Цефализация - это эволюционная тенденция, при которой на протяжении многих поколений рот, органы чувств и нервные ганглии концентрируются на переднем конце животного , образуя область головы . Это связано с движением и двусторонней симметрией , так что у животного есть определенная голова. Это привело к формированию очень сложного мозга у трех групп животных, а именно у членистоногих , головоногих моллюсков и позвоночных .
Животные без двусторонней симметрии [ править ]
Книдарии , такие как радиально-симметричные Hydrozoa , демонстрируют некоторую степень цефализации. У Anthomedusae есть головной конец с их ртом, светочувствительными клетками и скоплением нервных клеток. [1]
Bilateria [ править ]
Цефализация - характерная черта Bilateria , большой группы, содержащей большинство типов животных. [2] Они обладают способностью двигаться, используя мускулы и строение тела с передней частью, которая сначала встречает раздражители, когда животное движется вперед, и, соответственно, эволюционировала, чтобы содержать многие органы чувств тела, способные обнаруживать свет, химические вещества. , и часто звук. Часто существует также совокупность нервных клеток, способных обрабатывать информацию от этих органов чувств, образуя мозг в нескольких типах и один или несколько ганглиев в других. [3]
Акоэла [ править ]
Бескишечные турбеллярии являются базальными билатериями, частью Xenacoelomorpha . Это маленькие и простые животные, у которых на головном конце нервных клеток немного больше, чем где-либо еще, и они не образуют отчетливый и компактный мозг. Это представляет собой раннюю стадию цефализации. [4]
Плоские черви [ править ]
В Плоские черви (плоские черви) имеют более сложную нервную систему , чем бескишечные турбеллярии и слегка cephalized, например , имеющий глазковая пятнистость выше мозга, вблизи переднего конца. [4]
Сложные активные тела [ править ]
Философ Майкл Трестман отметил, что три типа билатерианских, а именно членистоногие, моллюски в форме головоногих и хордовые, отличались наличием «сложных активных тел», чего не было у акоэлов и плоских червей. Любое такое животное, будь то хищник или жертва, должно знать о своей среде, чтобы поймать свою добычу или уклониться от хищников. Именно эти группы наиболее цефализованы. [5] [6] Эти группы, однако, не имеют близкого родства: фактически, они представляют собой широко разделенные ветви Bilateria, как показано на филогенетическом дереве ; их родословная разделилась сотни миллионов лет назад. Другие (менее цефализованные) типы для ясности не показаны. [7] [8] [9]
| Planulozoa |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 680 млн лет назад |
Членистоногие [ править ]
У членистоногих цефализация прогрессировала с увеличением включения сегментов туловища в область головы. Это было выгодно, потому что позволило разработать более эффективные части рта для захвата и обработки пищи. Насекомые сильно цефализованы, их мозг состоит из трех сросшихся ганглиев, прикрепленных к вентральному нервному тяжу, который, в свою очередь, имеет по паре ганглиев в каждом сегменте грудной клетки и брюшной полости. Голова насекомого представляет собой сложную структуру, состоящую из нескольких сегментов, жестко соединенных вместе, и снабженную как простыми, так и сложными глазами , а также множеством придатков, включая сенсорные антенны и сложные ротовые органы (верхние и нижние челюсти). [4]
Головоногие моллюски [ править ]
Головоногие моллюски, в том числе осьминоги , кальмары , каракатицы и наутилусы, являются наиболее умными и высоко цефализованными беспозвоночными с хорошо развитыми чувствами, включая развитые глаза «камеры» и большой мозг. [10] [11]
Позвоночные [ править ]
Цефализация позвоночных , группа, в которую входят млекопитающие , птицы и рыбы , широко изучалась. [4] Головы позвоночных представляют собой сложные структуры с отдельными органами чувств; большой, многодолевой мозг; челюсти, часто с зубами; и язык. Цефалохордовые, такие как Branchiostoma (ланцетник, небольшое рыбоподобное животное с очень небольшой цефализацией), тесно связаны с позвоночными, но не имеют этих структур. В 1980-х годах новая гипотеза головы предполагала, что голова позвоночных является эволюционной новинкой, возникшей в результате появления нервного гребня и краниальных плакод.(утолщенные участки эктодермы ). [12] [13] Однако, в 2014 году, переходная Личинка была обнаружена ткань ланцетника , чтобы быть практически неотличимы от нервного гребня -derived хряща , который образует позвоночный череп , предполагая , что сохранение этой ткани и расширения во все пространство головы может быть жизнеспособным эволюционным путем к формированию головы позвоночных. [14] У продвинутых позвоночных мозг становится все более и более сложным . [4]
См. Также [ править ]
- Ноогенезис
- Органогенез
- Филогенетика
Ссылки [ править ]
- ^ Саттерли, Ричард (февраль 2017 г.). «Книдарианская нейробиология». В Бирне, Джон Х (ред.). Оксфордский справочник нейробиологии беспозвоночных . 1 . Издательство Оксфордского университета. С. 184–218. DOI : 10.1093 / oxfordhb / 9780190456757.013.7 . ISBN 9780190456757.
