กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 12 นาที

เปลือกหอย

เปลือกของหอย (หรือหอย ) โดยทั่วไปเป็นโครงกระดูกภายนอก ที่เป็นแคลเซียม ซึ่งห่อหุ้ม รองรับ และปกป้องส่วนที่อ่อนนุ่มของสัตว์ในไฟลัม...

เปลือกหอย

ความหลากหลายและความแตกต่างของเปลือกหอยชนิดต่างๆ ที่จัดแสดง

เปลือกของหอย (หรือหอย[ a ] ) โดยทั่วไปเป็นโครงกระดูกภายนอก ที่เป็นแคลเซียม ซึ่งห่อหุ้ม รองรับ และปกป้องส่วนที่อ่อนนุ่มของสัตว์ในไฟลัม Molluscaซึ่งรวมถึงหอยทากหอยกาบหอยงาช้างและอีกหลายชั้น ไม่ใช่หอยที่มีเปลือกทุกชนิดจะอาศัยอยู่ในทะเล หลายชนิดอาศัยอยู่บนบกและในน้ำจืด

เชื่อกันว่าบรรพบุรุษของหอยมีเปลือก แต่ต่อมาเปลือกนั้นได้หายไปหรือลดขนาดลงในบางวงศ์ เช่น ปลาหมึก ปลาหมึกยักษ์ และกลุ่มเล็กๆ บางกลุ่ม เช่นcaudofoveata และ solenogastres [ 3 ] ปัจจุบันมีหอยที่มีเปลือกมากกว่า 100,000 ชนิด มีข้อถกเถียงกันอยู่ว่าหอยที่มีเปลือกเหล่านี้จัดอยู่ในกลุ่มโมโนฟิเลติก (conchifera) หรือว่าหอยที่ไม่มีเปลือกถูกแทรกเข้าไปในแผนผังวงศ์ของพวกมัน[ 4 ]

มาลาโคโลจี (Malacology)คือการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหอยในฐานะสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีสาขาหนึ่งที่อุทิศให้กับการศึกษาเปลือกหอย และสาขานี้เรียกว่าคอนโคโลจี (Conchology) —ถึงแม้ว่าในอดีตและในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์บางส่วนยังคงใช้คำเหล่านี้สลับกันอยู่บ้าง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในยุโรป)

ในหอยบางชนิดมักมีความแตกต่างกันอย่างมากในรูปทรง ลวดลาย การตกแต่ง และสีของเปลือกหอย

การก่อตัว

เปลือกหอยชนิดต่างๆ (หอยทาก: เปลือกหอยทากบกและเปลือกหอยทะเล)
เปลือกหอย สองฝา ชนิด Petricola pholadiformisที่ปิดและเปิดอยู่ เปลือกหอยสองฝาประกอบด้วยฝาสองฝาที่เชื่อมต่อกันด้วยเอ็นยึด
ภาพสี่มุมของเปลือกหอยทากบกArianta arbustorum
หอยสองฝายักษ์ ( Tridacna gigas ) เป็นหอยสองฝาชนิดที่ใหญ่ที่สุดที่ยังมีชีวิตอยู่ เนื้อเยื่อหุ้มตัวหอยสามารถมองเห็นได้ระหว่างฝาหอยที่เปิดอยู่

เปลือกของหอยนั้นถูกสร้าง ซ่อมแซม และบำรุงรักษาโดยส่วนหนึ่งของโครงสร้างทางกายวิภาคที่เรียกว่าแมนเทิลการบาดเจ็บหรือสภาวะผิดปกติใดๆ ของแมนเทิลมักจะสะท้อนให้เห็นในรูปร่าง รูปทรง และแม้กระทั่งสีของเปลือก เมื่อสัตว์เผชิญกับสภาวะที่รุนแรงซึ่งจำกัดแหล่งอาหาร หรือทำให้มันจำศีลชั่วขณะ แมนเทิลมักจะหยุดผลิตสารของเปลือก เมื่อสภาวะดีขึ้นอีกครั้งและแมนเทิลกลับมาทำหน้าที่อีกครั้ง จะเกิด "เส้นการเจริญเติบโต" ขึ้น[ 5 ] [ 6 ]

