metamorfoz - Metamorphosis

Nimf formundan bir yetişkine metamorfoz geçiren son tüy dökümünde bir yusufçuk

Metamorfoz , bir hayvanın doğumdan veya yumurtadan çıktıktan sonra fiziksel olarak geliştiği , hücre büyümesi ve farklılaşması yoluyla hayvanın vücut yapısında göze çarpan ve nispeten ani bir değişiklik içeren biyolojik bir süreçtir . Bazı böcekler , balıklar , amfibiler , yumuşakçalar , kabuklular , cnidarians , derisidikenliler ve tunikler metamorfoza uğrarlar ve buna genellikle beslenme kaynağı veya davranış değişikliği eşlik eder . Hayvanlar, tam metamorfoz (" holometaboli "), eksik metamorfoz (" hemimetaboli ") veya metamorfoz (" ametaboli ") olmayan türlere ayrılabilir .

Terimin bilimsel kullanımı teknik olarak kesindir ve hızlı büyüme atakları dahil olmak üzere hücre büyümesinin genel yönlerine uygulanmaz . İçinde "metamorfoz" referanslar memeliler kesin olmayan ve sadece argo, ama dönüşüm ve tarihsel idealist fikirler morfolojisi gibi Goethe 'nin Bitkilerin Metamorphosis fikirleri gelişimini etkilemiş, evrim .

etimoloji

Kelimesinin başkalaşım türetilmiştir Yunan μεταμόρφωσις gelen "transforme dönüşüm", μετα- ( meta ), ve "sonra" μορφή ( morphe ), "şekli".

hormon kontrolü

Metamorfoz, iyodotironin kaynaklıdır ve tüm kordalıların atalarının bir özelliğidir .

Böceklerde büyüme ve metamorfoz , vücudun ön tarafına yakın ( ön ) endokrin bezleri tarafından sentezlenen hormonlar tarafından kontrol edilir . Bir in nörosekretuar hücreler böceğin beyin bir hormon salgılar, prothoracicotropic hormon ikinci hormon, genellikle salgılayan prothoracic bezlerini, aktive (PTTH) ekdison (bir ekdisteroid ) neden olduğu deri değişimi . PTTH ayrıca , bir retroserebral organ olan corpora allata'yı, ekdiz sırasında yetişkin özelliklerinin gelişmesini engelleyen jüvenil hormon üretmesi için uyarır . Holometabolous böceklerde, larva arasında molts instars jüvenil hormon yüksek bir seviyesine sahip, pupa aşamasına tüy dökücü, jüvenil hormon bir düşük seviyede ve son ya da hayali , deri değiştirme hiç bir jüvenil hormon mevcut bulunmaktadır. Ateşböcekleri üzerinde yapılan deneyler, juvenil hormonun hemimetabol böceklerde nimf instar aşamalarının sayısını nasıl etkileyebileceğini göstermiştir .

Haşarat

Farklı evre perileri olan çekirgede eksik metamorfoz. En büyük örnek yetişkindir.

Üç metamorfoz kategorisinin tümü, metamorfoz ("ametabol"), eksik veya kısmi metamorfoz ("hemimetaboli") ve tam metamorfoz ("holometabol") dahil olmak üzere böceklerin çeşitliliğinde bulunabilir. Ametabol böcekler, larva ve yetişkin formları arasında çok az fark gösterirken (" doğrudan gelişim " olarak da bilinir ), hemimetabolöz hem de holometabolöz böcekler, larva ve yetişkin formları arasında önemli morfolojik ve davranışsal farklılıklara sahiptir; en önemlisi, holometabolus organizmalarına dahil edilmedir. larva ve yetişkin formları arasında bir pupa veya dinlenme aşaması .

Geliştirme ve terminoloji

İki tür metamorfoz gösterilmiştir. Tam (holometabolous) bir metamorfozda böcek, larvaya benzemeyen bir yetişkin üreten dört farklı aşamadan geçer. Eksik (hemimetabol) bir metamorfozda, bir böcek tam bir dönüşümden geçmez, bunun yerine büyüdükçe dış iskeletini değiştirerek bir periden bir yetişkine geçiş yapar.

