Vývojová morfologie
živočichů
Integument a opěrná soustava
II.
MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ.1.07/2.2.00/15.0204
1
Integument a opěrná soustava
Jehlice houbovců (Porifera) Archeocyatidi
2
Archaeocyatha –
kambrium, horizontální řez
kruhovitý, kostra z CaCO3
Integument a opěrná soustava
Théky žahavců
3
Anthozoa
Koralit (Polyparium )- vápnitá kostra polypů
Tetraradiální konulárie –
chitinofosfatický peridermKoráli – endoskelet z rohovitého koralinu (chitin) a
vápnitých tělísek, exoskelet z vápence pod nožním
terčem.
4
Integument a opěrná soustava
Zooecium autozooidu mechovky
Zoarium kolonie mechovek
Sekundárně sesilní – analogie, mechovnatci
(Entoprocta), mechovky (Bryozoa) – obr., křídložábří
(Pterobranchia) – zooidi – zooecia (zoarium) – chitin,
graptoliti (chitin)
5
Integument a opěrná soustava
Zooecium zooidu křídložábrýchZoarium kolonie mechovek
Zooecium zooidu křídložábrých
Zoarium kolonie graptolitů
Zooecium zooida
graptolita
6
Integument a opěrná soustava
Schránka ramenonožců
Dvojchlopňová schránka (dorsální a ventrální část) –
porušení bilaterální symetrie (srv. mlži). Chitinofosfát
(fosforečnan vápenatý + chitin) nebo kalcit.
Brachiopoda (ramenonožci) – podobní mlžům, ale
příbuzní mechovnatcům, ale břišní (pedikulární) a
hřbetní (brachidiální) miska se stvolem - sesilní
Integument a opěrná soustava
Schránky měkkýšů
7
Chiton
Patella
Integument a opěrná soustava
8
Dextrální ulita; 1. planispirální, 2. pseudospirální, 3.
helikoidní
Integument a opěrná soustava
Kelnatky
9
Kelnatky (Scaphiopoda) – otevřená rourka, vzniká ze 2
plášťových laloků jako u mlžů, ale na ventrální straně
srůstají.
Integument a opěrná soustava
Amoniti
10
Nautilus
Hlavonožci (Cephalopoda) –
loděnka, amonit – schránka s
přepážkami – septy tvořícími
komůrky (fragmokon), loděnka žije
jen v koncové komůrce (obývací),
septa znatelná na povrchu schránky
jako švy, sifon – vazivový provazec
Planispirální schránka
samic Argonauta
(chobotnice) je
žebrovaná, kýlnatá,
ale nemá septa –
slouží k ochraně
vajíček – není
homologická se
schránkami
hlavonožců.
Integument a opěrná soustava
Belemniti
11
Redukce schránky - Belemniti – zkrácený
fragmokon s hustými septy, redukce obývací
komůrky – oválná, jazykovitá destička –
proostrakum; sépie – sépiová kost
Integument a opěrná soustava
kroužkovci
členovci
12
Kutikula – s deskami a ostny u viřníků,
u hlavatců se svléká.
Annelida – parapodia se štětinami,
notopodium a neuropodium,
sedentární kroužkovci ukryti v
trubicovité vápnité schránce
Arthropoda – vnější kostra –
tegument, segmentace jen na
povrchu těla, hlava – hruď – zadeček,
článkované končetiny, silná
vrstevnatá kutikula z chitinu,
segmenty - sklerity: tergit – sternit -
pleurit
Integument a opěrná soustava
13
korýš trilobit
Epikutikula (s cementovou, voskovou vrstvou)– exokutikula –
endokutikula (sklerotizace, kalcifikace) – hypodermis
Článkované přívěsky na každém
článku (poditu)
Crustacea: Hlavohruď (acron-oči +5 (antenuly, anteny,
mandibuly, maxilly 1. páru, maxilly 2. páru) +8 hrudních
končetin (thoracopodia inc. 3 maxilipedy, 5 pereiopody),
abdomen: pleopody (5), uropody (1)
14
Integument a opěrná soustava
Merostomata
Klepítkatci (různorepi = kyjonožci – až 3m, fos.): 1.
chelicery, 2. pedipalpy, 4 páry kráčivých končetin na
hlavohrudi (prosoma 1-6) , zadeček (opisthosoma) – 12
článků
15
Integument a opěrná soustava
Ectognatha
Hmyz: Ectognatha (Hexapoda) - hlava – hruď (3 čl. –
prothorax, mesothorax – metathorax, jednovětevné
kráčivé končetiny) – zadeček (12 článků, bez končetin);
akron + antény – nic – mandibuly – maxilly – labium,
hrudní končetina: koxa, trochanter, femur, tibia, tarsus,
pulvillus s drápky, křídla: 1. pár – krovky (elytrae),
krytky (tegmina), polokrovky (hemielytrae), 2. pár –
kyvadélka (halterae)
Integument a opěrná soustava
! Ostnokožci mají schránku mesodermálního původu !
ambulakrální soustava
16
Mezodermální kostra z kalcitových
destiček – mřížovina (stereom) +
stroma
Pentaradiální souměrnost v
dospělosti, chybí hlavová část
Integument a opěrná soustava
Hydroskelet a původ notochordu (struny hřbetní)
17
Zooid křídložábrých
stomochord
Pterobranchia – Křídložábří:
v chitinové trubici - zooecium
Integument a opěrná soustava
! Kůže obratlovců je složeného původu (ektoderm a mesoderm) !
