Djurens evolution och ryggradslösa djur

Question 1

Vad är den enda egentliga synapomorfin vi har för djur i dagsläget?

Answer 1

Tre unika typer av kopplingar mellan celler:

• Tight junctions: koppling mellan celler som hindrar vätska från att rinna igenom. Om du vill skapa en inneslutenmiljö krävs att ingenting kan sippra ut.
• Desmosomer: punkt-förankringar som gör att de håller ihop och inte släpper från varandra. Viktigt om tex ett högt tryck bildas i organismen.
• Gap junctions: små kopplingar där jontransport kan ske mellan cellerna.

Question 2

Vad menas med “bauplan”? (body plan på engelska)

Answer 2

En uppsättning/kombination morfologiska egenskaper som tillsammans karaktäriserar/”bygger upp” en djurgrupp i ett fylum. T.ex. Ryggrad och skelett som är specifikt för ryggradsdjur.

Kom ihåg att bauplan inte nödvändigtvis innebär en synapomorfi.

Question 3

För att livet ska kunna bli stort och komplext (såsom djuren) behövs syre. Vi har pratat om ytterligare tre grundläggande evolutionära steg som tillsammans krävs för den biodiversitet vi har idag. Nämn dessa tre och förklara på vilket sätt de är viktiga.

Answer 3

1. Uppkomst av eukaryoter (celler med cellkärna)
2. Flercellighet, viktig del för att liv ska bli stort och komplext
3. Sexuell reproduktion, reducerar “dåliga” egenskaper och ökar den genetiska variationen

Question 4

Vilka huvudsakliga funktioner och organsystem ger en förutsättning för att kunna kallas riktiga djur (Eumetazoa), utöver det som vi med säkerhet kan finna hos svampdjur

Answer 4

1. Nervsystem (Respons på stimuli)
2. Muskler (rörelseförmåga)
3. Mag- och tarmkanal (Fånga och äta andra organismer)

Alltså: differentierade vävnader och organ!

Question 5

Vad kännetecknar svampdjurens (Porifera) bauplan?

Answer 5

Att deras organ är på cellulär nivå.
Choanocyter - transporterar vatten in genom porerna och ut på toppen med flageller
Amoebocyter - transport, stöd, rörelse (lite), födointag
Porocyter och Pinacocyter - epidermis, pinacoderm (typ som hud)

I princip: det vi har organ för att göra, har svampdjuren celler för att göra.

Question 6

Vilka djurgrupper ingår i Eumetazoerna?

Answer 6

Ctenophora (kammaneter), Cnidaria (nässeldjur) och Bilateria (djur med bilateralsymmetri)

Question 7

Vilka djurgrupper ingår i Bilateria? Vad har djuren inom bilateria gemensamt?

Answer 7

Acoela, Deuterostomia, Lophotrocozoa och Ecdysozoa.
Gemensamma drag:
- Bilateral symmetri (minst i någon del av livscykeln)
- Triploblastiska (har mesoderm)
- Många har ett coelom (kroppshåla)

Question 8

Vilka djurgrupper ingår i Deuterostomerna?

Answer 8

Hemichordata (svalgsträngsdjur), Echinodermata (tagghudingar) och Chordata (ryggsträngsdjur)

Question 9

Vilka djurgrupper ingår i Lophotrocozoa?

Answer 9

Platyhelmintes (plattmaskar), Syndermata (hjuldjur och hakmaskar), Ectoprocta (mossdjur), Brachiopoda (armfotingar), Mollusca (blötdjur) och Annelida (ringmaskar)

Question 10

Vilka djurgrupper ingår i Ecdysozoa?

Answer 10

Nematoda (rundmaskar) och Arthropoda (leddjur)

Question 11

Vilka är de tre generella dragen hos kammaneter (ctenophora)?