ขอบแมนเทิลหลั่งเปลือกที่มีส่วนประกอบสองส่วน ส่วนประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์และไกลโคโปรตีน[ 7 ]องค์ประกอบของมันอาจแตกต่างกันอย่างมาก: หอยบางชนิดใช้ยีนควบคุมไคตินหลากหลายชนิดเพื่อสร้างเมทริกซ์ ในขณะที่บางชนิดแสดงออกเพียงยีนเดียว ซึ่งบ่งชี้ว่าบทบาทของไคตินในโครงสร้างเปลือกมีความแปรปรวนสูง[ 8 ]อาจไม่มีไคตินเลยในโมโนพลาโคโฟรา[ 9 ]โครงสร้างอินทรีย์นี้ควบคุมการก่อตัวของผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต[ 10 ] [ 11 ] (ไม่เคยเป็นฟอสเฟต[ 12 ]ยกเว้นโคครีโฟรา[ 13 ] ที่น่าสงสัย ) และกำหนดเวลาและสถานที่ที่ผลึกเริ่มและหยุดการเติบโต และความเร็วในการขยายตัว มันยังควบคุมโพลีมอร์ฟของผลึกที่สะสม[ 8 ] [ 14 ]ควบคุมตำแหน่งและการยืดตัวของผลึกและป้องกันการเติบโตของผลึกเมื่อเหมาะสม[ 7 ]

การสร้างเปลือกต้องอาศัยกลไกทางชีวภาพบางอย่าง เปลือกจะถูกสะสมไว้ภายในช่องเล็กๆ ที่เรียกว่าช่องว่างนอกเปลือก (extrapallial space) ซึ่งถูกปิดผนึกจากสิ่งแวดล้อมโดยเพ ริโอสตราคั ม (periostracum)ซึ่งเป็นชั้นนอกที่คล้ายหนังรอบขอบเปลือก ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดการเจริญเติบโต ชั้นนี้ปิดกั้นช่องว่างนอกเปลือก โดยมีขอบเขตบนพื้นผิวอื่นๆ เป็นเปลือกที่มีอยู่และแมนเทิล[ 4 ] : 475 เพริโอสตราคัมทำหน้าที่เป็นโครงสร้างที่ช่วยให้ชั้นนอกของคาร์บอเนตสามารถแขวนลอยอยู่ได้ แต่การปิดผนึกช่องยังช่วยให้เกิดการสะสมของไอออนในความเข้มข้นที่เพียงพอต่อการตกผลึก การสะสมของไอออนถูกขับเคลื่อนโดยปั๊มไอออนที่บรรจุอยู่ภายในเยื่อบุผิวที่สร้างแคลเซียม[ 4 ]ไอออนแคลเซียมได้รับจากสิ่งแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตผ่านทางเหงือก ลำไส้ และเยื่อบุผิว ขนส่งโดยฮีโมลิมฟ์ ("เลือด") ไปยังเยื่อบุผิวที่สร้างแคลเซียม และเก็บสะสมเป็นเม็ดเล็กๆ ภายในหรือระหว่างเซลล์ พร้อมที่จะละลายและสูบฉีดเข้าไปในช่องว่างนอกพัลเลียลเมื่อจำเป็น[ 4 ]เมทริกซ์อินทรีย์ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่ชี้นำการตกผลึก และการตกตะกอนและอัตราของผลึกยังถูกควบคุมโดยฮอร์โมนที่ผลิตโดยหอย[ 4 ​​] : 475 เนื่องจากช่องว่างนอกพัลเลียลมีความอิ่มตัวสูง เมทริกซ์จึงอาจถูกมองว่าขัดขวางมากกว่าส่งเสริมการตกตะกอนของคาร์บอเนต แม้ว่ามันจะทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของผลึกและควบคุมรูปร่าง การวางแนว และโพลีมอร์ฟของผลึก แต่ก็ยังยุติการเจริญเติบโตของผลึกเมื่อถึงขนาดที่ต้องการ[ 4 ]การเกิดนิวเคลียสเป็นแบบเอนโดเอพิเธเลียลในNeopilinaและNautilusแต่เป็นแบบเอ็กโซเอพิเธเลียลในหอยสองฝาและหอยทาก[ 15 ]

