CHORDATES: EGENSKAPER, KLASSIFICERING, LIVSMILJÖ, REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

De chordates (Chordata) är ett brett och varierat fylum av djur med bilateral symmetri som delar fem väsentliga diagnostiska funktioner: notokord, endostilo, faryngeala spår, dorsala nerv sladd och postanal ihålig svans.

Hos vissa arter upprätthålls inte dessa drags permanentitet under individens liv; i vissa kordater är karakteristiken förlorat redan innan organismen föddes.

Branchiostoma lanceolatum. Källa: © Hans Hillewaert /

Strukturplanen för medlemmarna i denna grupp kan delas av vissa ryggradslösa djur, såsom bilateral symmetri, den entero-posterior axeln, coelom, närvaron av metamer och cephalization.

Chordates, när det gäller mångfald och antal arter, ligger på fjärde plats - efter leddjur, nematoder och blötdjur. De har lyckats kolonisera en mycket bred serie ekologiska nischer och presentera otaliga anpassningsbara drag för olika livsformer: vattenlevande, landliga och flygande.

Ursprunget till kordater har lett till en intressant debatt bland evolutionsbiologer. Molekylärbiologi och embryonala kännetecken klargör förhållandet mellan denna grupp och hästdjur i deuterostomer.

Olika hypoteser har föreslagits för att förklara ursprunget till kordater och ryggradsdjur. En av de mest kända är Garstang-hypotesen, som föreslår att en ascidianlarva genomgick en pedomorfosprocess och gav upphov till en sexuellt mogen individ med ungdomar.

De nuvarande representanterna för gruppen är grupperade i tre heterogena linjer: cefalokordaterna, kända som amfoxer; urokordaterna, kallade asidier, och ryggradsdjur, den största gruppen, består av fisk, paddor, reptiler och däggdjur.

Inom den sista gruppen, i en liten familj, befinner vi oss, människor.

egenskaper

Det första intrycket när man utvärderar de tre grupperna av kordater är att skillnaderna är mer märkbara än de delade egenskaperna.

I allmänna termer har ryggradsdjur som huvudsakliga kännetecken den styva endoskeletten som finns under huden. Även om fiskarna är vattenlevande är resten av gruppen markbunden och båda livnär sig på käkar.

Däremot är de återstående grupperna - urokordater och cefalokordater - havsbeboende djur, och ingen av dem har en ben- eller broskformig bärande struktur.

För att förbli stabil har de en serie stavliknande strukturer bestående av kollagen.

Beträffande matningsmodaliteten är de filtermatare och maten består av partiklar som är suspenderade i vattnet. Den har anordningar som producerar ämnen som liknar slem, som tillåter fångning av partiklarna genom vidhäftning. Dessa skillnader är emellertid rent ytliga.

Förutom det faktum att kordater har en inre hålighet fylld med vätska, kallad coelom, uppvisar de alla fem diagnostiska egenskaper: notokord, svalg i kärnor, endostyle eller sköldkörtel, nervkabel och postanal svans. Vi kommer att beskriva var och en i detalj nedan:

notokord

Notochord eller notochord är en stavformad struktur av mesodermalt ursprung. Namnet på filylen är inspirerad av denna egenskap.

Den är flexibel upp till en punkt och sträcker sig genom hela kroppslängden på organismen. Embryologiskt är det den första strukturen i endoskeletten som dyker upp. Det fungerar som en förankringspunkt för musklerna.

En av dess viktigaste egenskaper är förmågan att böja sig utan att genomgå förkortning, vilket gör att en serie vågrörelser kan göras. Dessa rörelser får inte strukturen att kollapsa - analogt med hur ett teleskop skulle göra.

Den här egenskapen uppstår tack vare vätskan som har det inre av kaviteten och fungerar som ett hydrostatisk organ.

I basalgrupperna kvarstår notokordet under hela organismen. I de flesta ryggradsdjur ersätts det av ryggraden, som har en liknande funktion.

