معلومة

15.6: الفقاريات - علم الأحياء

15.6: الفقاريات - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تعتبر الفقاريات من بين الكائنات الحية الأكثر شهرة في مملكة الحيوان (الشكل 15.6.1). تم تحديد أكثر من 62000 نوع من الفقاريات. تمثل أنواع الفقاريات التي تعيش الآن جزءًا صغيرًا فقط من الفقاريات التي كانت موجودة. أشهر الفقاريات المنقرضة هي الديناصورات ، وهي مجموعة فريدة من الزواحف تصل إلى أحجام لم نشهدها من قبل أو منذ ذلك الحين في الحيوانات الأرضية. كانت الحيوانات البرية المهيمنة لمدة 150 مليون سنة ، حتى ماتت قرب نهاية العصر الطباشيري في انقراض جماعي. يُعرف الكثير عن تشريح الديناصورات ، بالنظر إلى الحفاظ على عناصر هيكلها العظمي في السجل الأحفوري.

أسماك

تشمل الأسماك الحديثة ما يقدر بنحو 31000 نوع. كانت الأسماك هي أقدم الفقاريات ، وكانت الأسماك الخالية من الفك هي الأقدم. تمتلك الأسماك عديمة الفك ـ أسماك الهاg والجلكى الحالية ـ جمجمة مميزة وأعضاء حسية معقدة بما في ذلك العيون ، مما يميزها عن الحبليات اللافقارية. تطورت الأسماك الفكية في وقت لاحق وهي متنوعة بشكل غير عادي اليوم. الأسماك عبارة عن مغذيات نشطة ، بدلاً من مغذيات معلقة.

أسماك الفك

الأسماك الخالية من الفك عبارة عن كرانييات (تضم جميع مجموعات الحبليات ما عدا الغُلَبَات واللانسيليتات) التي تمثل سلالة فقارية قديمة نشأت منذ أكثر من نصف مليار سنة. كانت بعض أقدم الأسماك الخالية من الفك هي ostracoderms (والتي تُترجم باسم "جلد القشرة"). انقرضت الأوستراكوديرم الآن ، وكانت أسماك فقارية مغطاة بالدروع العظمية ، على عكس الأسماك الخالية من الفك في الوقت الحاضر ، والتي تفتقر إلى العظام في قشورها.

يشمل Clade Myxini 67 نوعًا من أسماك الهاg. أسماك الها هي آكلات مثل ثعبان البحر تعيش في قاع المحيط وتتغذى على اللافقاريات الميتة والأسماك الأخرى والثدييات البحرية (الشكل 15.6.2)أ). أسماك الها هي أسماك بحرية بالكامل وتوجد في المحيطات حول العالم باستثناء المناطق القطبية. الميزة الفريدة لهذه الحيوانات هي الغدد اللزجة الموجودة تحت الجلد القادرة على إطلاق كمية غير عادية من المخاط من خلال المسام السطحية. قد يسمح هذا المخاط لسمك الهاg بالهروب من قبضة الحيوانات المفترسة. ومن المعروف أن سمك الهادف يدخل جثث الكائنات الحية الميتة أو المحتضرة ليلتهمها من الداخل.

يتكون الهيكل العظمي لسمكة الهاg من غضروف ، والذي يتضمن حبل ظهري غضروفي يمتد بطول الجسم ، بالإضافة إلى جمجمة. يوفر هذا الحبل الظهري الدعم لجسم السمكة. على الرغم من كونها قحف ، إلا أن أسماك الهاg ليست من الفقاريات ، لأنها لا تستبدل الحبل الظهري بعمود فقري أثناء التطور ، كما تفعل الفقاريات.

يشمل كليد Petromyzontidae ما يقرب من 40 نوعًا من الجلكيات. تشبه الجلكيات أسماك الهاg في الحجم والشكل ؛ ومع ذلك ، فإن الجلكيات لها حالة دماغية وفقرات غير مكتملة. تفتقر الجلكيات إلى الزوائد المقترنة والعظام ، مثلها مثل أسماك الهاg. عند البالغين ، تتميز الجلكيات بفم مص مسنن يشبه القمع. بعض الأنواع طفيلية مثل البالغين ، تلتصق بسوائل الجسم وتتغذى عليها (الشكل 15.6.2ب). معظم الأنواع تعيش بحرية.

تعيش الجلكيات بشكل أساسي في المياه الساحلية والعذبة ولها توزيع عالمي في المناطق المعتدلة. جميع الأنواع تفرخ في المياه العذبة. يتم تخصيب البيض خارجيًا ، وتختلف اليرقات بشكل واضح عن شكلها البالغة ، حيث تقضي من 3 إلى 15 عامًا كمغذيات معلقة. بمجرد بلوغهم مرحلة النضج الجنسي ، يتكاثر البالغون ويموتون في غضون أيام. الجلكيات لها حبل ظهري مثل البالغين.

أسماك جاويد

Gnathostomes أو "أفواه الفك" هي فقاريات لها فك وتشمل كلاً من الأسماك الغضروفية والعظمية. كان أحد أهم التطورات في التطور المبكر للفقاريات هو أصل الفك ، وهو عبارة عن هيكل مفصلي متصل بالقحف يسمح للحيوان بإمساك طعامه وتمزيقه. سمح تطور الفكين في وقت مبكر gnathostomes باستغلال الموارد الغذائية التي لم تكن متاحة للأسماك الخالية من الفك.

تتنوع الأسماك الغضروفية clade Chondrichthyes ، وتتألف من أسماك القرش (الشكل 15.6.3).أ) ، والشفنين ، والزلاجات ، جنبًا إلى جنب مع أسماك المنشار وبضع عشرات من أنواع الأسماك التي تسمى خمائر، أو أسماك القرش الشبح. تحتوي الغضروفية على زعانف مقترنة وهيكل عظمي مصنوع من الغضروف. نشأ هذا الفرع منذ حوالي 370 مليون سنة في العصر الديفوني الأوسط. يُعتقد أنهم ينحدرون من مجموعة منقرضة لها هيكل عظمي مصنوع من العظام. وهكذا ، فإن الهيكل العظمي الغضروفي للغضروف هو تطور لاحق. يتم تقوية أجزاء الهيكل العظمي لسمك القرش بواسطة حبيبات كربونات الكالسيوم ، لكن هذا يختلف عن العظام.

تعيش معظم الأسماك الغضروفية في موائل بحرية ، مع وجود عدد قليل من الأنواع تعيش في المياه العذبة لبعض أو كل حياتهم. معظم أسماك القرش هي حيوانات آكلة للحوم تتغذى على الفريسة الحية ، إما أن تبتلعها بالكامل أو تستخدم فكيها وأسنانها لتمزيقها إلى قطع أصغر. من المحتمل أن تكون أسنان سمك القرش قد تطورت من القشور الخشنة التي تغطي جلدها. بعض أنواع أسماك القرش والشفنين عبارة عن مغذيات معلقة تتغذى على العوالق.

