Ζώο

Ετυμολογία

Η λέξη "ζώο" προέρχεται από την αρχαία ελληνική λέξη ζῷον που με τη σειρά της παράγεται από το ρήμα ζῶ.  Στην καθημερινή χρήση της καθομιλουμένης, ο όρος «ζώο» χρησιμοποιείται συνήθως -λανθασμένα-για αναφορές μόνο στα μέλη του βασιλείου Ζώα πλην του ανθρώπου. Μερικές φορές, στην καθομιλουμένη εννοούνται μόνο οι πλησιέστεροι συγγενείς των ανθρώπων όπως τα θηλαστικά και άλλα σπονδυλωτά. Στην βιολογία, η λέξη χρησιμοποιείται ως αναφορά σε όλα τα μέλη του βασιλείου Ζώα, και περιλαμβάνει ποικίλους οργανισμούς πολύ διαφορετικούς μεταξύ τους όπως οι σπόγγοι, οι μέδουσες, τα έντομα και οι άνθρωποι.

Χαρακτηριστικά

Τα ζώα έχουν πολλά χαρακτηριστικά που τα διαφοροποιούν από τα άλλα έμβια όντα. Τα ζώα είναι ευκαρυωτικοί και πολυκύτταροι οργανισμοι, χαρακτηριστικά τα οποία τα διαχωρίζουν από τα βακτήρια και τα πρώτιστα. Ειναι ετερότροφοι οργανισμοί, γενικά πέπτουν την τροφή σε έναν εσωτερικό θάλαμο, πράγμα που τα διαχωρίζει από τα φυτά και τα φύκη. Διακρίνονται επίσης από τα φυτά, τα φύκη και τους μύκητες από την απουσία άκαμπτων κυτταρικών τοιχωμάτων. Όλα τα  ζώα είναι κινητικά, έστω και μόνο σε ορισμένα στάδια της ζωής τους. Στα περισσότερα ζώα, τα έμβρυα περνάνε από ένα στάδιο βλαστιδίου, χαρακτηριστικό που απαντάται αποκλειστικώς στα ζώα.

Δομή

Με λιγοστές εξαιρέσεις, κυρίως όπως οι Σπόγγοι και τα Πλακόζωα, τα ζώα έχουν σώματα διαφοροποιημένα σε ξεχωριστούς ιστούς. Αυτοί περιλαμβάνουν τους μύες, που μπορούν να πραγματοποιούν και να ελέγχουν τις κινήσεις, και τους νευρικούς ιστούς, που στέλνουν κι λαμβάνουν μηνύματα. Τυπικά, υπάρχει και ένας εσωτερικός πεπτικός θάλαμος, με ένα ή δύο ανοίγματα. Τα ζώα με αυτού του είδους οργάνωση ονομάζονται μετάζωα, η ευμετάζωα όταν το πρώτο χρησιμοποιείται για τα ζώα εν γένει.
Όλα τα ζώα έχουν ευκαρυωτικά κύτταρα, περιβαλλόμενα από μία χαρακτηριστική εξωκυττάρια ουσία αποτελούμενη από  κολλαγόνο και ελαστικές γλυκοπρωτεΐνες. Αυτό μπορεί να ασβεστοποιηθεί για να σχηματίσει δομές όπως τα όστρακα, τα οστά και οι παρασχίδες. Καθώς αναπτύσσονται, σχηματίζουν  ένα σχετικά εύκαμπτο πλαίσιο όπου τα κύτταρα μπορούν να κινούνται και να αναδιοργανώνονται καθιστώντας εφικτές πολύπλοκες δομές. Αντιθέτως, άλλοι πολυκύτταροι οργανισμοί, όπως τα φυτά και μύκητες, έχουν κύτταρα που συγκρατούνται στη θέση τους από κυτταρικά τοιχώματα, και έτσι εξελίσσονται από την προοδευτική ανάπτυξη. Επιπλέον, μοναδικές στα ζωικά κύτταρα είναι οι ακόλουθες διακυτταρικές συνδέσεις: οι στενοσύνδεσμοι, οι χασμοδεσμοί, και τα δεσμοσώματα.