Faryngeal klyftor

Det är också känt i litteraturen som "faryngotremi." Svelget motsvarar en del av matsmältningskanalen som finns strax efter munnen. I kordaterna fick väggarna i denna struktur öppningar eller små hål. I primitiva grupper används det för mat.

Det är viktigt att inte förväxla denna funktion med pälarna, eftersom de senare är en serie härledda strukturer. De kan förekomma i mycket tidiga utvecklingsstadier, innan organismen föds eller kläcks från ägget.

Endostyle eller sköldkörteln

Endostilium, eller dess struktur härrörande från sköldkörteln, finns endast i kordater. Det är beläget på golvet i svalget. Endostilen finns i protokordater och i lampreylarver.

I dessa tidiga grupper arbetar endostilen och klyftorna för att främja filtermatning.

Vissa celler som utgör endostylen har förmågan att utsöndra proteiner med jod - homologa med sköldkörteln hos vuxna lampor och i andra ryggradsdjur.

Nervös ryggsladd

Chordates har en nervkabel lokaliserad i ryggpartiet (med avseende på matsmältningsröret) i kroppen och det inre av det är ihåligt. Hjärnans ursprung kan spåras till förtjockningen i den främre delen av denna sladd. Embryologiskt inträffar bildningen genom ektodermen, ovanför notokorden.

I ryggradsdjur fungerar ryggkotornas nervbågar som skyddande strukturer för sladden. På samma sätt skyddar skallen hjärnan.

Lägg upp anal svans

Den postanala svansen består av muskulatur och ger den nödvändiga rörligheten för förskjutning i vattnet i larverna i tunicatterna och amfoxen. Eftersom svansen är placerad bakom matsmältningssystemet är dess enda funktion relaterad till förbättring av vattenrörelsen.

Svansens effektivitet ökar avsevärt i senare grupper, där fenorna läggs till organismens kropp. Hos människor finns svansen endast som en liten rest: coccyxen och en serie mycket små ryggkotor. Men många djur har en svans som de kan vagga på.

Subfilyl Urochordata

Tunicates är en subfil som ofta kallas havsprutor. De inkluderar cirka 1600 arter. Dessa organismer är utspridda invånare i haven, från djupet till kusten.

Namnet "tunicate" härstammar från en slags tunika som omger djuret, det består av cellulosa och är inte ett organ eller en levande struktur.

De allra flesta vuxna företrädare har en helt stillsam livsstil, förankrad på någon sten eller annat underlag. De kan vara ensamma eller grupperas i kolonier. Larven för sin del har möjlighet att simma och röra sig fritt genom havet tills den hittar en lämplig yta.

De vuxna formerna är extremt modifierade och har degenererat de flesta av de fem diagnostiska egenskaperna hos kordater. Däremot har larverna - som påminner om en liten rumphållare - alla fem egenskaper hos kordater.

Det finns tre klasser av tunicates: Ascidiacea, Appendicularia och Thaliacea. Den första klassen har de vanligaste, mångfaldiga och mest studerade medlemmarna. Vissa har förmågan att skjuta vattenstrålar genom sifon när de störs.

Subphylum Cephalochordata

Cephalochords är små djur, mellan 3 och 7 centimeter långa. Utseendet genomskinligt och komprimerat i sidled. Det vanliga namnet är amfiox (innan det användes som släktet, men nu kallas de Branchiostoma).

Det finns 29 arter, som är ett otroligt litet underfil, när det gäller antalet arter. I djurets lilla kropp blir de fem egenskaperna hos kordater tydliga.

Kroppen fungerar på följande sätt: vattnet kommer in genom munnen, tack vare en ström som produceras av den cilia den har, fortsätter den sin väg genom svalg i kärnorna.

I detta steg hålls partiklarna som tjänar som mat samman genom utsöndring av slem från endostilen. Flimmerhåren bär mat till tarmen och är uppslukade.

