Marin ryggradslösa djur - Marine invertebrates

Ernst Haeckels 96: e platta, som visar några marina ryggradslösa djur. Marin ryggradslösa djur har en stor variation av kroppsplaner , som för närvarande är kategoriserade i över 30 phyla .

Marin ryggradslösa djur är ryggradslösa djur som lever i marina livsmiljöer . Ryggradslösa djur är en heltäckande term som inkluderar alla djur bortsett från ryggradsdjursmedlemmarna i ackordfylen . Ryggradslösa djur saknar en ryggrad , och vissa har utvecklat ett skal eller ett hårt exoskelet . Precis som på land och i luften har marina ryggradslösa djur ett stort antal kroppsplaner och har kategoriserats i över 30 fyla . De utgör det mesta av det makroskopiska livet i haven.

Evolution

Del av en serie översikter om
marint liv
Gul.tang.arp.jpg Havslivsportal
Se även: Avalon -explosion och Kambrium -explosion

De tidigaste djuren var marina ryggradslösa djur , det vill säga ryggradsdjur kom senare. Djur är flercelliga eukaryoter och skiljer sig från växter, alger och svampar genom att de saknar cellväggar . Marin ryggradslösa djur är djur som lever i en marin miljö bortsett från ryggradsdjursmedlemmarna i ackordfylen ; ryggradslösa djur saknar ryggrad . Vissa har utvecklat ett skal eller ett hårt exoskelet .

De tidigaste djuren kan tillhöra släktet Dickinsonia , för 571 miljoner till 541 miljoner år sedan. Individuella Dickinsonia liknar vanligtvis en bilateralt symmetrisk ribbad oval. De fortsatte att växa tills de var täckta med sediment eller på annat sätt dödades och tillbringade större delen av sitt liv med sina kroppar stadigt förankrade till sedimentet. Deras taxonomiska affiniteter är för närvarande okända, men deras tillväxtsätt överensstämmer med en bilaterisk affinitet.

Bortsett från Dickinsonia är de tidigaste allmänt accepterade djurfossilerna de ganska moderna cnidarians (gruppen som inkluderar maneter , havsanemoner och Hydra ), möjligen från omkring 580 Ma The Ediacara biota , som blomstrade under de senaste 40 miljoner åren innan starten av kambrium , var de första djuren som var mer än några få centimeter långa. Liksom Dickinsonia var många platta med ett "quiltat" utseende och verkade så konstigt att det fanns ett förslag att klassificera dem som ett separat rike , Vendozoa . Andra har dock tolkats som början blötdjur ( kimberella ), tagghudingar ( Arkarua ) och leddjur ( spriggina , Parvancorina ). Det finns fortfarande debatt om klassificeringen av dessa exemplar, främst för att de diagnostiska egenskaper som gör att taxonomer kan klassificera nyare organismer, till exempel likheter med levande organismer, i allmänhet saknas i Ediacarans. Det verkar emellertid litet tvivel om att Kimberella åtminstone var ett triploblastiskt bilateriskt djur, med andra ord ett djur betydligt mer komplext än cnidarians.

Den lilla shelly -faunan är en mycket blandad samling fossiler som finns mellan sena Ediacaran och mellersta kambriumperioden . Den tidigaste, Cloudina , visar tecken på framgångsrikt försvar mot predation och kan indikera början på en evolutionär vapenkapplöpning . Några små tidiga kambriumska skal tillhörde nästan säkert blötdjur, medan ägarna till några "rustningsplattor", Halkieria och Microdictyon , så småningom identifierades när mer fullständiga exemplar hittades i kambriumska lagerstätten som bevarade mjuka djur.