تمتلك أسماك القرش أعضاء حسية متطورة تساعدها في تحديد موقع الفريسة ، بما في ذلك حاسة الشم الشديدة والاستقبال الكهربي ، وربما يكون هذا الأخير هو الأكثر حساسية من أي حيوان آخر. تسمح الأعضاء التي تسمى أمبولة لورنزيني لأسماك القرش باكتشاف المجالات الكهرومغناطيسية التي تنتجها جميع الكائنات الحية ، بما في ذلك فرائسها. تم ملاحظة الاستقبال الكهربائي فقط في الحيوانات المائية أو البرمائية. تمتلك أسماك القرش ، جنبًا إلى جنب مع معظم الأسماك ، عضوًا حاسيًا يسمى الخط الجانبي ، والذي يستخدم للكشف عن الحركة والاهتزازات في المياه المحيطة ، وهو شعور يُعتبر غالبًا متماثلًا "للسمع" في الفقاريات الأرضية. يظهر الخط الجانبي على شكل شريط داكن يمتد على طول جسم السمكة.

تتكاثر أسماك القرش عن طريق الاتصال الجنسي ويتم تخصيب البيض داخليًا. معظم الأنواع من البيض ، أي أن البويضة المخصبة يتم الاحتفاظ بها في قناة البيض في جسم الأم ، ويتغذى صفار البيض على الجنين. يفقس البيض في الرحم ويولد الصغار أحياء ويعملون بكامل طاقتهم. بعض أنواع أسماك القرش تلد بيضًا: فهي تضع بيضًا يفقس خارج جسم الأم. تتم حماية الأجنة بغلاف بيض سمك القرش أو "حقيبة حورية البحر" ذات قوام الجلد. تحتوي علبة بيض القرش على مخالب تتعطل في الأعشاب البحرية وتعطي غطاء سمك القرش الوليد. عدد قليل من أنواع أسماك القرش ولود ، أي أن الصغار يتطورون داخل جسد الأم ، وهي تلد حية.

تشمل الأشعة والزلاجات أكثر من 500 نوع وترتبط ارتباطًا وثيقًا بأسماك القرش. يمكن تمييزها عن أسماك القرش من خلال أجسامها المسطحة ، والزعانف الصدرية التي يتم تكبيرها ودمجها في الرأس ، والشقوق الخيشومية على سطحها البطني (الشكل 15.6.3)ب). مثل أسماك القرش ، يكون للشفنين والزلاجات هيكل عظمي غضروفي. معظم الأنواع بحرية وتعيش في قاع البحر ، مع توزيع عالمي تقريبًا.

أسماك عظمية

تتميز أعضاء الفصيلة العظمية أو الأسماك العظمية بهيكل عظمي. تنتمي الغالبية العظمى من الأسماك الحالية إلى هذه المجموعة ، التي تتكون من حوالي 30000 نوع ، مما يجعلها أكبر فئة من الفقاريات الموجودة اليوم.

تمتلك جميع الأسماك العظمية تقريبًا هيكلًا عظميًا متحجرًا به خلايا عظمية متخصصة (الخلايا العظمية) التي تنتج وتحافظ على مصفوفة فوسفات الكالسيوم. عادت هذه الخاصية فقط في مجموعات قليلة من Osteichthyes ، مثل الحفش وسمك المجداف ، والتي لها هياكل عظمية غضروفية في المقام الأول. غالبًا ما يتم تغطية جلد الأسماك العظمية بمقاييس متداخلة ، وتفرز الغدد الموجودة في الجلد مخاطًا يقلل من السحب عند السباحة ويساعد الأسماك في تنظيم التناضح. مثل أسماك القرش ، تمتلك الأسماك العظمية نظام خط جانبي يكتشف الاهتزازات في الماء. على عكس أسماك القرش ، تعتمد بعض الأسماك العظمية على بصرها لتحديد موقع الفريسة. تعتبر الأسماك العظمية أيضًا غير معتادة في امتلاك خلايا طعم في منطقة الرأس والجذع في الجسم والتي تسمح لها باكتشاف تركيزات صغيرة جدًا من الجزيئات في الماء.

تستخدم جميع الأسماك العظمية ، مثل الأسماك الغضروفية ، الخياشيم للتنفس. يُسحب الماء فوق الخياشيم الموجودة في حجرات مغطاة ومهواة بغطاء عضلي واقٍ يسمى الغطاء الخيشومي. على عكس أسماك القرش ، تمتلك الأسماك العظمية مثانة سباحة ، وهي عبارة عن عضو مملوء بالغاز يساعد على التحكم في طفو الأسماك. تنقسم الأسماك العظمية أيضًا إلى قسمين مع أعضاء حية: Actinopterygii (أسماك شعاعية الزعانف) و Sarcopterygii (أسماك شحمة الزعانف).

تشتمل الأسماك ذات الزعانف على العديد من الأسماك المألوفة - التونة ، والباس ، والسلمون المرقط ، والسلمون (الشكل 15.6.4)أ)، من بين أمور أخرى. سميت أسماك شعاع الزعانف نسبة لشكل زعانفها - شبكات من الجلد مدعومة بأشواك عظمية تسمى الأشعة. في المقابل ، تكون زعانف الأسماك ذات فصوص الزعانف سمينًا ومدعومة بالعظام (الشكل 15.6.4.2)ب). تشمل الأعضاء الحية من الأسماك ذات الفصوص الزعانف الأسماك الرئوية والكولكانث الأقل شيوعًا.

البرمائيات

البرمائيات هي فقاريات رباعيات الأرجل. البرمائيات تشمل الضفادع والسمندل والديدان الثعبانية. مصطلح البرمائيات يعني "الحياة المزدوجة" ، وهي إشارة إلى التحول الذي يخضع له العديد من الضفادع من شرغوف إلى بالغ ومزيج من البيئات المائية والبرية في دورة حياتها. تطورت البرمائيات في العصر الديفوني وكانت أولى رباعيات الأرجل الأرضية.

تتميز معظم البرمائيات ، باعتبارها رباعيات الأرجل ، بأربعة أطراف متطورة جيدًا ، على الرغم من أن بعض أنواع السمندل وجميع أنواع الضفادع الثعبانية تمتلك أطرافًا أثرية فقط. السمة المهمة للبرمائيات الموجودة هي الجلد الرطب القابل للنفاذ الذي تحققه الغدد المخاطية. يسمح الجلد الرطب بتبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون مع البيئة ، وهي عملية تسمى التنفس الجلدي. جميع أنواع البرمائيات الحية هي آكلة للحوم ، وبعض البرمائيات الأرضية لها لسان لزج يستخدم للقبض على الفريسة.