Även om det vid första anblicken verkar vara en mycket enkel organisme, är dess cirkulationssystem ganska komplicerat. Även om det inte finns något hjärta, är det ett system som liknar det som finns i fisk, som orkestrerar passagen av blod på samma sätt som i denna grupp.

Nervsystemet centrerar runt nervkabeln. Nervparen dyker upp i varje region i muskelsegmenten.

Subphylum Vertebrata

Ryggradsdjur är den mest varierande uppsättningen av djur, när det gäller morfologi och livsmiljöer, i kordaterna. Alla medlemmar i släktet har de diagnostiska egenskaperna hos kordater i åtminstone vissa stadier av deras livscykel. Dessutom kan vi skilja på följande funktioner:

Egenskaper hos ryggradssystem

Skelettet, tillverkat av brosk eller ben, består av en ryggrad (med undantag av mixins) och en skalle. När det gäller muskelsystemet finns det segment eller myomerer i sicksackar som tillåter rörelse. Matsmältningssystemet är av muskulär typ, och det finns nu en lever och en bukspottkörtel.

Cirkulationssystemet ansvarar för att orkestrera passagen av blod genom alla kroppsstrukturer. Detta mål uppnås tack vare närvaron av ett ventralt hjärta med flera kammare och ett slutet system bestående av artärer, vener och kapillärer.

Erytrocyter eller röda blodkroppar kännetecknas av att ha hemoglobin som ett pigment för att transportera syre - i ryggradslösa djur finns det olika pigment av gröna och blå toner.

Integumentet har två uppdelningar: en epidermis belägen i den yttre delen eller ett stratifierat epitel härrörande från ektodermen och en inre dermis bildad av bindväv härledd från mesoderm. Ryggradsdjur presenterar en serie variationer i detta avseende och hittar bland annat horn, körtlar, skalor, fjädrar, hår.

Nästan alla kön är separerade med sina respektive gonader som släpper ut innehållet i en cloaca eller specialiserade öppningar.

Klassificering och fylogeni

Var hittas kordater?

Källa: Arthur Tributino Menezes, från Wikimedia Commons

Innan kordaters fylogeni beskrivs är det nödvändigt att veta platsen för denna grupp på livets träd. Inom djur med bilateral symmetri finns det två evolutionära linjer. Å ena sidan finns det prostostomaterna och å andra sidan deuterostomaterna.

Historiskt sett är skillnaden mellan de två grupperna baserad på embryonala egenskaper. I protostomaterna ger blastoporen upp munnen, segmenteringen är spiral och coelen är schizocelisk, medan den i deuterostomerna ger upphov till anus, segmenteringen är radiell och coelom är enterocel.

På samma sätt bekräftade tillämpningen av nuvarande molekyltekniker separationen mellan de två, förutom att klargöra förhållandena mellan individerna som utgör dem.

Protostomer inkluderar blötdjur, ringblommor, leddjur och andra mindre grupper. Denna avstamning är indelad i två grupper: Lophotrochozoa och Ecdysozoa. Den andra gruppen, deuterostomerna, inkluderar hästhinnor, hemikordater och kordater.

Cladist och traditionell klassificering

Linnéklassificeringen ger ett traditionellt sätt som gör det möjligt att klassificera varje taxa. Men från det kladistiska perspektivet finns det vissa grupper som för närvarande inte erkänns, eftersom de inte uppfyller kraven som ställs av denna traditionella klassificeringsskola.

De mest erkända exemplen i litteraturen är Agnatha och Reptilia. Eftersom dessa grupper inte är monofyletiska, accepteras de inte av cladister. Till exempel är reptiler paraphyletiska eftersom de inte innehåller alla ättlingar till den senaste gemensamma förfäder och lämnar fåglar på utsidan.