På 1970 -talet fanns det redan en debatt om huruvida framväxten av den moderna filan var "explosiv" eller gradvis men dold av bristen på prekambriska djurfossiler. En omanalys av fossil från Burgess Shale lagerstätte ökade intresset för frågan när den avslöjade djur, som Opabinia , som inte passade in i någon känd fil . Vid den tiden tolkades dessa som bevis på att den moderna filan hade utvecklats mycket snabbt i den kambriumska explosionen och att Burgess -skifferens "konstiga underverk" visade att den tidiga kambrium var en unik experimentell period av djurutveckling. Senare upptäckter av liknande djur och utvecklingen av nya teoretiska tillvägagångssätt ledde till slutsatsen att många av de "konstiga underverken" var evolutionära "mostrar" eller "kusiner" i moderna grupper - till exempel att Opabinia var medlem i lobopoder , en grupp som inkluderar leddjurens förfäder, och att det kan ha varit nära besläktat med de moderna tardigraderna . Ändå finns det fortfarande mycket debatt om huruvida den kambriumska explosionen verkligen var explosiv och i så fall hur och varför det hände och varför det verkar unikt i djurens historia.

Klassificering

Bryozoa från Ernst Haeckel 's Kunstformen der Natur , 1904

Ryggradslösa djur grupperas i olika fyla . Informellt kan phyla ses som ett sätt att gruppera organismer enligt deras kroppsplan . En kroppsplan hänvisar till en ritning som beskriver en organisms form eller morfologi , såsom dess symmetri , segmentering och dispositionen av dess tillägg . Idén om kroppsplaner härstammar från ryggradsdjur , som grupperades i en filum. Men ryggradsdjurens kroppsplan är bara en av många, och ryggradslösa djur består av många phyla- eller kroppsplaner. Historien om upptäckten av kroppsplaner kan ses som en rörelse från en världsbild centrerad på ryggradsdjur, till att se ryggradsdjur som en kroppsplan bland många. Bland de banbrytande zoologerna identifierade Linné två kroppsplaner utanför ryggradsdjuren; Cuvier identifierade tre; och Haeckel hade fyra, liksom Protista med åtta till, totalt tolv. Som jämförelse har antalet phyla som moderna zoologer känner igen ökat till 35 .

Historiskt sett trodde man att kroppsplaner hade utvecklats snabbt under den kambriumska explosionen , men en mer nyanserad förståelse av djurens utveckling tyder på en gradvis utveckling av kroppsplaner under hela den tidiga paleozoiken och därefter. Mer allmänt kan en filum definieras på två sätt: som beskrivits ovan, som en grupp organismer med en viss grad av morfologisk eller utvecklingslikhet (den fenetiska definitionen), eller en grupp organismer med en viss grad av evolutionär släktskap ( fylogenetiken definition).

Precis som på land och i luften utgör ryggradslösa djur en stor majoritet av allt makroskopiskt liv, eftersom ryggradsdjuren utgör en undergrupp av en av över 30 kända djurfilter, vilket gör termen nästan meningslös för taxonomiska ändamål. Ryggradslösa havsliv inkluderar följande grupper, varav några är phyla:

Den 49: e platta från Ernst Haeckels s Kunstformen der Natur , 1904, som visar olika havsanemoner hemliga som Actiniae, i Cnidaria fylum
"En mängd marina maskar": tallrik från Das Meer av MJ Schleiden (1804–1881)

Leddjur totalt uppgår till cirka 1113 000 beskrivna arter, blötdjur ca 85 000 och ackord cirka 52 000.

Marin svamp

Svampar har inget nerv-, matsmältnings- eller cirkulationssystem

Svampar är djur av phylum Porifera (modern latin för att bära porer ). De är multicellulära organismer som har kroppar fulla av porer och kanaler som tillåter vatten att cirkulera genom dessa, bestående av geléliknande mesohyl inklämt mellan två tunna skikt av celler . De har ospecialiserade celler som kan omvandlas till andra typer och som ofta migrerar mellan de viktigaste cellskikten och mesohylen i processen. Svampar har inte nerv- , matsmältnings- eller cirkulationssystem . Istället förlitar de flesta sig på att upprätthålla ett konstant vattenflöde genom sina kroppar för att få mat och syre och för att ta bort avfall.

