Omurgasızlar (Invertebrata)

Omurgasız hayvanlar (veya kısaca "omurgasızlar"), kıkırdaklı veya kemikli omurgalıların aksine, omurga sütunu ("omurgası") olmayan bütün hayvanların genel adıdır. Yaşayan tüm hayvan türlerinin %90'ından fazlası omurgasız hayvanlardır; buna rağmen "omurgasız" sözcüğü resmi bir taksonomik klada işaret etmez.

Dünya çapında dağılım gösteren omurgasız hayvanlar arasında deniz yıldızları, deniz kestaneleri, solucanlar, süngerler, denizanaları, ıstakozlar, yengeçler, böcekler, örümcekler, salyangozlar, istiridyeler ve kalamarlar gibi çok çeşitli hayvanlar bulunmaktadır. Omurgasızlar özellikle tarımsal zararlılar, parazitler veya parazitik enfeksiyonların insanlara ve diğer omurgalılara bulaşmasına neden olan ajanlar olarak önemlidir.

Omurgasız hayvanlar insanlar için önemli besin kaynaklarından biridir. Omurgasızlar; kuşları, balıkları ve diğer birçok omurgalı türünü destekleyen besin zincirlerinde kilit unsurlardır ve bitki tozlaşmasında önemli rol oynarlar. Önemli çevresel hizmetler sağlamalarına rağmen omurgasızlar, yaban hayatı araştırma ve koruma çalışmalarında genellikle ikinci planda kalmaktadır; daha ziyade bilimsel çalışmalarda hep büyük omurgalılara odaklanan öncelik verilmektedir. Buna ek olarak, birçok omurgasız hayvan grubu, birçok böcek ve solucan türü de dahil olmak üzere, yalnızca "zararlı" olarak görülmektedir. 21. yüzyılın başlarında dünya çapında yoğun pestisit kullanımı; arılar, eşek arıları ve diğer karasal böcekler arasında önemli nüfus düşüşlerine neden olmuştur.

Omurgasız Hayvanların Ayırt Edici Özellikleri Nelerdir?

Omurga sütununun olmaması dışında, 30'dan fazla şubeye (filuma) ayrılan omurgasız hayvanların ortak olan çok az noktası vardır. Buna karşılık, tüm omurgalılar tek bir filum olan Kordalılar içinde yer alır (Chordata şubesi ayrıca bazı omurgasız gruplarını da içerir). Omurgasızlar genellikle kasların bağlanması için sert bir iç iskelete sahip olmayan yumuşak vücutlu hayvanlardır, ancak genellikle vücut koruması için de hizmet eden sert bir dış iskelete (çoğu yumuşakça, kabuklu ve böceklerde olduğu gibi) sahiptirler.

Sindirim

Omurgasız hayvanlar iki tür sindirim sisteminden birine sahiptir: eksik veya tam sindirim sistemi. Her ikisi de aşağıdaki görselde gösterilmiştir. Tamamlanmamış bir sindirim sistemi, tek açıklığı olan bir sindirim boşluğundan oluşur. Tek açıklık hem ağız hem de anüs görevi görür. Tam bir sindirim sistemi iki açıklığı olan bir sindirim kanalından oluşur. Açıklıklardan biri ağızdır. Diğeri ise anüstür.

Hareket

Tüm omurgasızlar, yaşam döngülerinin en azından bir aşamasında kendi başlarına hareket edebilirler; ancak nasıl hareket ettikleri konusunda farklılık gösterebilirler.:

• Bazı omurgasızlar, basitçe su akıntıları tarafından taşınırlar. Hareketlerini belirli bir yönde kontrol edemezler. Denizanası buna bir örnektir.
• Bazı omurgasızlar su akıntılarından bağımsız olarak veya katı yüzeyler üzerinde hareket etmek için kaslarını kasabilirler. Ayrıca hareket ettikleri yönü de kontrol edebilirler. Buna bir örnek yuvarlak solucandır. İleri, sola ya da sağa doğru hareket edebilirler.
• Diğer omurgasızlar, hareket için özelleşmiş uzantılara sahiptir. Örneğin, yürümek ya da tırmanmak için eklemli bacaklara ya da uçmak için kanatlara sahip olabilirler. Sinek gibi bir böcek buna bir örnektir.

