29.1: Chordates

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza sifa za kutofautisha za chordates
• Kutambua tabia inayotokana ya craniates kwamba seti yao mbali na chordates nyingine
• Eleza hatima ya maendeleo ya notochord katika vertebrates

Wenye uti wa mgongo ni wanachama wa ufalme Animalia na phylum Chordata (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Kumbuka kwamba wanyama ambao wana ulinganifu wa nchi mbili wanaweza kugawanywa katika makundi mawili-protostomes na deuterostomes-kulingana na mifumo yao ya maendeleo ya kiinitete. Deuterostomes, ambaye jina lake hutafsiriwa kama “kinywa cha pili,” linajumuisha phyla mbili: Chordata na Echinodermata. Echinoderms ni wanyama wa baharini wasio na uti wa mgongo ambao wana ulinganifu wa pentaradial na kifuniko cha mwili wa spiny, kundi linalojumuisha nyota za bahari, urchins za bahari, na matango ya bahari. Wanachama wengi wanaojulikana na wa kawaida wa Chordata ni wenye uti wa mgongo, lakini phylum hii pia inajumuisha makundi mawili ya chordates ya invertebrate.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Chordates zote ni deuterostomes zilizo na notochord.

Tabia ya Chordata

Wanyama katika phylum Chordata hushiriki vipengele vinne muhimu vinavyoonekana wakati fulani wakati wa maendeleo yao: notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya haja kubwa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Katika makundi mengine, baadhi ya haya yanapo tu wakati wa maendeleo ya embryonic.

Chordates ni jina la notochord, ambayo ni muundo rahisi, fimbo umbo ambayo hupatikana katika hatua ya embryonic ya chordates wote na katika hatua ya watu wazima wa aina fulani chordate. Iko kati ya tube ya utumbo na kamba ya ujasiri, na hutoa msaada wa mifupa kupitia urefu wa mwili. Katika chordates fulani, notochord hufanya kama msaada wa msingi wa axial wa mwili katika maisha yote ya mnyama. Katika vimelea, notochord iko wakati wa maendeleo ya embryonic, wakati huo inasababisha maendeleo ya tube ya neural na hutumika kama msaada wa mwili unaoendelea wa embryonic. Notochord, hata hivyo, haipatikani katika hatua ya baada ya kuzaa ya vimelea; kwa hatua hii, imebadilishwa na safu ya vertebral (yaani, mgongo).

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika chordates, vipengele vinne vya kawaida vinaonekana wakati fulani wakati wa maendeleo: notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya mimba.

Ni ipi kati ya kauli zifuatazo kuhusu vipengele vya kawaida vya chordates ni kweli?

1. Kamba ya ujasiri wa mashimo ya dorsal ni sehemu ya mfumo mkuu wa neva wa chordate.
2. Katika samaki ya vertebrate, slits ya pharyngeal kuwa gills.
3. Binadamu si chordates kwa sababu binadamu hawana mkia.
4. Wenye uti wa mgongo hawana notochord wakati wowote katika maendeleo yao; badala yake, wana safu ya vertebral.

Kamba ya ujasiri ya mashimo ya dorsal inatokana na ectoderm ambayo huingia kwenye tube ya mashimo wakati wa maendeleo. Katika chordates, iko iko dorsal kwa notochord. Kwa upande mwingine, wanyama wengine wa phyla wana sifa za kamba za ujasiri ambazo ziko ama ventrally au baadaye. Kamba ya ujasiri iliyopatikana katika majani mengi ya chordate yanaendelea ndani ya ubongo na kamba ya mgongo, ambayo hutunga mfumo mkuu wa neva.

Slits ya pharyngeal ni fursa katika pharynx (kanda tu baada ya kinywa) ambayo hupanua kwenye mazingira ya nje. Katika viumbe vinavyoishi katika mazingira ya majini, slits ya pharyngeal inaruhusu kuondoka kwa maji ambayo huingia kinywa wakati wa kulisha. Baadhi ya chordates invertebrate hutumia slits ya pharyngeal kuchuja chakula nje ya maji ambayo huingia kinywa. Katika samaki ya vertebrate, slits ya pharyngeal hubadilishwa kuwa misaada ya gill, na katika samaki ya taya, kwenye msaada wa taya. Katika tetrapods, slits hubadilishwa kuwa vipengele vya sikio na tonsils. Tetrapod halisi inamaanisha “miguu minne,” ambayo inahusu historia ya phylogenetic ya makundi mbalimbali ambayo yalibadilika ipasavyo, ingawa baadhi sasa wana jozi mbili za appendages za kutembea. Tetrapods ni pamoja na amfibia, reptilia, ndege, na mamalia.