تنوع البرمائيات

تضم البرمائيات ما يقدر بنحو 6500 نوع موجود تعيش في المناطق الاستوائية والمعتدلة حول العالم. يمكن تقسيم البرمائيات إلى ثلاثة أقسام: Urodela ("الذيل") ، والسمندل والنيوت ؛ أنورا ("بدون ذيل") ، الضفادع والضفادع ؛ وأبودا ("بلا أرجل") ، الضفادع الثعبانية.

السمندل الحي (الشكل 15.6.5أ) تشمل ما يقرب من 500 نوع ، بعضها مائي ، والبعض الآخر بري ، والبعض الآخر يعيش على اليابسة فقط كبالغين. عادة ما يكون لدى السمندل البالغ مخطط جسم رباعي الأرجل معمم بأربعة أطراف وذيل. بعض السمندل بلا رئة ، ويتم التنفس من خلال الجلد أو الخياشيم الخارجية. بعض السمندل البري لها رئة بدائية. بعض الأنواع لها خياشيم ورئتان.

المفهوم في العمل

شاهد هذا الفيديو حول أحد أنواع السمندل الكبيرة بشكل غير عادي.

الضفادع (الشكل 15.6.5ب) هي المجموعة الأكثر تنوعًا من البرمائيات ، مع ما يقرب من 5000 نوع تعيش في جميع القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية. تمتلك الضفادع مخطط جسم أكثر تخصصًا من مخطط جسم السمندل للحركة على الأرض. تستخدم الضفادع البالغة أطرافها الخلفية للقفز عدة مرات بطول أجسامها على الأرض. تمتلك الضفادع عددًا من التعديلات التي تسمح لها بتجنب الحيوانات المفترسة ، بما في ذلك الجلد الذي يعمل كتمويه ومواد كيميائية دفاعية سامة للحيوانات المفترسة التي تفرزها الغدد في الجلد.

يتم تخصيب بيض الضفادع خارجيًا ، حيث يتم وضعها في بيئات رطبة. تُظهر الضفادع مجموعة من السلوكيات الأبوية ، مع بعض الأنواع التي تبدي القليل من الاهتمام ، للأنواع التي تحمل البيض والضفادع الصغيرة على أرجلها الخلفية أو ظهورها. تتكون دورة الحياة من مرحلتين: مرحلة اليرقات يليها التحول إلى مرحلة البلوغ. غالبًا ما تكون المرحلة اليرقية للضفدع ، الشرغوف ، من الحيوانات العاشبة التي تتغذى بالترشيح. عادة ما تحتوي الضفادع الصغيرة على خياشيم ونظام خط جانبي وذيول طويلة الزعانف ولكن بدون أطراف. في نهاية مرحلة الشرغوف ، تخضع الضفادع لتحول تدريجي إلى شكل بالغ. خلال هذه المرحلة ، تختفي الخياشيم ونظام الخط الجانبي ، وتتطور أربعة أطراف. تصبح الفكين أكبر ومناسبة للتغذية آكلة اللحوم ، ويتحول الجهاز الهضمي إلى أمعاء قصيرة نموذجية للحيوان المفترس. تتطور أيضًا طبلة الأذن ورئتان تتنفسان الهواء. تسمح هذه التغييرات أثناء التحول لليرقات بالانتقال إلى الأرض في مرحلة البلوغ (الشكل 15.6.6).

تضم الضفادع الثعبانية ما يقدر بـ 185 نوعًا. تفتقر إلى الأطراف الخارجية وتشبه ديدان الأرض العملاقة. يسكنون التربة ويوجدون بشكل أساسي في المناطق الاستوائية في أمريكا الجنوبية وإفريقيا وجنوب آسيا حيث يتكيفون مع نمط حياة حفر التربة وهم عمياء تقريبًا. على عكس معظم البرمائيات الأخرى التي تتكاثر في الماء أو بالقرب منه ، فإن التكاثر في موطن التربة الأكثر جفافاً يعني أن الضفادع الثعبانية يجب أن تستخدم الإخصاب الداخلي ، وتلد معظم الأنواع لتعيش صغارًا (الشكل 15.6.7).

الزواحف والطيور

يتم تمييز السلى - الزواحف والطيور والثدييات - عن البرمائيات من خلال بيضها (المقشر) المتكيف أرضًا والجنين المحمي بالأغشية التي يحيط بالجنين. إن تطور الأغشية التي يحيط بالجنين يعني أن أجنة السلى يمكن أن تتطور داخل بيئة مائية داخل البويضة. أدى ذلك إلى اعتماد أقل على البيئة المائية من أجل التنمية وسمح للسلوي بغزو المناطق الأكثر جفافاً. كان هذا تغييرًا تطوريًا مهمًا يميزهم عن البرمائيات ، التي اقتصرت على البيئات الرطبة بسبب بيضها الخالي من القشرة. على الرغم من أن أصداف الأنواع المختلفة التي يحيط بالجنين تختلف اختلافًا كبيرًا ، إلا أنها جميعًا تسمح بالاحتفاظ بالمياه. كما سمحت أغشية البويضة التي يحيط بالجنين بتبادل الغازات وعزل النفايات داخل غلاف قشر البيض. تتكون قشور بيض الطيور من كربونات الكالسيوم وهي صلبة وهشة ، ولكنها تمتلك مسامًا لتبادل الغاز والماء. قشور بيض الزواحف أكثر ليونة وجلد. لا تضع معظم الثدييات بيضها ؛ ومع ذلك ، حتى مع الحمل الداخلي ، لا تزال الأغشية التي يحيط بالجنين موجودة.

في الماضي ، كان التقسيم الأكثر شيوعًا للسللى هو فئات Mammalia و Reptilia و Aves. ومع ذلك ، فإن الطيور تنحدر من الديناصورات ، لذلك ينتج عن هذا المخطط الكلاسيكي مجموعات ليست كليدًا حقيقيًا. سنناقش الطيور كمجموعة متميزة عن الزواحف على أساس أن هذا لا يعكس التاريخ التطوري.

الزواحف

الزواحف هي رباعيات الأرجل. الزواحف عديمة الأطراف - الثعابين - قد يكون لها أطراف أثرية ، ومثل الضفادع الثعبانية ، تصنف على أنها رباعيات الأرجل لأنها تنحدر من أسلاف ذات أربعة أطراف. الزواحف تضع البيض المقشر على الأرض. حتى الزواحف المائية ، مثل السلاحف البحرية ، تعود إلى الأرض لتضع بيضها. عادة ما يتكاثرون جنسيا بالتخصيب الداخلي. تظهر بعض الأنواع حالة بيضية ، مع بقاء البيض في جسم الأم حتى تصبح جاهزة للفقس. الأنواع الأخرى ولود ، مع نسل يولد على قيد الحياة.

