Войти
| Планарий | |
|---|---|
 | |
| Dugesia subtentaculata, дугесиид. | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Animalia |
| Тип: | Platyhelminthes |
| Класс: | Rhabditophora |
| Clade: | Adiaphanida |
| Порядок: | Tricladida. Lang, 1884 |
| Подотряд | |
Play media Неопознанный планарий A планарий - один из многих плоские черви традиционного класса Турбеллария. Обычно оно описывает свободноживущих плоских червей порядка Tricladida (triclads ), хотя это общее название также используется для большого числа свободноживущих Platyhelminthes. Планарии распространены во многих частях мира, обитая как в пресноводных прудах и реках. Некоторые виды являются наземными и встречаются под бревнами, в почве или на ней, а также на растениях во влажных районах.
Триклады характеризуются тройным разветвлением кишечника и расположенными впереди яичниками, рядом с мозгом. Сегодня отряд Tricladida разделен на три подотряда в соответствии с их филогенетическим родством: Maricola, Cavernicola и Continenticola. Раньше Tricladida делилась по средам обитания: Maricola, морская; Палудикола, обитающая в пресной воде; и Террикола, обитающая на суше.
Планария проявляет необычайную способность регенерировать утраченные части тела. Например, планария, разделенная продольно или поперечно, регенерирует в двух отдельных особей. У некоторых видов планарий есть два глазных пятна (также известные как глазки ), которые могут определять интенсивность света, в то время как у других есть несколько глазных пятен. Глазные пятна действуют как фоторецепторы и используются для удаления от источников света. Планарии имеют три зародышевых листка (эктодерма, мезодерма и энтодерма ) и являются акоэлематными (они имеют очень прочное тело без полость тела ). У них пищеварительный тракт с одним отверстием; у планарий Tricladida он состоит из одной передней и двух задних ветвей.
Планарии передвигаются, ударяя ресничками в вентральную дерму, позволяя им скользить по пленке слизи. Некоторые из них также могут двигаться волнообразно по всему телу за счет сокращения мышц, встроенных в мембрану тела.
Триклады играют важную роль в экосистемах водотока и часто очень важны как биоиндикаторы.
Наиболее часто используемый планарий в лабораториях средней школы и первого курса колледжа - это коричневатый Girardia tigrina. Другими распространенными видами являются черноватая и Girardia dorotocephala. Однако недавно этот вид стал предпочтительным видом для современных молекулярно-биологических и геномных исследований из-за его диплоидных хромосом и существования как бесполых, так и половых штаммов. Недавний генетический скрининг с использованием технологии двухцепочечной РНК выявил 240 генов, влияющих на регенерацию у S. mediterranea. Многие из этих генов имеют ортологи в геноме человека.
Планарий имеет очень простые системы органов. Пищеварительная система состоит из рта, глотки и желудочно-сосудистой полости. Рот находится в центре нижней части тела. Пищеварительные ферменты выделяются изо рта, чтобы начать внешнее пищеварение. Глотка соединяет ротовую полость с желудочно-сосудистой полостью. Эта структура разветвляется по всему телу, позволяя питательным веществам из пищи достигать всех конечностей. Планарии едят живых или мертвых мелких животных, которых они всасывают своими мускулистыми ртами. Пища проходит изо рта через глотку в кишечник, где переваривается клетками, выстилающими кишечник. Затем его питательные вещества распространяются на остальную часть планарий.
Планария получает кислород и выделяет углекислый газ путем диффузии. Экскреторная система состоит из множества трубок с множеством ячеек пламени и выделительными порами на них. Кроме того, клетки пламени удаляют нежелательные жидкости из организма, пропуская их через каналы, ведущие к выделительным порам, где отходы выделяются на дорсальной поверхности планарии.
У трикладов есть передний конец или голова, где обычно находятся органы чувств, такие как глаза и хеморецепторы. У некоторых видов ушные раковины выступают за пределы головы. Ушные раковины могут содержать химические и механические сенсорные рецепторы.
