Există vreo coloanei vertebrale la hagfish?

Jawless - un grup foarte vechi de vertebrate, reprezentat de petromizonii din lume și myxines modernă. Acestea din urmă au o mulțime de semne misterioase. În special, pentru o lungă perioadă de timp sa crezut că hagfish nu au o coloană vertebrală și doar coarda, la fel ca în Amphioxus. Din acest motiv, unii zoologii au refuzat chiar să ia în considerare vertebrate hagfish. Cu toate acestea, noile studii embriologice au arătat că, în orice caz, la unele specii de coloanei vertebrale hagfish este încă acolo - deși foarte neobișnuit aranjate.

Reprezentantul hagfish - piyavkorot japonez Eptatretus burgeri. Fotografii de pe site-ul natural-history.main.jp

Hagfish - una dintre cele mai ciudate de vertebrate. Aceasta creatura-vierme cu ochi mici, nările și doar câteva tentacule în jurul gurii. Membrele în hagfish nu au, cu excepția înotătoarei. mouthparts sale complexe, complet diferite pentru a maxilarului pește: hagfish, lampreys raportând jawless. Vedere generală a hagfish este atât de neobișnuit pentru un vertebrat, fondatorul taxonomie biologice, Linnaeus-l atribuită clasei de viermi (Vermes), și în această clasă - la grup, care include râme, lipitori și limbrici. Mai târziu a devenit clar repede că creierul, craniul, organele senzoriale, sistemul sanguin și rinichii în hagfish sunt aranjate ca în majoritatea vertebratelor - aici nu există nici o îndoială. Acum există mai mult de 70 de specii de hagfish. Ei trăiesc exclusiv în alimentare mare cu nevertebrate sau pești (de obicei mort, dar uneori trăiesc).

Unul dintre paradoxurile asociate cu hagfish, este faptul că, deși se referă la vertebrate, aceasta nu are o coloană vertebrală. Cel puțin, timpul său lung nu a putut fi detectat. schelet hagfish Axial - notochord sau notochord, disponibil în toate chordates, de exemplu, în Amphioxus, care nu se aplică la vertebrate. În vertebrate, în apropiere de coardă apar elemente cartilaginoase care, de fapt, numite vertebre. La vertebratele superioare, toate acestea sunt oase și înlocuirea coardă. Hagfish dar nu vertebre nu a fost găsit, deși alte jawless - chișcarului - acestea sunt. Celebre paleontolog american Alfred Romer (Alfred Sherwood Romer) a scris că „myxine poate fi numit vertebrate numai din politețe.“

Pondering acest fapt a condus paleontologul francez Philippe Janvier (Philippe Janvier), la așa-numita „teorie kraniatnoy“, în conformitate cu care, în linia evolutivă vertebratelor a apărut primul craniu și doar apoi - vertebre. Janvier a sugerat ca myxine reprezinta crenguță timpurie a liniei înainte de apariție a izola vertebre. În acest caz, hagfish - craniul, dar nu și vertebrate.

Cu toate acestea, în urmă cu mai mult de o sută de ani, unii cercetători au raportat că unele indicii ale vertebrelor în hagfish au reușit încă să găsească. Dar a verifica aceste mesaje necesită studii fine, embriologice de dorit, care afectează dezvoltarea hagfish în ou și după eclozare. Și apoi a fost un obstacol: sa dovedit că hagfish este aproape imposibil de a se reproduce în captivitate. Ca urmare, până în secolul XXI despre embriologie hagfish a fost foarte putin se stie.

Un progres în acest domeniu a avut loc în Japonia. În această țară, în mod tradițional, bine dezvoltat zoologie marin, inclusiv petromizonii de studiu și hagfish. Nu este surprinzator, Philippe Janvier (cel care a formulat „teoria kraniatnuyu“) a fost adresată propunerea japoneză pentru a afla: este încă în vertebre hagfish sau nu? Propunerea a adoptat Laboratorul de Morfologie evolutiva Centrul pentru Developmental Biology din Kobe (Laboratorul pentru Evolutionary Morfologie, Centrul pentru Dezvoltare Biologie, Riken). În 2004, șeful laboratorului Shigeru Kuratani (Shigeru Kuratani) a sugerat angajatului de numele Ota Kinya (Kinya Ota) o provocare enormă: pentru a aduce ouăle de laborator hagfish.

Ota era conștient că nici unul dintre studiile anterioare nu a avut succes, și să realizeze că riscul de a petrece câțiva ani fără a obține nici un rezultat, la toate. Cu toate acestea, el a început să încerce, bun de captură în Marea Japoniei hagfish nu a fost prea dificil, și a găsit un lucru foarte surprinzător. Se pare, de la fertilizare până la concasarea ou devine evidentă în hagfish nu sunt o chestiune de ore sau zile (la fel ca în cele mai multe vertebrate), și aproximativ patru luni. Nici unul dintre biologi care lucrează cu hagfish înainte, pur și simplu nu a avut suficientă răbdare să aștepte atât de mult: de fiecare dată când au ajuns la concluzia că ouăle - infertili și le-au aruncat departe fără a aduce observația până la capăt.