Mkia wa baada ya anal ni upungufu wa nyuma wa mwili, unaoenea zaidi ya anus. Mkia huu una vipengele vya mifupa na misuli, ambayo hutoa chanzo cha locomotion katika aina za majini, kama vile samaki. Katika vimelea vingine vya dunia, mkia pia husaidia kwa usawa, kupigana, na kuashiria wakati hatari iko karibu. Kwa wanadamu, mkia wa baada ya anal ni vestigial, yaani, kupunguzwa kwa ukubwa na usio na kazi.

Unganisha na Kujifunza

Bonyeza kwa video kujadili mageuzi ya chordates na sifa tano kwamba kushiriki.

Chordates na Mageuzi ya Vimelea

Chordata pia ina vifungo viwili vya invertebrates: Urochordata na Cephalochordata. Wanachama wa makundi haya pia wana sifa nne tofauti za chordates wakati fulani wakati wa maendeleo yao.

Urochordata

Wanachama wa Urochordata pia wanajulikana kama tunicates (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Jina tunicate linatokana na vifaa vya kabohaidreti kama cellulose, inayoitwa kanzu, ambayo inashughulikia mwili wa nje wa tunicates. Ingawa tunicates ya watu wazima huwekwa kama chordates, hawana notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, au mkia wa baada ya anal, ingawa wana slits ya pharyngeal. Fomu ya larval, hata hivyo, ina miundo yote minne. Tunicates nyingi ni hermaphrodites. Mabuu ya tunicate hutengana na mayai ndani ya mwili wa watu wazima tunicate. Baada ya kukataa, mabuu ya tunicate huogelea kwa siku chache mpaka hupata uso unaofaa ambao unaweza kushikamana, kwa kawaida katika eneo la giza au kivuli. Kisha huunganisha kupitia kichwa kwenye uso na hupata metamorphosis katika fomu ya watu wazima, ambapo hatua ya notochord, kamba ya ujasiri, na mkia hupotea.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): (a) Picha hii inaonyesha koloni ya tunicate Botrylloides violaceus. (b) Hatua ya mabuu ya tunicate ina sifa zote za chordates: notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya anal. (c) Katika hatua ya watu wazima, notochord, kamba ya ujasiri, na mkia hupotea. (mikopo: muundo wa kazi na Dann Blackwood, USGS)

Tunicates wengi wanaishi kuwepo kwa sessile kwenye sakafu ya bahari na ni kusimamishwa feeders. Vyakula vya msingi vya tunicates ni planktoni na detritus. Maji ya bahari huingia mwili wa tunicate kupitia siphon yake isiyo ya kawaida. Nyenzo zilizosimamishwa zinachujwa nje ya maji haya na wavu wa mucous (slits ya pharyngeal) na hupitishwa ndani ya tumbo kupitia hatua ya cilia. Anus huingia ndani ya siphon ya nje, ambayo hufukuza taka na maji. Tunicates hupatikana katika maji ya bahari ya kina duniani kote.

Cephalochor data

Wanachama wa Cephalochordata wana notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya anal katika hatua ya watu wazima (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Notochord inaendelea ndani ya kichwa, ambayo inatoa subphylum jina lake. Wanachama wa mwisho wa subphylum hii ni pamoja na Pikaia, ambayo ni cephalochordate ya zamani zaidi inayojulikana. Fossils za Pikaia zilirejeshwa kutoka shales za Burgess za Kanada na zimeandikwa katikati ya umri wa Cambrian, na kuwafanya zaidi ya miaka milioni 500.

