플라나리안

Planarian
플라나리움과 혼동하지 말 것.
플라나리안
듀게시아 서브텐타쿨라타, 듀게시아이드.
과학적 분류 Edit this classification
도메인: 진핵생물
킹덤: 애니멀리아
문: 플라티헬름인데스
하위 문: 라브디토포라
순서: 트리클라디다
랑, 1884
세분류[1]
정체불명의 플라나리안

플라네리언(Planarian)은 전통적인 투르벨라리아(Turbellaria)류의 많은 편평충류 중 하나입니다.[2][3]그것은 보통 삼나무목의 자유 생활 편평충을 설명하지만,[4] 이 일반적인 이름은 또한 다양한 자유 생활 편평충을 위해 사용됩니다.[2]플라나리아는 세계의 많은 지역에 공통적으로 존재하며, 바닷물과 민물 연못 그리고 강 양쪽에서 삽니다.일부 종은 육상성이고 통나무 밑, 흙 속 또는 땅 위, 습한 지역의 식물에서 발견됩니다.

삼엽충은 세 갈래로 갈라진 장과 뇌 옆 전방에 위치한 난소를 특징으로 합니다.오늘날 트리클라디다목은 계통발생학적 관계에 따라 세 개의 아목(마리콜라, 카베르니콜라, 콘티넨티콜라)으로 나뉩니다.이전에 트리클라디다는 서식지에 따라 나뉘었습니다.해양 생물인 마리콜라, 민물에 서식하는 팔루디콜라, 육지에 사는 테리콜라.[5]

플라나리아는 잃어버린 신체 부위를 재생시키는 놀라운 능력을 보여줍니다.예를 들어, 평면 분할을 세로 또는 가로로 분할하면 두 개의 개별 개체로 재생성됩니다.어떤 플라나리안 종들은 빛의 강도를 감지할 수 있는 두 개의 눈 반점(오셀리라고도 알려짐)을 가지고 있는 반면, 다른 종들은 여러 개의 눈 반점을 가지고 있습니다.눈의 점들은 광 수용체의 역할을 하며 광원으로부터 멀어지기 위해 사용됩니다.플라나리아는 3개의 세균층(외배엽, 중배엽, 내배엽)을 가지고 있으며, 유배엽(체강이 없는 매우 단단한 몸)입니다.그것들은 하나의 개구된 소화관을 가지고 있습니다; Tricladida 평면동물에서 이것은 하나의 앞쪽 가지와 두 개의 뒤쪽 가지로 구성되어 있습니다.

플라네리안들은 점액막 위를 미끄러지듯 지나갈 수 있도록 배쪽 진피에 있는 섬모를 두들김으로써 움직입니다.일부는 또한 체막에 내장된 근육의 수축에 의해 전신의 굴곡에 의해 움직일 수 있습니다.[6]

트라이클레이드는 수로 생태계에서 중요한 역할을 하며 종종 생체 지표로서 매우 중요합니다.[7]

고등학교와 대학교 1학년 실험실에서 가장 자주 사용되는 플라나리안은 갈색을 띤 지라르디아 티그리나입니다.다른 일반적인 종으로는 검은빛을 띠는 플라나리아 마쿨라타와 지라르디아 도로토세팔라가 있습니다.하지만 최근, Schmidtea mediteranea라는 종은 그의 이배체 염색체와 무성과 성 모두의 존재 때문에 현대 분자생물학과 게놈 연구를 위한 선택의 종으로 떠오르고 있습니다.[8]이중가닥 RNA 기술을 이용한 최근의 유전자 검사에서 S. 지중해에서 재생에 영향을 미치는 240개의 유전자가 발견되었습니다.이러한 유전자들 중 많은 것들이 인간 게놈에 정형외과적인 특징을 가지고 있습니다.[9]

해부학과 생리학

플라네리언은 매우 단순한 장기 체계를 가지고 있습니다.소화기 계통은 입, 인두, 그리고 위혈관으로 이루어져 있습니다.입은 몸 아래쪽 가운데에 위치합니다.소화 효소는 입에서 분비되어 외부 소화를 시작합니다.인두는 입과 위혈관을 연결합니다.이 구조는 몸 전체로 뻗어나가서 음식의 영양분이 모든 말단에 도달할 수 있게 해줍니다.[3]플라나리아는 근육질의 입으로 빨아먹는 살아있거나 죽은 작은 동물들을 먹습니다.음식물은 입에서 인두를 거쳐 창자 안으로 들어가며, 창자 안에 있는 세포들에 의해 소화됩니다.그러면 영양분이 나머지 플라나리아로 확산됩니다.

플라나리아는 산소를 공급받고 확산에 의해 이산화탄소를 배출합니다.배설 시스템은 많은 화염 세포와 그 위에 배설기공이 있는 많은 관으로 이루어져 있습니다.또한, 플레임 셀은 배설 구멍으로 이어지는 덕트를 통과함으로써 신체에서 원하지 않는 액체를 제거하는데, 이는 플라나리안의 등 쪽 표면에 노폐물이 방출되는 곳입니다.

삼겹은 눈이나 화학수용체와 같은 감각기관이 주로 발견되는 앞 끝이나 머리를 가지고 있습니다.어떤 종은 머리의 가장자리에서 돌출된 귓바퀴를 가지고 있습니다.귓바퀴는 화학적, 기계적 감각 수용체를 포함할 수 있습니다.[10]

삼엽충의 눈의 수는 종에 따라 다양합니다.많은 종들이 두 개의 눈을 가지고 있지만(예: Dugesia 또는 Microplana), 다른 종들은 몸을 따라 더 많이 분포되어 있습니다(예: 대부분의 Geoplaninae).때때로, 두 개의 눈을 가진 종들은 더 작은 부속품이나 겹눈을 나타낼 수도 있습니다.지하 삼겹은 종종 눈이 없거나 눈이 멀었습니다.[10]

삼치류의 몸은 횡문근을 포함하고 있는 표피(Aceliated Epidermis)에 의해 덮여 있습니다.표피와 위피 사이에는 실질 조직이나 중간엽이 있습니다.[10]

신경계

플라나리아 신경계

플라나리안의 머리는 두발화를 통해 진화했습니다;[11] 플라나리안의 머리는 눈의 반점 아래에 신경절이 있습니다.신경 조직의 이중엽 덩어리인 뇌신경절은 때때로 평면적 "뇌"[12]라고 불리며, 다른 동물들의 뇌파 활동과 유사하게 [13]자발적인 전기 생리학적 진동을 나타내는 것으로 나타났습니다.신경절에서 꼬리의 길이를 따라 뻗어 있는 두 개의 신경 코드가 있습니다.뇌에서 뻗어 나오는 신경줄에 연결된 횡신경이 많아 신경계가 사다리처럼 보입니다.사다리와 같은 신경계를 가지고 있어서, 그것은 협력적인 방식으로 반응할 수 있습니다.

플라네리언은 검은색, 갈색, 파란색, 회색 또는 흰색의 부드럽고 평평한 쐐기 모양의 몸을 가지고 있습니다.무뚝뚝하고 삼각형인 머리에는 빛에 민감한 색소가 있는 두 개의 오셀리(눈 점)가 있습니다.머리 밑 부분에는 촉감과 특정 화학물질의 존재에 민감한 두 개의 귓바퀴(귀와 같은 돌기)가 있습니다.입은 털과 같은 돌기(실리아)로 덮여 있는 몸 아래쪽 가운데 위치합니다.순환계나 호흡계가 없습니다; 산소가 들어가고 이산화탄소가 체벽을 통해 확산됨으로써 플라나리안의 몸에서 빠져나갑니다.

생식

주요 기사:평원생식기
평면생식계

성적 플라나리아와 무성 플라나리아가 있습니다.성적 플라나리아는 고환과 난소를 모두 가지고 있는 헤르마프로디테스입니다.따라서, 그들의 게임 중 하나는 다른 플라나리안의 게임과 결합할 것입니다.각각의 플라나리안은 정자를 주고 받으며 분비물을 다른 플라나리안에게 운반합니다.알은 몸 안에서 자라나 캡슐에 담겨 버려집니다.몇 주 후에, 알들은 부화해서 성체로 자랍니다.무성생식에서, 플라나리안은 꼬리 끝을 떼어내고 각각의 반은 재생에 의해 잃어버린 부분을 다시 자라게 하고, 내세포(성체 줄기세포)가 분열하고 분화할 수 있도록 하여 두 마리의 벌레를 낳습니다.일부 연구자들은 플라나리아를 이등분하여 얻은 산물이 플라나리아 무성생식의 산물과 유사하다고 주장하지만 플라나리아에서의 무성생식의 본질과 그것이 인구에 미치는 영향에 대한 논쟁은 계속되고 있습니다.[14]플라나리안의 어떤 종은 전적으로 무성생식인 반면, 어떤 종은 성적으로 그리고 무성생식을 할 수 있습니다.대부분의 경우 성적 생식은 두 사람을 포함합니다. 자동 분뇨는 거의 보고되지 않았습니다.[10]

생물학 및 생물의학 연구의 모델 시스템으로서

플라네리언의 생애사는 그들을 인간의 건강과 질병에 영향을 미칠 수 있는 많은 생물학적 과정을 조사하기 위한 모델 시스템으로 만듭니다.분자 유전 기술의 발전은 이 동물들에서 유전자 기능에 대한 연구를 가능하게 만들었고 과학자들은 전세계적으로 그것들을 연구하고 있습니다.다른 무척추동물 모델 생물, 예를 들어 C. elegans와 D. melanogaster와 같이, 플라네리안의 상대적인 단순성은 실험 연구를 용이하게 합니다.

플라네리안은 우리 자신의 세포, 조직, 기관과 상동인 세포 유형, 조직, 단순 기관을 많이 가지고 있습니다.하지만 재생이 가장 큰 관심을 끌었습니다.Thomas Hunt Morgan은 분자생물학의 학문으로서 출현하기 전에 (여전히 현대 연구를 뒷받침하는) 최초의 체계적인 연구들 중 일부를 담당했습니다.

플라나리안은 노화 연구를 위한 새로운 모델 생물이기도 합니다.이 동물들은 분명히 무한한 재생 능력을 가지고 있고, 무성 동물들은 평생 동안 텔로머라제 수준을 유지하는 것으로 보이며, 이는 그들을 "사실상 불멸"로 만듭니다.[15]

재생

플라나리안은 조각으로 잘라질 수 있고, 각각의 조각은 완전한 유기체로 재생될 수 있습니다.상처 부위의 세포는 증식하여 새로운 조직으로 분화하고 절단된 플라나리아 조각에서 빠진 부분을 재생하는 블라스테마를 형성합니다.그들에게 "칼 끝 아래서 불멸"이라는 유명한 명칭을 준 것이 바로 이 특징입니다.[16]절단된 유기체의 279분의 1 정도로 추정되는 아주 작은 평면 동물 조각들은 몇 주에 걸쳐 다시 완전한 유기체로 재생될 수 있습니다.[17]새로운 조직은 모든 다양한 세포 유형을 만들 수 있는 능력을 가진 만능줄기세포로 인해 성장할 수 있습니다.[18]이러한 성체줄기세포는 내분비세포라고 불리며, 성체줄기세포의 20% 이상을 차지합니다.[19]그들은 벌레에서 유일하게 증식하는 세포이고, 오래된 세포를 대체하는 자손으로 분화합니다.게다가, 기존의 조직은 잘라낸 유기체의 한 조각으로부터 형성되는 새로운 플라나리아의 대칭과 비율을 회복하기 위해 개조됩니다.[19][20]