Prin învățare pentru a ridica hagfish, japonezii au început în cele din urmă studiile embriologice. Și apoi sa dovedit că speciile studiate hagfish - a fost un piyavkorot japonez Eptatretus burgeri (Figura 1.) - lângă coardă este prezent cartilaj destul, situat ca acestea ar trebui să fie amplasate elemente ale vertebrelor. Așa cum obișnuiește în biologia modernă, a fost testat în cercetarea produse genetice. Verificați dacă rezultatul a fost pozitiv: în piyavkorota găsite într-o structură similară cu vertebrele, sintetizat exact acele proteine ​​care sunt caracteristice vertebrate pentru substanța intercelulară a cartilajului.

Video: Training pentru persoanele cu probleme de spate și a coloanei vertebrale de la Olga Portnova

Astfel, vertebrelor hagfish încă acolo. Dar, așa cum se întâmplă adesea, a făcut descoperirea imediat ridicat noi întrebări. Deoarece vertebre hagfish - foarte neobișnuit.

Pentru a înțelege ce sunt neobișnuite, să ne imaginăm localizarea organelor axiale în corpul chordates. De-a lungul întregului spate se întinde coarda (nu constă din cartilaj, ci dintr-un material special, nu a fost găsit în alte organe). Deasupra coarda a avut loc tubul neural - măduva spinării la vertebrate rulare în cap. Sub coardă - unul dintre vasele de sange majore, dorsale aortă. În elementele de vertebrate primitive ale vertebrelor în fiecare segment de câteva. Acest arc dorsală situată peste coardă, pe fiecare parte a tubului neural, și arc ventral localizat dedesubt coardă, pe fiecare parte a aortei dorsale. În pește sunt cele, și altele. Avem petromizonii dorsal doar arc. Și hagfish - numai ventral, dorsal aortă asociată cu (figura 2). Măduva spinării în vertebre ei nu sunt acoperite. Acesta este singurul animal care are o parte a coloanei vertebrale. Mai mult, piyavkorota japonez a constatat, de asemenea, un element suplimentar de vertebre: un cartilaj mare nepereche situat dedesubt aorta dorsală. Acest cartilaj în hagfish, aparent, toate unice. Nici una dintre celelalte vertebrate nu este - cel puțin în starea de adult.

Video: Buckin'S mixin „IT UP ... ATTEN. mâner lung

Pe de altă parte, chiar și cele găsite în piyavkorota vertebre numai în partea din spate a corpului. In fata anusului (mai precis, din cloaca) nu sunt. Poate că are ceva de-a face cu faptul că coada este în vertebrate acvatice corpul principal al mișcării.

Compoziția cartilajului care formează vertebrelor, hagfish au prea neobișnuit. În toate celelalte vertebrate, inclusiv lampreys, baza mecanică a substanței intercelulare cartilajului este o proteină colagen. Sinteza myxine cartilaj colagen slăbit, dar întărit biglycan și decorin sinteza - non-proteine ​​colagenice, bogate în leucină aminoacizi și carbohidrați înrudite (strict vorbind, acest lucru nu este proteinele și proteoglicanii). Cadrul mecanic al cartilajului este format de acestea. Aparent, acest cartilaj este mai puțin durabil decât bogată în colagen „clasic“.

Pe baza tuturor acestor date oamenii de știință japonezi au sugerat o schemă de evoluție probabil complexă a coloanei vertebrale (fig. 3). Se presupune că vertebrat vechi - strămoș și hagfish și petromizonii, și pește - au avut un set complet de vertebre: și arcada dorsală și ventrală. La pești, toți au supraviețuit. Și vertebră jawless este redusă, iar în grupuri diferite în diferite moduri: în petromizonii de la ea au fost doar elementele dorsale, in timp ce hagfish - doar ventral. În același timp, în hagfish sa schimbat compozitia de tesut cartilaj - a pierdut colagen. Cu alte cuvinte, se pare că hagfish, împreună cu reducerea arcadelor vertebrale dorsale a fost „softening“ de cartilaj, posibil datorită faptului că aceste animale sunt în stil de viață bentic și înotători nu foarte bune.

Fig. 3. Ipoteza evoluției precoce a coloanei vertebrale. nt - coardă, n - tub neural, bd, id - dorsal si bv, iv - elemente vertebrale ventrale. Două tipuri de cartilaj sunt coduri de culoare: cartilajul bogat in colagen - verde, cartilaj, colagen sărac - albastru. Imagine a articolului în discuție în Journal of Experimental Zoologie, cu modificări

Video: Am fost dat afară ale unei părți a nu face sex: STORYTIME

Trebuie subliniat că, dacă mai devreme a fost vorba despre fapte, acest sistem evolutiv - încă doar o ipoteză. S-ar putea, de exemplu, să presupunem că vertebrele petromizonii și hagfish au apărut pur și simplu în mod independent. Dar dovezile fosile disponibile acum, mai degrabă confirmă teoria că au fost de la un strămoș comun. De exemplu, un jawless Euphanerops longaevus (Fig. 4), a trăit în urmă cu 380 de milioane de ani, există dorsală și arc vertebrale ventral.

reconstrucție Euphanerops longaevus. Figura Philippe Janvier (Philippe Janvier) de pe site-ul miguasha.ca

Familiar hagfish europeni de Atlantic (Myxine glutinosa) Diferă de la piyavkorota japonez că elementele sale vertebrale deloc, chiar și în urma prezenței lor nu a fost confirmată. Cercetătorii japonezi sunt acum nici o îndoială că rezultatul reducerii secundar, și a coloanei vertebrale - semnul original al craniană.

Video: Neymar a rupt o vertebră în meci Brazilia Columbia Zuniga Neymar fractură vertebrală