Answer 11

• Kammar med cilier längst sidorna av kroppen som den rör sig med (inte muskler)
• Genomgående mag-tarmkanal (inte maghåla)
• Biradiär symmetri
• Colloblaster (motsvarigheten till nässelceller)
• Monomorfa (den lilla individen är likadan som den vuxna)
• Nervnät (och vissa har bioluminicens)

Question 12

Vilka är de sex generella dragen hos nässeldjur (Cnidaria)? (nässeldjurens bauplan)

Answer 12

• Diploblastiska (en maghåla)
• Radiär symmetri
• Blastoporen är både mun och anus
• Nervnät (inte centralt nervsystem)
• Nässelceller (chnidocyter) som är stingande
• Livscykel med medusa- och polypstadie.
• (vissa) rör sig med muskler

Question 13

Vilka är de två generella dragen hos Acoela?

Answer 13

Saknar maghåla (coel = maghåla) och har tvåsvansade spermier. Är väldigt primitiva och tillhörde tidigare plattmaskarna men inte längre baserat på molekylära data.

Question 14

Vad karaktäriserar Deuterostomerna?

Answer 14

Blastoporöppningen (ur-mun) blir anus och ny mun formas under embryonalutvecklingen. (Deuterostome = ny mun)
Gälöppningar - ursprungsfunktionen var att fungera som ett filter där mat fastnar som kan ätas.

Question 15

Vad karaktäriserar gruppen Lophotrocozoa?

Answer 15

Lophophore: specialiserad gäle, fångstarm som den använder för att plocka upp partiklar i vattenmassan.
Trochophore larv: speciell larvform med en ciliekrans runt mitten.

Gruppen är monofyletisk baserat på molekylär data MEN det finns inga morfologiska synapomorfier för gruppen.

Question 16

Vad karaktäriserar gruppen Ecdysozoa?

Answer 16

De flesta har exoskelett och Ecdysis: skalömsning.

Question 17

Redogör för de generella dragen hos blötdjur (Mollusca).

Answer 17

De generella dragen är:
Muskulär fot: för transport eller för att gräva
Visceral massa: allt innanför skalet
Skal: hård struktur för skydd
Mantel: bildar skal av ett tunt epitellager
Mantelhåla: sluss mellan yttre miljö och mantel där
gälar sitter och exkretioner kommer ut
Radula: rasptunga (munapparat)

extra: Reducerat coelom och nefridium: primitiv njure

Question 18

Namnge och beskriv kortfattat fem olika blötdjursdjursgrupper.

Answer 18

Ledsnäckor (Polyplachophora): Skal uppdelat i 8 dorsala plattor, kropp osegmenterad, spikler längs kanten, betar alger med radulan

Sniglar/snäckor (Gastropoda): 1/3 av alla blötdjur, många olika habitat (enda blötdjuren som lever på land), ofta ett skal och tydligt huvud med ögon på tentakler, vridet skal pga torsion i ett embryologiskt stadium, långsamma

Musslor (Bivalvia): Suspensionsätare (filtrerare), mat fastnar i slem på gälar, två siphoner (snorklar som skickar ut eller in vatten, effektiv cirkulation), vissa har byssustrådar (tex blåmusslor)

Bläckfiskar (Cephalopoda): Aktiva rovdjur, armar och tentakler (modifierad fot), näbblika käkar (modifierad radula), skal saknas eller är reducerat, slutet cirkulationssystem, komplex hjärna (välutvecklade sinnesorgan och nervsystem)

Tandmusslor (Scaphopoda): Marina, Koniskt skal som är öppet i bägge ändar (vatten kommer in i toppen och ner mot huvudet), nedgrävda i sediment.

Question 19

Vad innebär coelomata, pseudocoelomata och acoelomata djur?

