対称性と頭部集中化

身体の対称性とは、動物の各部位がその軸の周りにどのように配置されているかを示すものであり、頭部集中化（cephalization）とは、感覚器官と神経組織が明確な頭部に集中することである。

Definition

対称性とは、動物の身体部位が点、軸、または平面に対して規則的に配置されていることであり、頭部集中化とは、感覚器官と神経組織を前端に集中させる明確な頭部の進化的分化である。

Scope

このトピックでは、動物の対称性の主要なタイプ、すなわち、体の部位が中心軸の周りに繰り返される放射対称性、および体が左右対称である左右対称性、さらに非対称性という特殊なケースについて扱う。左右対称性が方向性のある運動と、環境に遭遇する際に先行する前端に感覚および神経構造を集中させるという進化的傾向である頭部集中化にどのように関連しているかを説明する。

Core questions

• 動物の身体対称性の主なタイプは何ですか？
• 左右対称性は方向性のある運動とどのように関連していますか？
• 頭部集中化とは何ですか、そしてなぜ左右対称性を伴うのですか？
• なぜ一部の動物は二次的に放射状または非対称なのですか？

Key theories

対称性と生活様式

放射対称性は、あらゆる方向から環境に接する固着性または浮遊性の動物に適している一方、左右対称性は、集中した感覚器官から恩恵を受ける先行端を持つ、方向性のある動きをする動物に適している。

左右対称性に伴う頭部集中化

前方への方向性のある運動は、感覚器官と最大の神経組織の集中を前端に配置することを有利にし、明確な頭部を生み出す。したがって、頭部集中化は左右対称の身体計画と密接に関連している。

Mechanisms

対称性は、胚軸が確立される発生の過程で形成される。放射対称性の動物は、単一の口-反口軸の周りに発生し、類似の部位がその周りに繰り返される。一方、左右対称性の動物は、明確な前後軸と背腹軸を発達させ、鏡像の側面を定義する。左右対称性の動物は前端の方向に移動するため、感覚受容器と統合神経組織をそこに配置することが選択上有利となり、進化の過程でこの前端への集中が組織化された頭部となり、このプロセスが頭部集中化と呼ばれる。

Clinical relevance

対称性のタイプは、動物を分類し、その神経系の組織と生態を予測するための基本的な特徴である。左右相称動物の頭部計画は、モデル生物を含む動物生物学全体で研究されている集中脳の基盤となっている。これは教育的な文脈であり、臨床的な助言ではない。

History

放射状動物と左右相称動物の区別は、初期の比較解剖学にまで遡り、キュヴィエの分類などで形式化された。左右対称性の動物を左右相称動物（Bilateria）としてグループ化すること、および頭部集中化を主要な進化的傾向として認識することは、ハイマンの無脊椎動物の組織に関する調査を含め、20世紀の動物学で確立された。

Key figures

• Georges Cuvier
• Libbie Hyman

Seminal works

• hickman2020
• ruppert2004

Frequently asked questions

放射対称性と左右対称性の違いは何ですか？

放射対称性の動物は、イソギンチャクのように、中心軸を通る多くの平面によって類似の半分に分割できるのに対し、左右対称性の動物は、単一の平面によって鏡像の左右の側面に分割されます。

ヒトデは左右相称動物なのに、なぜ放射状に見えるのですか？

ヒトデのような棘皮動物は、幼生期には左右対称であり、成体の五放射対称性は二次的に進化したものであるため、その放射性は祖先的なものではなく派生的なものです。