V3 Bilateria mit Ton

動物界門

兩側對稱動物 (Bilateria)

1. 兩側對稱

• 定義:

  • 兩側對稱是指一種生物體可以被分為兩個鏡像對稱的兩半。

  • 這種對稱形式與輻射對稱相反。

• 術語:

  • 兩側身體:

  • 右側和左側 (lateral)

  • 背側 (dorsal) 和腹側 (ventral)

  • 頭端 (cranial) 在前方 (=anterior)

  • 尾端 (caudal) 在後方 (=posterior)

  • 這使得定向運動成為可能。

2. 對稱性：複雜性

• 範例: Buddenbrockia plumatellae

  • 一種苔蘚蟲的寄生蟲。

  • 屬於黏孢子蟲，被歸類為刺絲胞動物 (Cnidaria)。

  • 擁有刺細胞基因。

  • 不顯示完整的兩側對稱性。

  • 揭示了身體結構的演化可塑性。

3. 兩側對稱動物及其發展

• 兩側對稱動物的起源:

  • 埃迪卡拉生物群 (前寒武紀) 主要包含輻射對稱動物。

  • 伯吉斯頁岩動物群 (寒武紀) 顯示了兩側對稱動物的發展。

4. 伯吉斯頁岩動物群

• 查爾斯·沃爾科特 (Charles Walcott) 於 1910 年發現。

• 意義:

  • 化石是在加拿大不列顛哥倫比亞省落基山脈的伯吉斯頁岩中發現的。

  • 自 1967 年以來，西蒙·康威·莫里斯 (Simon Conway Morris) 和其他人發現了大量轟動性的化石。

  • 更多資訊請參考網址: http://www.geo.ucalgary.ca/~macrae/Burgess_Shale/

5. 伯吉斯頁岩的地理位置

• 化石的形成: 大約 5.05 億年前的寒武紀時期。

• 當時，超大陸岡瓦納正在形成。

• 化石存在於黑色頁岩沉積物中，這些沉積物在 200 米深的海底下，缺氧條件下形成，這有助於軟體生物的良好保存。

6. 寒武紀大爆炸

• 在不到 5000 萬年內，所有現存的動物門突然出現。

• 在「寒武紀大爆炸」之前，只存在:

  • 海綿動物 (Porifera)

  • 刺絲胞動物 (Cnidaria)

  • 櫛水母動物 (Ctenophora)

• 討論: 實際還是表象的爆炸

  • 分子鐘顯示分類群的分化發生在「寒武紀大爆炸」之前很久 (Wray et al., Science, 1996)。

• 菲爾·多諾霍 (Phil Donoghue) 的引述: 「既不是寒武紀，也不是爆炸」

7. 寒武紀大爆炸的原因

• 可能的原因:

  • 埃迪卡拉生物群因環境條件而大規模滅絕 (可能的「雪球地球」假說) 可能促成了寒武紀動物群的輻射。

  • 大氣中氧氣含量增加導致身體尺寸更大、新陳代謝更高、定向快速運動以及捕食者的出現。

8. 兩側對稱動物的系統發育

• 恩斯特·海克爾 (Ernst Haeckel) (1866)

  • 有機體的一般形態學: 兩側對稱動物的首次系統發育。

• 說明: 顯示不同生物體及其關係的圖表。

9. 兩側對稱動物的共有衍徵 (Apomorphien)

9.1 三胚層結構

• 外胚層、內胚層和中胚層

  • 中胚層的定義: 是指在外胚層和內胚層之間形成的第三個胚層。

原腸胚形成 (Gastrulation)

• 形成初級體腔 (Blastocoel) 和身體粗結構的過程。

9.2 次級體腔 (Coelom)

• 中胚層中次級體腔的形成。

10. 演化範例

• 範例: 海膽 (Echinodermata)

• 闡明了三胚層動物中中胚層的形成。

11. 口和肛門的形成

• 原口變成肛門: 範例為海膽。

• 新口形成: 後口動物 (Deuterostomier)。

12. 口形成方式的差異

• 原口動物 (Protostomier)

  • 裂體腔 (Schizocoel): 體腔在中胚層中形成。

  • 腸體腔 (Enterocoel): 體腔由原腸的囊狀突出形成，其中原口變成口。

13. 體腔類型

• 無體腔動物 (Acoelomat) (例如: 扁形動物)

  • 定義: 腸和體壁之間的體腔缺失或充滿細胞 (實質細胞)。

• 假體腔動物 (Pseudocoelomat) (例如: 線蟲)

  • 充滿液體的體腔，僅部分被中胚層細胞襯裡。

• 真體腔動物 (Eucoelomat) (例如: 環節動物)

  • 真正的體腔，完全被中胚層細胞襯裡的次級體腔。

14. 組織學區分

• 無體腔動物:

  • 解剖學: 實質細胞或肌細胞、表皮、腸道，初級體腔由上皮基底側界定。

• 真體腔動物:

  • 解剖學: 體腔上皮、表皮、角質層、體腔、血管、腸道。

• 假體腔動物:

  • 解剖學: 初級體腔、表皮、角質層、腸道、實質細胞。

15. 分子系統發育學

• 利用緩慢演化的 DNA 序列重建後生動物 (Metazoa) 的系統發育學 (最初是 18S rDNA)。

• 最接近的匹配和澄清了系統發育學中的未解問題。

16. 蛻皮動物假說 (Ecdysozoa Hypothese)

• 傳統與分子系統發育學

  • 傳統的環節假說 (Articulata-Hypothese) 與分子的蛻皮動物假說之間的對立。

17. 蛻皮動物 – 優點與缺點

• 支持環節假說的論點:

  • 傳統系統發育學顯示分節。

• 支持蛻皮動物假說的論點:

  • 分子系統發育學指出更密切的親緣關係。

  • 存在幾丁質和蛻皮。

18. 蛻皮

• 節肢動物蛻皮的範例: 蜻蜓蛻皮。

• 線蟲 (C. elegans) 在其生命週期中蛻皮 4 次，蛻皮後可以繼續生長。

19. 蛻皮的分子調控

• 線蟲 C. elegans: 研究與 GFP 相關的基因。

• 發現特定基因如 qua-1 在控制蛻皮中的作用。

20. 對生態研究的影響

• 在 果蠅 (Drosophila) 和 線蟲 (C. elegans) 中發現的基因機制可能僅限於蛻皮動物，而非所有兩側對稱動物都存在。