كان أحد التعديلات الرئيسية التي سمحت للزواحف بالعيش على الأرض هو تطوير جلدها المتقشر ، الذي يحتوي على بروتين الكيراتين والدهون الشمعية ، مما منع فقدان الماء من الجلد. يعني هذا الجلد المسدود أن الزواحف لا يمكنها استخدام جلدها للتنفس ، مثل البرمائيات ، وبالتالي يجب على الجميع التنفس بالرئتين. بالإضافة إلى ذلك ، تحافظ الزواحف على مياه الجسم القيمة عن طريق إفراز النيتروجين في شكل معجون حمض اليوريك. كانت هذه الخصائص ، إلى جانب البيضة التي يحيط بها القشر ، هي الأسباب الرئيسية لنجاح الزواحف في استعمار مجموعة متنوعة من الموائل الأرضية البعيدة عن الماء.

الزواحف هي ectotherms ، أي الحيوانات التي مصدرها الرئيسي لحرارة الجسم يأتي من البيئة. المناورات السلوكية ، مثل التشمس لتدفئة أنفسهم ، أو البحث عن الظل أو الجحور لتهدأ ، تساعدهم على تنظيم درجة حرارة أجسامهم ،

يشمل Class Reptilia أنواعًا متنوعة مصنفة إلى أربعة كائنات حية. هذه هي Crocodilia و Sphenodontia و Squamata و Testudines.

نشأت التمساح ("السحلية الصغيرة") منذ حوالي 84 مليون سنة ، وتشمل الأنواع الحية التمساح والتماسيح والكايمان. التمساح (الشكل 15.6.8أ) تعيش في جميع أنحاء المناطق الاستوائية في إفريقيا وأمريكا الجنوبية وجنوب شرق الولايات المتحدة وآسيا وأستراليا. توجد في موائل المياه العذبة ، مثل الأنهار والبحيرات ، وتقضي معظم وقتها في الماء. بعض الأنواع قادرة على التحرك على الأرض بسبب وضعها شبه المنتصب.

نشأ Sphenodontia ("السن الإسفيني") في عصر الدهر الوسيط ويتضمن جنسًا حيًا واحدًا فقط ، تواتارا، مع نوعين موجودين في نيوزيلندا. هناك العديد من الأنواع الأحفورية التي تعود إلى العصر الترياسي (250-200 مليون سنة مضت). على الرغم من أن التواتارا تشبه السحالي ، إلا أنها متميزة من الناحية التشريحية وتشترك في الخصائص الموجودة في الطيور والسلاحف.

نشأ Squamata ("متقشر") في أواخر العصر البرمي ؛ تشمل الأنواع الحية السحالي والثعابين ، وهي أكبر مجموعة موجودة من الزواحف (الشكل 15.6.8ب). تختلف السحالي عن الثعابين بامتلاكها لأربعة أطراف وجفون وآذان خارجية تفتقر إليها الثعابين. تتراوح أنواع السحالي في الحجم من الحرباء والأبراص التي يبلغ طولها بضعة سنتيمترات إلى تنين كومودو الذي يبلغ طوله حوالي 3 أمتار.

يُعتقد أن الثعابين قد انحدرت إما من السحالي المختبئة أو السحالي المائية منذ أكثر من 100 مليون سنة (الشكل 15.6.8)ج). تتكون الثعابين من حوالي 3000 نوع وتوجد في كل قارة باستثناء القارة القطبية الجنوبية. ويتراوح حجمها بين ثعابين بطول 10 سنتيمترات وثعابين بطول 7.5 متر وأناكوندا. جميع الثعابين آكلة للحوم وتأكل الحيوانات الصغيرة والطيور والبيض والأسماك والحشرات.

السلاحف هي أعضاء في كليد Testudines ("لها قشرة") (الشكل 15.6.8د). تتميز السلاحف بقشرة عظمية أو غضروفية ، تتكون من درع على ظهرها ودعامة على السطح البطني ، والتي تتطور من الأضلاع. نشأت السلاحف منذ حوالي 200 مليون سنة ، سبقت التماسيح والسحالي والثعابين. تضع السلاحف بيضها على اليابسة ، بالرغم من أن العديد من الأنواع تعيش في الماء أو بالقرب منه. يتراوح حجم السلاحف من سلحفاة Padloper المرقطة عند 8 سم (3.1 بوصة) إلى السلحفاة البحرية الجلدية على ارتفاع 200 سم (أكثر من 6 أقدام). يستخدم المصطلح "سلحفاة" أحيانًا لوصف تلك الأنواع من Testudines التي تعيش في البحر ، مع استخدام المصطلحين "سلحفاة" و "تيرابين" للإشارة إلى الأنواع التي تعيش على الأرض وفي المياه العذبة ، على التوالي.

طيور

تشير البيانات الآن إلى أن الطيور تنتمي إلى كومة الزواحف ، لكنها تعرض عددًا من التعديلات الفريدة التي تميزها عن بعضها. على عكس الزواحف ، الطيور ماصة للحرارة ، مما يعني أنها تولد حرارة أجسامها من خلال عمليات التمثيل الغذائي. أكثر ما يميز الطيور هو ريشها ، وهو عبارة عن قشور الزواحف المعدلة. تمتلك الطيور عدة أنواع مختلفة من الريش المتخصص لوظائف محددة ، مثل الريش المحيطي الذي يبسط المظهر الخارجي للطائر والريش السفلي المنظم بشكل غير محكم الذي يعزل (الشكل 15.6.9)أ).

لم يسمح الريش للطيور الأولى فقط بالانزلاق ، والانخراط في نهاية المطاف في رحلة خفقان ، ولكنها عزلت جسم الطائر ، مما ساعد في الحفاظ على ماص للحرارة ، حتى في درجات الحرارة المنخفضة. يتطلب تشغيل حيوان طائر التوفير في مقدار الوزن الذي يحمله. مع زيادة وزن الجسم ، يزداد إنتاج العضلات وتكلفة الطاقة اللازمة للطيران. قامت الطيور بإجراء العديد من التعديلات لتقليل وزن الجسم ، بما في ذلك العظام المجوفة أو الهوائية (الشكل 15.6.9.2)ب) مع فراغات هوائية قد تكون متصلة بأكياس هوائية ودعامات متصالبة داخل عظامها لتوفير تعزيز هيكلي. يتم دمج أجزاء من الهيكل العظمي الفقري وقحف الدماغ لزيادة قوتها مع تخفيف وزنها. تمتلك معظم أنواع الطيور مبيضًا واحدًا فقط بدلاً من اثنين ، ولا يوجد لطيور حية أسنان في فكها ، مما يقلل من كتلة الجسم.

