Fűző állatok - biológia
Fűző állatok Pliciloricus enigmatus
Mikor Fűző állatok (Loricifera) az állati törzs neve, amelyet manapság többnyire a kócos állatoknak (Ecdysozoa) tulajdonítanak. A taxon tudományos neve a latinból származik lorica ("Panzer, Korsett") és ferre ("Wear"), ezért fordítható "fűzőviselőnek". Legközelebbi rokonaik valószínűleg a horogfű (Kinorhyncha) és a priapulida, amelyekkel egy Scalidophora taxonba csoportosulnak.
Mivel az apró állatok olyan homokszemekhez vagy más részecskékhez kötik magukat, amelyeken rendkívül szívósan élnek, a mai napig csak édesvízbe merítve lehet őket izolálni. Az ozmotikus sokk elválasztást okoz a szubsztráttól, de megöli az állatokat is, így egyetlen lárva kivételével eddig egyetlen állatot sem vizsgáltak élve. Gyakorlatilag semmit sem tudni az állatok fiziológiájáról, táplálkozásáról, mozgásáról, viselkedéséről vagy fejlődéséről. Molekuláris genetikai adatok szintén nem állnak rendelkezésre: a 21. század elején például egyetlen gént sem szekvenáltak.
A megnevezett körülmények miatt és a viszonylag alacsony népsűrűség miatt a fűző állatokat csak 1983-ban írták le tudományosan, bár az 1970-es évek óta ismerték őket az Atlanti-óceán francia partvidékéről; az első fajt nevezték el Nanaloricus mysticus. Azóta folyamatosan kutatják őket, és két másik nemzetséget is felfedeztek. A világon csak néhány biológus szakosodott erre az állatcsoportra.
Építkezés
A mindössze 100-500 mikrométeres méretű tükörszimmetrikus fűzőállatok jobban hasonlítanak a protozoonákhoz, de akár 10 000 sejtjük is van. Teste tüskés fejre osztható, ami technikailag Introvertált úgy hívják, rövid nyak, egy mellkas része, amely mint mellkas hivatkoznak rá, és a hajótest, a névadó lemezek a páncéltól a száj végéig keskenyednek Lorica, van körülvéve. Egymásba csúsztatva a fej, a nyak és a mellkas egy része behúzható.
A fején ül a nyújtható, keskenyedő szájkúp, amelyet akár 400 követ Scalids gerincnek nevezett tüskék, amelyek saját izmaikkal vannak felszerelve, és valószínűleg az érzékszervi érzékelésre és mozgásra szolgálnak. Általában kilenc gyűrűbe vannak rendezve, amelyek közül az első a Clavoscalids elöl, a másik nyolc a Spinoscalids de hátrafelé irányulnak és némileg emlékeztetnek egy esernyő rúdjaira.
Testfal és izmok
A testfal egyetlen sejtrétegből, az epidermiszből és a sejtek nélküli külső bőrből, a kutikulából áll, amely viszont három rétegből áll, amelyek a következők: Epicuticle, Intracuticula és Procuticula kijelölt. Az epikulum a legtöbb helyen megkeményedett (szklerotizált), és ezáltal a típustól függően hat vagy huszonkét hosszirányú panelt alkot, amelyek fűzőként körbetekerik a törzset; Ezzel szemben az epikutikulum nagyon rugalmas a lemezek között, és funkcionálisan ott csuklóként működik. A Lorica lemezeken többnyire mindenféle pórus és gerinc található, a száj vége felé egyes fajoknál kifelé haladnak előre néző tövisek.
Az izomzat harántcsíkolt, és kizárólag egyedi hosszanti irányú rostokból áll (hosszirányú), a gyomortól a hátáig (dorsoventral) vagy átlósan orientált gyűrűs rostok is előfordulnak; folyamatos izomrétegek azonban nem léteznek. Az állatok két speciális introvertált visszahúzó izmot használnak, hogy a fejüket és a nyakukat visszahúzzák a loricába, míg a nyújtást hidrosztatikus nyomás végzi.
Emésztési, kiválasztó és reproduktív szervek
Speciális légző- vagy keringési szervekre nincs szükség a fűző állatokban, az állatok kis mérete miatt, és szintén nem állnak rendelkezésre. Az emésztőrendszer a száj kúpjának csúcsán lévő szájjal kezdődik, amelyen a Bukkális csatorna amely egy rugalmas csőből áll és amelybe a nyálmirigyek kinyílnak. A szomszédos torkot hámizomsejtek alkotják. Belseje ill Lumen három sugár keresztmetszettel rendelkezik, és ezáltal hatékony szívást tesz lehetővé. Rövid "duodenumon" keresztül, ill Nyelőcső kapcsolódik, követi a számos bemélyedés és kiemelkedés, a Microvilli, behatolt a belbe, ahol valószínűleg bekövetkezik a tápanyagok felvétele; A hulladékokat egy rövid végbélen át vezetik a (terminál) a test hátsó végén.