Wanachama waliopo wa Cephalochordata ni lancelets, jina lake kwa sura yao kama blade. Lancelets ni sentimita chache tu kwa muda mrefu na kwa kawaida hupatikana kuzikwa mchanga chini ya bahari ya joto kali na ya kitropiki. Kama tunicates, wao ni kusimamishwa feeders.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Lancelet, kama cephalochordates zote, ina kichwa. Lancelets ya watu wazima huhifadhi vipengele vinne muhimu vya chordates: notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya mimba. Maji kutoka kinywa huingia kwenye slits ya pharyngeal, ambayo huchuja chembe za chakula. Maji yaliyochujwa kisha hukusanya kwenye atrium na hutoka kupitia atriopore.

Craniata na Vertebrata

Crani ni muundo wa bony, cartilaginous, au fibrous unaozunguka ubongo, taya, na mifupa ya uso (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Wanyama wengi wa bilaterally ulinganifu wana kichwa; kati ya hizi, wale walio na crani hutunga clade Craniata. Craniata inajumuisha hagfishes (Myxini), ambazo zina fuvu lakini hazina uti wa mgongo, na viumbe vyote vinavyoitwa “wenye uti wa mgongo.”

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Craniata, ikiwa ni pamoja na samaki hii (Dunkleosteus sp.), ina sifa ya kuwepo kwa fuvu, mandible, na mifupa mengine ya uso. (mikopo: “Steveoc 86" /Wikimedia Commons)

Wenye uti wa mgongo ni wanachama wa vertebrata ya clade. Wenye uti wa mgongo huonyesha vipengele vinne vya tabia za chordates; hata hivyo, wanachama wa kundi hili pia hushiriki sifa zinazotokana ambazo zinawatofautisha na chordates za uti wa mgongo. Vertebrata ni jina la safu ya vertebral, linajumuisha vertebrae, mfululizo wa mifupa tofauti iliyounganishwa pamoja kama uti wa mgongo (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Katika vimelea vya watu wazima, safu ya vertebral inachukua nafasi ya notochord, ambayo inaonekana tu katika hatua ya embryonic.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Vertebrata ina sifa ya kuwepo kwa mgongo, kama ile inayoendesha katikati ya samaki hii. Wenye uti wa mgongo wote wako katika konde la Craniata na wana fuvu. (mikopo: Ernest V. zaidi; kuchukuliwa katika Smithsonian Makumbusho ya Historia ya Asili, Washington, D.C.)

Kulingana na uchambuzi wa Masi, vimelea vinaonekana kuwa karibu zaidi kuhusiana na lancelets (cephalochordates) kuliko tunicates (urochordates) kati ya chordates invertebrate. Ushahidi huu unaonyesha kwamba cephalochordates waliondoka kutoka Urochordata na wauti hatimaye waliamua kutoka cephalochordates. Nadharia hii inaungwa mkono zaidi na ugunduzi wa kisukuku nchini China kutoka kwa jenasi Haikouella. Kiumbe hiki kinaonekana kuwa aina ya kati kati ya cephalochordates na vimelea. Fossils za Haikouella zina umri wa miaka milioni 530 na zinaonekana sawa na lancelets za kisasa. Viumbe hawa walikuwa na ubongo na macho, kama vile wenye uti wa mgongo, lakini wanakosa fuvu lililopatikana katika craniates. ¹ Ushahidi huu unaonyesha kwamba vimelea viliondoka wakati wa mlipuko wa Cambrian. Kumbuka kwamba “mlipuko wa Kambrian” ni jina lililopewa muda mfupi wakati wa kipindi cha Kambrian wakati ambapo vikundi vingi vya wanyama vilionekana na kwa haraka. Phyla ya kisasa zaidi ya wanyama ilitokea wakati wa mlipuko wa Cambrian.

Wenye uti wa mgongo ni kundi kubwa la chordates, likiwa na spishi zaidi ya 62,000 hai. Vimelea ni makundi kulingana na sifa za anatomical na kisaikolojia. Zaidi ya moja ya uainishaji na kumtaja mpango hutumiwa kwa wanyama hawa. Hapa tutazingatia makundi ya jadi Agnatha, Chondrichthyes, Osteichthyes, Amphibia, Reptilia, Aves, na Mammalia, ambayo hufanya madarasa katika vertebrata ya subphylum. Waandishi wengi wa kisasa huweka ndege ndani ya Reptilia, ambayo inaonyesha kwa usahihi urithi wao wa mabadiliko. Tunawaona tofauti tu kwa urahisi. Zaidi ya hayo, tutazingatia hagfishes na lampreys pamoja kama samaki wasio na taya, agnathans, ingawa mipango ya uainishaji inayojitokeza huwatenganisha kuwa samaki wasio na taya (hagfishes) na samaki wasio na taya (lampreys).