Sinir Sistemi

Çoğu omurgasızın sinir sistemi vardır. Sinir sistemi, çevrelerini algılamalarını ve çevrelerine tepki vermelerini sağlar. En basit omurgasız sinir sistemi, sinir ağı adı verilen ve dokunmayı algılayabilen bir sinir ağıdır (aşağıdaki görsele bakınız). Çoğu omurgasızın daha karmaşık bir sinir sistemi vardır. Bu sistem bir beyin ve birkaç farklı duyu organı içerebilir.

Üreme

Omurgasızların çoğu cinsel yolla ürer. Diploid yetişkinler haploid gametler (sperm ve yumurta) üretir. Bazı türlerde aynı bireyler hem sperm hem de yumurta üretir. Diğer türlerde ise sperm ve yumurtalar ayrı erkek ve dişi bireyler tarafından üretilir. Döllenme, bir sperm ve bir yumurta birleşerek diploid bir zigot oluşturduğunda gerçekleşir. Zigot bir embriyoya ve nihayetinde yeni bir yetişkin organizmaya dönüşür. Yolda bir veya daha fazla larva aşamasından geçebilir. Larva, bir hayvanın yavru ya da olgunlaşmamış evresidir. Genellikle biçim ve işlev bakımından türün yetişkin formundan oldukça farklıdır. Örneğin, larva serbestçe yüzebilirken, yetişkin katı bir yüzeye kalıcı olarak bağlı kalmalıdır.

Bazı omurgasızlar eşeysiz olarak da üreyebilir. Bu, fisyon veya tomurcuklanma yoluyla gerçekleşebilir. Fisyon, bir hayvan basitçe iki parçaya bölündüğünde gerçekleşir. Her parça daha sonra eksik parçayı yeniden üretir. Sonuç iki bütün organizmadır. Tomurcuklanma, bir ebeveyn küçük bir yumru veya tomurcuk oluşturduğunda gerçekleşebilir. Tomurcuk, yeni bir bireye dönüşürken ebeveyne bağlı kalır.

İşitme

Sadece omurgalı hayvanların kulakları vardır, ancak birçok omurgasız hayvan başka tür duyu organlarını kullanarak sesi algılar. Böceklerde timpanal organlar uzaktaki sesleri duymak için kullanılır. Bu organlar, böcek ailesine bağlı olarak başın üzerinde ya da başka bir yerde bulunabilirler. Bazı böceklerin timpanal organları son derece hassastır ve diğer hayvanların çoğunun ötesinde akut işitme sağlar. Dişi cırcır böceği Ormia ochracea'nın karnının her iki yanında timpanal organları vardır. Bunlar ince bir dış iskelet köprüsüyle birbirine bağlıdır ve küçük bir çift kulak zarı gibi işlev görürler, ancak bağlantılı oldukları için keskin yön bilgisi sağlarlar. Sinekler, "kulaklarını", konakçısı olan erkek cırcır böceğinin çağrısını tespit etmek için kullanır. Cırcır böceğinin şarkısının nereden geldiğine bağlı olarak, sineğin işitme organları biraz farklı frekanslarda yankılanır. Bu fark, saniyenin 50 milyarda biri kadar küçük olabilir, ancak sineğin doğrudan şarkı söyleyen bir erkek cırcır böceğine konmasına ve onu parazitlemesine izin vermek için yeterlidir.

Diğer eklembacaklılarda yakındaki sesleri algılamak için daha basit yapılar evrimleşmiştir. Örneğin örümcekler ve hamamböceklerinin bacaklarında sesi algılamak için kullanılan kıllar vardır. Tırtılların da vücutlarında titreşimleri algılayan ve sese tepki vermelerini sağlayan kıllar olabilir.

Omurgasız Hayvanlar Nasıl Evrimleşmiştir?

Omurgalılar daha ortaya çıkmadan önce, omurgasız hayvanlarda bazı önemli özellikler evrimleşmiştir. Bu özellikler, günümüzde artık hemen hemen tüm hayvanlarda bulunmaktadır.

Çok Hücrelilik

Evrimleşen ilk hayvan özelliği çok hücrelilikti. Bu özellik, son derece uyarlanabilirdi. Birden fazla hücre tipi sayesinde aynı organizma içinde farklı işler yapılabiliyordu. Bu sayede omurgasız hayvanlarda, işlerini gerçekten iyi yapmalarını sağlayan bazı özel adaptasyonlar evrimleşebildi. Bununla birlikte, ilk omurgasızlar hala dokulardan yoksundu. Örneğin Süngerler, omurgasız evriminin çok hücreli aşamasındaki ilk organizmayı temsil eder.