Svampar liknar andra djur genom att de är flercelliga , heterotrofa , saknar cellväggar och producerar spermier . Till skillnad från andra djur saknar de äkta vävnader och organ och har ingen kroppssymmetri . Kroppens former är anpassade för maximal effektivitet av vattenflödet genom det centrala hålrummet, där det avsätter näringsämnen, och lämnar genom ett hål som kallas osculum . Många svampar har inre skelett av svamp och/eller spikler av kalciumkarbonat eller kiseldioxid . Alla svampar är sittande vattenlevande djur. Även om det finns sötvattensarter är den stora majoriteten marina (saltvatten) arter, allt från tidvattenzoner till djup som överstiger 8 800 m (5,5 mi).

Medan de flesta av de cirka 5 000–10 000 kända arterna livnär sig på bakterier och andra matpartiklar i vattnet, värdar vissa fotosyntetiserande mikroorganismer som endosymbionter och dessa allianser producerar ofta mer mat och syre än de förbrukar. Några svamparter som lever i livsmedelsfattiga miljöer har blivit köttätare som huvudsakligen byter små kräftdjur .

Rekonstruktion av Otavia antiqua , möjligen det första djuret för cirka 760 miljoner år sedan 

Linné identifierade felaktigt svampar som växter i ordningen Alger . Under en lång tid därefter tilldelades svampar till ett separat delområde, Parazoa (betyder bredvid djuren ). De klassificeras nu som ett parafyletiskt filum från vilket de högre djuren har utvecklats.

Marine cnidarians

Cnidarians är de enklaste djuren med celler organiserade i vävnader. Ändå innehåller starlet havsanemonen samma gener som de som bildar ryggradsdjurets huvud.

Cnidarians (grekiska för nässlor ) utmärks av närvaron av stickande celler , specialiserade celler som de använder främst för att fånga byten. Cnidarians inkluderar koraller , havsanemoner , maneter och hydrozoaner . De bildar en fylum som innehåller över 10 tusen arter av djur funna uteslutande i akvatiska (främst marina) miljöer. Deras kroppar består av mesoglea , en icke-levande geléliknande substans, klämd mellan två lager av epitel som mestadels är en cell tjocka . De har två grundläggande kroppsformer: simmeduser och sittande polyper , som båda är radiellt symmetriska med munnar omgivna av tentakler som bär cnidocyter. Båda formerna har en enda öppning och kroppshålighet som används för matsmältning och andning .

Fossila cnidarians har hittats i bergarter som bildades för cirka 580  miljoner år sedan . Fossil av cnidarians som inte bygger mineraliserade strukturer är sällsynta. Forskare tror för närvarande att cnidarians, ctenophores och bilaterians är närmare släkt med kalkhaltiga svampar än dessa är med andra svampar , och att antozoaner är de evolutionära "tanterna" eller "systrarna" till andra cnidarians och de närmaste släktingarna med bilaterianer.

Cnidarians är de enklaste djuren där cellerna är organiserade i vävnader. Den Nematostella vectensis används som modellorganism i forskning. Det är lätt att ta hand om i laboratoriet och ett protokoll har utvecklats som kan ge stora mängder embryon dagligen. Det finns en anmärkningsvärd grad av likhet i bevarandet av gensekvensen och komplexiteten mellan havsanemonen och ryggradsdjur. I synnerhet är gener som berörs vid bildandet av huvudet hos ryggradsdjur också närvarande i anemonen.

  • Havsanemoner är vanliga i tidepools

  • Deras tentakler svider och förlamar små fiskar

  • Närbild av polyper på ytan av en korall , vifta med sina tentakler.

  • Om en ö sjunker under havet kan koralltillväxten hålla jämna steg med det stigande vattnet och bilda en atoll

Marin mask

Ytterligare information: Marin mask och havsmask
Pilmaskar är rovdjurskomponenter i plankton över hela världen.