การสร้างเปลือกเกี่ยวข้องกับยีนและปัจจัยการถอดรหัสจำนวนมาก โดยรวมแล้ว ปัจจัยการถอดรหัสและยีนส่งสัญญาณมีการอนุรักษ์ไว้อย่างดี แต่โปรตีนในซีเครโทมนั้นมีการเปลี่ยนแปลงสูงและวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว[ 16 ] engrailedทำหน้าที่กำหนดขอบของบริเวณเปลือกdppควบคุมรูปร่างของเปลือก และHox1และHox4มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเริ่มต้นของการสร้างแร่ธาตุ[ 17 ]ในเอ็มบริโอของหอยทากHox1จะถูกแสดงออกในบริเวณที่มีการสร้างเปลือก[ 18 ]อย่างไรก็ตาม ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างยีนHoxกับการสร้างเปลือกของเซฟาโลพอด[ 19 ]เพอร์ลูซินเพิ่มอัตราการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตเพื่อสร้างเปลือกเมื่ออยู่ในน้ำทะเลอิ่มตัว[ 20 ]โปรตีนนี้มาจากกลุ่มโปรตีนเดียวกัน ( เลคตินชนิด C ) กับโปรตีนที่รับผิดชอบในการสร้างเปลือกไข่และผลึกหินในตับอ่อน แต่บทบาทของเลคตินชนิด C ในการสร้างแร่ธาตุยังไม่ชัดเจน[ 20 ]เพอร์ลูซินทำงานร่วมกับเพอร์ลัสทริน[ 20 ] ซึ่งเป็น ญาติที่มีขนาดเล็กกว่าของลัสทริน Aซึ่งเป็นโปรตีนที่รับผิดชอบความยืดหยุ่นของชั้นอินทรีย์ที่ทำให้มุกทนต่อการแตกได้ดี[ 21 ]ลัสทริน A มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันอย่างมากกับโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแร่ธาตุในไดอะตอมแม้ว่าไดอะตอมจะใช้ซิลิกา ไม่ใช่แคลไซต์ ในการสร้างเปลือกของมันก็ตาม[ 22 ]

การพัฒนา

เปลือกหอยในพิพิธภัณฑ์แมนเชสเตอร์

บริเวณที่สร้างเปลือกจะแยกตัวออกตั้งแต่ระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อน บริเวณของเอกโตเดอร์มจะหนาขึ้น จากนั้นจะเว้าเข้าไปกลายเป็น "ต่อมสร้างเปลือก" รูปร่างของต่อมนี้สัมพันธ์กับรูปร่างของเปลือกในตัวเต็มวัย ในหอยทาก ต่อมนี้จะเป็นเพียงหลุมเล็กๆ ในขณะที่ในหอยสองฝา ต่อมนี้จะสร้างร่องซึ่งในที่สุดจะกลายเป็นเส้นบานพับระหว่างเปลือกทั้งสอง โดยเชื่อมต่อกันด้วยเอ็น[ 4 ]ต่อมาต่อมจะยื่นออกมาในหอยที่มีเปลือกภายนอก[ 4 ]ในขณะที่เว้าเข้าไปนั้น เพริโอสตราคัม ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำยันสำหรับเปลือกที่กำลังพัฒนา จะถูกสร้างขึ้นรอบๆ ช่องเปิดของการเว้าเข้าไป ทำให้สามารถวางเปลือกได้เมื่อต่อมยื่นออกมา[ 4 ]เอนไซม์หลากหลายชนิดจะถูกแสดงออกในระหว่างการสร้างเปลือก รวมถึงคาร์บอนิกแอนไฮดราส อัลคาไลน์ฟอสฟาเตส และ DOPA-ออกซิเดส (ไทโรซิเนส)/เพอร์ออกซิเดส[ 4 ]