Gelen hemimetabolus böceklerin , olgunlaşmamış aşamaları denir perileri . Gelişim, tekrarlanan büyüme ve ekdiz (tüy değiştirme) aşamalarında ilerler ; bu aşamalara instar denir . Jüvenil formlar yetişkinlere çok benzer, ancak daha küçüktür ve kanatlar ve cinsel organ gibi yetişkin özelliklerinden yoksundur. Farklı evrelerdeki periler arasındaki boyut ve morfolojik farklılıklar küçüktür, genellikle sadece vücut oranları ve segment sayısındaki farklılıklar; sonraki evrelerde dış kanat tomurcukları oluşur.

Gelen holometabolous böcekler, olgunlaşmamış aşamaları denir larva ve yetişkinler oldukça farklıdırlar. Holometabolizmaya uğrayan böcekler, larva aşamasından geçerler, daha sonra pupa ( kelebek türlerinde "chrysalis " olarak adlandırılan) adı verilen inaktif bir duruma girerler ve sonunda yetişkin olarak ortaya çıkarlar.

Evrim

En erken böcek formları doğrudan gelişim ( ametabolizma ) gösterdi ve böceklerde metamorfoz evriminin onların dramatik radyasyonlarını körüklediği düşünülmektedir (1,2). Kılkuyruk ve gümüş balığı gibi bazı erken ametabol "gerçek böcekler" bugün hala mevcuttur . Hemimetabol böcekler arasında hamamböceği , çekirge , yusufçuk ve gerçek böcekler bulunur . Filogenetik olarak, Pterygota'daki tüm böcekler , olgunlaşmamış aşamadan yetişkinliğe kadar form, doku ve fiziksel görünümde belirgin bir değişime uğrar. Bu böcekler ya hemimetabol gelişime sahiptir ve tamamlanmamış veya kısmi bir metamorfoz geçirir ya da larva ve yetişkin formlar arasında bir pupa veya dinlenme aşaması dahil olmak üzere tam bir metamorfozdan geçen holometabol gelişime uğrar .

Holometabolinin hemimetaboliden evrimini açıklamak için, çoğunlukla hemimetabol formların ara aşamalarının köken olarak holometabol formların pupa aşamasına homolog olup olmadığına odaklanan bir dizi hipotez önerilmiştir.

Daha yakın zamanlarda, bilimsel ilgi, çok çeşitli böceklerde metamorfoza göre hormon ekspresyonunun uzamsal ve zamansal modellerini karakterize ederek, hormonal kontrolü açısından metamorfozun mekanik temelini karakterize etmeye yöneldi.

Sıcaklığa Bağlı Metamorfoz

2009'da yapılan bir araştırmaya göre, her bir türün gelişim aşamalarında ilerlemelerine izin veren özel termal pencerelere sahip olduğu tespit edildiğinden, böcek gelişiminde sıcaklık önemli bir rol oynamaktadır. Bu pencereler ekolojik özelliklerden önemli ölçüde etkilenmez, aksine pencereler böceklerin yaşadığı ekolojik koşullara filogenetik olarak uyarlanır.

Yakın zamanda yapılan araştırma

2008'deki araştırmalara göre, yetişkin Manduca sexta , bir tırtıl olarak öğrenilen davranışları koruyabiliyor . Başka bir tırtıl, süslü güve tırtıl , diyetinden aldığı toksinleri metamorfoz yoluyla ve toksinlerin hala avcılara karşı korunmaya hizmet ettiği yetişkinliğe taşıyabilir.

2002'de yayınlanan ve 2013'te desteklenen birçok gözlem, programlanmış hücre ölümünün çok hücreli organizmaların fizyolojik süreçlerinde, özellikle embriyogenez ve metamorfoz sırasında önemli bir rol oynadığını göstermektedir .

