Tělesný plán

Tělesný plán neboli forma těla je v podstatě plán uspořádání těla organismu. Symetrie organismu, počet tělesných segmentů a počet končetin jsou aspekty tělesného plánu. Jednou z klíčových otázek vývojové biologie je evoluce tak odlišných tělesných plánů, jako jsou plány hvězdice, kapradiny nebo savce, ze společného biologického dědictví, a zejména to, jak radikální změny tělesných plánů nastaly v průběhu geologického času.

Tělesné plány většiny druhů jsou zřejmě řízeny souborem genů známých jako homeoboxové geny, které se podílejí na regulaci vývoje (morfogeneze) živočichů, hub a rostlin.

Zvláštní podskupinou homeoboxových genů jsou Hox geny, které se nacházejí ve zvláštním genovém klastru, Hox klastru (nazývaném také Hox komplex). Hox geny fungují při modelování osy těla. Hox geny tak určují, kde budou u vyvíjejícího se plodu nebo larvy růst končetiny a další tělesné segmenty, protože určují identitu určitých tělesných oblastí.
Mutace v některém z těchto genů mohou u bezobratlých vést k růstu dalších, obvykle nefunkčních částí těla, například komplex aristapaedia u drozofily, který má za následek, že z hlavy místo tykadla vyrůstá noha, a je způsoben defektem v jediném genu (tato mutace je také známá jako antennapedia). Mutace v Hox genech obratlovců obvykle vede ke spontánnímu potratu.

Jedním z nejpřekvapivějších a možná i neintuitivních výsledků výzkumu v evoluční vývojové biologii, který byl v tomto období proveden, je skutečnost, že rozmanitost tělesných plánů a morfologie organismů napříč mnoha fyly se nemusí nutně odrážet v podobné rozmanitosti na úrovni genetických sekvencí řídících vývoj. Jak totiž poznamenali Gerhart a Kirschner (1997), dochází ke zdánlivému paradoxu: „tam, kde bychom nejvíce očekávali variabilitu, nacházíme konzervaci, nedostatek změn“.

Raný čtyřnožec: ichthyostega

Současná škála tělesných plánů zdaleka nevyčerpává možné vzory pro pozemský život: zdá se, že ediakarská biota obsahuje řadu druhů a taxonů s tělesnými plány, které se značně liší od všech, které se vyskytují u v současnosti žijících organismů.

Doporučujeme:  Grandiózní bludy

Nejčastěji se setkáváme se čtyřnožci, mezi které patří všichni savci, ptáci, obojživelníci a plazi. Některé skupiny živočichů, jako jsou kytovci, netopýři a většina ptáků, byly modifikovány (např. z předních končetin se stala křídla nebo ploutve), ale přesto se stále jedná o tetrapody.

Mnoho tělních plánů selhalo, jako například u dávno vyhynulých trichordátů.

Nejrozmanitější známá sbírka tělesných forem se nachází v Burgesských břidlicích, v nichž sesuv půdy uvěznil mnoho živých tvorů v kambrickém moři a ukázal všechny různé tělesné formy, které vznikly (aby později vymřely) během kambrické exploze.

Jedním z častých témat science fiction je výskyt mimozemských bytostí, jejichž popisy se pohybují od jednoduchých variant lidské anatomie až po bytosti s tělesným plánem, který se od pozemského velmi liší. Obor exobiologie se snaží tyto a podobné spekulace přenést do oblasti seriózního vědeckého zkoumání.