Метамерия (биология)
Сегментированное тело с последовательным повторением органов.
Дождевые черви являются классическим примером биологической омонимической метамерии — свойства повторяющихся сегментов тела с различными областями.

В биологии метамерия — это явление наличия линейного ряда сегментов тела , принципиально схожих по структуре, хотя не все такие структуры полностью одинаковы в любой отдельной форме жизни, поскольку некоторые из них выполняют особые функции. [1] У животных метамерные сегменты называются сомитами или метамерами . У растений они называются метамерами или, более конкретно, фитомерами .

У животных

У животных зоологи определяют метамерию как мезодермальное событие, приводящее к последовательному повторению единичных подразделений эктодермы и мезодермальных продуктов. [1] Энтодерма не участвует в метамерии. Сегментация — это не то же самое понятие, что и метамерия: сегментация может быть ограничена только тканями, полученными из эктодермы, например, у ленточных червей Cestoda . Метамерия гораздо более важна с биологической точки зрения, поскольку она приводит к образованию метамеров, также называемых сомитами, которые играют важную роль в продвинутой локомоции .

Метамерию можно разделить на две основные категории:

  • Гомономная метамерия — это строгая последовательная последовательность метамеров. Ее можно сгруппировать в еще две классификации, известные как псевдометамерия и истинная метамерия. Примером псевдометамерии является класс Cestoda . Ленточный червь состоит из множества повторяющихся сегментов — в первую очередь для размножения и обмена основными питательными веществами. Каждый сегмент действует независимо от других, поэтому он не считается истинной метамерией. Другой червь, дождевой червь в типе Annelida , может служить примером истинной метамерии. В каждом сегменте червя можно найти повторение органов и мышечной ткани. Что отличает кольчатых червей от Cestoda, так это то, что сегменты у дождевого червя работают вместе для всего организма. Считается, что сегментация развилась по многим причинам, включая более высокую степень движения. Возьмем, к примеру, дождевого червя: сегментация мышечной ткани позволяет червю двигаться по дюйму. Круговые мышцы работают, чтобы позволить сегментам удлиняться один за другим, а продольные мышцы затем работают, чтобы укорачивать удлиненные сегменты. Эта схема продолжается по всему червю, позволяя ему дюйм за дюймом двигаться по поверхности. Каждый сегмент может работать независимо, но в направлении движения всего червя. [2]
  • Гетерономная метамерия — это состояние, при котором метамеры группируются вместе для выполнения схожих задач. Крайним примером этого является голова насекомого (5 метамеров), грудь (3 метамера) и брюшко (11 метамеров, не все различимы у всех насекомых). Процесс, который приводит к группировке метамеров, называется «тагматизацией», а каждая группировка называется тагмой ( множественное число: тагмата). У организмов с высокопроизводными тагматами, таких как насекомые, большая часть метамерии внутри тагмы может быть нетривиально различима. Ее, возможно, придется искать в структурах, которые не обязательно отражают сгруппированную метамерную функцию (например, лестничная нервная система или сомиты не отражают унитарную структуру грудной клетки).
Сегменты рака демонстрируют метамерию

Кроме того, животное может быть классифицировано как «псевдометамерное», что означает, что у него имеется четкая внутренняя метамерия, но нет соответствующей внешней метамерии, как это наблюдается, например, у Monoplacophora .

Люди и другие хордовые являются яркими примерами организмов, у которых метамеры тесно сгруппированы в тагматы. У хордовых метамеры каждой тагмы слиты до такой степени, что лишь немногие повторяющиеся черты видны напрямую. Для различения метамерии в тагматах таких организмов необходимы интенсивные исследования. Примерами обнаруживаемых доказательств рудиментарно метамерных структур являются жаберные дуги и черепно-мозговые нервы .