تمتلك الطيور نظامًا من الأكياس الهوائية المتفرعة من مجرى الهواء الأساسي الذي يحول مسار الهواء بحيث يمر بشكل أحادي عبر الرئة ، أثناء الشهيق والزفير. على عكس رئتي الثدييات حيث يتدفق الهواء في اتجاهين أثناء استنشاقه للداخل والخارج ، يتدفق الهواء باستمرار عبر رئة الطائر لتوفير نظام أكثر كفاءة لتبادل الغازات.

الثدييات

الثدييات هي فقاريات لها شعر وغدد ثديية تستخدم لتغذية صغارها. تعتبر بعض سمات الفك والهيكل العظمي والجلد والتشريح الداخلي فريدة أيضًا بالنسبة للثدييات. يعد وجود الشعر أحد الخصائص الرئيسية للثدييات. على الرغم من أنه ليس مكثفًا جدًا في بعض المجموعات ، مثل الحيتان ، إلا أن الشعر له العديد من الوظائف المهمة للثدييات. الثدييات ماصة للحرارة ، والشعر يوفر العزل عن طريق حبس طبقة من الهواء بالقرب من الجسم للاحتفاظ بالحرارة الأيضية. يعمل الشعر أيضًا كآلية حسية من خلال شعيرات متخصصة تسمى الاهتزازات ، والمعروفة باسم الشعيرات. ترتبط هذه الأعصاب بالأعصاب التي تنقل معلومات اللمس ، وهي مفيدة بشكل خاص للثدييات الليلية أو المختبئة. يمكن أن يوفر الشعر أيضًا تلوينًا وقائيًا.

يشمل جلد الثدييات غددًا إفرازية ذات وظائف مختلفة. تنتج الغدد الدهنية مزيجًا دهنيًا يسمى الزهم الذي يفرز على الشعر والجلد لمقاومة الماء والتشحيم. توجد الغدد الدهنية في معظم أجزاء الجسم. تنتج الغدد سودوريفيروس العرق والرائحة ، والتي تعمل في التنظيم الحراري والتواصل ، على التوالي. تنتج الغدد الثديية اللبن الذي يستخدم لإطعام الأطفال حديثي الولادة. بينما يمتلك الذكور monotremes و eutherians غدد ثديية ، فإن الذكور الجرابيات لا يمتلكونها.

يمتلك النظام الهيكلي للثدييات ميزات فريدة تميزها عن الفقاريات الأخرى. تمتلك معظم الثدييات أسنانًا غير متجانسة ، مما يعني أن لها أنواعًا وأشكالًا مختلفة من الأسنان التي تسمح لها بالتغذي على أنواع مختلفة من الأطعمة. تشمل هذه الأنواع المختلفة من الأسنان القواطع والأنياب والضواحك والأضراس. النوعان الأولان مخصصان للقطع والتقطيع ، بينما النوعان الأخيران مخصصان للتكسير والطحن. المجموعات المختلفة لها نسب مختلفة من كل نوع ، حسب نظامهم الغذائي. معظم الثدييات هي أيضًا ثنائيات الأسنان ، مما يعني أن لديها مجموعتين من الأسنان في حياتها: الأسنان اللبنية أو الأسنان "اللبنية" ، والأسنان الدائمة. في الفقاريات الأخرى ، يمكن استبدال الأسنان طوال الحياة.

تنقسم الثدييات الحديثة إلى ثلاث مجموعات عريضة: monotremes ، الجرابياتو eutherians (أو الثدييات المشيمية). تسمى الكائنات الحية ، أو الثدييات المشيمية ، والجرابيات مجتمعة بالثدييات الثيرية ، بينما تسمى monotremes metatherians.

هناك ثلاثة أنواع حية من monotremes: خلد الماء ونوعين من echidnas ، أو النمل الشوكي (الشكل 15.6.10). تم العثور على خلد الماء ونوع واحد من إيكيدنا في أستراليا ، في حين تم العثور على الأنواع الأخرى من إيكيدنا في غينيا الجديدة. تعتبر Monotremes فريدة من نوعها بين الثدييات ، لأنها تضع بيضًا جلديًا ، على غرار تلك الموجودة في الزواحف ، بدلاً من أن تلد لتعيش صغارًا. ومع ذلك ، يتم الاحتفاظ بالبويضات داخل الجهاز التناسلي للأم حتى تصبح جاهزة تقريبًا للفقس. بمجرد أن يفقس الصغار ، تبدأ الأنثى في إفراز الحليب من المسام الموجودة في سلسلة من الأنسجة الثديية على طول الجانب البطني من جسدها. مثل الثدييات الأخرى ، فإن monotremes ماص للحرارة ولكنها تنظم درجة حرارة الجسم أقل إلى حد ما (90 درجة فهرنهايت ، 32 درجة مئوية) من الثدييات المشيمية (98 درجة فهرنهايت ، 37 درجة مئوية). مثل الزواحف ، تمتلك monotremes فتحة خلفية واحدة للمنتجات البولية والبرازية والتناسلية ، بدلاً من ثلاث فتحات منفصلة مثل الثدييات المشيمية. مونوتريم البالغ يفتقر إلى الأسنان.

تم العثور على الجرابيات في المقام الأول في أستراليا والجزر المجاورة ، على الرغم من وجود حوالي 100 نوع من الأبوسوم وبعض الأنواع من عائلتين أخريين في الأمريكتين. يبلغ عدد الجرابيات الأسترالية أكثر من 230 نوعًا وتشمل الكنغر والكوالا والبانديكوت والشيطان التسماني (الشكل 15.6.11). تمتلك معظم أنواع الجرابيات كيسًا يقيم فيه الصغار بعد الولادة ، ويتلقون الحليب ويستمرون في النمو. قبل الولادة ، يكون للجرابيات صلة مشيمة أقل تعقيدًا ، ويولد الصغار أقل نموًا من الثدييات المشيمية.