18
19
Integument a opěrná soustava
20
Podélná polarizace těla, Hox - geny
Integument a opěrná soustava
21
Povrch těla vymřelých bezčelistných („Ostracodermi)
Acelulární kost (aspidin)
Výjimkou je skupina Osteostraci (štítohlaví)
a Galeospida – mají celulární kost, osifikace
perichondrální
Integument a opěrná soustava
22
Povrch těla vymřelých bezčelistných („Ostracodermi)
Hlavohrudní štíty u bezčelistných
Anatolepis
Hlavohrudní štíty u bezčelistných
Integument a opěrná soustava
23
Šupiny ryb – kostní tkáň (dermální exoskelet, mezoderm)
leptoidní (elasmoidní) (lamelární
acelulární kost, Teleostei)
24
Integument a opěrná soustava
Plakoidní šupiny paryb
enameloid
Integument a opěrná soustava
Vznik zubů z plakoidních šupin
25
Zuby mají pravou sklovinu (email)
ektodermálního původu !
Plakoidní šupiny mají enameloid
(vitrodentin) mezodermálního původu!
Integument a opěrná soustava
Dětský – dočasný chrup
v čelistech jsou vidět základy
definitivního chrupu.
26
Integument a opěrná soustava
27
Plazí šupiny – z keratinu (rohoviny), mohou být zespodu
podepřeny kostní tkání (např. osteodermy, gastralia)
Epidermální štítky alternují s kostěnými destičkami
Endesmální osifikace ve škáře
– dermatoskelet - exoskelet
Osteodermy splývají
v gastralia („břišní žebra“)
Integument a opěrná soustava
28
Štítky plazů – kombinace: rohovina a kost
Integument a opěrná soustava
29
Peří dinosaurů
včetně ptáků
30
Integument a opěrná soustava
31
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
Základní členění lebky
32
Neurální endocranium
Viscelární endocranium
Viscelární exocranium
Integument a opěrná soustava
Dermální krunýře nejstarších obratlovců
33
Dorzální a ventrální deska ze štítků
(„Ostracodermi“)
Hlavový a hrudní štít z kostěných desek.
Placodermi: Arhrodira, Antiarchi
6 m
40 cm
22 cm
Hemicyclaspis (Osteostraci)
Coccosteus (jen vpravo nahoře
Duncleosteus) (Placodermi)
Integument a opěrná soustava
34Acanthodii
Leptosteus (Arthrodira) – 14 cm
Integument a opěrná soustava
35Actinopterygii – prim.
exocranium
Integument a opěrná soustava
36
Dipterus - devon Eustenopteron Ichthyostega
Palaeogyrinus (obojž. z karbonu)
parasphenoidparasphenoid
Dipterus - bahník
37
Integument a opěrná soustava
38
Integument a opěrná soustava
Acanthostega
Integument a opěrná soustava
39
Nature, 440(6), 2006: 757–771.
40
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
41
Wetlugasaurus – prim. temnospondylní obojživelník
(Rusko, Grónsko) – spodní trias
Vnitřní zubní oblouk v. otevřené prim. patro
Integument a opěrná soustava
Druhotné ústní patro
42
Integument a opěrná soustava
43
Integument a opěrná soustava
44
Integument a opěrná soustava
45
Integument a opěrná soustava
Vznik pletence lopatkového
46
Integument a opěrná soustava
Spánkové jámy
47
Integument a opěrná soustava
Spánkové jámy
48
anapsidní
synapsidní
parapsidní euryapsidní
diapsidní
Australopithecus
šimpanz
člověk
49
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
50
Integument a opěrná soustava
51
Obratle - vertebrae
52
Precaudal vertebra. A = neural spine,
B = neural canal, C = notochord canal,
D = parapophyses, E = centrum,
F = neural arch
Integument a opěrná soustava
Caudal vertebra . A = ventral
praezygapophysis, B = dorsal
praezygapophysis, C = neural spine,
D = neural arch, E = neural canal,
F = notochord canal, G = hemal canal,
H = hemal arch, I = hemal spine,
J = ventral postzygapophysis,
K = centrum, L = dorsal
postzygapophysis.
