Namun, tulang belakang campuran ada di sana, tetapi sangat luar biasa • Sergey Yastrebov • Berita Sains mengenai "Unsur-unsur" • Zoologi

Namun, terdapat tulang belakang dalam campuran, tetapi sangat luar biasa

Rajah. 1. Mixin Wakil – lintah Jepun Eptatretus burgeri. Foto dari natur-history.main.jp

Jawless – kumpulan vertebrata yang sangat kuno, diwakili di dunia moden oleh lamprey dan mixin. Yang kedua mempunyai banyak tanda misterius. Khususnya, untuk masa yang lama dipercayai bahawa campuran tidak mempunyai tulang belakang, tetapi hanya terdapat kord, kira-kira seperti lancelet. Oleh kerana itu, beberapa zoologists juga menolak untuk mempertimbangkan pembentukan vertebrata. Walau bagaimanapun, kajian embriologi baru telah menunjukkan bahawa, dalam mana-mana kes, beberapa spesis campuran mempunyai tulang belakang selepas semua – kebenaran, sangat luar biasa diatur.

Mixina adalah salah satu vertebrata yang paling aneh. Ia adalah makhluk cacing berbentuk dengan mata kecil, lubang hidung tunggal dan beberapa tentakel di mulutnya. Tali-tompok myxiny tidak hadir, kecuali sirip caudal. Alat lisan kompleksnya sangat berbeza dari rahang ikan: mixin, seperti lamprey, tergolong dalam jawless. Pandangan umum campuran ini sangat luar biasa bagi vertebrata yang pengasas sistematik biologi, Carl Linnae, menganggapnya sebagai kelas cacing (Verma), dan dalam kelas ini kepada kumpulan yang termasuk cacing tanah, lintah dan cacing bulu.Kemudian, dengan cepat menjadi jelas bahawa otak, tengkorak, organ rasa, sistem peredaran darah dan buah pinggang myxines disusun seperti yang vertebrata itu sendiri – tidak ada keraguan tentang itu. Sekarang lebih daripada 70 jenis mixin diketahui. Mereka hidup secara eksklusif di laut, memberi makan kepada invertebrata benthic atau ikan (biasanya mati, tetapi kadang-kadang hidup).

Salah satu paradoks yang berkaitan dengan myxina ialah, walaupun ia adalah vertebrata, ia tidak mempunyai tulang belakang. Sekurang-kurangnya, ia tidak dapat dikesan untuk masa yang lama. Kerangka aksial dari mixin adalah rentetan, atau tali dorsal, yang terdapat dalam semua chordates: misalnya, dalam lancelet, yang tidak berlaku untuk vertebrata. Dalam vertebrata, unsur kartilaginus muncul berhampiran dengan kord, yang, sebenarnya, dipanggil vertebra. Dalam vertebrata yang lebih tinggi, mereka menjadi tulang punggung dan secara umumnya menggantikan kord. Tetapi myxins tidak menemui apa-apa vertebra, walaupun satu lagi jawless – lamprey – mereka. Ahli paleontologi Amerika yang terkenal Alfred Romer (Alfred Sherwood Romer) menulis bahawa "campuran boleh dipanggil vertebrata hanya dari kesopanan."

Pemikiran fakta ini membawa paleontologi Perancis Philippe Janvier kepada teori "teori kesusilaan", yang mana tengkorak pertama kali muncul dalam garis vertebrata evolusi dan hanya tulang belakang.Janvier mencadangkan bahawa campuran adalah cawangan awal garis ini, terpencil sebelum penampilan vertebra. Jika ya, maka campuran adalah tengkorak, tetapi tidak vertebrata.

Benar, sesetengah penyelidik, lebih dari seratus tahun yang lalu, melaporkan bahawa mereka masih dapat mencari beberapa petunjuk vertebra dalam campuran. Tetapi pengesahan mesej-mesej ini memerlukan kajian halus, sebaiknya embriologi, iaitu, mempengaruhi perkembangan myxins dalam telur dan selepas penetasan. Dan kemudian halangan timbul: ternyata hampir mustahil untuk membiakkan mixin dalam penawanan. Akibatnya, sangat sedikit diketahui tentang embriologi campuran sehingga abad ke-21.