รูปทรงของเปลือกหอยถูกจำกัดด้วยระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิต ในหอยที่มีระบบนิเวศเปลี่ยนแปลงจากระยะตัวอ่อนไปเป็นระยะตัวเต็มวัย สัณฐานวิทยาของเปลือกหอยก็มีการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดในช่วงการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง[ 16 ]เปลือกของตัวอ่อนอาจมีแร่ธาตุที่แตกต่างจากเปลือกหอยของตัวเต็มวัยอย่างสิ้นเชิง อาจเกิดจากแคลไซต์อสัณฐานตรงข้ามกับเปลือกหอยของตัวเต็มวัยที่เป็นอะราโกไนต์[ 4 ]

ในหอยที่มีเปลือกซึ่งมีการเจริญเติบโตแบบไม่จำกัดเปลือกจะเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่องตลอดช่วงชีวิตของหอย โดยการเพิ่มแคลเซียมคาร์บอเนตเข้าไปที่ขอบด้านหน้าหรือช่องเปิด ดังนั้นเปลือกจึงค่อยๆ ยาวและกว้างขึ้นในรูปทรงเกลียวที่ใหญ่ขึ้น เพื่อรองรับสัตว์ที่กำลังเติบโตอยู่ภายในได้ดีขึ้น เปลือกจะหนาขึ้นเมื่อมันเติบโต เพื่อให้มีความแข็งแรงสมส่วนกับขนาดของมัน

การสูญเสียรอง

การสูญเสียเปลือกในหอยทากตัวเต็มวัยบางชนิดเกิดขึ้นจากการทิ้งเปลือกตัวอ่อน ในขณะที่หอยทากชนิดอื่นและเซฟาโลพอด เปลือกจะหลุดหรือสลายตัวโดยการดูดซับส่วนประกอบคาร์บอเนตของเปลือกโดยเนื้อเยื่อแมนเทิล[ 23 ]

โปรตีนเปลือก

โปรตีน ที่ละลายได้[ 24 ]และไม่ละลาย[ 25 ]หลายร้อยชนิด[ 16 ]ควบคุมการสร้างเปลือก โปรตีนเหล่านี้ถูกหลั่งเข้าไปในช่องว่างนอกเยื่อหุ้มโดยแมนเทิล ซึ่งยังหลั่งไกลโคโปรตีน โปรตีโอไกลแคน โพลีแซคคาไรด์ และไคตินที่ประกอบเป็นเมทริกซ์อินทรีย์ของเปลือก[ 4 ]โปรตีนที่ไม่ละลายมักถูกมองว่ามีบทบาทสำคัญ/หลักในการควบคุมการตกผลึก[ 24 ]เมทริกซ์อินทรีย์ของเปลือกมักประกอบด้วย β-ไคตินและไฟโบรอินไหม[ 26 ]เพอร์ลูซินช่วยกระตุ้นการตกตะกอนของคาร์บอเนต และพบได้ที่ส่วนต่อประสานของชั้นไคตินและอะราโกไนต์ในเปลือกบางชนิด[ 20 ] เมทริกซ์เปลือกที่เป็นกรดดูเหมือนจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างเปลือก อย่างน้อยก็ในเซฟาโลพอด เมทริกซ์ใน กระดูกกลาเดียสของปลาหมึกที่ไม่มีแร่ธาตุเป็นเบส[ 27 ]

ในหอยนางรมและอาจรวมถึงหอยส่วนใหญ่ ชั้นมุกมีโครงสร้างอินทรีย์ของโปรตีน MSI60 ซึ่งมีโครงสร้างคล้ายใยแมงมุมและก่อตัวเป็นแผ่น[ 25 ]ชั้นปริซึมใช้ MSI31 ในการสร้างโครงสร้าง ซึ่งก็ก่อตัวเป็นแผ่นพับเบต้าเช่นกัน[ 25 ]เนื่องจากกรดอะมิโนที่เป็นกรด เช่น กรดแอสปาร์ติกและกรดกลูตามิก เป็นตัวกลางที่สำคัญของการสร้างแร่ชีวภาพ โปรตีนในเปลือกจึงมักอุดมไปด้วยกรดอะมิโนเหล่านี้[ 28 ]กรดแอสปาร์ติกซึ่งสามารถประกอบเป็นโปรตีนโครงสร้างเปลือกได้ถึง 50% มีมากที่สุดในชั้นแคลไซต์ และยังพบมากในชั้นอะราโกไนต์ โปรตีนที่มีสัดส่วนของกรดกลูตามิกสูงมักเกี่ยวข้องกับแคลเซียมคาร์บอเนตอสัณฐาน[ 26 ]

ส่วนประกอบที่ละลายได้ของเมทริกซ์เปลือกทำหน้าที่ยับยั้งการตกผลึกเมื่ออยู่ในรูปที่ละลายได้ แต่เมื่อเกาะติดกับพื้นผิวที่ไม่ละลาย จะทำให้เกิดการก่อตัวของผลึกได้ การเปลี่ยนจากรูปที่ละลายได้ไปเป็นรูปที่เกาะติดและกลับมาอีกครั้ง โปรตีนสามารถสร้างการเติบโตอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดโครงสร้างแบบกำแพงอิฐของเปลือก[ 4 ]

อาจเป็นไปได้ที่จะใช้ข้อมูลโปรตีนเปลือกในระบบอนุกรม วิธานของหอยทาก เช่น เพื่อจำแนกความหลากหลายในระดับชนิด แต่จำเป็นต้องมีการพัฒนาวิธีการเพิ่มเติม[ 29 ]

เคมี

การสร้างเปลือกในหอยดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับการหลั่งแอมโมเนียซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากยูเรีย การมีไอออนแอมโมเนียมจะเพิ่มค่า pH ของของเหลวนอกเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเอื้อต่อการสะสมของแคลเซียมคาร์บอเนต กลไกนี้ได้รับการเสนอไม่เพียงแต่สำหรับหอยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสายพันธุ์ที่สร้างแร่ธาตุอื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องด้วย[ 30 ]

โครงสร้าง

เวนท์เลแทรปอันล้ำค่า: เปลือกหอยรูปทรงเกลียวของหอยทะเลEpitonium scalare

โดยทั่วไปแล้วชั้นแคลเซียมคาร์บอเนตในเปลือกหอยมีสองประเภท คือ ชั้นนอกที่มีลักษณะคล้ายชอล์กและเป็นผลึกทรงปริซึม และชั้นในที่มีลักษณะเป็นมุก เป็นแผ่นบางๆ หรือเป็นมุก ชั้นเหล่านี้มักประกอบด้วยสารที่เรียกว่าคอนชิโอลิน ซึ่งมักทำหน้าที่ช่วยยึดเกาะผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตเข้าด้วยกัน คอนชิโอลิ น ประกอบด้วยโปรตีนที่ผ่านการฟอกด้วยค วิโนนเป็นส่วนใหญ่

ชั้นเพริโอสตราคัมและชั้นปริซึมถูกสร้างขึ้นโดยแถบเซลล์ขอบ ทำให้เปลือกเติบโตที่ขอบด้านนอก ในทางกลับกัน ชั้นมุกเกิดจากพื้นผิวหลักของแมนเทิล[ 31 ]

เปลือกหอยบางชนิดมีเม็ดสีที่ฝังอยู่ในโครงสร้าง นี่คือสาเหตุที่ทำให้เปลือกหอย บางชนิด และเปลือกหอยทากบกเขตร้อนบางชนิดมีสีสันและลวดลายที่สวยงาม เม็ดสีในเปลือกหอยเหล่านี้บางครั้งประกอบด้วยสารประกอบ เช่นไพร์โรลและพอร์ฟิริน

เปลือกหอยเกือบทั้งหมดประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต หลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นแคลไซต์หรืออาราโกไนต์ ในหลายกรณี เช่น เปลือกของหอยทากทะเลหลายชนิด ชั้นต่างๆ ของเปลือกประกอบด้วยแคลไซต์และอาราโกไนต์ ในบางชนิดที่อาศัยอยู่ใกล้ปล่องภูเขาไฟใต้ทะเล จะใช้ เหล็กซัลไฟด์ในการสร้างเปลือก ฟอสเฟตไม่เคยถูกใช้โดยหอย[ 12 ]ยกเว้นCobcrephoraซึ่งความสัมพันธ์กับหอยยังไม่แน่นอน[ 13 ]

