертикальные метамеры также предполагаются в некоторых пустынных кустарниках, у которых стебель превращен в отдельные полосы. ксилема, каждая из которых имеет непрерывность от корня до побега.[5] Это может позволить растению отслоить большую часть своей системы побегов в ответ на засуху, не повредив при этом оставшуюся часть.

В сосудистые растения, система побегов принципиально отличается от корневой системы тем, что первая имеет метамерное строение (повторяющиеся единицы органов; стебель, лист и соцветие), а вторая - нет. Эмбрион растения представляет собой первый метамер побега в сперматофиты или семенные растения.

Считается, что растения (особенно деревья) имеют «модульную конструкцию». модуль будучи осью, на которой осуществляется вся последовательность воздушной дифференциации от зарождения меристемы до начала сексуальности (например, развития цветка или шишки), которая завершает ее развитие.[5] Эти модули считаются развивающими, не обязательно структурными.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Шулл, Франклин; Джордж Роджер Лару; Александр Грант Рутвен (1920). Принципы биологии животных. Книжная компания McGraw-Hill. п. 108.
  2. ^ Чандра, доктор Гириш. «Метамерия». http://www.iaszoology.com/metamerism/
  3. ^ ДиДио, Л.Дж.А. Краткое содержание анатомии. Сент-Луис, К. В. Мосби, 1970.
  4. ^ ДиДио, Л.Дж.А. (1989). Анатомо-хирургическая сегментация как принцип построения человеческого тела и его клиническое применение. Анат. Anz. (Дополнение) 164: 737–743.
  5. ^ а б c d е Уайт Дж. 1979. Растение как метапопуляция. Ежегодный обзор экологии и систематики 10: 109–145.
  6. ^ Грей А. 1850. О составе растений по фитонам и некоторых применениях филлотаксиса. Труды Американской ассоциации содействия развитию науки 2: 438–444.
  7. ^ Арбер, А. 1930. Корни и побеги у покрытосеменных растений: исследование морфологических категорий. Новый фитолог 29 (5): 297–315.
  8. ^ Имс, А.Дж. Чутья, 1961. Морфология покрытосеменных. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.
  9. ^ Каплан, Д. 2001. Наука о морфологии растений: определение, история и роль в современной биологии. Американский журнал ботаники 88 (10): 1711–1741.
  10. ^ Шинозаки И., Йода К. Ходзуми К. и Кира Т. 1964. Количественный анализ формы растений - теория модели трубы. I. основные анализы. Японский экологический журнал 14: 97–105.