Метамерия (биология)
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( Октябрь 2013 г. ) |
В биологии . метамерия — это явление наличия линейной серии сегментов тела , принципиально схожих по структуре, хотя не все такие структуры полностью одинаковы в какой-либо отдельной форме жизни, поскольку некоторые из них выполняют особые функции [1] У животных метамерные сегменты называются сомитами или метамерами . У растений их называют метамерами или, более конкретно, фитомерами .
У животных
[ редактировать ]У животных зоологи определяют метамерию как мезодермальное событие, приводящее к серийному повторению единичных подразделений эктодермы и мезодермы . продуктов [1] Энтодерма не участвует в метамерии. Сегментация - это не то же самое понятие, что метамерия: сегментация может быть ограничена только тканью эктодермального происхождения, например, у ленточных червей Cestoda . Метамерия гораздо более важна с биологической точки зрения, поскольку она приводит к образованию метамеров, также называемых сомитами, которые играют решающую роль в продвинутом передвижении .
Метамерию можно разделить на две основные категории:
- гомономная метамерия — строгая последовательная последовательность метамеров. Его можно сгруппировать еще в две классификации, известные как псевдометамерия и истинная метамерия. Пример псевдометамерии находится в классе Cestoda . Ленточный червь состоит из множества повторяющихся сегментов — в первую очередь для размножения и основного обмена питательных веществ. Каждый сегмент действует независимо от других, поэтому это не считается истинной метамерией. Другой червь, дождевой червь из типа Annelida , может служить примером истинной метамерии. В каждом сегменте червя можно обнаружить повторение органов и мышечной ткани. Что отличает кольчатых червей от цестод, так это то, что все сегменты дождевого червя работают вместе для всего организма. Считается, что сегментация развилась 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 укорачивают удлиненные сегменты. Этот узор продолжается по всему червю, позволяя ему медленно перемещаться по поверхности. Каждому сегменту разрешено работать независимо, но в сторону движения всего червяка. [2]
- Гетеромная метамерия — это состояние, при котором метамеры группируются вместе для выполнения одинаковых задач. Крайним примером этого являются голова насекомого (5 метамеров), грудная клетка (3 метамера) и брюшко (11 метамеров, которые не все различимы у всех насекомых). Процесс, который приводит к группировке метамеров, называется «тагматизацией», а каждая группировка называется тагмой (множественное число: тагмата). У организмов с высокоразвитыми тагматами, таких как насекомые, большая часть метамерии внутри тагмы не может быть легко различима. Возможно, его придется искать в структурах, которые не обязательно отражают сгруппированную метамерную функцию (например, лестничная нервная система или сомиты не отражают унитарную структуру грудной клетки).
Кроме того, животное может быть классифицировано как «псевдометамерное», что означает, что оно имеет явную внутреннюю метамерию, но не имеет соответствующей внешней метамерии, как это наблюдается, например, у Monoplacophora .
Люди и другие хордовые животные являются ярким примером организмов, у которых метамеры тесно сгруппированы в тагматы. У хордовых метамеры каждой тагмы слиты до такой степени, что непосредственно видны лишь немногие повторяющиеся особенности. Необходимы интенсивные исследования, чтобы обнаружить метамерию в тагматах таких организмов. Примеры обнаруживаемых признаков рудиментарно -метамерных структур включают жаберные дуги и черепные нервы .
Некоторые схемы рассматривают понятие метамерии как один из четырех принципов построения человеческого тела, общих для многих животных, наряду с общей двусторонней симметрией (или зигоморфизмом), пахимеризмом (или трубчатостью ) и стратификацией. [3] Более поздние схемы также включают три другие концепции: сегментацию (в отличие от метамерии), полярность и эндокринозность . [4]
В растениях
[ редактировать ]Метамер — это один из нескольких сегментов, которые участвуют в построении побега или на которые побег может быть концептуально (по крайней мере) разделен. [5] В метамеристической модели растение состоит из ряда «фитонов» или фитомеров , каждый из которых состоит из междоузлия и верхнего узла с прикрепленным листом. Как писал Аса Грей (1850): [6]
Сама ветвь или простой стебель, очевидно, представляет собой совокупность сходных частей, расположенных одна над другой в непрерывном ряду и развившихся одна из другой в последовательных поколениях. Каждое из этих сочленений стебля, на вершине которого находится лист, представляет собой растительный элемент; или, как мы называем его, фитон — потенциальное растение, имеющее все органы растительности, а именно стебель, лист и, в своем нисходящем развитии, даже корень или его эквивалент. Этот взгляд на состав растения, хотя и не новый, не получил должной оценки. Я считаю, что это важно для правильного философского понимания растения.
