Symmetrie und Cephalisation

Körpersymmetrie beschreibt, wie die Körperteile eines Tieres um seine Achsen angeordnet sind, und Cephalisation ist die Konzentration von Sinnesorganen und Nervengewebe an einem definierten Kopfende.

Definition

Symmetrie ist die regelmäßige Anordnung der Körperteile eines Tieres relativ zu einem Punkt, einer Achse oder einer Ebene, während Cephalisation die evolutionäre Differenzierung eines ausgeprägten Kopfes ist, der Sinnesorgane und Nervengewebe am vorderen Ende konzentriert.

Scope

Dieses Thema behandelt die Haupttypen der Tiersymmetrie: die radiale Symmetrie, bei der sich Körperteile um eine zentrale Achse wiederholen, und die bilaterale Symmetrie, bei der der Körper spiegelbildliche linke und rechte Seiten aufweist, sowie den Sonderfall der Asymmetrie. Es wird erklärt, wie die bilaterale Symmetrie mit gerichteter Bewegung und mit der Cephalisation verbunden ist, dem evolutionären Trend zur Konzentration sensorischer und nervöser Strukturen am vorderen Ende, der bei der Interaktion mit der Umwelt eine Rolle spielt.

Core questions

• Was sind die Haupttypen der Körpersymmetrie bei Tieren?
• Wie hängt die bilaterale Symmetrie mit der gerichteten Fortbewegung zusammen?
• Was ist Cephalisation, und warum begleitet sie die bilaterale Symmetrie?
• Warum sind einige Tiere sekundär radial oder asymmetrisch?

Key theories

Symmetrie und Lebensweise

Radiale Symmetrie eignet sich für sessile oder driftende Tiere, die der Umwelt aus allen Richtungen begegnen, während bilaterale Symmetrie für Tiere geeignet ist, die sich gerichtet bewegen, mit einem vorderen Ende, das von konzentrierten Sinnen profitiert.

Cephalisation mit Bilateralität

Gerichtete Vorwärtsbewegung begünstigt die Platzierung von Sinnesorganen und der größten Konzentration von Nervengewebe an der Vorderseite, wodurch ein ausgeprägter Kopf entsteht; Cephalisation ist daher eng mit dem bilateralen Körperbauplan verbunden.

Mechanisms

Symmetrie wird während der Entwicklung etabliert, wenn embryonale Achsen festgelegt werden. Radial symmetrische Tiere entwickeln sich um eine einzige oral-aborale Achse, sodass sich ähnliche Teile um diese wiederholen, während bilateral symmetrische Tiere ausgeprägte anterior-posteriore und dorsal-ventrale Achsen entwickeln, die spiegelbildliche Seiten definieren. Da sich ein bilateral symmetrisches Tier in Richtung seines vorderen Endes bewegt, begünstigt die Selektion die Lokalisierung von sensorischen Rezeptoren und integrierendem Nervengewebe dort, und im Laufe der Evolution wird diese vordere Konzentration zu einem organisierten Kopf, dem Prozess, der als Cephalisation bezeichnet wird.

Clinical relevance

Der Symmetrietyp ist ein grundlegendes Merkmal zur Klassifizierung von Tieren und zur Vorhersage ihrer Nervensystemorganisation und Ökologie; der bilaterale Kopfplan liegt den zentralisierten Gehirnen zugrunde, die in der gesamten Tierbiologie, einschließlich an Modellorganismen, untersucht werden. Dies ist ein Bildungsinhalt, keine klinische Beratung.

History

Die Unterscheidung zwischen radialen und bilateralen Tieren geht auf die frühe vergleichende Anatomie zurück und wurde in Klassifikationen wie der von Cuvier formalisiert. Die Gruppierung bilateral symmetrischer Tiere als Bilateria und die Anerkennung der Cephalisation als wichtiger evolutionärer Trend wurden in der Zoologie des 20. Jahrhunderts, einschließlich Hymans Übersicht über die Organisation der Wirbellosen, konsolidiert.

Key figures

• Georges Cuvier
• Libbie Hyman

Seminal works

• hickman2020
• ruppert2004

Frequently asked questions

Was ist der Unterschied zwischen radialer und bilateraler Symmetrie?

Ein radial symmetrisches Tier kann durch viele Ebenen durch eine zentrale Achse in ähnliche Hälften geteilt werden, wie eine Seeanemone, während ein bilateral symmetrisches Tier eine einzige Ebene hat, die es in spiegelbildliche linke und rechte Seiten teilt.

Warum sehen Seesterne radial aus, wenn sie Bilateria sind?

Echinodermen wie Seesterne sind als Larven bilateral symmetrisch und haben ihre adulte fünfstrahlige radiale Symmetrie sekundär entwickelt, sodass ihre Radialität abgeleitet und nicht ursprünglich ist.