الشكل 15.6.11: الشيطان التسماني هو واحد من عدة جرابيات موطنها أستراليا. (الائتمان: واين ماكلين)

Eutherians هي أكثر الثدييات انتشارًا ، وتوجد في جميع أنحاء العالم. هناك عدة مجموعات من الأثيري ، بما في ذلك Insectivora ، آكلة الحشرات ؛ إدينتاتا ، آكلات النمل بلا أسنان ؛ القوارض ، القوارض. Chiroptera ، الخفافيش. الحيتان ، والثدييات المائية بما في ذلك الحيتان ؛ آكلات اللحوم والثدييات آكلة اللحوم بما في ذلك الكلاب والقطط والدببة ؛ والقرود ، والتي تشمل البشر. تسمى الثدييات Eutherian أحيانًا بالثدييات المشيمية ، لأن جميع الأنواع لها مشيمة معقدة تربط الجنين بالأم ، مما يسمح بتبادل الغازات والسوائل والفضلات والمغذيات. في حين أن الثدييات الأخرى قد تمتلك مشيمة أقل تعقيدًا أو لديها مشيمة لفترة وجيزة ، فإن جميع الكائنات الحية الحقيقية لديها مشيمة معقدة أثناء الحمل.

الرئيسيات

ترتيب الرئيسيات من فئة Mammalia يشمل الليمور ، أبراغ ، القرود ، والقردة ، والتي تشمل البشر. تعيش الرئيسيات غير البشرية في المقام الأول في المناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية في أمريكا الجنوبية وأفريقيا وآسيا. يتراوح حجمها من ليمور الفأر عند 30 جرامًا (1 أونصة) إلى الغوريلا الجبلية 200 كيلوجرام (441 رطلاً). تحظى خصائص وتطور الرئيسيات بأهمية خاصة بالنسبة لنا لأنها تسمح لنا بفهم تطور جنسنا.

جميع أنواع الرئيسيات لديها تكيفات لتسلق الأشجار ، حيث تنحدر جميعها من ساكني الأشجار ، على الرغم من أن جميع الأنواع ليست شجرية. نتج عن هذا الإرث الشجري من الرئيسيات أيادي وأقدام تتكيف مع التقوس ، أو التسلق والتأرجح بين الأشجار. تشمل هذه التعديلات ، على سبيل المثال لا الحصر ، 1) مفصل كتف دوار ، 2) إصبع كبير مفصول بشكل كبير عن أصابع القدم والإبهام الأخرى التي يتم فصلها بشكل كبير عن الأصابع (باستثناء البشر) ، مما يسمح بإمساك الفروع ، و 3 ) رؤية مجسمة ، مجالان بصريان متداخلان ، مما يسمح بإدراك العمق الضروري لقياس المسافة. الخصائص الأخرى للقرود هي أدمغة أكبر من تلك الخاصة بالعديد من الثدييات الأخرى ، والمخالب التي تم تعديلها إلى أظافر مسطحة ، وعادة ما تكون ذرية واحدة فقط لكل حمل ، والاتجاه نحو تثبيت الجسم في وضع مستقيم.

ينقسم ترتيب الرئيسيات إلى مجموعتين: الأوساط الإبتدائية والأنثروبويدية. يشمل الإيجابيون صغار الأدغال في إفريقيا ، والليمور في مدغشقر ، واللوريسيات ، والبوتو ، والبرغر في جنوب شرق آسيا. تشمل الأنثروبويد القرود ، والقردة الصغرى ، والقردة العليا (الشكل 15.6.12). بشكل عام ، يميل البدائيون إلى أن يكونوا ليليين ، وأصغر حجمًا من البشر ، ولديهم أدمغة أصغر نسبيًا مقارنة بالبشر.


الشكل 15.6.12: يمكن تقسيم الرئيسيات إلى نباتات بدائية ، مثل (أ) الليمور والأنثروبويد. تشمل الأنثروبويد القرود ، مثل (ب) قرد العواء ؛ القردة الصغرى ، مثل (ج) جيبون ؛ والقردة العليا ، مثل (د) الشمبانزي ، (هـ) البونوبو ، (و) الغوريلا ، و (ز) إنسان الغاب. (الائتمان أ: تعديل العمل بواسطة فرانك فاسين ؛ الائتمان ب: تعديل العمل بواسطة تشافي تاليدا ؛ الائتمان د: تعديل العمل بواسطة آرون لوجان ؛ الائتمان هـ: تعديل العمل بواسطة تريشا شيرز ؛ الائتمان f: تعديل العمل بواسطة Dave Proffer ؛ الائتمان ز: تعديل العمل بواسطة جولي لانجفورد)

ملخص القسم

كانت أقدم الفقاريات التي تباعدت عن الحبليات اللافقارية هي الأسماك الخالية من الفك. تتميز الجلكيات بفم مص مسنن يشبه القمع ، وبعض الأنواع طفيلية على الأسماك الأخرى. تشمل Gnathostomes الأسماك الفكية (الأسماك الغضروفية والعظمية) وكذلك جميع رباعيات الأرجل الأخرى. تشمل الأسماك الغضروفية أسماك القرش والشفنين والزلاجات وأسماك القرش الأشباح. يمكن تقسيم الأسماك العظمية كذلك إلى أسماك شعاعية الزعانف وشحمة الزعانف.

تتميز معظم البرمائيات ، باعتبارها رباعيات الأرجل ، بأربعة أطراف متطورة جيدًا ، على الرغم من أن بعض أنواع السمندل وجميع أنواع الضفادع الثعبانية بلا أطراف. البرمائيات لها جلد رطب ومنفذ يستخدم للتنفس الجلدي. يمكن تقسيم البرمائيات إلى ثلاثة أقسام: السلمندر (أوروديلا) والضفادع (أنورا) والثعبانية (أبودا). تتكون دورة حياة البرمائيات من مرحلتين متميزتين: مرحلة اليرقات والتحول إلى مرحلة البلوغ.

يتم تمييز السلى عن البرمائيات من خلال وجود بيضة متكيفة أرضيًا محمية بواسطة الأغشية التي يحيط بالجنين. تشمل السلى الزواحف والطيور والثدييات. كان التكيف الرئيسي الذي سمح للزواحف بالعيش على الأرض هو تطوير الجلد المتقشر. تشمل الزواحف أربعة كائنات حية: التمساح (التماسيح والتماسيح) ، Sphenodontia (tuataras) ، Squamata (السحالي والثعابين) ، و Testudines (السلاحف).

الطيور ماص للحرارة السلوي. يعمل الريش كعزل ويسمح بالرحلة. الطيور لها عظام هوائية مجوفة وليست مليئة بالأنسجة. ينتقل تدفق الهواء عبر رئتي الطيور في اتجاه واحد. تطورت الطيور من الديناصورات.

للثدييات شعر وغدد ثديية. يشمل جلد الثدييات غدد إفرازية مختلفة. الثدييات ماصة للحرارة ، مثل الطيور. هناك ثلاث مجموعات من الثدييات تعيش اليوم: monotremes ، جرابيات ، و eutherians. تعتبر Monotremes فريدة من نوعها بين الثدييات لأنها تضع البيض ، بدلاً من أن تلد لتعيش صغارًا. الثدييات اليوثيرية لها مشيمة معقدة.

