Fantastyczne robaki i jak je znaleźć

Drukuj
Szczegóły
Odsłony: 1789

Robert Siemiątkowski

Wydział Lekarski, Warszawski Uniwersytet Medyczny

Rozważanie o systematyce biologicznej do łatwych zadań nie należy. Segregowanie organizmów w sztuczne i sztywne grupy nierzadko sprawia wiele kłopotów − zwłaszcza że wyniki nowych analiz (morfologicznych, biochemicznych itd.) burzą ustalony ład i zmuszają do stwarzania coraz to nowych grup, których przeznaczeniem jest wyróżnić organizmy z unikalnymi cechami. Niemniej jednak, takie podziały są potrzebne, by można było przyswoić ogrom wiedzy o różnorodności organizmów i przy okazji wiedzieć, o czym się rozmawia :)

Bezkręgowce to… no właśnie − zwierzęta, które nie są kręgowcami, czyli nie wytwarzają kośćca, na tym ich podobieństwa się kończą. Poniższe uproszczone drzewo − nie genealogiczne, a filogenetyczne, ale zasada działania taka sama − królestwa zwierząt ukazuje, że kręgowce są zaledwie jedną gałązką drzewa, bezkręgowce zaś całą resztą.

Po co to? Przecież to uproszczone, to nie mówi całej prawdy. Jednak nawet uproszczone drzewo filogenetyczne umożliwia prześledzenie rozwoju królestwa zwierząt i skupienie się na unikalnych cechach najistotniejszych typów (bo to właśnie te najpowszechniej spotykane typy widnieją na schemacie). Nowe cechy zapewniają przewagę ewolucyjną. Po kolei:

Na co komu tkanki? Gąbki bez tkanek radzą sobie doskonale. Mimo obecności kilku rodzajów komórek, co czyni gąbki organizmami, ich komórki nie grupują się, nie można w ich wypadku mówić o tkankach.

Parzydełkowce poszły o krok dalej − spoiler: wykształciły tkanki rozwijające się z dwóch listków zarodkowych: wewnętrznej endodermy i zewnętrznej ektodermy. To duży krok w kierunku wykształcania coraz doskonalszych przystosowań (dobór naturalny tylko czyha na tych, którzy nie nadążają z adaptacją do zmiennych warunków środowiska). Jednak w porównaniu z wyżej usytuowanymi w hierarchii ewolucyjnej zwierzętami, parzydełkowce nie prezentują się imponująco: nie występuje o nich odbyt (przy posiadaniu układu pokarmowego to naprawdę przydatny twór, o czym później), nie występuje centralny układ nerwowy (mimo obecności komórek nerwowych, to już coś). Stoi za tym symetria promienista parzydełkowców, która przydaje się w toni wodnej, jednak uniemożliwia powstanie odcinka głowowego, gdzie centralny układ nerwowy ma szansę na rozwój. Na luksusy takie jak układ oddechowy czy krwionośny też jeszcze zdecydowanie za wcześnie. Zwierzęta trójwarstwowe, bardziej zaawansowane ewolucyjnie od parzydełkowców, wykształciły trzeci listek zarodkowy − mezodermę, która zastąpiła bezkomórkowy wypełniacz parzydełkowców (mezogleę). Kolejny listek zarodkowy to szansa na nowe tkanki, a co za tym idzie − na nowe przystosowania.

Zwierzętami trójwarstwowymi są płazińce, które mimo dumnego posiadania mezodermy, nie wykształciły odbytu (choć układ pokarmowy mają) ani luksusowych, jak na ten poziom ewolucyjny, układów krwionośnego i oddechowego. Nie mają celomy, czyli wtórnej jamy ciała − stąd określa się je trójwarstwowcami acelomatycznymi. Dużym osiągnięciem płazińców jest wykształcenie zawiązków układu wydalniczego i centralnego układu nerwowego (płazińce mają symetrię dwuboczną i odcinek głowowy), choć pasożytnicze gatunki wyspecjalizowały się w ograniczaniu zużywania energii do minimum, więc brak u nich jakichkolwiek układów, są po prostu fabrykami do produkowania jaj. Tylko tyle i aż tyle. Płazińce zaczęły grupę zwierząt pierwoustych (o tym wkrótce).

