Animalele - regnul animalia (metazoa)

REGNUL ANIMALIA (METAZOA)

Animalele sunt eucariote pluricelulare cu nutritie heterotrofa. Celulele corpului animal se deosebesc intre ele din punct de vedere morfologic si functional. La toate animalele, cu exceptia spongierilor, celule de acelasi fel se asociaza formand tesuturi, iar tesuturile formeaza organe. Fiecare organ indeplineste o anumita functie in cadrul organismului, iar mai multe organe, care functioneaza in corelatie pentru indeplinirea unei functii fundamentale a organismului, formeaza aparate sau sisteme de organe.

Functiile organismului animal (nutritia, functia de relatie si reproducerea) asigura cresterea si dezvoltarea animalelor, integrarea acestora in mediul lor de viata si perpetuarea speciilor. Desfasurarea acestor functii se realizeaza printr-o continua coordonare pe cale hormonala si/sau nervoasa.

Reproducerea animalelor. La animale predomina reproducerea sexuata. Aceasta se realizeaza cu participarea gametilor, care sunt celule haploide, formate prin diviziune meiotica (meioza). De regula, gametii se unesc si se formeaza celula ou (zigotul), diploida; procesul poarta numele de fecundatiei. La unele animale nevertebrate (ex. rotiferi, crustacei inferiori, insecte), ovulul se poate dezvolta si fara fecundatie, iar acest tip de reproducere poarta numele de partenogeneza.

Multe specii de nevertebrate (ex. spongieri, celenterate, viermi) prezinta atat reproducere asexuata cat si reproducere sexuata. Reproducerea asexuata se poate realiza prin inmugurire sau prin diviziunea corpului. La unele dintre aceste specii, cele doua moduri de reproducere (asexuata si sexuata) sunt proprii diferitelor generatii, astfel incat apare o alternanta intre generatiile asexuate si sexuate, fenomen cunoscut sub numele de metageneza.

La unele specii de animale, care prezinta doua tipuri de reproducere sexuata, se realizeaza o alternanta intre generatiile bisexuale, in care sunt prezente ambele sexe si cele partenogenetice, caracterizate numai prin prezenta femelelor. Acest tip de alternanta a generatiilor poarta numele de heterogonie.

La animale se observa o diferentiere neta a gametilor in celule femele mari, imobile, numite ovule si celule mascule mici, mobile, numite spermatozoizi. Dimensiunile ovulelor sunt foarte diferite in seria animalelor si depind de cantitatea de vitelus (substanta nutritiva), care este corelata cu modul de reproducere si conditiile in care are loc dezvoltarea oului. Formarea gametilor are loc la nivelul glandelor sexuale (gonadelor) - ovare (gonade femele) si testicule (gonade mascule), care pot fi prezente la acelasi individ, in cazul animalelor hermafrodite sau la indivizi diferiti, la animalele cu sexe separate.

Procesul de fecundatie, care consta in unirea gametilor de sex opus, poate avea loc in mediul extern al animalului (fecundatie externa) sau in interiorul corpului (fecundatie interna).

Majoritatea animalelor sunt ovipare: femelele depun oua din care ies juvenilii. La celelalte animale ouale se dezvolta in corpul femelei. Unele dintre acestea sunt ovovivipare: produc oua bogate in vitelus, care se dezvolta intr-o portiune dilatata a conductului genital femel, pe baza rezervei nutritive a oului. Altele sunt vivipare: produc oua de dimensiuni mici, sarace in vitelus, care sunt hranite de organismul matern. Dupa finalizarea dezvoltarii oului, atat la speciile ovovivipare cat si la cele vivipare, juvenilii sunt eliminati din corpul femelei.

Dezvoltarea animalelor. Animalele au un ciclu de existenta (de viata sau biologic) numit ontogeneza sau dezvoltare ontogenetica, care cuprinde totalitatea proceselor si transformarilor ce au loc de la formarea oului (zigotului) si pana la moartea fiziologica a adultului. In dezvoltarea ontogenetica a animalelor se disting doua etape: dezvoltarea embrionara si dezvoltarea postembrionara.

