Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Transkript

1 Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Investice do rozvoje vzdělávání Biologická klasifikace živočichů (BIKZ) Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

3 Investice do rozvoje vzdělávání 3. Eumetazoa Radim Simerský Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

4 Investice do rozvoje vzdělávání Žahavci korálnatci, medúzovci, polypovci; Žebernatky; Vločkovci; Bilateria Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

5 Eumetazoa houbovci živočichové Eumetazoa žahavci - Cnidaria vločkovci - Placozoa žebernatky - Ctenophora Bilateria

6 Vodní, zejména mořští živočichové Základním znakem jsou žahavé buňky knidocyty Vnitřní struktura odvozená z Golgiho komplexu dlouhé duté vlákno stočené uvnitř Knidocil spoušť, při jeho podráždění se vlákno vymrští Přeměněný bičík Obsahují toxin, neregenerují knidocil toxin

7 gastrulovitá stavba těla, dvě základní formy Polyp přisedlý nožním terčem, okolo ústního otvoru chapadla Medúza aktivní pohyb, rozvinutá mezoglea, rozvoj tzv. gastrovaskulární soustavy radiální kanálky Trávící dutina ( láčka ) s jedním otvorem ústní = řitní Ektoderm + endoderm, mezi nimi rosolovitá mezoglea vyztužená kolagenem Trávící buňky částečně bičíkaté, jinak žlaznaté Svalová tkáň myoepitel, výjimečně u některých medůz svalové buňky Hydroreaktivní pohyb

8 Nervová soustava síťovitá, synapse, v některých případech oboustranné, symetrické Není výrazněji centralizovaná, kolem ústního otvoru polypů a po obvodu zvonu medůz prstencovitě koncentrované nervové buňky Smyslové buňky spíš difuzně statické, světločivné orgány, chemoreceptory Tělní symetrie primárně spíše znaky biradiální, radiální symetrie (viz Radiata) pravděpodobně sekundární znak

9 Rozmnožování Nepohlavní pučením Pohlavní Pohlavní orgány ekto- i endodermálního původu Po splynutí gamet se vyvíjí planktonní larva planula Metamorfuje v polypové stádium další metamorfózou může vznikat stádium medúzy V některých případech tvoří polymorfní kolonie jedinci tvarově i funkčně diferenciovaní

10 dříve všichni Scyphozoa medúzovci - Scyphozoa kalichovky - Staurozoa Medusozoa čtyřhranky - Cubozoa žahavci polypovci - Hydrozoa živočichové korálnatci - Anthozoa Eumetazoa vločkovci žebernatky Bilateria

11 1. korálnatci (Anthozoa) Pouze polypové stádium, přisedlí Trávící dutina rozdělená septy do záhybů větší povrch střeva Žahavé buňky bez pravého knidocilu místo něj bičík Kruhová mitochondriální DNA Často vytváří kosterní útvary z CaCO3 nebo z koralinu sasanky - Actiniaria Hexacorallia větevníci - Scleractinia pérovníci - Pennatulacea Anthozoa Octocorallia laločníci - Alcyonacea červnatci - Ceriantharia

12 Hexacorallia -šestičetní sasanky (Actiniaria) Velký počet chapadel Dravci Schopny se pomalu pohybovat po podkladu Od pobřeží po hlubokomořská stanoviště Nevytváří kosterní útvary Symbióza sasanka koňská Actinia equina Středozemní moře, pobřeží UK, hojná Calliactis sp.

13 Hexacorallia -šestičetní větevníci (Scleractinia) koráli Exoskelet z CaCO 3 kolonie polypů Útesy, ostrovy Velký bariérový útes přes 2000km Většinou mělká, teplá moře

14 Hexacorallia -šestičetní větevníci (Scleractinia) Potravu získávají filtrací planktonu Značná část v symbióze s řasami až 95% organických produktů spotřebováno polypy útesovník mozkový - Diploria labyrinthiformis

15 Hexacorallia -šestičetní větevníci (Scleractinia) houbovník Fungia sp. Často solitérní větevník parožnatý Acropora cervicornis Atlantik, přírůstky až 20cm ročně