Answer 19

Coelomata djur: med “äkta” kroppshåla (kroppshåla inuti mesodermet).
Pseudocoelomata djur: utan äkta kroppshåla (kroppshåla mellan mesoderm och endoremet)
Acoelmata djur: utan kroppshåla (mesodermet fyller hela mellanrummet mellan ekto- och endoterm)

Question 20

Redogör för följande "maskars" olika grundläggande kroppsformer med avseende på bl.a. kroppshåligheter, muskler, blodomlopp och segmentering:
Acoela
Platyhelminthes (plattmaskar)
Annelida (ringmaskar)
Nematoda (rundmaskar)

Answer 20

Acoela: saknar kroppshåla, muskler huller om buller eller rör sig med cilier som sitter på epidermis, saknar blodomlopp och är osegmenterade

Platyhelminthes (plattmaskar): saknar kroppshåla, osegmenterade, saknar blodomlopp, muskler som ligger i hela mesodermet (ger dem redas slumpmässiga rörelsemönster)
extra: har neoblaster: typ som stamceller som kan bli vad som helst

Annelida (ringmaskar): coelomater (äkta kroppshåla): slutet blodomlopp, segmenterade, både ringformade och longitudinella muskler i varje segment.

Nematoda (rundmaskar): psuedocoelomater (inte äkta kroppshåla), osegmenterade, öppet blodomlopp, longitudinella muskler.

Question 21

Vad är ringmaskarnas (annelida) bauplan?

Namnge och beskriv kortfattat tre olika grupper inom Annelida (ringmaskar).

Answer 21

Bauplan:

• Segmentering: ger dels större möjlighet att ändra kroppens form och rörlighet, men också metamerism (upprepning av organ och vävnader i varje segment.
• välutvecklad kroppshåla (coelom)
• välutvecklat matsmältningsystem som inte är segmenterat utan tubformat och genomgående.
• har “hjärna” och nervganglion i varje segment.

Polychaeta (havsborstmaskar): ögon och tentakler i huvudändan, trochophorlarv, parapodier: utskott av segmentet med chaeta (=borst) på.

Oligochaeta (fåborstmaskar): Reducerat huvud, stort och rymligt coelom, clitellum (“gördel”, för reproduktion), inga parapodia, fåtal chaeta.

Hirudinea (iglar): främre och bakre sugkopp, inga borst, rovdjur/asätare/parasiter, reducerat coelom.

Question 22

Beskriv tagghudingarnas generella anatomiska karaktärer.

Answer 22

Tagghudingar har femsidig symmetri, skelett av kalcitplattor som ligger inuti huden (plattornas struktur kallas stereom: en enda kristall), hydrauliska slangfötter, kan ha taggar (inuti huden) eller pedicellarier (små gripklor som skyddar mot mikroorganismer)

Question 23

Namnge tre olika tagghudingsgrupper och beskriv kortfattat deras livsstil.

Answer 23

Sjöliljor: filtrerare som fångar matpartiklar med små slangfötter på armarna. Finns de med stjälk eller utan stjälk. En konservativ grupp av “levande fossil”

Sjöstjärnor: Rovdjur, ingen stjälk (inte fastsittande utan går med slangfötterna). Bra på att degenerera efter skador, en sjöstjärna kan regenereras från en arm (om man får med hela vägen till mitten).

Sjöborrar: kan vara regelbundna eller oregelbundna (olika klader), de oregelbundna kan alltså ha ett nybildats bilateralt symmetriplan som inte kopplas till bilateralias originalsymmetri. Har inte aristoteles lykta. Många gräver ner sig i sediment. De regelbundna har en komplicerad apparat av rörliga kalkplattor runt munnen. Aristoteles lykta. Fem tänder som gnagar/betar på fastsittande alger och smådjur på botten.

Question 24

Beskriv bauplanen för leddjur (arthropoda).

Answer 24

Segmenterad kropp, pariga och ledade extremiteter och hårt exoskelett (kutikula av kitin och protein (inte homologt) som agerar stöd och muskelfäste).

Ingår facettögon och hemocoel här?

Question 25

Vad är ecdysis och tagmosis?

Answer 25

Ecdysis: Skalömsning som ger metamorfosmöjlighet.
Tagmosis: Förmågan kunna ändra form på exoskelettet genom att sammansmälta och förändra segment.

Question 26

Vad bildar exoskelettet och vilka lager består arthropdernas exoskelett av?

Answer 26

Epidermis bildar exoskelettet.
Uppdelat i tre skikt:
- Epicuticle: väldigt tunt och mjukt skikt som består av vax och protein, ömsas vid tagmosis.
- Exocuticle: består av kitin och protein, hårt och ömsas vid tagmos
- Endocuticle: I princip likadant som exocuticle; består av kitin och protein men ömsas inte utan reabsorberas för att det är energikrävande att skapa och kan användas för att skapa nytt.