Maskar (gamla engelska för orm ) har vanligtvis långa cylindriska rörliknande kroppar och inga lemmar . Marina maskar varierar i storlek från mikroskopisk till över 1 meter (3,3 fot) i längd för vissa marina polychaete maskar ( borstmaskar ) och upp till 58 meter (190 fot) för marina nemertiska maskar ( bootlace mask ). Vissa marina maskar upptar en liten variation av parasitiska nischer, som lever inuti andra djurs kroppar, medan andra lever mer fritt i den marina miljön eller genom att gräva under jorden.

Olika grupper av marina maskar är släkt bara på avstånd, så de finns i flera olika phyla såsom Annelida (segmenterade maskar), Chaetognatha (pilmaskar), Hemichordata och Phoronida (hästsko maskar). Många av dessa maskar har specialiserade tentakler som används för utbyte av syre och koldioxid och kan också användas för reproduktion. Vissa marina maskar är röret maskar , såsom jätte röret masken som lever i vattnen nära undervattens vulkaner och tål temperaturer upp till 90 grader Celsius .

Platyhelminthes (plattmaskar) bildar en annan maskfilm som innehåller en klass Cestoda av parasitiska bandmaskar. Den marina bandmask Polygonoporus giganticus , som finns i tarmen hos spermhvalar , kan växa till över 30 m (100 fot).

Nematoder (rundmaskar) utgör ytterligare en maskfilm med rörformiga matsmältningssystem och en öppning i båda ändar. Över 25 000 nematodarter har beskrivits, varav mer än hälften är parasitiska. Det har uppskattats att ytterligare en miljon är obeskrivna. De är allestädes närvarande i marina, sötvatten- och markmiljöer, där de ofta är fler än andra djur i både individ- och artantal. De finns i alla delar av jordens litosfär , från toppen av bergen till botten av oceaniska skyttegravar . Enligt räkning representerar de 90% av alla djur på havsbotten . Deras numeriska dominans, som ofta överstiger en miljon individer per kvadratmeter och står för cirka 80% av alla enskilda djur på jorden, deras mångfald av livscykler och deras närvaro på olika trofiska nivåer pekar på en viktig roll i många ekosystem.

Hudstöd

Sjöstjärnslarver
Sjöstjärna larver är bilateralt symmetriska , medan de vuxna har femfaldig symmetri

Echinoderms (grekiska för taggig hud ) är en filum som endast innehåller marina ryggradslösa djur. De vuxna känns igen på sin radiella symmetri (vanligtvis fem punkter) och inkluderar sjöstjärnor , sjöborrar , sanddollar och havsgurkor , liksom sjöliljorna . Pekdjur finns på varje havsdjup, från tidvattenzonen till avgrundszonen . Filummet innehåller cirka 7000 levande arter , vilket gör den till den näst största gruppen av deuterostomer (en superfil), efter ackordaten (som inkluderar ryggradsdjur , såsom fåglar , fiskar , däggdjur och reptiler ).

Echinoderms är unika bland djur i att ha bilateral symmetri i larvstadiet, men femfaldig symmetri ( pentamerism , en speciell typ av radiell symmetri) som vuxna.

Pighudarna är viktiga både biologiskt och geologiskt. Biologiskt sett finns det få andra grupper som är så rikliga i den biotiska öknen i djuphavet , liksom i grundare hav. De flesta pinnhudar kan regenerera vävnad, organ, lemmar och reproducera aseksuellt ; i vissa fall kan de genomgå fullständig regenerering från en enda lem. Geologiskt sett är värdet av pinnhudar i deras förbenade skelett , som är viktiga bidragsgivare till många kalkstensformationer , och kan ge värdefulla ledtrådar om den geologiska miljön. De var den mest använda arten inom regenerativ forskning på 1800- och 1900 -talen. Det hålls också av vissa forskare att strålningen av pikdinnor var ansvarig för den mesozoiska marina revolutionen .

Bortsett från den svårt att klassificera Arkarua (ett prekambriskt djur med pikdjursliknande pentamerös radiell symmetri) dök de första definitiva medlemmarna av filumet upp i början av kambrium .

Marina blötdjur

Rekonstruktion av en ammonit , en mycket framgångsrik tidig bläckfisk som först uppträdde i Devonian (cirka 400 mya ). De utrotades under samma utrotningshändelse som dödade landdinosaurierna (cirka 66 mya).