16 Octocorallia - osmičetní laločníci (Alcyonacea) Často kožovití - ektoderm vylučuje jehlicovité sklerity prorůstající mezogleou pérovníci (Pennatulacea) Ploché pružné kolonie tvar ptačího pera Základní osní polyp, na postranních větvičkách dceřinní polypi

17 červnatci (Ceriantharia) Solitérní, sasankám podobní Vytváří si do substrátu zapuštěnou rourku úkryt červnatec sasankový Cerianthus membranaceus Středozemní moře, chapadla až 60cm

18 2. Medusozoa V dospělosti radiální tělní symetrie Střídá se pohlavní a nepohlavní fáze medúza a přisedlý polyp Bičík žahavých buněk přeměněn v pravý knidocil Mitochondriální DNA lineární medúzovci - Scyphozoa kalichovky - Staurozoa Medusozoa čtyřhranky - Cubozoa žahavci polypovci - Hydrozoa korálnatci

19 medúzovci (Scyphozoa) Převládá stádium medúzy (scyphomedúza) Větvená gastrovaskulární soustava větvené radiální chodby Na obvodu zvonce přívěsky rhopalia, ve kterých jsou koncentrovány smyslové orgány statocysta, oko, chemoreceptory nervová ganglia Gonochoristé planula po přichycení polyp, z něj příčným odškrcováním z ústní části vznikají medúzky (ephyry) dorůstají v dospělou medúzu

20 talířovka ušatá Aurelia aurita Běžný druh evropských moří talířovka obrovská Cyanea arctica Arktická moře, průměr až 2 metry kořenoústka plicnatá Rhizostoma pulmo Evropská moře, 20cm

21 čtyřhranky (Cubozoa) Teplá moře Tělo vysoce klenuté, čtyři hrany Polyp přemění chapadla, celý se uvolní a přemění v medúzu Dravci velmi účinné žahavé buňky čtyřhranka fleckerova - Chironex fleckeri Průměr asi 25cm, ramena až 3 metry Pobřeží Austrálie Nebezpečná člověku

22 kalichovky (Staurozoa) Během ontogeneze dochází k metamorfóze pouze v ústní oblasti polypa, vzniklá medúza zůstává přisedlá Výskyt cirkumpolárně v chladných mořích

23 polypovci (Hydrozoa) Většinou převládá stádium polypa Hydropolyp jednoduchá stavba, drobný pučením vznikají kolonie Hydromedúza Na okraji zvonce blanitý lem velum medúzovci - Scyphozoa čtyřhranky - Cubozoa Medusozoa kalichovky - Staurozoa nezmaři - Hydroida polypovci - Hydrozoa trubýši - Siphonphora Gastrovaskulární soustava čtyři radiální chodby spojené okružní Ústní otvor na trubicovitém manubriu U báze chapadel nervová ganglia nebo prstence Rozmnožování pohlavní i nepohlavní medúza vzniká pučením

24 polypovci (Hydrozoa) nezmaři (Hydroida) Sladkovodní i mořští Vysoká regenerační schopnost nezmar hnědý Hydra oligactis, n.obecný H.vulgaris naše běžné druhy, nevytváří medúzy nezmar zelený Hydra viridissima Uvnitř endodermálních buněk symbiotické řasy medúzka sladkovodní Craspedacusta sowerbyi Polyp 1-2mm, medúza 2cm Medúzy hojné při vyšších teplotách

25 polypovci (Hydrozoa) trubýši (Siphonophora) Mořští polypovci Polymorfní kolonie na svislém stvolu vyrůstají výrazně diferenciovaní jedinci Pneumatofory, nektofory, daktylozoidi, gastrozoidi, gonozoidi měchýřovka portugalská Physalia physalis Výrazný pneumatofor Ramena až 30m

26 Žebernatky - Ctenophora žahavci Eumetazoa Stavba těla připomíná gastrulu Mořští dravci, velikost cm 1,5m Pohyb pomocí osmi podélných hřebínkových plošek až bičíků sousedních multiciliátních buněk spojených dohromady synchronní pohyb Po stranách těla dvě pochvy pro pár chapadel lepivé buňky (kolocyty = colloblasty) k zachycení potravy Gastrovaskulární soustava od trávící dutiny se odštěpují rozvětvené chodby, osm kanálů pod řadami hřebínků vločkovci žebernatky Bilateria