Глазки, расположенные у основания множества щупалец, представляют собой один вход для B-системы, тогда как нейроны O-системы являются непосредственно светочувствительными. Многие гидромедузы имеют глазки разного уровня сложности (Singla, 1974). Кроме того, другие краевые сенсорные структуры, связанные с наружным нервным кольцом, включают статоцисты (Singla, 1975) и механорецепторы, такие как тактильные гребни Aglantha, которые расположены у оснований щупалец и могут активировать схему бегового плавания (Arkett & Mackie, 1988; Mackie, 2004b).
- ^ «Тенденции эволюции» . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 10 января 2019 .
- ^ Бруска, Ричард С. (2016). Введение в Bilateria и Phylum Xenacoelomorpha | Триплобластика и двусторонняя симметрия открывают новые возможности для облучения животных (PDF) . Беспозвоночные . Sinauer Associates. С. 345–372. ISBN 978-1605353753.
- ^ a b c d e abej, Нельсон (2013). Расцвет животного мира и эпигенетические механизмы эволюции . Построение самой сложной структуры на Земле: эпигенетический рассказ о развитии и эволюции животных . Эльзевир. С. 239–298. ISBN 978-0-12-401667-5.
- ^ Трестман, Майкл (апрель 2013 г.). «Кембрийский взрыв и истоки воплощенного познания» (PDF) . Биологическая теория . 8 (1): 80–92. DOI : 10.1007 / s13752-013-0102-6 . S2CID 84629416 .
- ^ Годфри-Смит, Питер (2017). Другие умы: осьминог и эволюция разумной жизни . Издательство HarperCollins. п. 38. ISBN 978-0-00-822628-2.
- ^ Петерсон, Кевин Дж .; Cotton, James A .; Гелинг, Джеймс Дж .; Пизани, Давиде (27 апреля 2008 г.). «Эдиакарское появление билатерий: соответствие между генетическими и геологическими летописями окаменелостей» . Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 363 (1496): 1435–1443. DOI : 10.1098 / rstb.2007.2233 . PMC 2614224 . PMID 18192191 .
- ^ Лаура Вегенер Парфри ; Даниэль Дж. Г. Лар; Эндрю Х. Нолл; Лаура Кац (16 августа 2011 г.). «Оценка времени ранней диверсификации эукариот с помощью мультигенных молекулярных часов» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (33): 13624–9. DOI : 10.1073 / PNAS.1110633108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3158185 . PMID 21810989 . Викиданные Q24614721 .
- ^ «Повышение стандарта в калибровке ископаемых» . База данных калибровки ископаемых . Проверено 3 марта 2018 .
- ^ Tricarico, E .; Amodio, P .; Ponte, G .; Фиорито, Г. (2014). «Познание и узнавание у головоногого моллюска Octopus vulgaris : координационное взаимодействие с окружающей средой и сородичами». В Витцани, Г. (ред.). Биокоммуникация животных . Springer. С. 337–349. ISBN 978-94-007-7413-1.
- ↑ Соломон, Эльдра; Берг, Линда; Мартин, Дайана В. (2010). Биология . Cengage Learning. п. 884. ISBN 978-1-133-17032-7.
- ^ Gans, C .; Норткатт, Р.Г. (1983). «Нервный гребешок и происхождение позвоночных: новая голова». Наука . 220 (4594): 268–273. Bibcode : 1983Sci ... 220..268G . DOI : 10.1126 / science.220.4594.268 . PMID 17732898 . S2CID 39290007 .
- ^ Diogo, R .; и другие. (2015). «Новое сердце для новой головы в кардиофарингеальной эволюции позвоночных» . Природа . 520 (7548): 466–73. Bibcode : 2015Natur.520..466D . DOI : 10,1038 / природа14435 . PMC 4851342 . PMID 25903628 .
- ^ Jandzik, D .; Garnett, AT; Квадрат, ТА; Кеттелл, М.В.; Yu, JK; Медейрос, DM (26 февраля 2015 г.). «Эволюция новой головы позвоночного путем кооптации древней хордовой скелетной ткани». Природа . 518 (7540): 534–537. Bibcode : 2015Natur.518..534J . DOI : 10,1038 / природа14000 . PMID 25487155 . S2CID 4449267 . Резюме см .: «Эволюция: как у позвоночных появилась голова». Исследование. Природа (бумага). 516 (7530): 171. 11 декабря 2014 г.