A párosított nemi mirigyek zsákszerűek a kiválasztó szervekkel, az Protonephridia, az egyszerűen jelölt sejtekből származó, Solenociták léteznek, összefoglalva, és a priap férgekhez hasonlóan egy közös urogenitális traktus kapcsolódik a külvilághoz, amely a végbélnyílás mellett vagy a végbélben nyílik.
Idegrendszer
A fűző állat idegrendszere egy viszonylag nagy, a befelé forduló agyból áll, amelyből az idegek a skalidákba nyúlnak. A tíz ganglionból álló gyűrű összesen tíz idegszál kiindulópontja, amelyek hosszirányban hátrafelé futnak; közülük kettő, amelyek a has közepén helyezkednek el, lényegesen nagyobbak, mint a többi, és rendszeres időközönként ganglionjaik is vannak. Idegeket juttatnak a mellkashoz és valószínűleg a csomagtartóhoz is. Az állatok hátsó végén néha szenzoros sörték vannak elhelyezve, mint egy rozetta a hátsó oldalon.
elterjedése és élőhelye
A fűző állatok a Homokrés fauna a tengerben, vagyis a tengerfenék iszapjában és sárában apró homokszemekhez vagy más részecskékhez kapcsolódnak. Eddig többnyire körülbelül 350–400 méterrel a vízfelszín alatt találták őket, de a mélytengerben is észlelhetők; egy faj több mint 8000 méter mélységből ismert. A fűző állatok késői felfedezése és nehéz kutatása valószínűleg nem ritkaságuknak köszönhető: ma feltételezzük, hogy ezek a meiofauna egyik domináns csoportját képviselik. Egyes fajok lárvái a tengeri planktonban élnek.
Az állatokat feltehetően világszerte terjesztik. Leleteket jelentettek a dán partvidékről, Bretagne-ból, az Azori-szigetekről, az Atlanti-óceán északi részéről Florida és Észak-Karolina mellett, a Jeges-tengerről és a Csendes-óceán déli részén található Korall-tengerről.
Ezenkívül három új fajt fedeztek fel 2010-ben, amelyek oxigénmentes, sós környezetben élnek a Földközi-tenger üledékeiben. Ezek az első ismert többsejtű sejtek, amelyek oxigén nélkül állandóan létezhetnek. [1]
Az élet útja
A fűző állatok életmódjáról gyakorlatilag nincsenek ismeretek. A szájkúp és a torok mint szívó torok felépítéséből néha arra lehet következtetni, hogy az állatok ragadozó vagy ektoparazitákként élnek, és a tápanyagban gazdag testfolyadékot szívják ki áldozataiktól. Egy olyan lelet ismert, amelyben egy állatot találtak egy bentos kopepodához rögzítve, további eredményeket egyelőre nem bizonyítottak. A baktériumok általi táplálkozás sem zárható ki.
Szaporodás és fejlesztés
A hím és a női nemi mirigyek mindig külön-külön találhatók meg a különböző egyedeken. Míg egyes fajokban a nemeket az első tüskesor felépítése alapján lehet megkülönböztetni, másokban ez nem lehetséges. A klavoszkalidok közötti különbség jelentése nem világos, de összefüggésben lehet e struktúrák partnerkeresés során történő alkalmazásával.
A női nemi mirigyekben, a petefészkekben csak egyetlen, nagyon nagy petesejt fejlődik ki. Mivel egyfajta spermiumraktár található a nőstényekben, feltételezzük, hogy a megtermékenyítés belsőleg történik, de a további embrionális fejlődésről semmit sem tudni.
A fűző állatok Higgins lárvának nevezett lárvaszakaszon mennek keresztül. Ennek nagy, levél alakú "lábujjai" vannak a hátsó végén, amelyeket vagy két-három tüskével együtt használnak a has oldalán, mint lapátokat a planktonban való mozgáshoz, vagy olyan ragasztómirigyekkel rendelkeznek, amelyekkel az állatok az üledékhez kapcsolódnak.
A lárváknak is van már introvertáltjuk, de a száj kúpját még nem erősítik merev tűsarkú cipők, mint a felnőtt állatoknál. A felnőtt stádium több vedlés után érhető el metamorfózis révén, amelyet néha egy rezisztens ciszta kialakulása előz meg.
Egyes lárvákban megtalálható a neotenyia jelensége, így még lárva állapotban válnak ivaréretté, és partenogenetikusan, azaz megtermékenyítési folyamat nélkül szaporodnak. Ehhez cisztát képeznek, amelyben megolvadnak. A petefészekben ma több petesejt fejlődik ki, amelyekből négy-tizenkét lánylárva fejlődik ki, amelyek alakjában nem különböztethetők meg a nemi lárváktól. Ez aztán elpusztul, ezután a lánylárvák felszabadulnak az állat nyúzott héjából. A maguk részéről képesek egynemű szaporodásra, ezért az egyik partenogenetikus életciklus beszél.
Törzsi történelem
A fűző állatokhoz egyelőre nem rendelhetők egyértelműen kövületleletek. A modern taxonokkal való összehasonlítások legközelebbi rokonaikat egészen egyértelműen a horogfűben (Kinorhyncha) és a priapulidában (Priapulida) látják, amelyekkel a Scalidophora taxont alkotják. A három csoportnak számos jellemzője van, mint például a kitinnel megerősített külső bőr, a rajta található kitintartalmú sörték vagy tüskék, az érzékszervi érzékelésre szolgáló gödröcskék (flosculusok) és az introvertált visszahúzódó izmok két csoportja.
A két állatfül közül melyik képviseli a fűző állatok evolúciós testvércsoportját, azonban sokkal vitatottabb; mind a három lehetséges kombinációt zoológusok javasolták és igazolták. A kutikula által kialakított fűző jelenléte, amely utóbbiban a lárva stádiumában jelen van, szorosabb kapcsolatra utal a fűző állatok és a priapwormák között, míg a számukra közös szájkúp, amely meghosszabbítható, de nem kerülhető el, szoros kapcsolatra utal a fűző állatok és a horogfű között. A harmadik alternatíva, a testvér taxon aránya a kampósfű és a priap férgek között, a fűző állatok külső csoportjával, az első két taxonban előforduló embrionális mezoderma garatszövetével igazolható. Figyelembe vették azt a tézist, miszerint a fűző állatok a priapwormákból származtak a pedomorphosison keresztül, vagyis a lárvák jellemzőinek felnőttkori megtartása révén.
A faj embrió kövületei 2004 óta származnak a dél-kínai Hunanból Markuelia hunanensis ismert. Körülbelül 500 millió évvel ezelőtt a középső és a késő kambriumi földtani korszakból származnak, és egy kladisztikus elemzés szerint a Scalidophora származásának képviselőiként tekintenek rájuk, így nem sorolhatók a taxon alkotó három modern csoport egyikéhez sem. A finomszemcsés kalcium-foszfát egyedülálló megőrzési körülményei miatt a Markelia hunanensis meglehetősen jól ismert, ami azt a szokatlan helyzetet idézi elő, hogy e félmilliárd éve kihalt faj korai fejlődéséről többet tudnak, mint modern rokonairól.
Markuelia hunanensis valószínűleg szegmentálódott - ha ezt a megállapítást és egyúttal a kladisztikus elemzést is megerősítenék, akkor a szegmentáció elvesztése valószínűleg a priapikus férgek és a fűző állatok közös levezetett jellemzője, szinapomorfája lenne, és így aláhúzná nővér-csoport kapcsolatukat.
A fűző állatokhoz szintén kapcsolódnak a fonalférgek (Nematoda) és a húrférgek (Nematomorpha), amelyekkel a Scalidophora képezi a Cycloneuralia taxont. Mindegyikük a moltos állatokba (Ecdysozoa) tartozik, amelyekhez a Panarthropoda tartozik, amelynek legfontosabb csoportja az ízeltlábúak.
Szisztematika
Ma vitathatatlannak tartják, hogy a fűző állatok természetes kapcsolati csoportot alkotnak, vagyis a kladisztika értelmében monofiletikus taxonok, és így magukba foglalják közös ősük összes leszármazottját. A csoport közös levezetett jellemzői, a szinapomorfok például a protonephridiumok, amelyeket a nemi mirigyekkel együtt kirúgnak, a speciális spinoscalidák a fején, amelyeknek saját izmaik vannak, és a Higgins lárvák "lábujjai".
A 21. század elején csaknem száz faj ismert, amelyek közül alig tíznél többet írtak le tudományosan. Két családra oszlanak a Nanoloricida rend szerint:
- A Pliciloricidae huszonkettő csak enyhén edzett (szklerotizált) Lorica tányérok, amelyeken nincs tüske. A végbélnyílás és a nemi szervek nyílása a gyomor oldalán található. A Pliciloricidae hím és nőstény külsőleg nem különböztethető meg; lárváiknak ragadós mirigyű ujjaik vannak. Eddig két nemzetséget írtak le, Pliciloricus és Rugiloricus.
- A Nanaloricidae-ban az erősen edzett Lorica hat lemezből áll, amelyekből összesen tizenöt üreges tövis mutat előre. A végbélnyílás és a nemi szervek nyílása, a hímek és nőstények eltérő megjelenése, valamint a lárvákban jelen lévő lapátlábujjak szintén megkülönböztetik őket a Pliciloricidae-tól. Az összes Nanaloricidae egy nemzetségbe tartozik Nanaloricus.
A még le nem írt fajok esetében két új családot kell létrehozni.