+ Kutikulat är ett yttre hölje som behöver kunna “kommunicera” med omvärden, så det finns kanaler, hårstån, körtlar etc (Exodermet bildar kutikulan i sin helhet)

Question 27

Hur har arthropoderna löst problematiken med att vara sårbar under tiden för skalömsningen och hur funkar skalömsningen generellt?

Answer 27

Skalömsningen börjar innan det gamla skalet försvinner. Skalömsningsvätska med enzymer i släpps ut mellan exokutikula och epidermis och endokutikulat bryts ner av enzymerna och reabsorberas. Då har ett mellanrum skapats mellan exokutikula och epidermis. Samtidigt sker delning av epidermisceller (dubblering) så att nytt större epicuticle och exokutikula bildas i hålrummet och trycker ut det gamla skalet. I detta stadium är exoskelettet fortfarande rätt mjukt. När hela det gamla endokutikulat absorberats helt produceras ett nytt endokutikula under det nya epi- och exokutikulat och i detta stadium hårdnar exoskelettet (alla delar behövs för att göra kutikulat hårt).

Många djur tar in vatten/luft för att svälla upp och “spräcka bort” det gamla skalet. Det nya skalet är i princip redan på plats när det gamla åker av och hårdnar inom några timmar och blir nytt exoskelett. Det är också vitalt att musklerna har något att festa vid hela tiden så det nya skalet behöver bildas innan det gamla faller bort.

Question 28

Arthropoder har något som kallas hemocoel, vad innebär det?

Answer 28

Hemocoel är leddjurens huvudsakliga kroppshåla. Coelomet är reducerat då inget hydrostatiskt skelett behövs, musklerna jobbar mot exoskelettet. Det är i princip ett halvöppet blodomlopp som kapillärer går in i. En del leddjur har ett avlångt hjärta med hål i och genom att pumpa hjärtat får de en cirkulation i hemocoelet. I och med att leddjuren är segmenterade kan de trycka blodet emellan dessa och på så sätt få en cirkulation.

Question 29

Vad behöver ett djur för att kunna vara aktiva?

Answer 29

De behöver kunna röra sig på ett bra sett: muskler och segmentering
De behöver kunna observera omgivningen på ett effektivt sätt: Centralt nervsystem och sinnesorgan.

Question 30

Namnge och beskriv kortfattat fyra olika grupper inom Arthropoda (leddjur).

Answer 30

Crustacea (kräftdjur): Uppdelad i tre kroppsdelar: huvud, thorax och abdomen. Två antennpar och olika mundelar (mandibler) och maxiller (klor). Tex hummer, havstulpaner, hoppkräftor, gråsuggor.

Chelicerata (palpkäkar): Saknar huvud, bara ett mundelspar (palpkäkar), åtta ben. Tex spindeldjur, skorpioner och dolksvansar.

Myriapoda (mångfotingar): två grupper - enkelfotingar: ett benpar på varje segment och är aktiva rovdjur. Dubbelfotingar: två benpar på varje segment, detriusätare. Tex tusenfoting.

Hexapoda (sexfotingar): Tre benpar. Tex gräshoppor, fjärilar.

Question 31

Vilka typer av andningsorgan återfinns hos leddjuren? Ge exempel på en grupp som har vardera andningsorgan.

Answer 31

• Gälar (vanligaste sättet), tex kräftdjur. (modifierade extremiteter (benparen har med tagmosis förändrats till gälar)) / Bokgälar (så stor yta som möjligt): tex dolksvansar
• Boklungor: inverterad gäle där bokgälarna har inverterats, finns hos tex spindlar.
• Trakéer: karaktär som gett framgång hos insekter, små hål i kutikula som kommunicerar med omvärlden
• Genom “huden” (exoskelettet) via hål.

Question 32

Leddjur har välutvecklade sinnesorgan med speciella anpassningar som kallas sensiller och facettögon, vad innebär dem?

