Srovnávací morfologie
obratlovců
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
Théky žahavců
3
Anthozoa
Koralit (Polyparium )- vápnitá kostra polypů
Tetraradiální
konulárie –
chitinofosfatický
periderm
Koráli – endoskelet z rohovitého koralinu (chitin) a vápnitých
tělísek, exoskelet z vápence pod nožním terčem.
Integument a opěrná soustava
4
Zooecium autozooidu
mechovky
Zoarium kolonie mechovek
Sekundárně sesilní – analogie,
mechovnatci (Entoprocta), mechovky
(Bryozoa) – obr., křídložábří
(Pterobranchia) – zooidi – zooecia
(zoarium) – chitin, graptoliti (chitin)
Integument a opěrná soustava
5
Zooecium zooidu křídložábrýchZoarium kolonie mechovek
Zooecium zooidu křídložábrých
Zoarium kolonie graptolitů
Zooecium zooida
graptolita
Integument a opěrná soustava
6
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
1
2
3
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 (loděnka)
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
Argonaut (chobotnice)
Belemniti
11
Redukce schránky - Belemniti – zkrácený fragmokon
s hustými septy, redukce obývací komůrky – oválná,
jazykovitá destička – proostrakum; sépie – sépiová kost
Integument a opěrná soustava
Sépie
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
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)
Integument a opěrná soustava
Epikutikula (s cementovou, voskovou vrstvou)–
exokutikula – endokutikula (sklerotizace,
kalcifikace) – hypodermis
14Merostomata - hrotnatci
Klepítkatci (různorepi = kyjonožci – až 3m, fos.): 1.
chelicery, 2. pedipalpy, 4 páry kráčivých končetin
na hlavohrudi (prosoma 1-6) , zadeček
(opisthosoma) – 12 článků
Integument a opěrná soustava
ostrorep
15
Ectognatha - hmyz
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
Enteropneusta - žaludovci
Chordata - strunatci
! Kůže obratlovců je složeného původu (ektoderm a mesoderm) !
18
Integument a opěrná soustava obratlovců
19
Integument a opěrná soustava
20
Podélná polarizace těla, Hox - geny
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 obratlovců
Povrch těla vymřelých bezčelistných („Ostracodermi)
Anatolepis
Hlavohrudní štíty u bezčelistných
22
Integument a opěrná soustava obratlovců
23
Šupiny ryb – kostní tkáň (dermální exoskelet, mesoderm)
leptoidní (elasmoidní) (lamelární
acelulární kost, Teleostei)
Integument a opěrná soustava obratlovců
24
plakoidní šupiny paryb
enameloid
Integument a opěrná soustava obratlovců
Vznik zubů z plakoidních šupin
25
Zuby mají pravou sklovinu (email)
ektodermálního původu !
Plakoidní šupiny mají enameloid
(vitrodentin) mezodermálního původu!
Integument a opěrná soustava obratlovců
Dětský – dočasný chrup
v čelistech jsou vidět základy
definitivního chrupu.
26
Integument a opěrná soustava obratlovců
27
Plazí šupiny – z keratinu (rohoviny), mohou být zespodu
podepřeny kostní tkání (např. osteodermy, gastralia)
Epidermální štítky alternují s kostěnými destičkami
Integument a opěrná soustava obratlovců
chřestýš
Endesmální osifikace ve škáře
– dermatoskelet - exoskelet
Osteodermy splývají
v gastralia („břišní žebra“)
28
Štítky plazů – kombinace: rohovina a kost
Integument a opěrná soustava obratlovců
29
Peří dinosaurů
včetně ptáků
Integument a opěrná soustava obratlovců
30
Integument a opěrná soustava obratlovců
31
Integument a opěrná soustava obratlovců
Základní členění lebky
32
Neurální endocranium
Viscelární endocranium
Viscelární exocranium
Neurální exocranium
Integument a opěrná soustava obratlovců
Dermální krunýře nejstarších obratlovců
33
Dorzální a ventrální deska ze štítků
(„Ostracodermi“)
22 cm
Hemicyclaspis (Osteostraci)
Hlavový a hrudní štít z kostěných desek.
(Placodermi: Arhrodira, Antiarchi)
6 m
40 cm
Coccosteus (jen vpravo nahoře
Duncleosteus) (Placodermi)
Integument a opěrná soustava obratlovců
34Acanthodii
Leptosteus (Arthrodira) – 14 cm
Integument a opěrná soustava obratlovců
35
Actinopterygii – prim.
exocranium
Integument a opěrná soustava obratlovců
36
Dipterus - devon Eustenopteron Ichthyostega
Palaeogyrinus (obojž. z karbonu)
parasphenoidparasphenoid
Dipterus - bahník
Integument a opěrná soustava obratlovců
37
Integument a opěrná soustava obratlovců
38
Acanthostega
Integument a opěrná soustava obratlovců
Integument a opěrná soustava
39
Nature, 440(6), 2006: 757–771.
40
Integument a opěrná soustava obratlovců
41
Wetlugasaurus – prim. temnospondylní
obojživelník (Rusko, Grónsko) – spodní trias
Vnitřní zubní oblouk v. otevřené prim. patro
Integument a opěrná soustava obratlovců
Druhotné ústní patro člověka
42
Integument a opěrná soustava obratlovců
43
Integument a opěrná soustava obratlovců
Kostra ptáka
44
Integument a opěrná soustava obratlovců
45
Integument a opěrná soustava obratlovců
mandibula synapsidů – postupná převaha exoskeletu
(pruhy) a vznik úhlu na mandibule (angulare; predace)
Vznik pletence lopatkového, oddělení od lebky
46
Integument a opěrná soustava obratlovců
Spánkové jámy a jařmové oblouky
47
Integument a opěrná soustava obratlovců
Spánkové jámy
48
anapsidní
synapsidní
parapsidní euryapsidní
diapsidní
Integument a opěrná soustava obratlovců
Kontakt: postorbitale a squamosum
Australopithecus
šimpanz
člověk
49
Integument a opěrná soustava obratlovců
50
Integument a opěrná soustava obratlovců
51
Obratle - vertebrae
Integument a opěrná soustava obratlovců
52
Precaudal vertebra. A = neural spine,
B = neural canal, C = notochord canal,
D = parapophyses, E = centrum,
F = neural arch
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.
Integument a opěrná soustava obratlovců
53
Typy obratlů podle tvaru těl:
 amficélní (Chondrichthyes,
Actinopterygii)
 procélní
(Anura, „Reptilia“)
 opistocélní
(Caudata)
 platycélní (acélní, amfiplatní) (Mammalia)
 heterocélní (Aves)
Integument a opěrná soustava obratlovců
54
Intersegmentární pozice obratlů vzhledem k myotomu
Těla obratlů
Myotom somitů
Integument a opěrná soustava obratlovců
Resegmentace sklerotomu
(a jeho posun vůči myotomu)
55
Integument a opěrná soustava obratlovců
56
Temnospondyli
ReptiliomorphaBenton (2005)
Obratle - vertebrae
Integument a opěrná soustava obratlovců
Vznik neurálního endokrania
57
NEUROCRANIUM
Integument a opěrná soustava obratlovců
58
Integument a opěrná soustava obratlovců
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 obratlovců
60
žaberní oblouk:
suprapharyngobranchiale,
infrapharyngobranchiale, epibranchiale,
ceratobranchiale, hypobranchiale,
basibranchiale
VISCEROCRANIUM
Opěrná soustava obratlovců
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
Opěrná soustava obratlovců
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)
Opěrná soustava obratlovců
původ sluchových kůstek savců
(Gaupp - Reichertova teorie)
Opěrná soustava obratlovců
Opěrná soustava obratlovců
pharyngobranchiale
epibranchiale
ceratobranchiale
hypobranchiale
žaberní oblouky - branchiale
jazylkový komplex
- hyale
Opěrná soustava obratlovců
67
Opěrná soustava obratlovců
Modifikace viscerokrania
68
Opěrná soustava obratlovců
heterocerkní homocerkní
homocerkní
difycerkní
69
Opěrná soustava obratlovců
pinna caudalis
heterocerkní
homocerkní
difycerkní
Opěrná soustava obratlovců
heterocerkní
difycerkní
urostyl
hypuralia
pinna caudalis
homocerkní
Opěrná soustava obratlovců
Vznik párových ploutví
metapleurová teorie:
rozpad párového ploutevního lemu (metapleur)
Opěrná soustava obratlovců
pinnae pectorales
pásmo:
Chondrichthyes
volná končetina:
pinnae ventrales
coracoscapulare = scapulocoracoid
(k lebeční bázi)
basalia, radialia
ceratotrichia
ischiopubicum (k páteři)
= puboischiadicum
Opěrná soustava obratlovců
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
Opěrná soustava obratlovců
pinnae pectorales
pásmo:
Actinopterygii
volná končetina:
pinnae ventrales
basipterygiumscapulocoracoid
clavicula (jen u starobylých)
komplex cleithrum
jen zkrácená radialia
prodloužená lepidotrichia
jen prodloužená lepidotrichia
Opěrná soustava obratlovců
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
Opěrná soustava obratlovců
Vznik chiropterygií čtvernožců (Tetrapoda)
přeměnou uniseriálního archipterygia ryb „Rhipidistia“
Opěrná soustava obratlovců
Vznik chiropterygií čtvernožců (Tetrapoda)
přeměnou uniseriálního archipterygia ryb „Rhipidistia“
Opěrná soustava obratlovců
přední(anterior)
Tetrapoda
zadní (posterior)
Opěrná soustava obratlovců