هناك 16 رتبة (حية) موجودة من الثدييات eutherian. يرتبط البشر ارتباطًا وثيقًا بالرئيسيات ، وكلها لها تكيفات لتسلق الأشجار ، على الرغم من أن جميع الأنواع ليست شجرية. الخصائص الأخرى للقرود هي أدمغة أكبر من تلك الخاصة بالثدييات الأخرى ، والمخالب التي تم تعديلها إلى أظافر مسطحة ، وعادةً ما يكون صغيرًا واحدًا لكل حمل ، والرؤية المجسمة ، والميل نحو تثبيت الجسم في وضع مستقيم. تنقسم الرئيسيات إلى مجموعتين: الأوساط الإلهية والأنثروبويدية.

راجع الأسئلة

يختلف أعضاء Chondrichthyes عن أعضاء Osteichthyes من خلال الحصول على ________.

أ. الفك
B. الهيكل العظمي
C. الهيكل العظمي الغضروفي
D. مجموعتان من الزعانف المزدوجة

ج

يشمل Squamata _____.

أ. التماسيح والتماسيح
السلاحف
C. التواتارا
د السحالي والثعابين

د

تنتج الغدد سودوريفيروس ________.

أ. عرق
ب. الدهون
C. الزهم
د الحليب

أ

أي مما يلي هو Monotreme؟

كنغر
كوالا
C. بانديكوت
خلد الماء

د

إستجابة مجانية

ما الذي يمكن استنتاجه عن تطور الجمجمة والعمود الفقري من فحص أسماك الهاg والجلكى؟

تُظهر المقارنة بين أسماك الهاg والجلكيات أن الجمجمة تطورت أولاً في الفقاريات المبكرة ، كما يظهر في أسماك الهاg التي تطورت قبل الجلكيات. تبع ذلك تطور العمود الفقري ، والذي يظهر شكل بدائي في الجلكيات وليس في أسماك الهاg.

اشرح سبب تقييد الضفادع في البيئة الرطبة.

البيئة الرطبة مطلوبة لأن بيض الضفادع يفتقر إلى القشرة ويجف بسرعة في البيئات الجافة.

صف ثلاثة تعديلات تسمح بالطيران في الطيور.

الطيور لها ريش يبسط جسم الطائر ويساعد في الطيران. لديهم أيضًا عظام هوائية مجوفة وليست مليئة بالأنسجة. الطيور ماصة للحرارة ، مما يسمح بزيادة التمثيل الغذائي الذي يتطلبه الطيران.

قائمة المصطلحات

الأكتينوبتيرجي
أسماك شعاعية الزعانف
السلى
كليد من الحيوانات التي لديها بيض يحيط بالجنين. تشمل الزواحف (بما في ذلك الطيور) والثدييات
البرمائيات
الضفادع والسمندل والثعبانية
أمبولة لورنزيني
عضو حسي يسمح لأسماك القرش باكتشاف المجالات الكهرومغناطيسية التي تنتجها الكائنات الحية
أنثروبويدس
كليد يتكون من القرود والقردة والبشر
أنورا
الضفادع
أبودا
الضفادع الثعبانية
التقارب
يتأرجح من خلال الأشجار
الثعبانية
برمائي بلا أرجل ينتمي إلى كليد أبودا
الغضروفية
أسماك الفكية مع زعانف مقترنة وهيكل عظمي مصنوع من الغضروف
قحف
كليد مقترح من الحبليات يشمل جميع المجموعات ما عدا الغُلَف و lancelets
تمساح
التماسيح والتماسيح
التنفس الجلدي
تبادل الغازات من خلال الجلد
ديفيودونت
يشير إلى امتلاك مجموعتين من الأسنان في العمر
أسفل الريش
ريشة متخصصة للعزل
ثديي يوثري
حيوان ثديي مع مشيمة معقدة تربط الجنين بالأم ؛ تسمى أحيانًا الثدييات المشيمية
ضفدع
برمائي عديم الذيل ينتمي إلى كليد أنورا
جناثوستوم
سمكة الفك
سمك الهاg
سمكة عديمة الفك تشبه ثعبان البحر تعيش في قاع المحيط وهي زبال
أسنان مغايرة
أنواع مختلفة من الأسنان معدلة بأغراض مختلفة
لامبري
سمكة خالية من الفك تتميز بفم مسنن يشبه القمع ويمص
الخط الجانبي
جهاز الإحساس الذي يمتد بطول جسم السمكة ، ويستخدم للكشف عن الاهتزازات في الماء
الحيوان الثديي
إحدى مجموعات الفقاريات الماصة للحرارة التي تمتلك شعرًا وغددًا ثديية
الغدة الثديية
في إناث الثدييات ، وهي غدة تنتج اللبن لحديثي الولادة
جرابي
إحدى مجموعات الثدييات التي تشمل الكنغر والكوالا والبانديكوت والشيطان التسماني والعديد من الأنواع الأخرى ؛ ينمو الشباب داخل الحقيبة
أحادي
حيوان ثديي بياض
ميكسيني
أسماك الهاg
العظم
أسماك عظمية
ostracoderm
واحدة من أقدم الأسماك الخالية من الفك المغطاة بالعظام
Petromyzontidae
كليد الجلكى
عظم هوائي
عظم مملوء بالهواء
الرئيسيات
يشمل الليمور ، أبراغ ، القرود ، القردة ، والبشر
الإيجابيين
مجموعة من الرئيسيات التي تضم صغار الأدغال في إفريقيا ، والليمور في مدغشقر ، واللوريسيات ، والبوتو ، والبرغر في جنوب شرق آسيا.
السمندر
برمائي الذيل الذي ينتمي إلى كليد Urodela
Sarcopterygii
الأسماك ذات الزعانف
غدة دهنية
في الثدييات ، غدة جلدية تنتج خليط دهني يسمى الزهم
Sphenodontia
كليد الزواحف الذي يشمل التواتارا
سكواماتا
كليد الزواحف من السحالي والثعابين
رؤية مجسمة
مجالان متداخلان للرؤية من العين ينتجان إدراك العمق
غدة معدية
غدة في الثدييات تنتج العرق وجزيئات الرائحة
المثانة السباحة
في الأسماك ، عضو مليء بالغاز يساعد على التحكم في طفو الأسماك
الشرغوف
المرحلة اليرقية للضفدع
Testudines
السلاحف

التعايش القديم لإشارات النوربينفرين والتيرامين والأوكتوبامين في البلاتين

Norepinephrine / noradrenaline هو ناقل عصبي متورط في الإثارة وغيرها من جوانب سلوك ووظائف الفقاريات. في اللافقاريات ، تعتبر الإشارات الأدرينالية غائبة ويتم تنفيذ وظائف مماثلة بواسطة الأمينات الحيوية أوكتوبامين وسلائفها التيرامين. تشير هذه المرسلات المتشابهة كيميائيًا عن طريق العائلات ذات الصلة من المستقبلات المقترنة ببروتين G في الفقاريات واللافقاريات ، مما يشير إلى أن الأوكتوبامين / التيرامين هما اللافقاريات المكافئة للنورإبينفرين الفقاري. ومع ذلك ، فإن العلاقات التطورية وأصل أنظمة الإرسال هذه لا تزال غير واضحة.