Blötdjur (latin för mjuk ) bildar en provins med ca 85.000 bevarade erkända arter . Enligt artantal är de det största marina filumet, som omfattar cirka 23% av alla namngivna marina organismer . Blötdjur har mer varierade former än andra ryggradslösa djur. De är mycket olika, inte bara i storlek och anatomisk struktur, utan också beteende och livsmiljö. Majoriteten av arterna lever fortfarande i haven, från stränderna till avgrundszonen , men vissa utgör en betydande del av sötvattensfaunan och de markbundna ekosystemen .

Blötdjurets filum är uppdelad i 9 eller 10 taxonomiska klasser , varav två är utdöda . Dessa klasser inkluderar gastropoder , musslor och bläckfiskar , liksom andra mindre kända men distinkta klasser. Gastropoder med skyddande skal kallas sniglar ( havssniglar ), medan gastropoder utan skyddande skal kallas sniglar ( havssniglar ). Gastropoder är de överlägset mest antal blötdjur när det gäller klassificerade arter och står för 80% av totalen. Musslor inkluderar musslor , ostron , hjärtmusslor , musslor , pilgrimsmusslor , och många andra familjer . Det finns cirka 8000 marina tvåskaliga arter (inklusive bräckt vatten och flodmynningsarter ) och cirka 1200 sötvattensarter. Bläckfisk inkluderar bläckfisk , bläckfisk och bläckfisk . De finns i alla hav och neurologiskt är de mest avancerade av ryggradslösa djur. Omkring 800 levande arter av marina bläckfiskar har identifierats och uppskattningsvis 11 000 utdöda taxa har beskrivits. Det finns inga helt färskvattenbläckfiskar.

Generaliserat eller hypotetiskt förfädernas blötdjur

Blötdjur har så olika former att många läroböcker baserar sina beskrivningar av blötdjursanatomi på en generaliserad eller hypotetisk förfäderns blötdjur . Denna generaliserade blötdjur är osegmenterad och bilateralt symmetrisk med en undersida som består av en enda muskulös fot . Utöver det har den ytterligare tre nyckelfunktioner. För det första har den en muskulös kappa som kallas en mantel som täcker dess inälvor och innehåller en betydande hålighet som används för andning och utsöndring . Ett skal som utsöndras av manteln täcker den övre ytan. För det andra (bortsett från tvåskal) har den en raspande tunga som kallas en radula som används för utfodring. För det tredje har det ett nervsystem inklusive ett komplext matsmältningssystem som använder mikroskopiska, muskeldrivna hårstrån som kallas cilia för att utsöndra slem . Det generaliserade blötdjuret har två ihopkopplade nervkablar (tre i tvåskal). Den hjärnan , hos arter som har en, omsluter matstrupen . De flesta blötdjur har ögon och alla har sensorer som upptäcker kemikalier, vibrationer och beröring. Den enklaste typen av molluskansk reproduktionssystem är beroende av extern befruktning , men mer komplexa variationer förekommer. Alla producerar ägg , från vilka det kan komma fram trochophore -larver , mer komplexa veliger -larver eller miniatyrvuxna. Skildringen liknar ganska moderna monoplakoforer , och vissa föreslår att den kan likna mycket tidiga blötdjur.

Det finns goda bevis för uppkomsten av marina snäckor, bläckfiskar och musslor under den kambriumska perioden för 541 till 485,4 miljoner år sedan . Den evolutionära historien både om blötdjurens framväxt från förfädernas Lophotrochozoa och deras diversifiering till de välkända levande och fossila formerna är emellertid fortfarande föremål för kraftig debatt bland forskare.