Satu kejayaan di kawasan ini berlaku di Jepun. Zoologi marin secara tradisinya maju di negara ini, termasuk kajian lamprey dan myxine. Tidak menghairankan bahawa Philippe Janvier (orang yang merumuskan "teori tengkorak") yang ditujukan kepada Jepun dengan cadangan untuk mengetahui: adakah campuran mempunyai vertebra atau tidak? Cadangan ini telah diterima pakai oleh Makmal Morfologi Evolusi Pusat Kobe untuk Biologi Pembangunan (Makmal untuk Morfologi Evolusi, Pusat Biologi Perkembangan, RIKEN). Pada tahun 2004, ketua makmal ini, Shigeru Kuratani, menawarkan pekerja yang bernama Kinya Ota tugas yang paling sukar: untuk mengeluarkan myxin dari telur di makmal.

Ota tahu dengan sempurna bahawa tiada penyelidik terdahulu telah berjaya, dan dia memahami bahawa dia berisiko menghabiskan beberapa tahun tanpa mendapat sebarang keputusan sama sekali. Walau bagaimanapun, dia mula mencuba, kerana tidak begitu sukar untuk menangkap mixin di Laut Jepun, dan mendapati sesuatu yang sangat tidak dijangka. Ternyata, dari persenyawaan sehingga ketika menghancurkan telur menjadi nyata, tidak empat jam atau sehari (seperti kebanyakan vertebrata), tetapi empat bulan berlalu dalam mitokin. Tiada ahli biologi yang bekerja dengan mixina sebelum cukup sabar untuk menunggu begitu banyak: setiap kali mereka sampai pada kesimpulan bahawa telur tidak dibubarkan, dan membuangnya tanpa menyelesaikan pemerhatian.

Setelah belajar membaur campuran, orang Jepun akhirnya memulakan kajian embriologi mereka. Pada masa itu ternyata bahawa jenis mixin yang dipelajari adalah lintah Jepun. Eptatretus burgeri (Rajah 1) – di sebelah kord terdapat tisu tulang rawan, yang terletak sebagai unsur-unsur vertebra harus ditempatkan. Seperti yang lazim dalam biologi moden, ini telah disahkan oleh penyelidikan produk gen. Hasil ujian adalah positif: dalam struktur-struktur yang terdapat dalam struktur lintah yang mirip dengan vertebra, sebenarnya protein-protein itu disintesisyang merupakan ciri vertebrata bagi bahan antara tulang rawan.

Jadi, masih terdapat tulang belakang di dalam mixin. Namun, seperti yang sering terjadi, penemuan itu menghasilkan timbulnya pertanyaan baru. Kerana vertebra myxin sangat luar biasa.

Untuk memahami betapa luar biasa mereka, bayangkan lokasi organ paksi dalam badan haiwan kord. Kord terbentang di sepanjang seluruh bahagian belakang (ia tidak terdiri daripada tulang rawan, tetapi tisu khas yang tidak terdapat pada organ lain). Di atas kord melepasi tiub saraf – saraf tunjang, dalam vertebrata yang mengalir ke kepala. Di bawah korda – salah satu saluran darah utama, aorta dorsal. Dalam elemen vertebra primitif vertebra di setiap segmen beberapa. Ini adalah gerbang dorsal yang terletak lebih notochord, lateral ke tiub saraf, dan gerbang ventral yang terletak di bawah notochord, sisi aorta dorsal. Ikan ini mempunyai kedua-duanya. Lamprey hanya mempunyai gerbang dorsal. Dan dalam myxins, hanya ventral, dikaitkan dengan aorta tulang belakang (Rajah 2). Kord rahimnya tidak dilindungi oleh tulang belakangnya. Ini adalah satu-satunya haiwan yang mempunyai komposisi tulang belakang sedemikian. Selain itu, elemen tambahan tulang belakang juga terdapat dalam lintah Jepun: rawan besar yang tidak berpasangan di bawah aorta tulang belakang. Rawan ini dalam campuran, nampaknya, secara umumnya unik.Tiada vertebrata lain mempunyai satu, sekurang-kurangnya dalam keadaan dewasa.