Αναπαραγωγή και ανάπτυξη

Σχεδόν όλα τα ζώα υποβάλλονται σε κάποια μορφή σεξουαλικής αναπαραγωγής. Έχουν κάποια αναπαραγωγικά κύτταρα, που υφίστανται μείωση για να παράγουν μικρότερα, ευκίνητα σπερματοζωάρια ή μεγαλύτερα, ακίνητα τα ωάρια. Αυτά συντήκονται για να σχηματίσουν ζυγωτά, τα οποία εξελίσσονται σε νέα άτομα.
Πολλά ζώα είναι επίσης ικανά να κάνουν ασεξουαλική αναπαραγωγή. Αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω παρθενογένεσης, όπου παράγονται γόνιμα αυγά χωρίς ζευγάρωμα, εκκόλαψη, ή κατακερματισμό.
Το ζυγωτό αναπτύσσεται αρχικά σε μια κοίλη σφαίρα, που ονομάζεται βλαστίδιο, το οποίο υφίσταται αναδιάταξη και διαφοροποίηση. Στους σπόγγους, οι προνύμφες του βλαστιδίου κολυμπούν προς μια νέα θέση και αναπτύσσονται σε ένα νέο σπόγγο. Στις περισσότερες άλλες ομάδες, το βλαστίδιο υφίσταται πιο περίπλοκη αναδιάταξη. Πρώτα σχηματίζει ένα γαστρίδιο με πεπτική κοιλότητα και δύο ξεχωριστά βλαστικά δέρματα — ένα εξωτερικό εξώδερμα και ένα εσωτερικό ενδόδερμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αναπτύσσεται επίσης και ένα μεσόδερμα μεταξύ τους. Στη συνέχεια τα βλαστικά αυτά δέρματα διαφοροποιούνται για να σχηματίσουν ιστούς και όργανα.

Σπόγγος (κυτταρική αποικία)

Τα ζωικά κύτταρα είναι ετερότροφα, δηλαδή πρέπει να τρώνε για να επιζήσουν, αντίθετα με τα φυτά. Η επιβίωση ενός ζώου είναι συνυφασμένη με τη μέριμνα για την εύρεση τροφής. Η στρατηγική των σπόγγων συνίσταται απλώς στη διήθηση του νερού που διέρχεται από αυτούς, για να συλλάβουν τη λεία τους. Αυτή η στρατηγική δεν απαιτεί ούτε πολύπλοκη δομή, ούτε συντονισμένη κίνηση.
Οι σπόγγοι σχηματίζουν τον πιο απλό οργανισμό: αποτελούν αποικίες κυττάρων ουσιαστικά αδιαφοροποίητων, χωρίς πραγματικές εσωτερικές δομές, ούτε λειτουργία. Είναι ζώα χωρίς νευρικό σύστημα ούτε πεπτικό σωλήνα. Τα σώματά τους δεν σχηματίζουν παρά μόνο δύο κυτταρικές στιβάδες (εξώδερμα και ενδόδερμα).

Πολύποδας: ύδρες, κοράλλια και μέδουσες

Η μετάβαση από ένα επίπεδο του τύπου σπόγγου σε μία οργάνωση του τύπου ανεμώνης απαντά πάντα στο συνεχές ερώτημα: πώς να φάω; Αυτή η ομάδα ανέπτυξε μία νέα τεχνική που συνίσταται στην ώθηση της τροφής προς μία κοιλιά (γαστρική κοιλότητα) όπου πραγματοποιείται η πέψη της χωρίς τον κίνδυνο να διαφύγει.
Αυτή η καινοτόμος στρατηγική τους επιτρέπει να τρέφονται με μεγαλύτερα θηράματα (αυτά που οι σπόγγοι δεν μπορούν να διηθήσουν). Κατά την προοδευτική απόκτηση των ζωικών λειτουργιών, αυτή η εξέλιξη προϋποθέτει δύο πράγματα: τα κύτταρα ειδικεύονται (απόκτηση νευρικών και μυϊκών κυττάρων που επιτρέπουν συντονισμένες κινήσεις) και ο οργανισμός αποκτά την ικανότητα υιοθέτησης καθορισμένου σχήματος (μορφογένεση), ώστε μπορούν αποτελεσματικοί πλόκαμοι να οδηγούν τη λεία σε μία αποτελεσματική γαστρική κοιλότητα.

Σκώληκας (κινητότητα και πεπτικός σωλήνας)

Η οργάνωση του τύπου σκώληκα είναι μία νέα απάντηση στο θεμελιώδες ζήτημα του ζωικού βασιλείου, την εύρεση τροφής. Η βασική στρατηγική των οργανισμών τύπου «σκώληκα» (σκωληκόμορφα) είναι η μετακίνηση προς αναζήτηση τροφής, αντί να περιμένουν μέχρι να περάσει αυτή από κοντά. Αυτή η στρατηγική επιτρέπει ειδικά την εκμετάλλευση οργανικών αποβλήτων, τα οποία ενδεχομένως έχουν υψηλή διατροφική αξία, αλλά δεν μετακινούνται.
Πέραν των σπόγγων κα των πολυπόδων, όλοι οι πολύπλοκοι οργανισμοί είναι αμφίπλευρα και προέρχονται από ένα θεμελιώδες σχήμα: τον σωλήνα. Η ανάπτυξη είναι οργανωμένη γύρω από τον άξονα κεφαλή/ουρά από τη μία μεριά, και τον άξονα ράχη/κοιλία από την άλλη. Αυτοί οι δύο άξονες παράγουν ένα σχέδιο ενός συνόλου του οποίου οι πλευρές δεξιά και αριστερά τείνουν να είναι συμμετρικές, εξού και και η ονομασία τους αμφίπλευρα.
Οι πλέον απλοί σκώληκες σημειώνουν ένα επιπλέον ποιοτικό βήμα εν σχέσει με τα κνιδόζωα: τα νευρικά κύτταρα οργανώνονται σε ένα συνεκτικό νευρικό σύστημα, πρωτότυπο από το οποίο θα προέλθει ο εγκέφαλος των ανώτερων ζώων. Είναι αυτή η ικανότητα εθελούσιας μετατόπισης και αντίδρασης στο περιβάλλον που μας κάνει να θεωρούμε ο βαθμός οργανώσεως των σκωληκόμορφων είναι πραγματικά το πρώτο στάδιο "ζώου".
Η δεύτερη μεγάλη εφεύρεση των σκωλήκων (που απουσιάζει στους πλατυέλμινθες) είναι η παρουσία τροφικού διαύλου και πεπτικής λειτουργίας: στο ένα άκρο, ένα στόμα εισάγει την τροφή, στο άλλο, ένας πρωκτός εξάγει τα απόβλητα. Μεταξύ του «εξωτερικού σωλήνα» που σχηματίζει το δέρμα (εξώδερμα) και του «εσωτερικού σωλήνα» (ενδόδερμα) που είναι ο πεπτικός δίαυλος, ένας ενδιάμεσος ιστός, το μεσόδερμα, μπορεί να αναπτυχθεί και να σχηματίσει εσωτερικά όργανα περισσότερο ή λιγότερο πολύπλοκα.
Η εφεύρεση του πεπτικού σωλήνα από την προγονική γαστρική κοιλότητα φαίνεται να έχει πραγματοποιηθεί δύο φορές. Στα Πρωτοστόμια, τα δύο ανοίγματα του πεπτικού σωλήνα σχηματίσθηκαν από έναν βλαστοπόρο, του οποίου τα χείλη πλησίασαν για να σχηματίσουν ένα δίαυλο με διαμήκη συγκόλληση. Στα Δευτεροστόμια, το άνοιγμα του βλαστοπόρου μετατρέπεται σε πρωκτό, ο τροφικός δίαυλος σχηματίζεται από μία μετέπειτα διάτρηση που θα εξελιχθεί προς το στόμα.
Από τους σκώληκες προέρχεται και μία δεύτερη μείζων εξελικτική προσαρμογή: η αυλάκωση (μεταμέρεια). Αυτή η εφεύρεση φαίνεται εξίσου να έχει πραγματοποιηθεί σε πολλούς διαφορετικούς κλάδους.