Dokular

Denizanası gibi yaşayan sölenterler, omurgasız evriminin bir sonraki aşaması olan dokuların evrimini temsil eder. Dokular, organların ve sistemlerin evrimindeki ilk adımdır. Omurgasızlarda, ilk başta sadece iki adet embriyonik hücresel doku katmanı evrimleşmiştir: Ektoderm adı verilen bir dış hücre tabakası ve endoderm adı verilen bir iç hücre tabakası. Bu şekilde İki hücre katmanı, farklı türde dokuların oluşmasını sağladı.

Radyal Simetri

Omurgasız hayvanlarda erkenden evrimleşen bir başka özellik de simetridir. Simetriyi daha iyi anlamak için, öncelikle simetriden yoksun bir hayvan örneğini incelemekte fayda görüyozu. Örneğin aşağıdaki görseldeki gibi bir sünger, simetriden yoksundur. Bu, süngerlerin iki özdeş yarıya bölünemeyeceği anlamına gelir. Buna karşın simetrik bir organizma iki özdeş yarıya bölünebilir. Aşağıdaki şekilde görülen hem mercan polipi hem de böcek simetriye sahiptir.

Yukarıdaki görseldeki mercan polipi, radyal simetriye sahiptir. Bu, evrimleşen ilk simetri türüdür. Mercanın belirgin bir üst ve alt kısmı vardır; ancak belirgin uçları yoktur. Bir pasta gibi özdeş yarılara bölünebilir, ancak sağ ve sol yarılara bölünemez. Radyal simetriye sahip hayvanların ileri ve geri ya da sol ve sağ gibi yönleri yoktur. Bu da bu yönlerde kontrollü hareketi imkansız hale getirir.

Sefalizasyon

Yassı solucanlar omurgasız evriminin bir sonraki aşamasını temsil eder. Bu, vücudun bir ucunda sinir dokusunun yoğunlaşarak bir baş bölgesi oluşturmasıdır. Bu son derece adaptiftir. Tüm organizmanın merkezi kontrolünü sağlar. Sefalizasyon beynin evrimindeki ilk adımdır.

Bilateral Simetri

Sefalizasyonun bir sonucu da bilateral simetridir. Bu, yukarıdaki görselde bir böcek ile gösterilmiştir. Kuyruk ucunda değil ama baş kısmında yoğunlaşmış sinir dokusu sayesinde vücudun iki ucu birbirinden farklıdır. Hayvan ortadan ikiye bölünerek birbirinin aynı sağ ve sol yarılar oluşturabilir. Bu da hayvanın önünü arkasından ve solunu sağından ayırt edebilmesini sağlar. Bu yönlerdeki kontrollü hareketler için bu tür bir simetri gereklidir.

Mezoderm

Yassı solucanların atalarında mezoderm evrimleşmiştir. Aşağıdaki şekilde de gösterildiği gibi bu, ektoderm ve endoderm arasındaki üçüncü bir hücre tabakasıdır. Bu yeni hücre katmanının evrimi, hayvanların kas gibi yeni doku türleri geliştirmesine olanak sağlamıştır.

Tamamlanmış Sindirim Sistemi

İlk omurgasızların sindirim sistemi tamamlanmamıştı. Ağız ve anüs için sadece bir açıklık vardı. Modern yuvarlak solucanların ataları, eksiksiz bir sindirim sisteminin evrimleştiği ilk hayvanlardır. Ayrı bir ağız ve anüs sayesinde bu atasal hayvanların yedikleri yiyecekler vücutta tek bir yönde hareket edebiliyordu; bu da sindirimi daha verimli hale getiriyordu: Böylece bir hayvan, bir yandan yiyecekleri sindirirken ve atıklardan kurtulurken, diğer yandan yemeye devam edebiliyordu. Ayrıca bu, sindirim sisteminin farklı kısımlarının farklı sindirim işlevleri için özelleşebilmesi anlamına geliyordu. Bu da sindirim organlarının evrimine yol açtı.

Sahtesölom (Pseudocoelom) ve Sölom (Coelom)

Yuvarlak solucanların atalarında bir "sahtesölom" evrimleşmiştir. Bu, içi sıvı ile dolu kısmi bir vücut boşluğudur. Sahtesölom, iç organların evrimleşmesi için yer sağlamıştır. Sıvı, aynı zamanda iç organları da yastıklamıştır. Boşluk içindeki sıvının basıncı, sonradan evrimleşecek organlara sertlik sağlamıştır. Hidrostatik bir iskelet oluşturarak, vücuda iç destek vermiştir. Yuvarlak solucanların yuvarlak olmasının, yassı solucanlarınsa yassı olmasının nedeni bu psödosölom yapısıdır.

Daha sonra, bu psödosölomun farklılaşmasıyla gerçek bir vücut boşluğu ("sölom") evrimleşmiştir. Bu, mezoderm tarafından tamamen çevrelenmiş, sıvıyla dolu bir vücut boşluğudur. Aşağıdaki görselden de görebileceğiniz gibi, sindirim boşluğu ile vücut duvarı arasında yer alır. Gerçek bir koelomu olan omurgasızlar arasında yumuşakçalar ve annelidler bulunur.

Segmentli Gövde

Segmentasyon, daha sonradan evrimleşmiştir. Bu, vücudun birden fazla bölüme ayrılması demektir. Aşağıdaki görselde görebileceğiniz gibi hem solucan hem de karınca parçalı vücutlara sahiptir. Bu özellik, canlılardaki esnekliği artırmaktadır ve daha geniş bir hareket aralığına izin vermektedir. Tüm annelidler ve eklembacaklılar segmentlidir. Eklembacaklılar ayrıca eklemli uzantılar da evrimleşmiştir. Örneğin bu hayvanlarda, yürümek için eklemli bacaklar ve algılamak için "hissediciler" (antenler) evrimleşmiştir.

Notokord

Bazı omurgasızlarda bir notokord da evrimleşmiştir. Bu, bir kordalıda bulunan sert destek çubuğudur. İlk gerçek kordalılar, muhtemelen modern omurgasız kordalılara benziyordu. Aşağıdaki görseldeki deniz bücürü, buna bir örnektir. Daha sonra, bazı omurgasız kordalılar omurgalılara evrimleşerek insanların da içinde yer alacağı soy hattını başlatmıştır.

Omurgasız Hayvanların Taksonomik Önemi

Arthropoda veya Vertebrata'nın aksine "omurgasızlar" net bir taksonu tanımlamadığı için, bu terimin biyolojideki karşılığı da muğlak olabilmektedir. "Omurgasızlar" bir takson değil, daha ziyade kolaylık sağlayan bir terimdir. Kordalılar haricinde, sınırlayıcılığı çok düşüktür. Omurgalılar, Metazoa'nın o kadar küçük bir bölümünü kapsar ki, Hayvanlar Alemi'ni "Omurgalılar" ve "Omurgasızlar" terimleriyle ikiye bölmek sınırlı bir pratikliğe sahip olacaktır. Animalia'nın daha resmi taksonomisinde, bir kladogram oluştururken mantıksal olarak vertebral kolonun varlığı ya da yokluğundan önce gelmesi gereken diğer özellikler vardır (bir notokordun varlığı gibi). Bu, en azından Chordata'yı sınırlandıracaktır. Bununla birlikte, notokord bile, embriyolojik gelişim ve simetri gibi özelliklere nazaran zayıf bir kriter olacaktır.

Buna rağmen, bir hayvan taksonu olarak "omurgasız hayvanlar" kavramı, halk arasında ve zooloji camiasında yüz yılı aşkın bir süredir devam etmekte ve literatürde Vertebrata üyesi olmayan hayvanlar için uygun bir terim olarak kullanılmaya devam etmektedir. Bu anlayışa göre omurgasızlar, iç ya da dış kemik iskeletine sahip değildir. Çok çeşitli vücut planları içerirler. Birçoğu denizanası ya da solucanlar gibi sıvı dolu, hidrostatik iskeletlere sahiptirler. Diğerleri ise sert dış iskeletlere, böcekler ve kabuklular gibi dış kabuklara sahiptir. En bilinen omurgasızlar arasında Protozoa, Porifera, Coelenterata, Platyhelminthes, Nematoda, Annelida, Echinodermata, Mollusca ve Arthropoda bulunur. Arthropoda böcekleri, kabukluları ve araknidleri içerir.

Etimoloji

"Omurgasız" kelimesi, Latince vertebra kelimesinden gelmektedir; bu kelime genel olarak bir "eklem" ve bazen de daha spesifik olarak, "bir omurgalının omurga kolonundaki bir eklem" anlamına gelmektedir. Omurun eklemli yönü, verto veya vorto kökünde ifade edilen dönme kavramından türetilmiştir. "in-" öneki "değil" veya "olmadan" anlamına gelir. Dolayısıyla "invertebrata" sözcüğü, "omurga-sız" demektir.