Answer 32

Sensiller är hår, taggar eller hål som går igenom exoskelettet för att hantera mekanisk, kemisk, termisk eller visuell stimuli.

Fasettögon är leddjurens speciella ögon som är anpassade för att plocka upp snabba rörelser. De sammansatta av flera små ögon med lins.

Question 33

Förklara kortfattat embryoutvecklingen för djur och namnge viktiga delar.

Answer 33

1. Zygot delar sig till ett åttacelligt embryo
2. Celldelning sker och en blastula bildas med blastocoel inuti.
3. Gastrulation sker: en del av embryot viks inåt, expanderar och fyller blastocoelet.
4. Blastulan blir då ektoderm och cellagret runt archentron (nya hålrummet) blir endoderm. Öppningen till utsidan heter blastopor och hålrummet bildat av gastrulationen blir mag-tarmsystem.

Grundförutsättningen för att djur inom eumetazoa ska kunna skapa de vävnader och organ som behöves!

Question 34

Ge tre exempel på plattmaskar (platyhelmintes) och redogör kort för deras livsstil och anatomi.

Answer 34

1. Triclada plattmaskar: fritt simmande rovdjur, välutvecklat nerv- och tarmsystem, Har “ögon” och rudimentär hjärna.
2. Sugmaskar (trematoda): Parasiter på ryggradsdjur, har sugmun och ingen tarmkanal utan suger in vävnad med munnen och näring går direkt ut i cellerna.
3. Bandmaskar (cestoda): Parasiter på ryggradsdjur och är väldigt specialiserade: Huvud med små krokar som den hakar fast i tarmen med och segment som den knoppar av (asexuell förökning).

Question 35

Ge två exempel på djurgrupper som har den typiska lophoporen (fångstarm) och ange kort deras anatomiska drag.

Answer 35

Ectoprocta (mossdjur): lever i kolonier och varje individ bor i en liten kista av kalk, lophophoren skjuts ut för att fånga mikroorganismer, U-formad tarm (vanligt för nedgrävda djur)
Brachiopda (armfotingar): levnadssätt påminner om musslor: filtrerare. Har ett dorsalt och ett ventralt skal (inte höger vänster som musslorna). Pedikel - utskjutet muskelfäste.

Question 36

Ange två grupper inom Syndermata och beskriv dem kort.

Answer 36

Rotifera (hjuldjur): väldigt vanliga och mikroskopiska zooplankton, cilikrona i framänden som den äter mikroorganismer med, pseudocoelom som är det hydrostatiska skelettet.

Acantocephaler (hakmaskar): namnet betyder “huvud fullt av taggar”, parasiter på djur och anpassade till att leva i tarmen och tar upp föda direkt genom huden (har ingen mun/anus/tarmkanal).

Question 37

Jämför leddjur och ringmaskar. redogör för likheter och skillnader.

Answer 37

Leddjur - Ringmaskar
exoskelett - inget exoskelett
reducerat coelom - väl utvecklat coelom
halvöppet blodomlopp - slutet blodomlopp
rel. välutvecklad hjärna - rel. primitiv hjärna

Question 38

Varför har insekterna blivit så framgångsrika landdjur?

Answer 38

• De är väldigt små, och kan därför anpassa sig till många olika miljöer.
• Flygförmåga: anpassning till luftmiljön och kan lätt migrera till nya platser/miljöer. (vissa har asynkrona muskler=kontraherar flera gånger vid varje nervimpuls)
• Specialiserat blod som kan transportera mycket energi (hjälper flygförmågan)
• Snabb reproduktion: stor populationstillväxt och snabb evolution.
• Effektiv vattenkonservation: med kutikula och exkretionsorgan (malpighian tubule system och lågt PH i ändtarm som gör att urinsyra kristalliseras vilket sparar vatten)
• Trakéer: starkt förgrenat system av luftfyllda rör (trakeoler är de minsta) som för över syre med diffusion direkt in i muskeln.

Extra: Utbredd samevolution med växter, gett stor mångfald på land!