Rajah. 2 Seksyen lekuk badan lintah dewasa, kawasan di bawah notochord. Dalam ara. B menyerahkan serpihan ara. Adirangka nt adalah kord, nos ialah sampul akord, ao ialah aorta dorsal, ve adalah urat kardinal posterior. Anak panah menunjukkan kepada unsur rawan. Anak panah bawah menunjuk kepada rawan yang tidak berpasangan unik yang terletak di bawah aorta dorsal. Menariknya, tulang rawan ini, yang tidak terdapat pada vertebrata lain, dalam myxine adalah elemen terbesar dari tulang belakang. Ilustrasi artikel dalam perbincangan Jurnal Zoologi Eksperimen

Sebaliknya, walaupun tulang belakang tersebut terdapat di lintah hanya di rantau caudal badan. Di hadapan dubur (atau lebih tepatnya, dari kloaka) mereka tidak. Mungkin ini entah bagaimana berkaitan dengan fakta bahawa ekor adalah organ utama gerakan dalam vertebrata akuatik.

Komposisi tisu tulang rawan dari mana vertebra yang tersusun, dalam myxine, juga luar biasa. Dalam semua vertebrata lain, termasuk lamprey, protein kolagen adalah asas mekanikal bahan antara tulang rawan. Dalam rawan myxine, sintesis kolagen melemahkan, tetapi sintesis of biglikan dan decorin dipertingkatkan – protein bukan kolagen yang kaya dengan leucine asid amino dan dikaitkan dengan karbohidrat (tegasnya, ini bukan protein, tetapi proteoglisans).Dasar mekanik tulang rawan di sini membentuk. Ternyata, rawan ini kurang tahan lama daripada "klasik", kaya dengan kolagen.

Berdasarkan semua data ini, para saintis Jepun telah mencadangkan satu skema yang kompleks tentang evolusi tulang belakang yang mungkin (Gambarajah 3). Diandaikan bahawa vertebrata purba – nenek moyang dan mixin, dan lamprey, dan ikan – mempunyai satu set lengkap elemen vertebra: kedua-dua gerbang dorsal dan bahagian luar. Dalam ikan, mereka semua dipelihara. Dan dalam vertebra tanpa janggut, tulang belakang dikurangkan, dan dalam kumpulan yang berlainan dengan cara yang berbeza: di dalam lampreys hanya unsur dorsal kekal di dalamnya, dan di dalam campuran, hanya unsur ventral kekal. Pada masa yang sama, komposisi tisu rawan berubah di mixin – ia kehilangan kolagen. Dalam erti kata lain, ternyata, dengan pengurangan gerbang dorsal vertebra, myksin mempunyai "melembutkan" tulang rawan, mungkin disebabkan oleh fakta bahawa haiwan ini menjalani gaya hidup berhampiran dan tidak berenang dengan baik.

Rajah. 3 Hipotesis evolusi awal tulang belakang. nt – chord, n – tiub neural, bd, id – dorsal dan bv, iv – unsur ventral vertebra. Dua jenis tulang rawan ditandakan dengan warna yang berbeza: rawan yang kaya dengan kolagen – hijau, tulang rawan, kolagen yang lemah – dalam warna biru. Gambar dari artikel dibincangkan di Jurnal Zoologi Eksperimen, dengan perubahan

Ia harus ditekankan bahawa jika lebih awal ia adalah mengenai fakta-fakta, maka skim evolusi ini hanya untuk satu hipotesis. Contohnya, seseorang boleh menganggap bahawa vertebra di lampreys dan di dalam mixin muncul hanya secara berasingan. Tetapi data paleontologi yang ada kini agak mengesahkan versi bahawa mereka mempunyai nenek moyang yang sama. Sebagai contoh, dalam jawless Euphanerops longaevus (Rajah 4), yang hidup 380 juta tahun yang lalu, terdapat kedua-dua gerbang vertebrata dorsal dan ventral.

Rajah. 4 Pembinaan semula Euphanerops longaevus. Gambar Philip Janvier (Philippe Janvier) dari laman web www.miguasha.ca

Mixina Atlantic biasa kepada orang Eropah (Myxine glutinosa) berbeza dari lintah Jepun kerana ia tidak mempunyai unsur vertebra sama sekali, walaupun di ekor kehadiran mereka tidak disahkan. Penyelidik Jepun kini tidak ragu-ragu bahawa ini adalah hasil pengurangan sekunder, dan tulang belakang adalah tanda awal semua tengkorak.

Sumber: Kinya G. Ota, Satoko Fujimoto, Yasuhiro Oisi, Shigeru Kuratani. Pembangunan lewat elemen vertebral hagfish // Jurnal Zoologi Eksperimen (Evolusi Molekul dan Pembangunan). 2013. V. 320B. P. 129-139.

Sergey Yastrebov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: