Кіріспе
Кейбір жануарлар мен өсімдіктердің дене құрылымын сегменттерге бөлу Биологияда сегментация – кейбір жануарлар мен өсімдіктердің дене құрылысын қайталама сегменттердің тізбектік қатарына бөлу, мұнда сегменттер бір-бірімен байланысты немесе байланыссыз болуы мүмкін. Бұл мақалада жануарлар дене құрылысының сегментациясына, атап айтқанда, бунақтылар (Arthropoda), хордалылар (Chordata) және жылқықұрттар (Annelida) таксондарының мысалында тоқталып өтіледі. Бұл үш топ сегменттерді бағыттап, анықтау үшін "өсу аймағын" пайдаланып құрайды. Үшеуі де жалпы алғанда сегменттелген дене құрылымына ие және өсу аймағын қолданады, бірақ олар осы құрылымды жасау үшін әртүрлі механизмдерді пайдаланады. Тіпті осы топтардың ішінде әртүрлі организмдер денеге сегменттер жасау үшін әртүрлі механизмдерге ие. Дене құрылымын сегменттеу – белгілі бір дене мүшелерінің еркін қозғалуы мен дамуына жағдай жасайды. Сонымен қатар, ол кейбір организмдерде дене мүшелерін жаңартуға мүмкіндік береді.
Segmentation in biology is the division of some animal and plant body plans into a linear series of repetitive segments that may or may not be interconnected to each other. This article focuses on the segmentation of animal body plans, specifically using the examples of the taxa Arthropoda, Chordata, and Annelida. These three groups form segments by using a "growth zone" to direct and define the segments. While all three have a generally segmented body plan and use a growth zone, they use different mechanisms for generating this patterning. Even within these groups, different organisms have different mechanisms for segmenting the body. Segmentation of the body plan is important for allowing free movement and development of certain body parts. It also allows for regeneration in specific individuals.
Анықтама
Сегменттеуді қанағаттанарлықтай анықтау қиын процесс. Көптеген таксондарда (мысалы, моллюскаларда) құрамындағы бірліктердің қайталануы байқалады, бірақ олар дәстүрлі түрде сегменттелген деп есептелмейді. Сегменттелген жануарлар – қайталама мүшелері немесе өзіне ұқсас бірліктерден құралған денесі бар жануарлар деп қарастырылады, бірақ көбінесе организмнің сегменттерге бөлінген деп аталатын бөліктері туралы айтылады.
Эмбриология
Жануарлардағы сегментация әдетте үш түрге бөлінеді, бұл түрлер әртүрлі буынты жануарларға, омыртқалы жануарларға және анелидтерге тән. Жеміс шыбыны сияқты буынты жануарлар транскрипция факторларының градиенттеріне сүйене отырып, теңдес жасушалар тобынан сегменттер құрайды. Зебра балығы сияқты омыртқалы жануарлар сомиттер деп аталатын сегменттерді анықтау үшін құбылатын гендік экспрессияны пайдаланады. Суқұйғы сияқты анелидтер сегменттерді анықтау үшін үлкен телобласт жасушаларынан бүршіккен кіші бласт жасушаларын қолданады.
Артроподтар
Дрозофиланың сегментациясы жалпы буынтық аяқтылардың филумына өкіл болмаса да, ең көп зерттелгені болып табылады. Күлтегінің дамуына қатысты гендерді анықтауға жасалған алғашқы скринингтер, Дрозофила эмбрионының дұрыс сегментациясы үшін қажетті гендер класын табуға әкелді. Дрозофила эмбрионын дұрыс сегменттеу үшін алдыңғы-артқы ось аналықтан берілген транскрипттер арқылы анықталады, осы арқылы осы ақуыздардың градиенттері пайда болады. Бұл градиент, әр түрлі сегменттер арасындағы шекараны белгілейтін айырмашылық гендерінің экспрессия үлгісін анықтайды. Айырмашылық гендерінің экспрессиясынан туындаған градиенттер, жұптық ереже гендерінің экспрессия үлгісін анықтайды. Соңында, эмбриондағы сегменттердің саны, бөліністер мен бласт жасушаларының санымен анықталады. Анелидтерде, буынтық аяқтылар сияқты, дене қабырғасы, жүйке жүйесі, бүйректер, бұлшықеттер және дене қуысы көбінесе сегменттелген болады. Дегенмен, бұл барлық белгілерге қатысты әрдайым дұрыс емес: көптеген түрлерде дене қабырғасы, целом және бұлшықеттері сегменттелмеген болады. Миогендік реттеуші факторлар сияқты басқа сигнал молекулаларының осы градиентпен өзара әрекеттесуі, негізгі сегменттерде бұлшықеттер сияқты басқа құрылымдардың дамуын ынталандырады. Төменгі омыртқалы жануарлар, мысалы, зебра балықтары, жоғары омыртқалы жануарлармен салыстырғанда гаструляция және нейромезодермалық прогенитор функцияларындағы айырмашылықтарға байланысты, сомитогенез үшін құйрықтық Fgf8 ретино қышқылының басылуын қажет етпейді.
Басқа таксондар
Басқа таксондарда кейбір органдарда сегментацияның белгілі бір дәлелдері бар, бірақ бұл сегментация артроподтар мен аннелидтердегі жоғарыда аталған органдардың толық тізіміне сияқты кеңінен таралмаған. Мысалы, көптеген Cycloneuralia-дағы тізбектей қайталанушы бөліктерді немесе хитонның сегменттелген дене қабырғасын (оның ішінде сегменттелген дене қуысы болмайды) еске түсіруге болады.
Шығу тегі
Сегменттеудің екі жолмен пайда болғанын қарастыруға болады. Аса шамалап айтқанда, "күшейту" жолы бір сегментті ататек организмнің өзін-өзі қайталап сегменттелуінен тұрады. Бұл сенімсіз көрінеді, сондықтан "бөлу" жүйесі көбінесе басымдыққа ие – онда ағза жүйелерінің қалыптасқан құрылымы, дөңгелек анықталған топтардан қатаң сегменттерге "реттеледі". Осылайша, ішкі (кейбір моллюскалар сияқты) немесе сыртқы (онихофоралар сияқты) дөңгелек анықталған метамеризмі бар организмдер, аннелидтер немесе бунақденелілер сияқты нақты сегменттелген организмдердің "алғы бақыттары" ретінде қарастырылуы мүмкін.