Động vật da gai và động vật miệng thứ sinh không xương sống

Động vật da gai, như sao biển và nhím biển, là những động vật miệng thứ sinh ở biển có da gai, hệ thống mạch nước và cơ thể trưởng thành đối xứng xuyên tâm thứ cấp, thuộc cùng một nhánh lớn với động vật có dây sống.

Definition

Động vật da gai và động vật miệng thứ sinh không xương sống là các thành viên không phải động vật có dây sống của dòng dõi động vật miệng thứ sinh; động vật da gai là động vật biển có da gai với bộ xương trong bằng đá vôi, hệ thống mạch nước và đối xứng xuyên tâm năm phần ở động vật trưởng thành, và chúng chia sẻ sự phát triển miệng thứ sinh với động vật nửa dây sống và động vật có dây sống.

Scope

Chủ đề này bao gồm ngành Da gai (Echinodermata), một ngành chỉ sống ở biển bao gồm sao biển, rắn biển, nhím biển, hải sâm và huệ biển, đồng thời giới thiệu các động vật miệng thứ sinh không xương sống khác như động vật nửa dây sống. Nó đề cập đến các đặc điểm riêng biệt của chúng, bao gồm bộ xương trong bằng đá vôi, đối xứng xuyên tâm năm phần thứ cấp ở động vật trưởng thành và hệ thống mạch nước độc đáo cung cấp năng lượng cho chân ống của chúng, đồng thời giải thích tại sao động vật da gai là động vật miệng thứ sinh mặc dù có vẻ ngoài đối xứng xuyên tâm.

Core questions

• Những đặc điểm nào định nghĩa động vật da gai, và hệ thống mạch nước của chúng hoạt động như thế nào?
• Tại sao động vật da gai được phân loại là động vật miệng thứ sinh mặc dù cơ thể trưởng thành của chúng đối xứng xuyên tâm?
• Các lớp động vật da gai chính khác nhau về hình thái và tập tính như thế nào?
• Điều gì liên kết động vật da gai với động vật có dây sống trong nhóm động vật miệng thứ sinh?

Key theories

Hệ thống mạch nước

Động vật da gai sở hữu một mạng lưới thủy lực gồm các kênh có nguồn gốc từ khoang cơ thể (coelom) vận hành các hàng chân ống, cung cấp một phương tiện di chuyển, bám dính, kiếm ăn và trao đổi khí độc đáo không tìm thấy ở bất kỳ ngành nào khác.

Mối quan hệ miệng thứ sinh đằng sau đối xứng xuyên tâm thứ cấp

Ấu trùng động vật da gai đối xứng hai bên và phát triển theo kiểu miệng thứ sinh, do đó đối xứng xuyên tâm của động vật trưởng thành là một tình trạng thứ cấp, có nguồn gốc, không che khuất mối quan hệ gần gũi của chúng với động vật nửa dây sống và động vật có dây sống.

Mechanisms

Hệ thống mạch nước của động vật da gai là một tập hợp các kênh chứa đầy chất lỏng được nối với bên ngoài thông qua một tấm sàng; áp lực nước được điều chỉnh bởi các bóng cơ (ampullae) làm cho hàng trăm chân ống vươn ra và co lại, mà động vật sử dụng để bò, bám vào bề mặt và xử lý thức ăn. Bộ xương trong bao gồm các tấm đá vôi hoặc xương nhỏ (ossicles) được nhúng vào thành cơ thể, thường có gai. Mặc dù cơ thể trưởng thành đối xứng xuyên tâm, động vật da gai chia sẻ sự phát triển miệng thứ sinh, trong đó lỗ phôi đầu tiên trở thành hậu môn và miệng hình thành sau đó, và ấu trùng của chúng đối xứng hai bên, đánh dấu nhóm này là họ hàng của động vật nửa dây sống và động vật có dây sống.

Clinical relevance

Động vật da gai là những thành viên quan trọng của hệ sinh thái biển, nơi nhím biển ăn cỏ và sao biển săn mồi có thể định hình toàn bộ quần xã; nhím biển là một sinh vật mô hình cổ điển để nghiên cứu quá trình thụ tinh và phát triển sớm. Đây là nội dung mang tính giáo dục, không phải lời khuyên lâm sàng.

History

Ấu trùng và sự phát triển của động vật da gai đã được nghiên cứu chuyên sâu vào thế kỷ XIX, với Johannes Müller mô tả nhiều dạng ấu trùng, và sự phân nhóm động vật miệng thứ sinh của động vật da gai, động vật nửa dây sống và động vật có dây sống được thiết lập thông qua phôi học so sánh. Các công trình của thế kỷ XX, bao gồm chuyên luận của Hyman và các ý tưởng của Garstang về sự tiến hóa của ấu trùng, đã làm rõ rằng đối xứng xuyên tâm của động vật da gai là thứ cấp, một kết luận được hỗ trợ mạnh mẽ bởi các nghiên cứu phát sinh chủng loại phân tử sau này.

Key figures

• Johannes Müller
• Libbie Hyman
• Walter Garstang

Seminal works

• pechenik2015
• ruppert2004

Frequently asked questions

Tại sao sao biển được coi là họ hàng của động vật có xương sống?

Động vật da gai là động vật miệng thứ sinh, cùng một nhánh lớn của cây sự sống động vật bao gồm động vật có dây sống và động vật có xương sống, chia sẻ một mô hình phát triển sớm thống nhất nhóm này mặc dù cơ thể trưởng thành rất khác nhau.

Hệ thống mạch nước là gì?

Đó là một mạng lưới thủy lực gồm các kênh chứa đầy chất lỏng độc đáo ở động vật da gai, vận hành các chân ống của chúng, cho phép di chuyển, bám dính, kiếm ăn và trao đổi khí.