Dezvoltarea embrionara incepe cu stadiul de ou, rezultat din unirea gametilor si format din membrana, citoplasma cu substante de rezerva (vitelus) si nucleu. Oul prin segmentare (diviziuni succesive) da nastere la mai multe celule numite blastomere, care formeaza morula - un agregat de blastomere intre care raman spatii de segmentare si care isi continua diviziunea. Ulterior spatiile dintre blastomere conflueaza intr-o cavitate primara a corpului numita blastocel, iar blastomerele se dispun intr-un singur strat la periferie formand blastodermul. Acest stadiu poarta numele de blastula. In continuare are loc prima diferentiere a celulelor ce formeaza blastodermul si care poarta numele de gastrulatie. Rezultatul gastrulatiei este gastrula, care prezinta doua foite embrionare: ectodermul la exterior si endodermul la interior, ce captuseste o cavitate numita gastrocel (archenteron) aflata in legatura cu exteriorul prin blastopor; blastocelul ramane intre ectoderm si endoderm.

Metazoarele inferioare (Porifera, Cnidaria, Ctenaria) raman in stadiul de gastrula si constituie Grupul Metazoarelor Didermice (Diploblastice). La celelalte metazoare apare o a treia foita embrionara - mezodermul, situata intre ectoderm si endoderm si care se formeaza pe baza endodermului. Metazoarele cu trei foite embrionare formeaza Grupul Metazoarelor Tridermice (Triploblastice).

In cursul formarii mezodermului, in blastocel (cavitatea generala primara), se diferentiaza o cavitate generala secundara numita celom, care ia locul blastocelului si este marginita de foite proprii.

Derivatele foitelor embrionare. Din ectoderm se formeaza tegumentul, sistemul nervos central, organele de simt, intestinul anterior, intestinul posterior si sistemul respirator la animalele nevertebrate. Endodermul da nastere la intestinul mediu si glandele anexe ale acestuia, iar la animalele vertebrate la notocord (scheletul axial) si organele respiratorii. Din mezoderm se dezvolta epiteliul celomic, musculatura longitudinala, organele genitale, organele excretoare, peretii vaselor de sange, peritoneul (foita interna a celomului). La unele metazoare in blastocel sau in celom se gaseste un tesut de umplutura numit mezenchim din care deriva musculatura circulara, elementele sanguine si diferiti spiculi scheletici.

Dezvoltarea postembrionara poate fi:

directa sau condensata, cand indivizii rezultati din ou sunt asemanatori cu adultii, dar mai mici;

indirecta sau cu metamorfoza, cand intre ou si adult se interpun mai multe stadii larvare separate prin naparliri (naparlirea = procesul prin care se elimina stratul extern al tegumentului - cuticula, urmat de formarea unui invelis extern nou, timp in care organismul creste).

Diversitatea si clasificarea animalelor. Diferitele grupele de animale se disting dupa gradul de organizare a celulelor corpului, particularitatile dezvoltarii embrionare, simetria corpului, segmentatia corpului. Dupa gradul de organizare se deosebesc:

animale cu corpul format din celule, de diferite tipuri, care nu se organizeaza in tesuturi, cum sunt spongierii;

animale cu corpul alcatuit din tesuturi, cum sunt celenteratele (cnidarii si ctenarii);

animale cu corpul alcatuit din tesuturi, organe si sisteme de organe; din acesta categorie fac parte celelalte grupe de animale, incepand cu platelmintii.

Principalele caracteristici ale dezvoltarii embrionare, pe baza carora se disting diferitele grupe de animale sunt: numarul foitelor embrionare, prezenta celomului si destinatia blastoporului.

Dupa numarul foitelor embrionare, organismele animale se grupeaza in (tabel 1):

animale diploblastice - Diviziunea Diploblastica, cu doua foite embrionare: ectoderm si endoderm;

animale triploblastice - Diviziunea Triploblastica, cu trei foite embrionare: ectoderm, mezoderm si endoderm.

La animalele triploblastice se diferentiaza un celom, care reprezinta cavitatea generala secundara a corpului. Procesul de formare a celomului se afla in stransa legatura cu dezvoltarea mezodermului. Dupa natura cavitatii corpului, animalele triploblastice se grupeaza in:

Acelomata, fara celom;

Pseudocelomata, cu celom fals;

Celomata (Eucelomata): cu celom adevarat.

La acelomate, spatiul dintre peretele corpului si tubul digestiv este ocupat de mezoderm, format din tesut conjunctiv lax (parenchim mezenchimatic). La pseudocelomate exista o cavitate a corpului, dar aceasta este un celom fals sau pseudocel, deoarece nu se formeaza in interiorul mezodermului ci, in general, provine din blastocel; pseudocelul contine lichid.