Количество глаз в трикладах варьируется в зависимости от вида. В то время как у многих видов есть два глаза (например, Dugesia или Microplana ), у других гораздо больше распределено по телу (например, у большинства Geoplaninae ). Иногда у видов с двумя глазами могут быть дополнительные или дополнительные глаза меньшего размера. Подземные триклады часто безглазые или слепые.
Тело трикладов покрыто реснитчатым эпидермисом, содержащим рабдитов. Между эпидермисом и гастродермисом находится паренхиматозная ткань или мезенхима.
нервная система планарии В голове планарии под глазными пятнами находится ганглий. Церебральные ганглии, двухлопастные образования нервной ткани, иногда называемые планарией мозгом, демонстрируют спонтанные электрофизиологические колебания, подобные электроэнцефалографическим (ЭЭГ ). активность других животных. От ганглия отходят два нервных тяжа, которые проходят по длине хвоста. К нервным связкам, отходящим от головного мозга, связано множество поперечных нервов, что делает нервную систему похожей на лестницу. Обладая лестничной нервной системой, он может реагировать скоординированно. Планарий имеет мягкое плоское тело клиновидной формы, которое может быть черным, коричневым, синим, серым или белым. На тупой треугольной головке есть два глазка (глазные пятна), пигментированные участки, чувствительные к свету. В основании головы расположены две ушные раковины (ушные выступы), чувствительные к прикосновению и присутствию определенных химических веществ. Рот находится в середине нижней части тела, покрытой ресничками (волосковидными выступами). Системы кровообращения и дыхания отсутствуют; входящий кислород и выходящий из тела планарии углекислый газ диффундируют через стенку тела.
Репродуктивная система планарии Существуют половые и бесполые планарии. Половые планарии - это гермафродиты, имеющие как яички, так и яичники. Таким образом, одна из их гамет объединится с гаметой другой планарии. Каждый планарий передает свою секрецию другой планарии, отдавая и получая сперму. Яйца развиваются внутри организма и проливаются в капсулах. Через несколько недель из яиц вылупляются и взрослые особи. При бесполом размножении планария отделяет свой хвост, и каждая половина восстанавливает утраченные части путем регенерации, позволяя необластам (взрослым стволовым клеткам) делиться и дифференцироваться, в результате чего образуются два червя. Некоторые исследователи утверждают, что продукты, полученные из пополам планарий, похожи на продукты бесполого размножения планарий; тем не менее, дискуссии о природе бесполого размножения планарий и его влиянии на популяцию продолжаются. Некоторые виды планарий исключительно бесполые, тогда как некоторые могут размножаться как половым, так и бесполым путем. В большинстве случаев половое размножение происходит двумя особями; об аутообеспечении редко сообщалось (например, в Cura foremanii ).
история жизни планарий делает их модельной системой для исследования ряд биологических процессов, многие из которых могут иметь последствия для здоровья и болезней человека. Достижения в молекулярных генетических технологиях сделали возможным изучение функции гена в этих животные и ученые изучают их во всем мире. Подобно другим модельным организмам беспозвоночных, например C. elegans и D. melanogaster, относительная простота планарий облегчает экспериментальное изучение.
У планарий есть ряд типов клеток, тканей и простых органов, которые гомологичны нашим собственным клеткам, тканям и органам. Однако, регенерация привлекла наибольшее внимание. Томас Хант Морган был ответственным за некоторые из первых систематических исследований (которые до сих пор лежат в основе мод эрн исследований) до появления молекулярной биологии как дисциплины.
Планарии также являются новым модельным организмом для исследований старения. У этих животных, по-видимому, безграничная способность к регенерации, и бесполые животные, кажется, поддерживают свой уровень теломеразы на протяжении всей жизни, что делает их «фактически бессмертными».
Планария можно разрезать на части, и каждая часть может регенерировать в целостный организм. Клетки в месте раны пролиферируют с образованием бластемы, которая дифференцируется в новые ткани и регенерирует недостающие части части разрезанной планарии. Именно эта особенность дала им знаменитое звание «бессмертных под лезвием ножа». Очень маленькие кусочки планарии, составляющие всего 1/279 части организма, из которого они вырезаны, могут регенерировать обратно в полноценный организм в течение нескольких недель. Новые ткани могут расти благодаря плюрипотентным стволовым клеткам, которые обладают способностью создавать все различные типы клеток. Эти взрослые стволовые клетки называются необластами и составляют 20% или более клеток взрослого животного. Это единственные пролиферирующие клетки червя, и они дифференцируются в потомство, которое заменяет старые клетки. Кроме того, существующая ткань модифицируется, чтобы восстановить симметрию и пропорции новой планарии, которая образуется из части разрезанного организма.
Сам организм не должен быть полностью разрезан на отдельные части, чтобы можно было наблюдать феномен регенерации. Фактически, если голову планарии разрезать пополам по центру и оставить каждую сторону на организме, планария может регенерировать две головы и продолжать жить. Исследователи, в том числе из Университета Тафтса в США, стремились определить, как микрогравитация и микрогеомагнитные поля повлияют на рост и регенерацию планарий плоских червей, Dugesia japonica. Они обнаружили, что один из ампутированных фрагментов, отправленных в космос, регенерировал в двуглавого червя. Однако у большинства таких ампутированных червей (95%) этого не произошло. Ампутированный червь регенерировал в двуглавое существо после пяти недель на борту Международной космической станции (МКС) - хотя регенерация ампутированных червей в виде двуглавого гетероморфоза - не редкое явление, уникальное для условий микрогравитации. Напротив, регенераты двуглавых планарий можно вызвать, подвергая ампутированные фрагменты воздействию электрических полей. Такое экспонирование с противоположной полярностью может вызвать планарию с двумя хвостами. Регенераты двуглавых планарий могут быть индуцированы обработкой ампутированных фрагментов фармакологическими агентами, которые изменяют уровни кальция, циклического АМФ и активности протеинкиназы С в клетках, а также блоками генетической экспрессии (интерференционная РНК) канонических Wnt / β- Сигнальный путь катенина.
В 1955 году Роберт Томпсон и Джеймс В. Макконнелл кондиционировали плоских червей планарий, сочетая яркий свет с поражение электрическим током. Повторив это несколько раз, они сняли поражение электрическим током и выставили только яркий свет. Плоские черви отреагируют на яркий свет, как если бы они были потрясены. Томпсон и МакКоннелл обнаружили, что если они разрежут червя пополам и позволят обоим червям регенерировать, у каждой из половин разовьется реакция светового шока. В 1963 году МакКоннелл повторил эксперимент, но вместо того, чтобы разрезать обученных плоских червей пополам, он измельчил их на мелкие кусочки и скармливал другим плоским червям. Он сообщил, что плоские черви научились ассоциировать яркий свет с шоком гораздо быстрее, чем плоские черви, которых не кормили дрессированные черви.
Цель этого эксперимента - показать, что память может быть передана химическим путем. Эксперимент повторяли с мышами, рыбами и крысами, но он всегда не давал одинаковых результатов. Предполагаемое объяснение состояло в том, что вместо того, чтобы память передавалась другим животным, это были гормоны съеденных наземных животных, которые изменили поведение. МакКоннелл полагал, что это свидетельство химической основы памяти, которую он определил как РНК памяти. Результаты МакКоннелла теперь объясняются предвзятостью наблюдателя. Ни один слепой эксперимент никогда не воспроизводил его результаты «бега по лабиринту». Последующие объяснения улучшений бега по лабиринту, связанных с каннибализмом обученных планарий, заключались в том, что неподготовленные плоские черви только следовали по следам, оставленным на грязной стеклянной посуде, а не впитывали память о своей корме.
В 2012 году Тал Шомрат и Майкл Левин показали, что планарии демонстрируют доказательства восстановления долговременной памяти после регенерации новой головы.
Филогенетическое наддерево по Sluys et al., 2009:
| Tricladida |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sabussowia ronaldi, a Maricola.
Polycelis felina, планарида.
Platydemus manokwari, геопланид.Линней занимает место после Sluys et al., 2009:
 | Викиисточник содержит текст Британской энциклопедии 1911 года статьи Планарии. |