Wanyama ambao wana taya hujulikana kama gnathostomes, maana yake ni “mdomo wa taya.” Gnathostomes ni pamoja na samaki na tetrapod—amfibia, reptilia, ndege, na mamalia. Tetrapods inaweza kugawanywa zaidi katika makundi mawili: amfibia na amniotes. Amniotes ni wanyama ambao mayai yao yanatumiwa kwa ajili ya kuishi duniani, na kundi hili linajumuisha mamalia, reptilia, na ndege. Majusi ya amniotic, yanayotokana na yai ya nje au yai iliyobeba na mwanamke, hutolewa na mazingira ya kubakiza maji na yanalindwa na membrane ya amniotic.

Muhtasari

Makala ya tabia ya Chordata ni notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya anal. Chordata ina makundi mawili ya uti wa mgongo: Urochordata (tunicates) na Cephalochordata (lancelets), pamoja na wenye uti wa mgongo katika Vertebrata. Tunicates wengi wanaishi kwenye sakafu ya bahari na ni kusimamishwa feeders. Lancelets ni feeders kusimamishwa kwamba kulisha phytoplankton na microorganisms nyingine. Vertebrata ni jina la safu ya vertebral, ambayo ni kipengele cha karibu wanachama wote wa clade hii.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Ni ipi kati ya kauli zifuatazo kuhusu sifa za kawaida za chordates ni kweli?

1. Kamba ya ujasiri wa mashimo ya dorsal ni sehemu ya mfumo mkuu wa neva wa chordate.
2. Katika samaki ya vertebrate, slits ya pharyngeal kuwa gills.
3. Binadamu si chordates kwa sababu binadamu hawana mkia.
4. Wenye uti wa mgongo hawana notochord wakati wowote katika maendeleo yao; badala yake, wana safu ya vertebral.

Jibu

A

maelezo ya chini

1. 1 Chen, J. Y., Huang, D. Y., na Li, C. W., “Mapema Cambrian craniate-kama chordate,” Nature 402 (1999): 518—522, doi:10.1038/990080.

faharasa

Cephalochor data

chordate clade ambao wanachama wana notochord, dorsal mashimo ujasiri kamba, slits pharyngeal, na baada ya anal mkia katika hatua ya watu wazima

Chordata

phylum ya wanyama wanaojulikana kwa milki yao ya notochord, kamba ya ujasiri wa mashimo, slits ya pharyngeal, na mkia wa baada ya mimba wakati fulani wakati wa maendeleo yao

Craniata

clade linajumuisha chordates ambazo zina crani; inajumuisha Vertebrata pamoja na hagfishes

fuvu

bony, cartilaginous, au fibrous muundo unaozunguka ubongo, taya, na mifupa ya uso

uti wa mgongo wa ujasiri wa mashimo

mashimo, muundo tubular inayotokana na ectoderm, ambayo iko uti wa mgongo kwa notochord katika chordates

lancelet

mwanachama wa Cephalochordata; jina lake kwa sura yake blade-kama

notochord

muundo wa msaada wa fimbo, unaopatikana katika hatua ya embryonic ya chordates zote na katika hatua ya watu wazima ya chordates fulani

pharyngeal watakata

kufungua katika pharynx

mkia baada ya anal

misuli, upungufu wa nyuma wa mwili unaoenea zaidi ya anus katika chordates

tetrapod

kumbukumbu ya phylogenetic kwa kiumbe kilicho na historia ya mageuzi ya miguu minne; inajumuisha amphibians, reptilia, ndege, na wanyama

tunicate

sessile chordate kwamba ni mwanachama wa Urochordata

Urochordata

clade linajumuisha tunicates

safu ya vertebral

mfululizo wa mifupa tofauti alijiunga pamoja kama uti wa mgongo

Vertebrata

wanachama wa phylum Chordata kwamba wamiliki uti wa mgongo