Celomul este delimitat de pereti proprii, de aceea lichidul celomic nu scalda direct organele interne. Majoritatea organelor interne sunt suspendate in celom, in pungi ale peritoneului (splanchnopleurei). Prezenta celomului confera o serie de avantaje animalelor celomate:

o functionare mai buna a organelor interne;

dezvoltarea unui tub digestiv complex si mai lung decat lungimea corpului;

dezvoltarea unui sistem circulator inchis;

cresterea dimensiunii gonadelor, cu formarea unui numar mare de elemente sexuale si diversificarea strategiilor de reproducere;

facilitarea miscarilor musculare.

Animalele triploblastice sunt diferite si in ceea ce priveste modul de realizare a dezvoltarii embrionare. Dupa unele dintre cele mai importante particularitati ale acestei dezvoltari se deosebesc doua grupe de animale: Protostomieni si Deuterostomieni, care reprezinta doua ramuri evolutive mari. La protostomieni gura se dezvolta prima, din blastoporul gastrulei, iar anusul apare secundar; segmentarea este spirala; celomul se formeaza prin schizocelie; cuticula sau exoscheletul au origine ectodermica; sistem nervos de tip ganglionar este situat ventral. La deuterostomieni blastoporul se transforma in orificiu anal, iar gura apare secundar si este o neoformatie; segmentarea este radiara; celomul ia nastere prin enterocelie; scheletul este intern si cu origine mezodermica; sistem nervos tubular este situat dorsal. Protostomienii predomina ca numar de filumuri si tipuri de organizatie.

Simetria corpului Una din cele mai evidente trasaturi care permite deosebirea animalele apartinand unor filumuri diferite o reprezinta aspectul extern (forma si marimea corpului). La majoritatea animalelor partile corpului sunt dispuse regulat in jurul unei axe de simetrie sau de o parte si de alta a unui plan de simetrie. Exista si animale asimetrice, fara o simetrie determinata a corpului (ex. unii spongieri). Principalele tipuri de simetrie intalnite la animale sunt simetria radiara, biradiara si bilaterala.

Simetria radiara este caracteristica animalelor la care majoritatea organelor se repeta regulat in jurul unui ax principal (ex. unii spongieri, cnidari, adultii echinodermelor). Acest tip de simetrie asigura animalului contactul cu mediul de viata din toate directiile si reprezinta, in general, o caracteristica a formelor sesile (fixate de substrat). La unele animale simetria devine biradiara (ex. la ctenofori). In acest caz corpul poate fi impartit in sferturi echivalente prin doua planuri principale de simetrie (sagital si lateral), perpendiculare unul pe celalalt.

Majoritatea animalelor prezinta simetrie bilaterala. La acestea corpul poate fi impartit in doua parti, prin mai multe planuri: planul sagital, care imparte corpul in doua jumatati simetrice - dreapta si stanga; planul lateral (frontal) care separa partea dorsala de cea ventrala; planul transversal care separa partea anterioara de cea posterioara. Simetria bilaterala este asociata cu miscarea si permite specializarea diferitelor parti ale corpului. In plus, acest tip de simetrie este corelat cu dezvoltarea organelor de simt si a sistemului nervos in regiunea anterioara a corpului, proces numit cefalizare.

Corpul bilateral simetric al animalelor celomate poate fi nesegmentat (ex. la moluste), impartit in cateva segmente (ex. in dezvoltarea unor echinoderme) sau alcatuit din mai multe unitati structurale numite metamere (ex. la anelide si artropode). Segmentarea sau metamerizarea corpului permite specializarea functionala a apendicelor situate pe diferitele segmente ale corpului.

Tabel 1. Clasificarea filumurilor de animale dupa numarul foitelor embrionare, simetrie, dezvoltare embrionara si cavitatea corpului

Originea metazoarelor. Caile de evolutie de la protozoare (organisme unicelulare) la animale (organisme pluricelulare) sunt greu de precizat deoarece lipsesc formele de trecere intre aceste doua categorii de organisme.

Exista mai multe teorii in ceea ce priveste originea metazoarelor, care sunt impartite in doua grupe:

grupul teoriilor care considera ca metazoarele au aparut prin integrarea unor protozoare (flagelate) coloniale;

grupul de teorii care sustin ca metazoarele au aparut prin celularizarea unor protozoare (flagelate) polienergide.

Teoriile din primul grup sunt cele mai acceptate si se bazeaza pe faptul ca orice metazoar, in dezvoltarea sa, trece prin stadiile de morula, blastula si gastrula. Teoriile difera intre ele in ceea ce priveste grupul de protozoare considerat a fi la originea metazoarelor.