Men de flesta texter och vetenskaplig litteratur upprätthåller den traditionella Linnéklassificeringen för att hänvisa till de olika grupper av kordater som finns. Att byta delfält inom zoologi representerar en omfattande utmaning och därmed upprätthåller de områden som vi är mest bekanta med.

Traditionella grupper

I detta avseende består den traditionella uppdelningen av: Urochordata, Cephalochardata, Myxini, Petromyzontida, Chondrichthyes, Osteichthyes, Amfibia, Reptilia, Aves och Mamalia.

De två första grupperna, urokordaterna och cephalochorden, är kända som protokordater och acraniates.

Alla återstående grupper tillhör Vertebrata och Craniata. Myxini och Petromyzontida tillhör Agnatha, medan resten tillhör Gnathostomata (denna sista klassificering tar hänsyn till närvaron eller frånvaron av en mandible).

Tetrapoda inkluderar paddor, reptiler, fåglar och däggdjur. Slutligen är representanter för Amniota reptiler, fåglar och däggdjur. I allmänhet utgör dessa grupper den traditionella klassificeringen av Phylum Chordata.

Livsmiljö

Chordates har lyckats omfatta ett antal extra livsmiljöer. Urochordater och cefalokordater lever i marina miljöer.

Ryggradsdjur har under tiden ett större utbud. Amfibier - delvis - reptiler och däggdjur lever i markmiljöer. Fåglar och fladdermöss har lyckats kolonisera luften; medan vissa däggdjur, valar, återvände till vattnet.

Fortplantning

Urochordater är kordaterna med det bredaste reproduktionsmönstret. Dessa organismer uppvisar sexuell och asexuell reproduktion. Arterna är vanligtvis hermafroditiska och befruktningen är yttre. Gametema kommer ut genom sifonerna, och efter befruktningen utvecklas den nya individen till en larva.

Cephalochordates har yttre befruktning och könen separeras. Således släpper manar och kvinnor sina gameter i havet. När befruktningen inträffar bildas en larva, liknar den juvenila formen av urokordater.

Ryggradsdjur reproducerar övervägande sexuellt med en serie strategier som möjliggör multiplikation av individer. Båda varianterna av befruktning finns - interna och externa.

Näring och dieter

Näringen av de två basala grupperna av kordater - ascidianer och cefalokordater - matas av ett filtreringssystem som ansvarar för att fånga upp suspenderade partiklar i den marina miljön.

Å andra sidan är mixins rensare - de matar på andra döda djur. Lampreys är däremot ektoparasiter. Med hjälp av en komplex sugkopp munparti kan dessa djur fästa vid kroppsytan på andra fiskar.

De unga formerna matas dock genom att suga leran, rik på näringsrika organiska skräp och mikroorganismer.

En evolutionär innovation som bestämde gruppens öde var käftarnas utseende. Dessa framträdde som en modifiering av utvecklingsmönstret för den främre kefalregionen.

Denna struktur gjorde det möjligt att utvidga rovet för rovdjur som konsumeras av dessa dammar, samt att vara mycket effektivare för att fånga potentiellt byte.

När det gäller ryggradsdjur är det praktiskt taget omöjligt att generalisera sina medlemmars trofiska vanor. Vi finner bland andra köttätande, filter, hematofagösa, fruktig, växtätande, insektivorös, nektarivorös, granivore, folivorous.

Andas

Andning i havssprut sker genom framdrivning av vatten. Dessa har strukturer som kallas sifon genom vilka de kan cirkulera och gå igenom gälvspalterna.

I cephalochords sker andning på liknande sätt. Dessa djur cirkulerar ständigt vattnet i en ström som kommer in genom munnen och kommer ut genom en öppning känd som atrioporen. Samma system används för utfodring av djuret.

I ryggradsdjur är andningssystemen mycket mer varierande. I vattenlevande former, fisk och närliggande, sker processen för gasutbyte genom källor.

Däremot gör landformer det med hjälp av lungor. Vissa arter, som salamandrar, saknar lungor och utbyter endast med huden.

