In de zoölogie is cefalisatie de evolutionaire trend naar concentreren zenuwweefsel, de mond, en zintuigen naar de voorkant van een dier. Volledig gecefaliseerde organismen hebben een hoofd en hersenen, terwijl minder cefalized dieren een of meer gebieden van zenuwweefsel vertonen. Cephalization wordt geassocieerd met bilaterale symmetrie en beweging met het hoofd naar voren gericht.
Belangrijkste punten: cefalisatie
- Cefalisatie wordt gedefinieerd als de evolutionaire trend naar centralisatie van het zenuwstelsel en de ontwikkeling van hoofd en hersenen.
- Cephalized organismen vertonen bilaterale symmetrie. Zintuigen of weefsels zijn geconcentreerd op of nabij het hoofd, dat zich aan de voorkant van het dier bevindt terwijl het naar voren beweegt. De mond bevindt zich ook aan de voorkant van het wezen.
- Voordelen van cefalisatie zijn de ontwikkeling van een complex neuraal systeem en intelligentie, het bundelen van zintuigen om een dier te helpen snel voedsel en bedreigingen te detecteren, en superieure analyse van voedselbronnen.
- Radiaal symmetrische organismen missen cefalisatie. Zenuwweefsel en zintuigen ontvangen doorgaans informatie uit meerdere richtingen. De orale opening bevindt zich vaak in het midden van het lichaam.
Voordelen
Kefalisatie biedt een organisme drie voordelen. Ten eerste zorgt het voor de ontwikkeling van een brein. De hersenen fungeren als een controlecentrum om sensorische informatie te organiseren en te controleren. In de loop van de tijd kunnen dieren complexe neurale systemen ontwikkelen en ontwikkelen hogere intelligentie. Het tweede voordeel van cefalisatie is dat zintuigen aan de voorkant van het lichaam kunnen clusteren. Dit helpt een naar voren gericht organisme zijn omgeving efficiënt te scannen, zodat het voedsel en onderdak kan vinden en roofdieren en andere gevaren kan vermijden. Kortom, de voorkant van het dier voelt eerst stimuli, terwijl het organisme vooruitgaat. Ten derde, cefalisatie trends in de richting van het plaatsen van de mond dichter bij de zintuigen en hersenen. Het netto-effect is dat een dier snel voedselbronnen kan analyseren. Roofdieren hebben vaak speciale zintuigen in de buurt van de mondholte om informatie te krijgen over prooien wanneer deze te dichtbij zijn voor zicht en gehoor. Katten hebben bijvoorbeeld vibrissae (snorharen) die voel prooi in het donker en als het te dichtbij is om te zien. Haaien hebben elektroreceptoren riep de ampullen van Lorenzini, waarmee ze de locatie van hun prooien in kaart konden brengen.
Voorbeelden van cephalisatie
Drie groepen dieren vertonen een hoge mate van cephalisatie: gewervelde dieren, geleedpotigen en koppotigen weekdieren. Voorbeelden van gewervelde dieren zijn mensen, slangen en vogels. Voorbeelden van geleedpotigen zijn onder meer kreeften, mieren en spinnen. Voorbeelden van koppotigen zijn octopussen, inktvis en inktvis. Dieren uit deze drie groepen vertonen bilaterale symmetrie, voorwaartse beweging en goed ontwikkelde hersenen. Soorten van deze drie groepen worden beschouwd als de meest intelligente organismen op aarde.
Veel meer soorten dieren hebben geen echte hersenen, maar hebben cerebrale ganglia. Hoewel het 'hoofd' misschien minder duidelijk is gedefinieerd, is het gemakkelijk om de voor- en achterkant van het wezen te identificeren. Zintuigen of sensorisch weefsel en de mond of mondholte bevinden zich aan de voorkant. Locomotion plaatst de cluster van zenuwweefsel, zintuigen en mond naar voren. Hoewel het zenuwstelsel van deze dieren minder gecentraliseerd is, komt associatief leren nog steeds voor. Slakken, platwormen en nematoden zijn voorbeelden van organismen met een mindere mate van cephalisatie.
Dieren die cephalisatie missen
Kefalisatie biedt geen voordeel aan vrij zwevende of sessiele organismen. Veel aquatische soorten radiale symmetrie weergeven. Voorbeelden hiervan zijn stekelhuidigen (zeester, zee-egels, zeekomkommers) en cnidarians (koralen, anemonen, kwallen). Dieren die niet kunnen bewegen of onderhevig zijn aan stroming, moeten voedsel kunnen vinden en zich vanuit elke richting kunnen beschermen tegen bedreigingen. De meeste inleidende studieboeken vermelden deze dieren als acefaal of zonder cefalisatie. Hoewel het waar is dat geen van deze wezens een brein of centraal zenuwstelsel heeft, is hun neurale weefsel georganiseerd om snelle spierexcitatie en sensorische verwerking mogelijk te maken. Moderne zoölogen van ongewervelden hebben bij deze wezens zenuwnetten geïdentificeerd. Dieren zonder cefalisatie zijn niet minder ontwikkeld dan dieren met hersenen. Het is gewoon dat ze zijn aangepast aan een ander type leefgebied.
Bronnen
- Brusca, Richard C. (2016). Inleiding tot de Bilateria en de Phylum Xenacoelomorpha | Triploblasty en bilaterale symmetrie bieden nieuwe wegen voor dierlijke straling. Ongewervelden. Sinauer Associates. pp. 345–372. ISBN 978-1605353753.
- Gans, C. & Northcutt, R. G. (1983). Neurale top en de oorsprong van gewervelde dieren: een nieuw hoofd. Wetenschap 220. pp. 268–273.
- Jandzik, D.; Garnett, A. T.; Vierkant, T. EEN.; Cattell, M. V.; Yu, J. K.; Medeiros, D. M. (2015). "Evolutie van het nieuwe gewervelde hoofd door co-optie van een oud chordaat skeletweefsel". Natuur. 518: 534–537. doi:10.1038 / nature14000
- Satterlie, Richard (2017). Cnidarian Neurobiology. The Oxford Handbook of Invertebrate Neurobiology, uitgegeven door John H. Byrne. doi:10.1093 / oxfordhb / 9780190456757.013.7
- Satterlie, Richard A. (2011). Hebben kwallen een centraal zenuwstelsel? Journal of Experimental Biology. 214: 1215-1223. doi: 10.1242 / jeb.043687