Kelebeğin metamorfozundaki adımların sırası aşağıdadır (resimli):

Kelebeğin metamorfozu (PSF)

1 – Bir kelebeğin larvası
2 – Pupa şimdi krizaliti oluşturmak için ipi kusar
3 – Krizalit tamamen oluşmuştur
4 – Krizalitten yetişkin kelebek çıkar

Kordata

amfioksus

In Cephalochordata , başkalaşımıdır iyodotironinin uyarılmış ve tüm bir ata özelliği olabilir omurgalılar .

Balık

Hem kemikli balıklar (Osteichthyes) hem de çenesiz balıklar (Agnatha) olmak üzere bazı balıklar metamorfoza uğrar. Balık metamorfozu tipik olarak tiroid hormonunun güçlü kontrolü altındadır.

Kemiksiz balıklar arasında örnek olarak lamprey bulunur . Kemikli balıklar arasında mekanizmalar çeşitlidir.

Somon olan diadrom bir gelen değişiklikleri yani tatlı su , bir karşı tuzlu su yaşam tarzı.

Birçok yassı balık türü, yaşamlarına vücudun her iki yanında bir göz ile iki taraflı simetrik olarak başlar ; ancak bir göz, yetişkin formunda balığın diğer tarafına - üst tarafa dönüşen - katılmak için hareket eder.

Avrupa yılanbalığı larva aşamasından itibaren kadar metamorfozuna bir numarası vardır leptocephalus (sekiz gün sonra sahneye, kıta sahanlığı kenarında cam yılan balığı için hızlı metamorfoz Japon yılanbalığı iki ay taze ve tuz sınırında), cam yılanbalığının elver'e hızlı bir metamorfoz geçirdiği su, ardından uzun bir büyüme aşaması ve ardından göç aşamasına daha kademeli bir metamorfoz. Yetişkin öncesi tatlı su aşamasında, yılan balığı ayrıca fenotipik plastisiteye sahiptir, çünkü balık yiyen yılan balıkları çok geniş çeneler geliştirir, bu da kafanın kör görünmesini sağlar. Leptosefali , tüm Elopomorpha'da ( tarpon ve yılan balığı benzeri balıklarda) görülen yaygındır .

Diğer kemikli balıkların çoğu , yumurta sarısının emilimi sırasında embriyodan larvaya ( kızartma ) ve daha sonra yavru aşamasına metamorfoz geçirir , çünkü bu aşamadan sonra bireyin kendi kendini besleyebilmesi gerekir.

amfibiler

Metamorfozdan hemen önce, bir sonraki resimdeki aşamaya ulaşmak için sadece 24 saat gerekiyor.
Bazı solungaç kesesi kalıntıları ve tam olarak gelişmemiş bir çene ile neredeyse işlevsel ortak kurbağa

Tipik amfibi gelişiminde yumurtalar suya bırakılır ve larvalar suda yaşayan bir yaşam tarzına uyarlanır. Kurbağalar , kara kurbağaları ve semenderler , yumurtalardan dış solungaçları olan larvalar olarak çıkar, ancak amfibilerin akciğer solunumu ile dışarıda etkileşime girmesi biraz zaman alacaktır. Daha sonra, semender larvaları yırtıcı bir yaşam tarzına başlarken, iribaşlar çoğunlukla azgın diş çıkıntılarıyla yiyecekleri yüzeylerden sıyırır.

Amfibilerde metamorfoz, metamorfozu uyaran kandaki tiroksin konsantrasyonu ve etkisini engelleyen prolaktin tarafından düzenlenir . Spesifik olaylar, farklı dokular için eşik değerlerine bağlıdır. Embriyonik gelişimin çoğu ebeveyn vücudunun dışında olduğu için, gelişim belirli ekolojik koşullar nedeniyle birçok adaptasyona tabidir. Bu nedenle iribaşların dişleri, bıyıkları ve yüzgeçleri için azgın sırtlar olabilir. Ayrıca yan hat organını da kullanırlar. Metamorfozdan sonra, bu organlar gereksiz hale gelir ve apoptoz adı verilen kontrollü hücre ölümüyle emilir . Spesifik ekolojik koşullara adaptasyon miktarı dikkate değerdir ve hala birçok keşif yapılmaktadır.