Некоторые схемы рассматривают концепцию метамерии как один из четырех принципов строения человеческого тела, общих для многих животных, наряду с общей двусторонней симметрией (или зигоморфизмом), пахимерией (или тубуляцией) и стратификацией. [3] Более поздние схемы также включают три других концепции: сегментацию (представляющуюся отличной от метамерии), полярность и эндокринность. [4]

В растениях

Метамер — это один из нескольких сегментов, которые участвуют в построении побега или на которые побег может быть концептуально (по крайней мере) разделен. [5] В метамерической модели растение состоит из серии «фитонов» или фитомеров , каждый из которых состоит из междоузлия и его верхнего узла с прикрепленным листом. Как писал Аса Грей (1850): [6]

Ветвь, или простой стебель, сам по себе, очевидно, является совокупностью подобных частей, расположенных одна над другой в непрерывном ряду, развившихся одна из другой в последовательных поколениях. Каждое из этих сочленений стебля, несущее свой лист на вершине, является элементом растения; или, как мы называем его, фитоном, — потенциальным растением, имеющим все органы растительности, а именно стебель, лист, а в своем нисходящем развитии даже корень или его эквивалент. Этот взгляд на состав растения, хотя он никоим образом не является новым, не был должным образом оценен. Я считаю его существенным для правильного философского понимания растения.

Некоторые растения, особенно злаки, демонстрируют довольно четкую метамерную конструкцию, но многие другие либо не имеют дискретных модулей, либо их наличие более спорно. [5] Теория фитона была подвергнута критике как чрезмерно изобретательная, академическая концепция, которая имеет мало отношения к реальности. [7] Имз (1961) пришел к выводу, что «концепции побега как состоящего из ряда структурных единиц были затемнены доминированием теории стебля и листа. Анатомических единиц, подобных этим, не существует: побег является базовой единицей». [8] Несмотря на это, другие по-прежнему считают сравнительное изучение длины метамерного организма фундаментальным аспектом морфологии растений . [9]

Метамерные концепции обычно сегментируют вегетативную ось на повторяющиеся единицы по ее длине, но возможны конструкции, основанные на других подразделениях. [5] Теория трубчатой ​​модели рассматривает растение (особенно деревья) как состоящее из единичных труб («метамеров»), каждая из которых поддерживает единичное количество фотосинтетической ткани. [10] Вертикальные метамеры также предполагаются в некоторых пустынных кустарниках, в которых стебель преобразуется в изолированные полоски ксилемы , каждая из которых имеет непрерывность от корня до побега. [5] Это может позволить растению отбрасывать большую часть своей побеговой системы в ответ на засуху, не повреждая оставшуюся часть.

У сосудистых растений система побегов принципиально отличается от корневой системы тем, что первая демонстрирует метамерное строение (повторяющиеся единицы органов; стебель, лист и соцветие), а вторая — нет. Зародыш растения представляет собой первый метамер побега у сперматофитов или семенных растений.

Считается, что растения (особенно деревья) имеют «модульную конструкцию», где модуль представляет собой ось, в которой осуществляется вся последовательность воздушной дифференциации от зарождения меристемы до начала половой дифференциации (например, развития цветка или шишки), которая завершает ее развитие. [5] Эти модули считаются единицами развития, не обязательно структурными.

Смотрите также

Найдите информацию о метамерии в Викисловаре, бесплатном словаре.

Ссылки

  1. ^ ab Shull, Franklin; George Roger Larue; Alexander Grant Ruthven (1920). Principles of Animal Biology. McGraw-Hill book company. стр. 108. ISBN 9781444697445.
  2. ^ Чандра, д-р Гириш. «Метамеризм». http://www.iaszoology.com/metamerism/
  3. ^ ДиДио, Краткий обзор анатомии LJA . Сент-Луис, К.В.Мосби, 1970 г.
  4. ^ DiDio, LJA (1989). Анатомо-хирургическая сегментация как принцип построения человеческого тела и ее клиническое применение. Anat. Anz. (Suppl.) 164:737–743.
  5. ^ abcde White, J. 1979. Растение как метапопуляция. Annual Review of Ecology and Systematics 10:109–145.
  6. ^ Грей, А. 1850. О составе растения по фитонам и некоторых применениях филлотаксиса. Труды Американской ассоциации содействия развитию науки 2:438–444.
  7. ^ Арбер, А. 1930. Корень и побег покрытосеменных: исследование морфологических категорий. New Phytologist 29(5):297–315.
  8. ^ Имс, А. Дж. Чутия 1961. Морфология покрытосеменных растений. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
  9. ^ Каплан, DR 2001. Наука о морфологии растений: определение, история и роль в современной биологии. Американский журнал ботаники 88(10):1711–1741.
  10. ^ Шинозаки, И., Йода, К. Ходзуми, К. и Кира, Т. 1964. Количественный анализ формы растений — теория модели трубы. I. основные анализы. Японский журнал экологии 14:97–105.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Метамерия_(биология)&oldid=1185972323"