Некоторые растения, особенно травы, демонстрируют довольно четкую метамерную конструкцию, но у многих других дискретные модули либо отсутствуют, либо их наличие более спорно. [5] Теорию Фитона критиковали как чрезмерно изобретательную академическую концепцию, имеющую мало отношения к реальности. [7] Имс (1961) пришел к выводу, что «концепции побега как состоящего из ряда структурных единиц были затемнены из-за доминирования теории стебля и листа. Анатомических единиц, подобных этим, не существует: побег является базовой единицей». [8] Несмотря на это, другие по-прежнему считают сравнительные исследования по длине метамерного организма фундаментальным аспектом морфологии растений . [9]
Метамерные концепции обычно разделяют вегетативную ось на повторяющиеся единицы по ее длине, но возможны конструкции, основанные на других подразделениях. [5] Теория модели трубок предполагает, что растения (особенно деревья) состоят из отдельных трубок («метамеров»), каждая из которых поддерживает единичное количество фотосинтетической ткани. [10] Вертикальные метамеры также предполагаются у некоторых пустынных кустарников, у которых стебель модифицирован в изолированные полосы ксилемы , каждая из которых имеет непрерывность от корня до побега. [5] Это может позволить растению отрезать большую часть своей побеговой системы в ответ на засуху, не повреждая при этом оставшуюся часть.
У сосудистых растений побеговая система принципиально отличается от корневой системы тем, что первая имеет метамерное строение (повторяющиеся единицы органов: стебель, лист и соцветие), а вторая — нет. Зародыш растения представляет собой первый метамер побега сперматофитов или семенных растений.
Считается, что растения (особенно деревья) имеют «модульную конструкцию», причем модуль представляет собой ось, в которой осуществляется вся последовательность воздушной дифференцировки от зарождения меристемы до начала сексуальности (например, развития цветка или шишки), которая завершает свое развитие. [5] Эти модули считаются развивающими, а не обязательно структурными.
См. также
[ редактировать ]
- Метамерия (значения) (в других значениях)
- Сегментация
- Фитомер
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Шулл, Франклин; Джордж Роджер Ларю; Александр Грант Рутвен (1920). Принципы биологии животных . Книжная компания McGraw-Hill. п. 108. ИСБН 9781444697445 .
- ^ Чандра, доктор Гириш. «Метамерия». http://www.iaszoology.com/metamerism/
- ^ ДиДио, Краткий обзор анатомии LJA . Сент-Луис, К.В.Мосби, 1970 г.
- ^ ДиДио, LJA (1989). Анатомо-хирургическая сегментация как принцип построения человеческого тела и ее клиническое применение. Анат. Анз. (Приложение) 164:737–743.
- ^ Jump up to: а б с д и Уайт, Дж. 1979. Растение как метапопуляция. Ежегодный обзор экологии и систематики 10: 109–145.
- ^ Грей, А. 1850. О составе растения фитонами и некоторых применениях филлотаксиса. Труды Американской ассоциации содействия развитию науки 2: 438–444.
- ^ Арбер, А. 1930. Корень и побег покрытосеменных: исследование морфологических категорий. Новый фитолог 29(5):297–315.
- ^ Имс, А.Дж.Чутия 1961. Морфология покрытосеменных растений. МакГроу-Хилл, Нью-Йорк.
- ^ Каплан, Д.Р. 2001. Наука о морфологии растений: определение, история и роль в современной биологии. Американский журнал ботаники 88 (10): 1711–1741.
- ^ Шинозаки И., Йода, К. Ходзуми, К. и Кира, Т. 1964. Количественный анализ формы растений - теория модели трубы. I. базовые анализы. Японский журнал экологии 14:97–105.