Marin leddjur

_______________________
_______________________
_______________________
Segmentering och tagmata för en leddjur

Leddjur (grekiska för ledade fötter ) har ett exoskelet (yttre skelett ), en segmenterad kropp och ledade tillägg (parade bilagor). De bildar en filum som innehåller insekter , spindeldjur , myriapoder och kräftdjur . Leddjur kännetecknas av sina ledade extremiteter och nagelband av kitin , ofta mineraliserade med kalciumkarbonat . Den leddjur kropp plan består av segment , var och en med ett par bihang . Den styva nagelbanden hämmar tillväxten, så leddjur ersätter den med jämna mellanrum . Deras mångsidighet har gjort det möjligt för dem att bli de mest artrika medlemmarna i alla ekologiska skrån i de flesta miljöer.

Marin leddjur varierar i storlek från det mikroskopiska kräftdjuret Stygotantulus till den japanska spindelkrabban . Leddjurens primära inre hålighet är en hemokoel , som rymmer deras inre organ , och genom vilken deras hemolymf - analog av blod - cirkulerar; de har öppna cirkulationssystem . Liksom deras exteriör är leddjurens inre organ i allmänhet byggda av upprepade segment. Deras nervsystem är "stege-liknande", med parade ventrala nervsnören som löper genom alla segment och bildar parade ganglier i varje segment. Deras huvuden bildas genom sammansmältning av olika antal segment, och deras hjärnor bildas genom sammansmältning av ganglierna i dessa segment och omger matstrupen . De andnings och utsöndringssystem leddjur varierar beroende så mycket på sin omgivning som på subphylumen de tillhör.

Deras vision bygger på olika kombinationer av sammansatta ögon och pigment-pit ocelli : hos de flesta arter kan ocelli bara detektera från vilken riktning ljuset kommer, och de sammansatta ögonen är den viktigaste informationskällan, men spindlarnas huvudögon är ocelli som kan bilda bilder och i några fall kan svängas för att spåra byten. Leddjur har också ett brett utbud av kemiska och mekaniska sensorer, mestadels baserade på modifieringar av de många setae (borsten) som skjuter ut genom deras nagelband. Leddjurens metoder för reproduktion och utveckling är olika; alla markbundna arter använder intern befruktning , men detta är ofta genom indirekt överföring av spermierna via ett tillägg eller marken, snarare än genom direkt injektion. Marina arter lägger alla ägg och använder antingen intern eller extern befruktning . Artropoduklingar varierar från miniatyrvuxna till grubs som saknar fogade lemmar och så småningom genomgår en total metamorfos för att producera den vuxna formen.

Leddjurens evolutionära anor går tillbaka till den kambriska perioden. Gruppen betraktas i allmänhet som monofyletisk , och många analyser stöder placering av leddjur med cykloneuraler (eller deras beståndsdelar) i en superphylum Ecdysozoa . Sammantaget är dock de basala förhållandena mellan Metazoa ännu inte väl lösta. På samma sätt diskuteras fortfarande relationerna mellan olika leddjurgrupper aktivt.

Annan fil

  • Icke-kraniatkordater är nära släktingar till ryggradsdjur

  • Den LANSETTFISK , en liten genomskinlig fisk som lansettfiskar , är det närmaste levande ryggradslösa släkting till ryggradsdjur.

  • Fluorescerande havssprutor, Rhopalaea crassa . Tunikater kan ge ledtrådar till ryggradsdjur (och därför mänskliga) anor.

  • SALP -kedjan

  • Gill slitsar i en ekollorm (vänster) och tunikera (höger)

Mineraler från havsvatten

Det finns ett antal marina ryggradslösa djur som använder mineraler som finns i havet i så små mängder att de inte kunde detekteras fram till spektroskopins tillkomst . Vanadin koncentreras av vissa tunikater för användning i deras blodkroppar till en nivå tio miljoner gånger den för det omgivande havsvattnet. Andra tunikaer koncentrerar på samma sätt niob och tantal . Hummer använder koppar i sitt andningspigment hemocyanin , trots att andelen av denna metall i havsvatten är liten. Även om dessa element finns i stora mängder i havet, är deras utvinning av människan inte ekonomisk.

Glasmodeller

Se även: marina ryggradslösa djur i glas

Se även

Anteckningar

Referenser

Andra referenser