Następne w kolejności zaawansowania ewolucyjnego są nicienie. Tutaj warto zwrócić uwagę na plot-twist, jaki zaserwowały analizy pokrewieństwa. Nicienie wydzielono z grupy, która obecnie nie jest taksonomiczna, a historyczna − z obleńców. Jak się okazało, przedstawiciele obleńców nie mają ze sobą nic wspólnego poza morfologią. Nicienie zasługują na uwagę z powodu wielu nowych, ewolucyjnie korzystnych cech. Mimo braku celomy, mają pseudocelomę, która napełniona płynem pełni funkcję hydroszkieletu i umożliwia transport substancji między komórkami. Nicienie mają odbyt − zbawienny twór umożliwiający pobieranie nowej porcji pokarmu bez oczekiwania na strawienie poprzedniej. Układ wydalniczy, nerwowy i rozrodczy prężnie działają. Nicienie wykazują rozdzielnopłciowość, a nawet dymorfizm płciowy, wytwarzają znaczne liczby jaj i − co dziwne − nie mają zdolności regeneracji, która u wcześniejszych typów była normą. Brak układu oddechowego, jeszcze na niego za wcześnie.

Pierścienice, dalej na liście posiadaczy coraz lepszych ewolucyjnych przystosowań, wykształciły zamknięty układ krążenia z hemolimfą (w układzie krążenia bezkręgowców nie krążą komórki, stąd nie można w ich przypadku mówić o krwi). U pierścienic słonowodnych po raz pierwszy zaobserwować można układ oddechowy w postaci skrzeli. Również istotnym faktem jest posiadanie celomy, czyli wtórnej jamy ciała. Centralny układ nerwowy – obecny. Jednak najciekawszą cechą pierścienic jest ich niezwykła budowa − jak mówi nazwa, ciało pierścienic jest segmentowane, kolejny człon to (z kilkoma wyjątkami) kopia poprzedniego, każdy zaopatrzony jest w parę metanefrydiów składających się na układ wydalniczy tych stworzeń. Oznacza to, że funkcjonowanie pierścienic jest oparte na układach narządów, tendencja ta utrzyma się na resztę typów.

Prawdziwymi mistrzami przeróżnych adaptacji są stawonogi. Typ ten zaskakuje niemal wszystkim – choćby faktem, że gatunków stawonogów jest więcej niż gatunków wszystkich ORGANIZMÓW ŻYWYCH razem wziętych. Mnogość przystosować nie pozwala na wrzucenie wszystkich stawonogów do jednego wora, jednak podsumujmy ich osiągnięcia. O układach: pokarmowym z odbytem, nerwowym, wydalniczym, krwionośnym (otwartym, co ciekawe), oddechowym (różnym w zależności od gromady) i rozrodczym wspominać nie muszę, gdyż to nic nowego, pierścienice już się w nie zaopatrzyły. Największy przełom wśród stawonogów to dopracowanie do perfekcji aparatu ruchu oraz wykształcenie porządnego egzoszkieletu (zewnętrznego). Odnóża ze STAWAMI stały się kluczem do zasiedlenia szerokiej gamy środowisk.