53
Integument a opěrná soustava
Typy obratlů podle tvaru těl:
 amficélní (Chondrichthyes,
Actinopterygii)
 procélní
(Anura, „Reptilia“)
 opistocélní
(Caudata)
 platycélní (acélní, amfiplatní) (Mammalia)
 heterocélní (Aves)
54
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
Resegmentace sklerotomu
(a jeho posun vůči myotomu)
55
Intersegmentární pozice obratlů
vzhledem k myotomu
56
Temnospondyli
Reptiliomorpha
Integument a opěrná soustava
Benton (2005)
Obratle - vertebrae
Integument a opěrná soustava
Vznik neurálního endokrania
57
NEUROCRANIUM
Integument a opěrná soustava
58
pololebka (mihule)
kompaktní lebka (paryby): regio - occipitalis
(chondrocranium) otica
orbitalis
ethmoidalis
EXOSKELET
• kostěné neurocranium : v komplexu sphenoidale (lebeční báze)
spodina lebeční: ethmosphenoidale, praesphenoid, basisphenoid + basioccipitale
vertikální stěny: turbinalia, orbitosphenoid, alisphenoid, exoccipitale
• lebeční klenba: nasale, frontale, parietale, jugale, lacrimale,
intertemporale, supratemporale, squamosum
• patrový komplex: pterygoidy, parasphenoid, vomer, ossa palatina
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
60
žaberní oblouk:
suprapharyngobranchiale,
infrapharyngobranchiale, epibranchiale,
ceratobranchiale, hypobranchiale,
basibranchiale
VISCEROCRANIUM
Integument a opěrná soustava
Evoluce lícní části lebky
(viscerokrania) bezčelistní
čelistnatci
tetrapodi
savci
kambrium
-520 mil. let
ordovik/silur
-440 mil. let
devon
-360 mil. let
trias
-210 mil. let
61
dolní: mandibulare - articulare - malleus
1. (1) – čelistní (Otx gen a Dlx geny)
ENDOSKELET (viscerální) – z ektomezenchymu
nervové lišty, chrupavčitý, kostěný
EXOSKELET (dermální) - jen kostěný
žaberní oblouky (9):
0. (2) – praemandibulární ?
horní (?): palatoquadratum - quadratum - incus
horní: hyomandibulare - columella - stapes
dolní: hyoideum-rohy jazylky-jiné části jazylky
3. opora žaber (vodní) - části jazylky
(Tetrapoda)
4.-6. opora žaber (vodní) - chrupavky hrtanu
(Tetrapoda)
7. opora žaber (Chondrichthyes) až
vymizení (Tetrapoda)
horní čelist: praemaxillare, maxillare
dolní čelist: dentale (mandibula), angulare
2. (1) – jazylkový (Hox a2 gen)
Integument a opěrná soustava
původ sluchových kůstek savců
(Gaupp - Reichertova teorie)
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
pharyngobranchiale
epibranchiale
ceratobranchiale
hypobranchiale
žaberní oblouky - branchiale
jazylkový komplex
- hyale
Integument a opěrná soustava
Integument a opěrná soustava
Modifikace viscerokrania
67
Obojživelník
– larva (macarát): žaberní aparát (vlevo);
-- adult (skokan): jazylka (vpravo)
Integument a opěrná soustava
68
pinna caudalis
heterocerkní
homocerkní
difycerkní
Integument a opěrná soustava
heterocerkní homocerkní
homocerkní
difycerkní
heterocerkní
difycerkní
urostyl
hypuralia
pinna caudalis
homocerkní
Integument a opěrná soustava
Vznik párových ploutví
metapleurová teorie:
rozpad párového ploutevního lemu (metapleur)
Integument a opěrná soustava
pinnae pectorales
pásmo:
Chondrichthyes
volná končetina:
pinnae ventrales
coracoscapulare = scapulocoracoid
(k lebeční bázi)
basalia, radialia
ceratotrichia
ischiopubicum (k páteři)
= puboischiadicum
Integument a opěrná soustava
basalia, radialia
lepidotrichia (camptotrichia)
pinnae pectorales
pásmo:
Sarcopterygii
(archipterygium)
volná končetina:
pinnae ventrales
pelvis (ilium, pubis)scapulocoracoid („Rhipidistia“)
scapula + coracoid (Dipnoi)
clavicula, (interclavicula)
komplex cleithrum
biseriální uniseriální uniseriální
Integument a opěrná soustava
pinnae pectorales
pásmo:
Actinopterygii
volná končetina:
pinnae ventrales
basipterygiumscapulocoracoid
clavicula (jen u starobylých)
komplex cleithrum
jen zkrácená radialia
prodloužená lepidotrichia
jen prodloužená lepidotrichia
Integument a opěrná soustava
přední
pásmo:
Tetrapoda
volná končetina:
zadní
scapula + procoracoid
+ (meta)coracoid (jen u ptakořitných)
clavicula, (interclavicula, cleithrum)
pelvis (ilium, ischium, pubis)
stylopodium:
zeugopodium:
autopodium:
humerus
ulna + radius
carpalia (12)
metacarpalia (5)
digiti (5?)
2-3-4-5-3
femur
tibia + fibula
tarsalia (12)
metatarsalia (5)
digiti (5?)
2-3-4-5-4
Suchozemští obratlovci - chiropterygia
Integument a opěrná soustava
Vznik chiropterygií čtvernožců (Tetrapoda)
přeměnou uniseriálního archipterygia ryb „Rhipidistia“
Integument a opěrná soustava
Vznik chiropterygií čtvernožců (Tetrapoda)
přeměnou uniseriálního archipterygia ryb „Rhipidistia“
Integument a opěrná soustava
přední(anterior)
Tetrapoda
zadní (posterior)
Integument a opěrná soustava