재생 현상이 목격되기 위해서는 유기체 자체가 완전히 따로 조각날 필요가 없습니다.사실, 플라네리언의 머리를 가운데 반으로 잘라 각 면이 유기체에 남아 있다면, 플라네리언은 두 개의 머리를 재생하고 계속해서 사는 것이 가능합니다.[21]미국 터프츠 대학의 연구원들을 포함한 연구원들은 극미중력과 극미지자기장이 평면 편평충인 듀게시아 자포니카의 성장과 재생에 어떤 영향을 미칠지 알아내고자 했습니다.그들은 우주로 보내진 절단된 조각들 중 하나가 두 개의 머리를 가진 벌레로 재생되는 것을 발견했습니다.그러나 그러한 절단된 벌레의 대다수(95%)는 그렇지 않았습니다.절단된 벌레가 국제우주정거장에서 5주를 보낸 후 두 개의 머리를 가진 생명체로 재생되었습니다. 비록 두 개의 머리를 가진 이형체로 절단된 벌레가 재생되는 것은 미중력 환경에만 드문 현상은 아니지만 말입니다.[22]반대로, 두 개의 머리를 가진 플라나리아 재생은 절단된 파편을 전기장에 노출시킴으로써 유도될 수 있습니다.이러한 반대 극성의 노출은 두 개의 꼬리를 가진 평면인을 유도할 수 있습니다.두 개의 머리를 가진 플라나리아 재생은 절단된 단편을 세포에서 칼슘, 순환 AMP 및 단백질 키나아제 C 활성 수준을 변경하는 약리학적 제제로 처리하고 [23]표준 Wnt/β-Catenin 신호 전달 경로에 대한 유전자 발현 블록(간섭 RNA)에 의해 유도될 수 있습니다.[24]

생화학적 기억 실험

주요 기사:메모리 RNA

1955년 로버트 톰슨과 제임스 5세. McConnell은 밝은 빛과 전기 충격을 연결함으로써 평면 편평충을 조절했습니다.이를 여러 번 반복한 후 전기 충격을 제거하고 밝은 빛에만 노출시켰습니다.편충들은 마치 충격을 받은 것처럼 밝은 빛에 반응할 것입니다.톰슨과 맥코넬은 그 벌레를 두 개로 쪼개서 두 벌레가 각각 반씩 재생되도록 하면 빛-충격 반응이 일어난다는 것을 발견했습니다.1963년, McConnell은 이 실험을 반복했지만, 훈련된 편평충을 두 개로 자르는 대신 그것들을 작은 조각들로 갈아서 다른 편평충들에게 먹였습니다.그는 납작한 벌레들이 훈련된 벌레들을 먹이지 않은 납작한 벌레들보다 훨씬 더 빨리 밝은 빛을 충격과 연관 짓는 법을 배웠다고 보고했습니다.

이 실험은 기억이 화학적으로 전달될 수 있다는 것을 보여주기 위한 것이었습니다.이 실험은 쥐, 물고기, 그리고 쥐로 반복되었지만, 항상 같은 결과를 만들어내지는 못했습니다.인지된 설명은 기억이 다른 동물들에게 전달되기 보다는 섭취된 지상 동물의 호르몬이 행동을 변화시켰다는 것입니다.[25]McConnell은 이것이 그가 기억 RNA라고 식별한 기억의 화학적 기초의 증거라고 믿었습니다. McConnell의 결과는 이제 관찰자의 편견에 기인합니다.[26][27]어떤 맹목적인 실험도 빛에 노출되었을 때 평면주의자들이 쪼글쪼글해지는 그의 결과를 재현한 적이 없습니다.훈련된 평면 벌레의 식인 풍습과 관련된 이러한 긁는 행동에 대한 이후의 설명은 훈련되지 않은 편평충들이 먹이의 기억을 흡수하기보다는 더러운 유리기 위에 남겨진 흔적만을 따라가고 있다는 것이었습니다.

2012년, Tal Shomrat와 Michael Levin은 평면학자들이 새로운 머리를 재생한 후 장기적인 기억 회복의 증거를 보여준다는 것을 보여주었습니다.[28]

계통발생학 및 분류학

계통발생학

Sluys et al., 2009년 이후의 계통발생학적 슈퍼트리:[1]

트리클라디다

마리콜라

카베르니콜라

콘티넨티콜라
플라나리오

플라나리과

켄키과

덴드로쿨레과

지오플라노상과

두게시과

지질학과

분류학

사부소비아 로나디, 마리콜라.
플라나리드인 폴리셀리스 펠리나입니다
플라티데무스 마노크와리, 지질학자.

Linnaean은 Sluys et al., 2009 다음으로 순위가 높습니다.[1]

참고 항목

  • 메모리 RNA – 역사적으로 제안된 생물학적 프로세스방향 을 표시하는 페이지
  • 웜 러너스 다이제스트 – 풍자적 (그리고 진지한) 과학 저널

참고문헌

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외부 링크

Wikisource는 1911년 브리태니커 백과사전의 æ디아 기사 "Planarians"의 본문을 가지고 있습니다.