Fåglar har en anpassningsbar modifiering som gör att de kan möta energikraven i deras dyra medel för rörelse: flygning. Systemet är extremt effektivt och består av bronkier anslutna till luftsäckar.

Evolutionärt ursprung

Fossilrekord

Den första fossilen som hittades i registret är från Kambriumperioden, ungefär 530 miljoner år sedan.

Trots det faktum att de flesta av medlemmarna i gruppen huvudsakligen kännetecknas av ett hårbenbenat skelett, var förfäderna i gruppen mjuka - därför är fossilrekorden särskilt knapp.

Av dessa skäl härleds information om kordaternas ursprung från anatomiska bevis från nuvarande kordater och från molekylär bevis.

Ancestral Vertebrates: Key Fossils

De flesta av de fossiler som går tillbaka till Paleozoic är ostracoderms, en art av fiskformad organisme utan käkar. Några enastående fossil är Yunnanozoon, en individ som påminner om en cephalochord och Pikaia är en berömd representant för Burgess Shale, den är 5 centimeter lång och bandformad.

Haikouella lanceolata har varit nyckeln i processen att belysa ryggradsdjurens ursprung. Cirka 300 fossila individer av denna art är kända, vilket påminner om dagens fisk. Även om de inte har tecken på ryggkotor, har de alla egenskaper hos kordater.

Protostomer eller deuterostomer?

Chordates evolutionära ursprung har varit föremål för heta diskussioner sedan Charles Darwins tid, där forskningens fokus var att skapa relationer mellan grupper av levande organismer.

Till en början spekulerade zoologister i hur kordaternas ursprung börjar inom protostomaternas släkt. Men denna idé förkastades snabbt när det blev tydligt att de egenskaper som de tydligen delade inte var homologa.

I början av 1900-talet upptäckte upptäckten av utvecklingsmönster hos djur förhållandet till kordater och andra deuterostomiserade djur.

Garstang-hypotesen

Under biologisk utveckling gick kordaterna två olika vägar - mycket tidigt i den processen. Den ena ledde till havssprut och den andra till cefalokordater och ryggradsdjur.

1928 föreslog den brittiska iktologen och poeten Walter Garstang en mycket fantasifull hypotes, som involverar processer av heterokronier: förändringar i synkronin i utvecklingsprocesserna.

För Garstang kan förfäderna till kordaterna vara en förfäder individ som liknar havet sprutar i denna ungdom som behöll sina larvegenskaper. Denna mycket avantgardistiska idé bygger på det faktum att de unga havet sprutar på ett mycket iögonfallande sätt de fem diagnostiska egenskaperna för kordaterna.

Enligt hypotesen, i ett avgörande ögonblick i evolutionen, kunde larven inte slutföra metamorfosprocessen och flytta in i en vuxen, sittande tunikat. Således uppstår den hypotetiska larven med reproduktiv mognad. Med denna händelse visas en ny grupp av djur med förmågan att simma fritt.

Garstang använde termen pedomorfos för att beskriva kvarhållningen av ungfigurer i vuxen tillstånd. Detta fenomen har rapporterats i olika nuvarande grupper av djur, till exempel hos amfibier.

referenser

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologi: Life on Earth. Pearson utbildning.
2. Campbell, NA (2001). Biologi: begrepp och relationer. Pearson Education.
3. Cuesta López, A., & Padilla Alvarez, F. (2003). Tillämpad zoologi. Díaz de Santos utgåvor.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw - Hill.
6. Kardong, KV (2006). Ryggradsdjur: jämförande anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
7. Llosa, ZB (2003). Allmän zoologi. EUNED.
8. Parker, TJ, & Haswell, WA (1987). Zoologi. Chordates (Vol. 2). Jag vänt.
9. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., French, K., & Eckert, R. (2002). Eckert djurfysiologi. Macmillan.