Зародышевые листки и целомы

Количество эмбриональных зародышевых листков, а также наличие и тип внутренней полости тела являются классическими архитектурными признаками, используемыми для сравнения планов строения тела животных.

Definition

Зародышевые листки — это первичные эмбриональные тканевые слои, из которых развиваются все структуры тела, а целом — это заполненная жидкостью полость тела, полностью выстланная мезодермой; вместе они различают диплобластический, ацеломатный, псевдоцеломатный и целоматный уровни организации животных.

Scope

Эта тема объясняет эмбриональные зародышевые листки — эктодерму, энтодерму и мезодерму, а также то, чем диплобластические животные с двумя листками отличаются от триплобластических животных с тремя. Она охватывает результирующие состояния полостей тела: ацеломатные животные без полости, псевдоцеломатные животные с полостью, не полностью выстланной мезодермой, и целоматные животные с истинным целомом, выстланным мезодермой, а также функциональные преимущества, которые обеспечивает заполненная жидкостью полость.

Core questions

• Что такое эмбриональные зародышевые листки и какие ткани развиваются из каждого?
• Чем отличаются диплобластические и триплобластические животные?
• Что отличает ацеломатный, псевдоцеломатный и истинный целоматный планы строения тела?
• Какие функциональные преимущества обеспечивает целом?

Key theories

Уровни организации по зародышевым листкам

Диплобластические животные формируют только эктодерму и энтодерму, в то время как триплобластические животные добавляют мезодерму, которая формирует мышцы, внутренние органы и выстилку полостей тела, значительно увеличивая структурную сложность.

Целом и гидростатический скелет

Заполненный жидкостью целом отделяет кишечник от стенки тела, позволяет органам свободно развиваться и перемещаться, а также может действовать как гидростатический скелет, против которого работают мышцы для эффективного рытья нор и передвижения.

Mechanisms

В процессе гаструляции эмбрион организуется в зародышевые листки: эктодерма формирует наружный покров и нервную систему, энтодерма формирует выстилку кишечника и связанные с ним органы, а у триплобластов мезодерма формирует мышцы, соединительную ткань и выстилку любой полости тела. Развитие целома и его характер зависят от судьбы мезодермы. У целомат мезодерма окружает заполненное жидкостью пространство, выстланное со всех сторон; у псевдоцеломат полость ограничена мезодермой лишь частично; у ацеломат пространство между кишечником и стенкой тела заполнено клетками. Жидкость в целоме может служить гидростатическим скелетом, амортизировать и поддерживать органы, а также способствовать циркуляции и транспорту отходов.

Clinical relevance

Признаки зародышевых листков и целома имеют центральное значение для классификации животных и понимания их развития; та же концепция зародышевых листков лежит в основе изучения происхождения органов в эмбриологии позвоночных и в биологии развития в более широком смысле. Это образовательный контекст, а не клинический совет.

History

Концепция зародышевых листков возникла в эмбриологии XIX века, когда фон Бэр описал эмбриональные слои, а более поздние исследователи установили их постоянную судьбу у разных животных. Классификация животных по количеству зародышевых листков и типу целома стала стандартной организационной схемой сравнительной зоологии, занимая видное место в трактате Хаймана XX века, хотя молекулярная филогенетика с тех пор показала, что тип целома не является простым руководством для определения родственных связей.

Key figures

• Karl Ernst von Baer
• Ernst Haeckel
• Libbie Hyman

Seminal works

• hickman2020
• ruppert2004

Frequently asked questions

Что такое целом?

Целом — это истинная полость тела, полностью выстланная тканью, происходящей из мезодермы; он вмещает и поддерживает внутренние органы и может функционировать как гидростатический скелет.

В чем разница между диплобластическими и триплобластическими животными?

Диплобластические животные, такие как книдарии, развиваются только из двух зародышевых листков — эктодермы и энтодермы, тогда как триплобластические животные добавляют третий слой, мезодерму, которая формирует мышцы и большинство внутренних органов.