Đối xứng và Sự hình thành đầu

Đối xứng cơ thể mô tả cách các bộ phận của động vật được sắp xếp xung quanh các trục của nó, và sự hình thành đầu là sự tập trung các cơ quan cảm giác và mô thần kinh ở một đầu xác định.

Definition

Đối xứng là sự sắp xếp đều đặn các bộ phận cơ thể của động vật so với một điểm, trục hoặc mặt phẳng, trong khi sự hình thành đầu là sự biệt hóa tiến hóa của một cái đầu rõ rệt, tập trung các cơ quan cảm giác và mô thần kinh ở đầu phía trước.

Scope

Chủ đề này bao gồm các kiểu đối xứng chính của động vật, đối xứng xuyên tâm trong đó các bộ phận cơ thể lặp lại xung quanh một trục trung tâm và đối xứng hai bên trong đó cơ thể có các mặt trái và phải đối xứng gương, cùng với trường hợp đặc biệt của bất đối xứng. Nó giải thích cách đối xứng hai bên liên quan đến chuyển động định hướng và sự hình thành đầu, xu hướng tiến hóa hướng tới việc tập trung các cấu trúc cảm giác và thần kinh ở đầu phía trước, dẫn đến việc tiếp xúc với môi trường.

Core questions

• Các kiểu đối xứng cơ thể chính ở động vật là gì?
• Đối xứng hai bên liên quan đến vận động có định hướng như thế nào?
• Sự hình thành đầu là gì, và tại sao nó đi kèm với đối xứng hai bên?
• Tại sao một số động vật lại có đối xứng xuyên tâm thứ cấp hoặc bất đối xứng?

Key theories

Đối xứng và phương thức sống

Đối xứng xuyên tâm phù hợp với động vật sống cố định hoặc trôi dạt, tiếp xúc với môi trường từ mọi hướng, trong khi đối xứng hai bên phù hợp với động vật di chuyển có định hướng, với một đầu dẫn hướng có lợi từ các giác quan tập trung.

Sự hình thành đầu với tính hai bên

Chuyển động tiến về phía trước có định hướng ưu tiên đặt các cơ quan cảm giác và sự tập trung lớn nhất của mô thần kinh ở phía trước, tạo ra một cái đầu rõ rệt; do đó, sự hình thành đầu gắn liền với kế hoạch cơ thể hai bên.

Mechanisms

Đối xứng được thiết lập trong quá trình phát triển khi các trục phôi được hình thành. Động vật đối xứng xuyên tâm phát triển xung quanh một trục miệng-hậu môn duy nhất để các bộ phận tương tự lặp lại xung quanh nó, trong khi động vật đối xứng hai bên phát triển các trục trước-sau và lưng-bụng riêng biệt xác định các mặt đối xứng gương. Bởi vì một động vật đối xứng hai bên di chuyển theo hướng đầu phía trước của nó, chọn lọc tự nhiên ưu tiên đặt các thụ thể cảm giác và tích hợp mô thần kinh ở đó, và theo thời gian tiến hóa, sự tập trung phía trước này trở thành một cái đầu có tổ chức, quá trình này được gọi là sự hình thành đầu.

Clinical relevance

Kiểu đối xứng là một đặc điểm cơ bản để phân loại động vật và dự đoán tổ chức hệ thần kinh và sinh thái của chúng; kế hoạch đầu của động vật đối xứng hai bên là nền tảng cho các bộ não tập trung được nghiên cứu trong sinh học động vật, bao gồm cả trong các sinh vật mô hình. Đây là bối cảnh giáo dục, không phải lời khuyên lâm sàng.

History

Sự phân biệt giữa động vật đối xứng xuyên tâm và đối xứng hai bên có từ giải phẫu học so sánh ban đầu và được chính thức hóa trong các phân loại như của Cuvier. Việc nhóm các động vật đối xứng hai bên thành Bilateria và việc công nhận sự hình thành đầu là một xu hướng tiến hóa lớn đã được củng cố trong động vật học thế kỷ XX, bao gồm cả khảo sát của Hyman về tổ chức động vật không xương sống.

Key figures

• Georges Cuvier
• Libbie Hyman

Seminal works

• hickman2020
• ruppert2004

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa đối xứng xuyên tâm và đối xứng hai bên là gì?

Một động vật đối xứng xuyên tâm có thể được chia thành các nửa tương tự bằng nhiều mặt phẳng đi qua một trục trung tâm, giống như hải quỳ, trong khi một động vật đối xứng hai bên có một mặt phẳng duy nhất chia nó thành các mặt trái và phải đối xứng gương.

Tại sao sao biển trông có đối xứng xuyên tâm nếu chúng là động vật đối xứng hai bên?

Động vật da gai như sao biển có đối xứng hai bên khi còn là ấu trùng và đã tiến hóa đối xứng xuyên tâm năm phần ở dạng trưởng thành một cách thứ cấp, vì vậy tính xuyên tâm của chúng là có nguồn gốc chứ không phải là tổ tiên.