Kurbağalar ve kara kurbağaları

Kurbağalar ve karakurbağalarda, yumurtadan yeni çıkmış iribaşların dış solungaçları birkaç gün sonra bir solungaç kesesi ile kaplanır ve hızla akciğerler oluşur. Ön bacaklar solungaç kesesinin altında oluşur ve birkaç gün sonra arka bacaklar görünür. Bunu takiben, genellikle iribaş vejeteryan bir diyetle yaşadığı daha uzun bir aşama vardır. Kurbağa yavruları, bu diyeti sindirmek için nispeten uzun, spiral şekilli bir bağırsak kullanır.

Vücuttaki hızlı değişiklikler, kurbağanın yaşam tarzı tamamen değiştikçe gözlemlenebilir. Azgın diş çıkıntılarına sahip spiral şekilli ağız, spiral bağırsak ile birlikte emilir. Hayvan büyük bir çene geliştirir ve solungaçları, solungaç kesesi ile birlikte kaybolur. Gözler ve bacaklar hızla büyür, bir dil oluşur ve tüm bunlara sinir ağlarındaki ilişkili değişiklikler (stereoskopik görmenin gelişimi, yanal çizgi sisteminin kaybı vb.) eşlik eder. Bütün bunlar yaklaşık bir gün içinde olabilir, yani gerçekten bir metamorfozdur. Kuyruk emilimi için gerekli olan daha yüksek tiroksin konsantrasyonları nedeniyle kuyruk, birkaç gün sonra yeniden emilir.

semenderler

Semender gelişimi oldukça çeşitlidir; Karasal yetişkinlere sucul larvaları geçiş yaparken gibi diğerleri ise bazı türler, dramatik bir yeniden yapılanma geçmesi Axolotl , ekran pedomorphosis ve asla karasal yetişkinler haline. Ambystoma cinsi içinde , türler birkaç kez pedomorfik olacak şekilde evrimleşmiştir ve bazı türlerde hem pedomorfoz hem de tam gelişme meydana gelebilir.

Yeniler

tepeli semenderin büyük dış solungaçları

Semenderlerde metamorfoz, beslenme düzenindeki bir değişiklik değil, habitattaki değişiklik nedeniyle meydana gelir, çünkü semender larvaları zaten yırtıcı olarak beslenir ve yetişkin olarak da bunu yapmaya devam eder. Newts'in solungaçları hiçbir zaman bir solungaç kesesi ile örtülmez ve ancak hayvan sudan ayrılmadan hemen önce emilir. Yetişkinler karada suda olduğundan daha hızlı hareket edebilirler. Tıpkı iribaşlarda olduğu gibi, akciğerleri de erken işlevseldir, ancak semenderler onları iribaşlardan daha az kullanır. Semenderlerin genellikle ilkbahar ve yaz aylarında su evresi, kışın ise kara evresi vardır. Su fazına uyum için prolaktin gerekli hormondur ve kara fazına uyum için tiroksindir . Dış solungaçlar sonraki su evrelerinde geri dönmezler çünkü bunlar sudan ilk kez ayrıldıktan sonra tamamen emilirler.

Caecilians

Ichthyophis gibi bazal caecilians , suda yaşayan larvaların, yanal çizginin kaybını içeren fosöryal yetişkinlere geçiş yaptığı bir metamorfozdan geçer . Daha yakın zamanlarda ayrılan caecilianlar ( Teresomata ) , bu tür bir ontogenetik niş kaymasından geçmez ve yaşamları boyunca genel olarak fosildir. Bu nedenle, çoğu caecilian anuran benzeri bir metamorfozdan geçmez.

Ayrıca bakınız

Referanslar

bibliyografya

  • Davies, RG (1998). Entomolojinin Anahatları . Chapman ve Hall. İkinci baskı. Bölüm 3.
  • Williamson DI (2003). Larvaların Kökenleri . Kluwer.

Dış bağlantılar