27 Žebernatky - Ctenophora Nervová soustava difúzní, ale koncentrace okolo jícnu (nervový prstenec), pod hřebínky, v chapadlech a v oblasti apikálního orgánu statocysta Synapse obsahují acetylcholin jako u Bilaterií Mezi buňkami mezerové spoje Mezi ekto- a endodermem želatinová mezoglea se svalovými, nervovými a endomezodermálními buňkami Hermafroditi, přímý vývoj Také podle analýzy rrna jsou žebernatky bazální skupinou eumetaoza sesterskou skupinou Bilaterií a žahavců

28 Žebernatky - Ctenophora Mnemiopsis leidyi 7-12cm, původně západní Atlantik Invazivní druh Černé a Kaspické moře pokles výskytu zooplanktonu až 75% - narušení potravních řetězců pokus o biologickou kontrolu pomocí žebrovky vejčité Beroe ovata žebrovky (Beroida) Sekundárně zaniklá chapadla Silný zvětšený hltan s chumáči srostlých makrocilií schopny ukousnout část kořisti

29 Vločkovci - Placozoa Ploší, kruhový nebo laločnatý tvar, 1-3mm Na řasách v pobřežních oblastech teplých moří Živí se prvoky a řasami Nejjednodušší volně žijící neparazitický živočich Na povrchu jednoduchý epitel monociliátních 2n buněk bez bazálních lamin Plochá dutina vyplněná řídkým 4n syncytiem s aktinovými vlákny Spodní epitel válcovité buňky, některé žlaznaté Svrchní epitel plochý Jen čtyři diferencované typy buněk Základní rozmnožování vegetativní rozpad Eumetazoa žahavci vločkovci žebernatky Bilateria

30 Vločkovci - Placozoa Nemají svaly, nervy ani smyslové buňky Buňky u okrajů tělního disku na styku epitelů obsahují neurotransmitery, je v nich aktivní primitivní forma Pax genů, které jsou charakteristické pro nervové a smyslové buňky eumetazoí Pax gen vločkovců pravděpodobně řídí diferenciaci vnitřních vláknitých buněk možná obdoba nervosvalových buněk Při vegetativním množení nový jedinec jen z fragmentu, který obsahuje okrajové buňky Nejmenší živočišný jaderný genom (cca 50x10 6 párů b.) Největší živočišný mitochondriální genom, kruhový Pravděpodobně bazální skupina Eumetazoí Trichoplax adhaerens

31 Bilateria Extrémně variabilní a široká skupina organismů Zjevná předozadní osa těla, zrcadlová dvojstranná symetrie, vyhraněná dorsoventrální asymetrie Základní uspořádání se ustavuje už během oogeneze Rozvoj mezodermu vznik podélné a okružní svaloviny po pokožkou (druhotně rozdělené na svaly) Způsob zakládání mezodermu a tělesných dutin (coelom) je velmi variabilní Široký rozvoj tělesných soustav Nervová soustava s nervovými uzlinami (ganglii) Eumetazoa žahavci vločkovci žebernatky bilateria

32 Bilateria U většiny vyvinuta trávící trubice s odděleným ústním a řitním otvorem Rozvoj cévních soustav Vylučovací orgány dvojího typu ektodermální protonefridia a mezodermální metanefridia mohou být propojeny do složitých orgánů Komplikace tělního plánu spojená s přestavbou Hox komplexu U živočichů tři úrovně evoluce Hox komplexu u recentních skupin Cnidaria, Acoelomorpha a Eubilateria Bilateria = monofyletická skupina!

33 Bilateria Rozdíl v osudu blastopóru Prvoústí (Protostomia) během embryogeneze se blastoporus protahuje, vytváří štěrbinu, která se postupně uzavírá dělí se na ústní a řitní otvor Druhoústí (Deuterostomia) blastoporus se mění v řitní otvor, ústní se vytváří na dně archentera houbovci -Porifera živočichové žahavci Eumetazoa vločkovci žebernatky Acoelomata - praploštěnci Bilateria Protostomia - prvoústí Eubilateria Deuterostomia - druhoústí