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体型（ボディプラン、Bauplan 、複数形ドイツ語：Baupläne）または基本プランは、動物門の多くのメンバーに共通する一連の形態学的特徴です。[1]脊椎動物は1つのボディプランを共有しますが、無脊椎動物は多数のボディプランを持っています。
この用語は、通常、動物に適用され、対称性、層、分節、神経、四肢、腸の配置などの側面を網羅する「青写真」を想定しています。進化発生生物学は、多様な体型の起源を説明しようとしています。
歴史的に、体制はエディアカラ生物群で瞬く間に進化したと考えられてきた。その結果、カンブリア爆発が起こり、動物の進化に関するより微妙な理解からは、体制は古生代初期を通じて徐々に発展したと示唆されている。動物と植物に関する最近の研究では、体制構造に対する進化的制約が、系統発生段階と呼ばれる現象などの胚発生中の発達的制約の存在を説明できるかどうかの調査が始まっている。
歴史
先駆的な動物学者の中で、リンネは脊椎動物以外の2つの体制を特定し、キュヴィエは3つを特定し、ヘッケルは4つ、さらに原生生物は8つを特定し、合計12の体制を特定した。比較すると、現代の動物学者が認識している門の数は36に増えている。[1]
リンネ、1735
スウェーデンの植物学者リンネは、1735年に著した著書『自然の体系』の中で、動物を四足動物、鳥類、両生類（カメ、トカゲ、ヘビを含む）、魚類、昆虫類（昆虫綱、クモ類、甲殻類、ムカデを含む）、虫類（ミミズ）に分類した。リンネのミミズ類には、条虫、ミミズ、ヒルだけでなく、軟体動物、ウニ、ヒトデ、クラゲ、イカ、コウイカなど、他のすべての動物グループが含まれていた。 [ 2 ]
キュヴィエ、1817
フランスの動物学者ジョルジュ・キュヴィエは、1817年の著書『動物の秩序』で、比較解剖学と古生物学の証拠を組み合わせ[3]、動物界を4つの体制に分類した。中枢神経系を、循環器系や消化器系など他のすべての器官を制御する主要な器官系とみなし、キュヴィエは4つの体制を区別した。[4]
- 脳と脊髄（骨格要素に囲まれている）を持つ[4]
- 神経線維で繋がれた臓器[4]
- 食道の下にある2つの神経節と帯で結ばれた2本の縦走神経索を持つ[4]
- 拡散した神経系を持ち、明確に識別できない[4]
これらの体制を持つ動物を分類すると、脊椎動物、軟体動物、関節動物（昆虫と環形動物を含む）、動物植物または放射状動物の 4 つの分野が生まれました。
ヘッケル、1866年
エルンスト・ヘッケルは、1866年に著した『生物の形態学』で、すべての生物は単系統（進化の起源は単一）であり、植物、原生生物、動物に分類されると主張した。ヘッケルの原生生物は、単細胞生物、原形質体、鞭毛虫、珪藻、粘菌類、粘液嚢子類、根足動物、海綿動物に分類された。動物は明確な体制を持つグループに分類され、彼はこれらを門と名付けた。ヘッケルの動物門は腔腸動物、棘皮動物、そして（キュヴィエに倣って）関節動物、軟体動物、脊椎動物であった。 [5]
グールド、1979
スティーブン・J・グールドは、異なる門をバウプランの観点から認識し、その固定性を示すことができるという考えを研究した。しかし、彼は後にこの考えを放棄し、断続的平衡説を支持した。[6]
起源
36の体制のうち20はカンブリア紀[7]の「カンブリア爆発」に由来する。[8]しかし、多くの門の完全な体制は、ずっと後、古生代以降に出現した。[9]
現在の体制の範囲は、生命の可能なパターンを網羅しているとは言えません。先カンブリア時代の エディアカラ生物群には、無関係な現代の分類群の全体的な配置が非常に似ているにもかかわらず、現在生きている生物とは異なる体制が含まれています。[10]そのため、カンブリア爆発により、以前の体制の範囲が多かれ少なかれ完全に置き換えられたようです。[7]
遺伝的根拠
遺伝子、胚、発達は、形態形成に関わる複雑な切り替えプロセスを通じて、一緒になって成体の生物の体の形を決定します。
発生生物学者は、遺伝子が構造的特徴の発達を、主要な遺伝子がモルフォゲンを生成する一連のプロセスを通じて制御する仕組みを理解しようと努めている。モルフォゲンは体内に拡散して勾配を生成し、細胞の位置を示す役割を果たす化学物質で、他の遺伝子を活性化し、その遺伝子のいくつかがさらに別のモルフォゲンを生成する。重要な発見は、動物の基本的なボディプランを定めるスイッチとして機能するホメオボックス遺伝子群の存在である。ホメオボックス遺伝子は、ショウジョウバエやヒトなど多様な種の間で驚くほど保存されており、線虫やショウジョウバエの基本的な分節パターンは、ヒトの分節脊椎の起源となっている。形態の遺伝学を詳細に研究する動物進化発生生物学（「Evo Devo」）の分野は急速に拡大しており[11] 、特にショウジョウバエであるショウジョウバエの多くの発生遺伝子カスケードがかなり詳細にカタログ化されている。[12]
参照
- 解剖学的位置用語 – 身体部位の相対的な配置を明確に記述するための標準用語
- 節足動物の頭部問題 – 節足動物の進化に関する論争
- 深い相同性 – 深く保存された遺伝的メカニズムによる成長と分化の制御
- 進化発生生物学 – 生物の発生過程の比較
- 体制に基づく門の定義 - 同様の体制を共有する生物の高レベルの分類上のランク
- エディアカラ生物群 – エディアカラ時代の生命
- 大進化 – 種のレベル以上の規模の進化
- 先カンブリア時代の体制 – 初期多細胞生物の構造と発達
- ショーン・B・キャロル – アメリカの進化発生生物学者
- 節化（生物学） – 動物や植物の体の構造を一連の節に分割すること
- 余分な身体部位 – 身体の追加部分の成長とボディプランからの逸脱
- 生物学における対称性 – 生物における幾何学的対称性
参考文献
- ^ ab バレンタイン、ジェームズ W. (2004)。門の起源について。シカゴ大学出版局。p. 33。ISBN 978-0226845487。
- ^ リンネ、カロルス (1735)。 Systema naturae、分類、序列、属、種ごとの sive regna tria naturae systematice proposita。ライデン: ハーク。1 ～ 12ページ 。
- ^ ライス、ジョン (2009)。『計画外のこと: ダーウィンの時計職人の引退』カリフォルニア大学出版局、p. 108。ISBN 978-0-520-94440-4。
- ^ abcde De Wit、ヘンドリック・コーネリアス・ダーク・デ・ウィット。Histoire du Développement de la Biologie、第 3 巻、Presses Polytechniques et Universitaires Romandes、ローザンヌ、1994 年、p. 94-96。ISBN 2-88074-264-1
- ^ ヘッケル、エルンスト。生物形態学一般: チャールズ ダーウィンの進化理論による組織構造の構造、機構の構造に関するすべての研究。 (1866) ベルリン
- ^ ボウラー、ピーター J. (2009)。進化：アイデアの歴史。カリフォルニア、364 ページ。
- ^ ab アーウィン、ダグラス; バレンタイン、ジェームズ; ジャブロンスキー、デイビッド (1997)。「動物のボディプランの起源」。アメリカン・サイエンティスト( 3月- 4月)。
- ^アーウィン 、 DH （1999）。「ボディプランの起源」。統合比較生物学（アメリカ動物学者）39（3）：617-629。doi： 10.1093 / icb / 39.3.617。
- ^ Budd, GE; Jensen, S. (2000). 「左右相称動物門の化石記録の批判的再評価」ケンブリッジ哲学協会生物学評論75 (2): 253– 95. doi :10.1111/j.1469-185X.1999.tb00046.x. PMID 10881389. S2CID 39772232.
- ^ Antcliffe, JB; Brasier, MD (2007). 「チャーニアと海底は正反対」地質学会誌164 ( 1): 49– 51. Bibcode :2007JGSoc.164...49A. doi :10.1144/0016-76492006-080. S2CID 130602154.
- ^ Hall, Brian K. (2005年3月28日). 「Evo Devoは新しい流行語だ...」Scientific American . 292 (4): 102– 104. Bibcode :2005SciAm.292d.102H. doi :10.1038/scientificamerican0405-102 . 2014年9月13日閲覧。
- ^ アーサー、ウォレス。 (1997)。動物のボディプラン。ケンブリッジ、イングランド：ケンブリッジ大学出版局。ISBN 0-521-77928-6。
外部リンク
- 発生生物学 8e オンライン: アクチビンによる中胚葉のパターン形成
- ビデオ
- 進化の科学: ショーン・B・キャロルがショウジョウバエの体構造の遺伝学を説明します。