نتائج

باستخدام التحليل الوراثي وعلم العقاقير المستقبلي ، أثبتنا هنا أن مستقبلات النوربينفرين والأوكتوبامين والتيرامين تتعايش في بعض اللافقاريات البحرية. في البروتستومات بلاتينيريس دوميريلي (علقية) و بريابولوس كوداتوس (a priapulid) ، حددنا مستقبلات الأدرينالية α1 و α2 التي تتعايش مع مستقبلات الأوكتوبامين α و octopamine β و tyramine type 1 و tyramine type 2 وتمييزها دوائيًا. تمثل هذه المستقبلات الأمثلة الأولى على المستقبلات الأدرينالية في البروتستومات. في deuterostome Saccoglossus kowalevskii (a hemichordate) ، لقد حددنا وتميزنا مستقبلات الأوكتوبامين α و octopamine β و tyramine type 1 و tyramine type 2 ، والتي تمثل الأمثلة الأولى لهذه المستقبلات في deuterostomes. S. kowalevskii يحتوي أيضًا على مستقبلات الأدرينالية α1 و α2 ، مما يشير إلى أن أنظمة الإشارات الثلاثة تتعايش في هذا الحيوان. في تحليل علم الوراثة ، حددنا أيضًا تقويم تقويم مستقبلات الأدرينالية والتيرامين في xenacoelomorphs.

الاستنتاجات

توضح نتائجنا تاريخ تأشير أحادي الأمين في ثنائيات. بالنظر إلى أنه يمكن العثور على جميع عائلات المستقبلات الستة (اثنتان لكل من الأوكتوبامين والتيرامين والنورادرينالين) في ممثلين عن كليتين رئيسيتين من Bilateria ، و protostomes و deuterostomes ، يجب أن تتعايش جميع المستقبلات الستة في آخر سلف مشترك للبروتستومات و deuterostomes. Adrenergic receptors were lost from most insects and nematodes, and tyramine and octopamine receptors were lost from most deuterostomes. This complex scenario of differential losses cautions that octopamine signaling in protostomes is not a good model for adrenergic signaling in deuterostomes, and that studies of marine animals where all three transmitter systems coexist will be needed for a better understanding of the origin and ancestral functions of these transmitters.


خلفية

MicroRNAs (miRNAs) are short RNAs (approximately 23 nucleotides) that downregulate gene expression by binding to target mRNAs, thereby inducing mRNA destabilization or translational repression [1]. Mammalian genomes typically give rise to several hundred distinct miRNAs [2, 3], many of which are highly conserved, even between distantly related species [3, 4]. In particular, there is strong purifying selection on the ‘seed’ region, which corresponds to nucleotides 2 to 7/8 of the miRNA and is the main determinant of target specificity [1, 3, 5]. Considering this evolutionary constraint, it is perhaps surprising that several miRNA variants, or ‘isomiRs’, are sometimes produced from the same locus, including variants with seed alterations [6].

One mechanism through which such miRNA diversity can be created is RNA editing, where individual bases within an RNA transcript are chemically modified in such a way that the RNA sequence no longer corresponds to its genomic template. In mammals, the most common form of RNA editing is catalyzed by two adenosine deaminases acting on RNA (ADARs), known as ADAR and ADARB1 (or ADAR1 and ADAR2) both enzymes target double-stranded RNA (dsRNA) and are able to convert adenosine (A) into inosine (I), a base with base-pairing properties similar to those of guanosine (G) [7]. Although mature miRNAs are single-stranded, they are excised from a longer precursor with a characteristic double-stranded stem-loop structure, which can serve as a substrate for ADAR enzymes [8–10]. ADARs do not edit indiscriminately, however A-to-G mismatches indicative of A-to-I editing are found only for a subset of all miRNAs and, within those, only at specific sites [11]. The precise factors that influence miRNA editing specificity are only partially understood [12].

In humans, most edited sites in mature miRNAs are located within the seed [13] and editing therefore has the potential to redirect these miRNAs to new target genes. Studies of the miRNA miR-376a-1 have demonstrated that genes downregulated by the edited form are not affected by the unedited form and vice versa [11], and that the expression of target genes covaries with miRNA editing frequencies during mouse development [14]. Moreover, editing-induced rewiring of the miR-376a-1 regulatory network is of medical interest, since absence of the edited miRNA has been shown to promote invasiveness of human gliomas [15]. In addition to the effects on target specificity, miRNA editing can also affect miRNA expression levels by preventing proper processing by Drosha or Dicer during miRNA biogenesis [9, 16]. A recent survey of miRNA expression in mouse embryos identified approximately one-third of all miRNAs as upregulated in embryos deficient in ADAR and ADARB1 compared to wild-type, although it is possible that these differences arise independently of miRNA editing, as might be the case if ADARs interfere with the miRNA processing pathway simply by binding to the RNA [17].

Some miRNAs are subject to A-to-I editing at identical positions in human and mouse [11–13, 18], but the evolutionary conservation of miRNA editing beyond placental mammals has not been investigated. In this study, we have therefore compiled an atlas of conserved miRNA editing repertoires in six core species (human, macaque, mouse, opossum, platypus and chicken) and several complementary datasets. For our catalog of edited miRNAs, we traced their evolutionary origins and characterized to what extent the identified sites were edited in different tissues, developmental stages and disease states. We show that miRNA editing is highly dynamic within a single individual, but that broad editing patterns persist across species, suggesting that the added layer of regulatory complexity introduced by miRNA editing is an integral and evolutionarily stable feature of mammalian transcriptomes.


شاهد الفيديو: أحياء أول ثانوي - أين توجد الفقاريات (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Vozuru

    مرحبًا ، لا أعرف أين أكتب سأكتب هنا. لقد اشتركت في RSS من موقعك ، ويتم عرض النص في الهيروغليفية ، الرجاء مساعدتي عبر البريد الإلكتروني

  2. Fenribei

    يا لها من عبارة جميلة



اكتب رسالة