Mięczaki zamykają grupę zwierząt pierwoustych. Wykazują znaczne różnice między gromadami: uwsteczniony małż, przydenny filtrator, w niczym nie równa się arcyzłożonemu głowonogowi. W przypadku małża nastąpił bowiem regres, czyli uwstecznienie – czasem z punktu widzenia ewolucji korzystne jest nie inwestować w nowe cechy, a ostentacyjnie uwstecznić się i wieść proste życie. Pozostałe gromady mięczaków (np. ślimaki, ale nie tylko) również do ewolucyjnych arcydzieł nie należą, z jednym, ale szalenie istotnym wyjątkiem, którym są głowonogi. Stworzenia te, w przeciwieństwie do pozostałych gromad, charakteryzują się znacznym, wręcz nieprawdopodobnym rozwojem układu nerwowego. Należy zaznaczyć, że rozwój centralnego układu nerwowego, który w przypadku głowonogów można nazwać pełnoprawnym mózgiem, następował niezależnie od rozwoju mózgu kręgowców. Mimo że głowonogi i kręgowce dzieli przepaść na drzewie filogenetycznym, mimo inaczej zbudowanego mózgu, głowonogi wykazują INTELIGENCJĘ objawiającą się umiejętnością rozwiązywania prostych problemów oraz złożonymi zwyczajami godowymi i społecznymi. Wracając do mięczaków w ogóle – nie sposób nie wspomnieć o układach: pokarmowym, krwionośnym otwartym, wydalniczym, oddechowym, rozrodczym, które, w zależności od gromady, mogą być mniej lub bardziej wykształcone.

To jak? Po pierwoustych jeszcze coś jest? Owszem, jest – zwierzęta wtórouste... a to niespodzianka. A wtóroustymi zwą się z powodu wykształcenia otworu gębowego na biegunie ciała przeciwległym do tego, na którym znajduje się pragęba (z tej rozwija się odbyt). Należą do nich szkarłupnie i strunowce (cierpliwości, o nich za chwilę). Jeśli myśleliście, że małże wykazały się podejściem „na łatwiznę” i uległy uwstecznieniu, to tytuł najbardziej uwstecznionych wśród zwierząt bezapelacyjnie zyskują szkarłupnie. Te odrzuciły „przyszłościową” symetrię dwuboczną na korzyść promienistej (tej jak u parzydełkowców, pamiętacie?). Skąd wiemy, że odrzuciły? Otóż larwy szkarłupni są dwubocznie symetryczne i podczas swojej ontogenezy (rozwoju osobniczego, kolejne ważne pojęcie) zatracają dwuboczną symetrię, a zyskują promienistą. Ma to, rzecz jasna, związek z trybem życia, który nie jest wymagający, gdyż szkarłupnie to organizmy przydenne. Jak pewnie pamiętacie, symetria promienista nie umożliwia powstania odcinka głowowego, przez co u szkarłupni brak centralnego układu nerwowego. Charakterystyczny dla szkarłupni układ wodny (ambulakralny) z pewnością zasługuje na uwagę, choć najbardziej interesujący jest fakt, że spośród wszystkich bezkręgowców, to właśnie szkarłupniom najbliżej do strunowców, czyli nas.

STOP, nazywanie strunowców „nami” to duże wyróżnienie. Wśród strunowców – podsumujmy: organizmów tkankowych, trójwarstwowych, celomatycznych, dwubocznie symetrycznych, wtóroustych – wyróżnić można organizmy skrajnie prymitywne, jak i skrajnie rozwinięte (nieskromnie przyznam, że te drugie to my, Homo sapiens). Jednak nawet z tak prymitywnymi stworzeniami – jak żachwa czy lancetnik – my, ludzie, mamy wspólną cechę rozwojową (tak, właśnie ją): strunę grzbietową. I choć u nas jest ona wyparta przez znacznie mocniejszy twór: kręgosłup, to możemy ją zauważyć na etapie embrionalnym człowieka.

Skakaliśmy po drzewie filogenetycznym od typu do typu, to fakt, był w tym jednak cel – pokazać zdobycze ewolucyjne każdej grupy, stworzyć hierarchię, w której kolejna grupa jest bardziej zaawansowana adaptacyjnie od poprzedniej. Do tego właśnie służy systematyka, ma okiełznać różnorodność, by ta była dla nas pojmowalna. Należy podkreślić kilka istotnych faktów: