Кіріспе
Деңіздегі деутеростомдық жануарлар филамы Hemichordata (,/h//ɛ//m//i//k//ɔr/'/d//eɪ//t//ə/ HEHmeekorDAYtə) – триплобласты, энтероцельді және екі жақты симметриялы теңіздегі деутеростомдық жануарлардан тұратын филамы, көбінесе қызыл теңіз жұлдыздарының (эхинодермдердің) туыс тобы саналады. Олар төменгі немесе орта кембрий кезеңінде пайда болған және екі негізгі классқа бөлінеді: Enteropneusta (ағаш құрттар) және Pterobranchia. Үшінші класс – Planctosphaeroidea – тек бір түрдің, Planctosphaera pelagica личинкасынан ғана белгілі. Бұрын жойылған деп есептелген Graptolithina класы қазір птеробранхтардың құрамына енгізілген, оны Rhabdopleura туысының жалғыз тірі өкілі көрсетеді. Ағаш құрттар – жалғыз өмір сүретін құрт тәрізді организмдер. Олар көбінесе қуыстарда (алғашқы бөлінетін түтіктерде) тіршілік етеді және шөгінділермен қоректенеді, бірақ кейбір түрлері жұтқыншақ арқылы сүзіп қоректенеді, ал Torquaratoridae туысы еркін тіршілік ететін детрит жегіштер болып табылады. Олардың көптеген түрлері әртүрлі галогенді фенолдар мен пирролдарды өндіру және жинақтау қабілетімен танымал. Птеробранхтар – сүзіп қоректенетін, көбінесе колониялық жануарлар, коэнеций деп аталатын коллагенді түтікшелі құрылымда тіршілік етеді.
Hemichordata (,/h//ɛ//m//i//k//ɔr/'/d//eɪ//t//ə/ HEHmeekorDAYtə) is a phylum which consists of triploblastic, enterocoelomate, and bilaterally symmetrical marine deuterostome animals, generally considered the sister group of the echinoderms. They appear in the Lower or Middle Cambrian and include two main classes: Enteropneusta (acorn worms), and Pterobranchia. A third class, Planctosphaeroidea, is known only from the larva of a single species, Planctosphaera pelagica. The class Graptolithina, formerly considered extinct, is now placed within the pterobranchs, represented by a single living genus Rhabdopleura. Acorn worms are solitary worm shaped organisms. They generally live in burrows (the earliest secreted tubes) and are deposit feeders, but some species are pharyngeal filter feeders, while the family Torquaratoridae are free living detritivores. Many are well known for their production and accumulation of various halogenated phenols and pyrroles. Pterobranchs are filter feeders, mostly colonial, living in a collagenous tubular structure called a coenecium.
Анатомия
Гемихордалардың дене құрылымы бұлшықеттік ұйымдасқандықпен сипатталады. Алдыңғы-артқы ось үш бөлікке бөлінеді: алдыңғы просома, аралық мезосома және артқы метасома. Ағаш құрттарының денесі құрт пішіндес және алдыңғы тұмсыққа, аралық жағаға және артқы діңгекке бөлінеді. Тұмсық – қозғалыс және тағамдық бөлшектерді жинау мен тасымалдау үшін қолданылатын бұлшықетті және кірпікшелі мүше. Ауыз тұмсық пен жағаның арасында орналасқан. Діңгек – жануардың ең ұзын бөлігі. Оның құрамында жегілгіш, жегілгіш жарықтар (немесе жегілгіш ойықтар), қыртқы, ұзын ішек және соңғы анус бар. Сондай-ақ, онда жыныс бездері де орналасқан. Harrimaniidae тұқымдасына жататын ағаш құрттарының ересек емес мүшелерінде анальдық құйрық кездеседі. Птеробранхтардың просомасы қозғалыс және коэнециум секрециялау үшін қолданылатын бұлшықетті және кірпікшелі бас қалқанына маманданған. Мезосома бір жұпқа (Rhabdopleura туысында) немесе бірнеше жұпқа (Cephalodiscus туысында) дейін созылып, сүзіліп тамақтануға арналған мүшелерге айналады. Метасома немесе діңгекте ішек-қарын жолы, жыныс бездері орналасқан және колонияның басқа мүшелерімен жеке тұлғаларды байланыстыратын, жыныссыз бүршіклену арқылы пайда болатын созылатын сабаққа дейін созылады. Cephalodiscus туысында жыныссыз пайда болған жеке тұлғалар дамуын аяқтағанға дейін ата-аналық сабағына бекітіліп тұрады. Rhabdopleura туысында зооидтар ортақ столон жүйесі арқылы колонияның қалған бөлігімен тұрақты байланыста болады. Оларда алдыңғы ішектің дивертикулы – стомокорд бар, бұрын хордалылардың нотокордымен байланысты деп есептелген, бірақ бұл гомология емес, конвергенттік эволюцияның нәтижесі болуы мүмкін. Кейбір түрлерде (кем дегенде өмірдің алғашқы кезеңдерінде) қуыс нейрондық түтік бар, бұл олардың хордалылардың және қалған дейтеростомалардың ортақ ата-бабасымен бөлісетін алғашқы қасиеті болуы мүмкін. Гемихордалардың жүйке желісі және бойлық жүйкелері бар, бірақ миы жоқ. Кейбір түрлер кальций карбонатында биоминералданады.
Қан айналым жүйесі
Гемокордалардың ашық қан айналымы жүйесі бар. Жүрек қапшығы тұмсық кешенінің дорсальды бөлігінде орналасқан, және қанды қамтымайды. Оның орнына, дорсальды қан тамырына қарсы соғу арқылы қанды жанама түрде жылға береді.
Даму
Эхинодермдермен бірге гемикордалар амбулакрарияны құрайды, олар хордалардың ең жақын қазіргі филогенетикалық туыстары болып табылады. Осылайша, бұл теңіз құрттары хордалық дамудың пайда болуын зерттеу үшін зор қызығушылық тудырады. Гемикордалардың бірнеше түрі бар, олардың арасында эмбриологиялық дамудың орташа деңгейде әртүрлілігі байқалады. Гемикордалар классикалық түрде екі жолмен дамиды: тікелей және жанама. Гемикордалар – екі классқа бөлінетін тип, олар энтеропнеустар және птеробрахтар, екеуі де теңіз құрттарының түрлері. Энтеропнеусттердің екі даму стратегиясы бар: тікелей және жанама даму. Жанама даму стратегиясы ұзақ пелагикалық планктотрофтық торнария дернәсілінің кезеңін қамтиды, яғни бұл гемикорд ересек құртқа айналуға дейін планктонмен қоректенетін дернәсіл сатысында болады. Pterobranch туысының ең көп зерттелген өкілі – Rhabdopleura, Англияның Плимут қаласынан және Бермудадан табылған. Төменде гемикорда типінің екі танымал түрі – Saccoglossus kowalevskii және Ptychodera flava түрлерінің дамуы егжей-тегжейлі сипатталады. Saccoglossus kowalevskii тікелей дамиды, ал Ptychodera flava жанама дамиды. Гемикордалардың дамуы туралы толық мәліметтердің көп бөлігі тікелей дамытын гемикордалардан алынған.
Ptychodera flava (жасыл түсті)
P. flava-ның ерте орылу үлгісі S. kowalevskii-ге ұқсас. P. flava бір жасушалы зиготасының бірінші және екінші бөліністері тең бөліністер болып табылады, бір-біріне перпендикуляр және екеуі де эмбриондағы жануарлық және өсімдік полюстерін қамтиды. Үшінші бөліну тең және экваторлық, нәтижесінде эмбрионда өсімдік және жануар полюсінде төрт бластомер пайда болады. Төртінші бөліну негізінен жануар полюсіндегі бластомерлерде жүзеге асады, олар көлденең және теңдей бөлініп, сегіз бластомер құрайды. Өсімдік полюсіндегі төрт бластомер экваторлық, бірақ тең емес бөлінеді, соның салдарынан төрт үлкен макромер және төрт кішкентай микромер пайда болады. Төртінші бөліну аяқталғаннан кейін эмбрион 16 жасушалы кезеңге жетеді. P. flava-ның 16 жасушалы эмбрионында төрт өсімдік микромері, сегіз жануар мезомері және 4 үлкен макромері болады. P. flava бластула кезеңін аяқтап, гаструляцияға көшеді. P. flava-ның жануар мезомерлері личинканың эктодермасын құрайды, жануар бластомерлері де осы құрылымдарды құрайтын сияқты, бірақ нақты үлесі эмбриондар арасында өзгереді. Макромерлер личинканың артқы эктодермасын, ал өсімдік микромерлері ішкі эндомезодермалық тіндерді құрайды. Эмбрионның әртүрлі кезеңдердегі потенциалын зерттеулер көрсеткендей, екі және төрт жасушалы даму кезеңінде P. flava бластомерлері товария личинкасын құруға қабілетті, сондықтан осы эмбриональды жасушалардың тағдыры осы кезеңнен кейін ғана белгілі болады.
Сакоглосс ковалевский
S. kowalevskii жұмыртқалары овал пішіндес және ұрықтанғаннан кейін шар тәрізді болады. Бірінші бөліну жануар полюсінен өсімдік полюсіне қарай жүреді және әдетте тең болады, бірақ көбінесе тең емес болуы мүмкін. Екінші бөліну эмбрионның төрт жасушалық сатысына жету үшін жануар полюсінен өсімдік полюсіне шамамен тең түрде өтеді, бірақ бірінші бөліну сияқты, тең емес бөліну де мүмкін. Сегіз жасушалық сатының бөлінуі ендік болып келеді; сондықтан төрт жасушалық сатыдан әрбір жасуша екі жасушаға бөлінеді. Төртінші бөліну алдымен жануар полюсінің жасушаларында жүреді, нәтижесінде радиалды симметриясы жоқ сегіз бластомер (мезомерлер) пайда болады, содан кейін төрт өсімдік полюсі бластомерлері бөлініп, төрт үлкен бластомер (макромерлер) және төрт өте кішкентай бластомер (микромерлер) құрайды. Бесінші бөліну алдымен жануар жасушаларында, содан кейін өсімдік жасушаларында жүріп, 32 жасушалы бластомерге айналады. Алтыншы бөліну осыған ұқсас ретпен өтеді және 64 жасушалық сатыны аяқтайды, ал соңғы жетінші бөліну 128 бластомері бар бластуламен бөліну сатысын аяқтайды. Бұл құрылым гаструляция қозғалыстарынан өтеді, ол болашақта пайда болатын жабырқа жарығы личинкасының дене құрылымын анықтайды, ал бұл личинка ақырында теңіз жаңқа құртына айналады.
Дорсаль-вентральді гемикорданың үлгіленуін генетикалық бақылау
Гемикордалар бойынша жасалған генетикалық жұмыстың көп бөлігі хордалармен салыстыру мақсатында жүргізілді, сондықтан осы топта анықталған көптеген генетикалық маркерлер хордаларда да кездеседі немесе қандай да бір жолмен хордаларға гомологты болып табылады. Мұндай зерттеулер әсіресе S. kowalevskii-де жүргізілді, және хордалар сияқты S. kowalevskii-де bmp 2/4 сияқты дорсализациялық факторлар бар, бұл Drosophila-ның decapentaplegic dpp-ге гомологты. bmp2/4 экспрессиясы эмбрионның эктодермалық жағында гаструляция басталғанда басталады, ал гаструляция дами келе оның экспрессиясы арқалық орта сызыққа дейін тарылады, бірақ анальдық құйрықта экспрессияланбайды. bmp антагонисті хордин гаструляцияланатын S. kowalevskii-дің эндодермасында да экспрессияланады. Осы белгілі дорсализациялық факторлардан басқа, S. kowalevskii-де дорсальді-вентральді паттерндауға қатысы бар деп белгілі басқа молекулалар да бар, мысалы, 1 және 2 кластағы нетрин гендерімен топтасатын нетрин, сондай-ақ, граптолиттерді қамтитын Pterobranchia. Үшінші класс – Planctosphaeroidea – тек личинкалар бойынша белгілі бір түрге негізделген. Бұл типке шамамен 120 тірі түр кіреді. Гемикордалар Ambulacraria ретінде Эхинодерматалардың туыс түрлері болып саналады; Xenoturbellida осы топтамаға базалық болуы мүмкін. Pterobranchia Enteropneusta-дан туындаған болуы мүмкін, бұл Enteropneusta-ны парафилетикалық етеді. Құрып кеткен организм Etacystis Hemichordata-ның мүшесі болуы мүмкін, Pterobranchia-ның ішінде немесе оған жақын туыс болуы мүмкін. Гемикордалардың 130 түрі сипатталған, және көптеген жаңа түрлер, әсіресе терең теңізде ашылуда.