เปลือกหอยเป็นวัสดุผสมที่ประกอบด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต (พบได้ทั้งในรูปแคลไซต์หรืออะราโกไนต์ ) และโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ (ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์) เปลือกหอยสามารถมีโครงสร้างระดับจุลภาคได้หลากหลายรูปแบบ รูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือแบบแผ่นไขว้ (อะราโกไนต์) แบบปริซึม (อะราโกไนต์หรือแคลไซต์) แบบเนื้อเดียวกัน (อะราโกไนต์) แบบเป็นแผ่น (อะราโกไนต์) และแบบมุก (อะราโกไนต์) แม้จะไม่ใช่รูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุด แต่แบบมุกเป็นชนิดของชั้นที่ได้รับการศึกษามากที่สุด

ขนาด

ในหอยมีเปลือกส่วนใหญ่ เปลือกจะมีขนาดใหญ่พอที่จะให้ส่วนที่อ่อนนุ่มทั้งหมดหดเข้าไปด้านในได้เมื่อจำเป็น เพื่อป้องกันการถูกล่าหรือการขาดน้ำ อย่างไรก็ตาม มีหอยทากหลายชนิดที่มีเปลือกลดขนาดลงบ้างหรือลดขนาดลงอย่างมาก จนให้การป้องกันเพียงส่วนอวัยวะภายในเท่านั้น แต่มีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะให้ส่วนที่อ่อนนุ่มอื่นๆ หดเข้าไปได้ ลักษณะเช่นนี้พบได้บ่อยในหอย ฝาเดียว กลุ่มโอพิสโทแบรนช์และในหอยปอด บางชนิด เช่นหอยกึ่งทากเป็นต้น

หอยทากบางชนิดไม่มีเปลือกเลย หรือมีเพียงเปลือกภายในหรือเม็ดแคลเซียมภายใน และหอยทากเหล่านี้มักถูกเรียกว่าทากทากกึ่งเปลือกเป็นทากปอดที่มีเปลือกภายนอกลดขนาดลงอย่างมาก ซึ่งในบางกรณีอาจถูกปกคลุมด้วยเนื้อเยื่อหุ้มบางส่วน

รูปร่าง

รูปร่างของเปลือกหอยถูกควบคุมโดยทั้งปัจจัยการถอดรหัส (เช่นengrailedและdecapentaplegic ) และอัตราการพัฒนา การลดความซับซ้อนของรูปร่างเปลือกหอยนั้นเชื่อกันว่าวิวัฒนาการได้ค่อนข้างง่าย และสายพันธุ์หอยทากหลายสายพันธุ์ได้สูญเสียรูปร่างขดที่ซับซ้อนไปโดยอิสระ อย่างไรก็ตาม การกลับมาขดตัวอีกครั้งต้องอาศัยการปรับเปลี่ยนทางสัณฐานวิทยาหลายอย่างและเกิดขึ้นได้ยากกว่ามาก ถึงกระนั้นก็ยังสามารถทำได้ เป็นที่ทราบกันดีจากสายพันธุ์หนึ่งที่ไม่ขดตัวเป็นเวลาอย่างน้อย 20 ล้านปี ก่อนที่จะปรับเปลี่ยนจังหวะการพัฒนาเพื่อฟื้นฟูรูปร่างขดตัว[ 32 ]

อย่างน้อยในหอยสองฝา รูปร่างจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเจริญเติบโต แต่รูปแบบการเจริญเติบโตจะคงที่ ในแต่ละจุดรอบช่องเปิดของเปลือก อัตราการเจริญเติบโตจะคงที่ ส่งผลให้พื้นที่ต่างๆ เจริญเติบโตในอัตราที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงเกิดการม้วนตัวของเปลือกและการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง - ความโค้ง และรูปร่างของช่องเปิด - ในลักษณะที่คาดการณ์ได้และสม่ำเสมอ[ 33 ]

รูปร่างของเปลือกมีทั้งองค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรม โคลนของหอยทากสามารถแสดงรูปร่างเปลือกที่แตกต่างกันได้ อันที่จริง ความแปรผันภายในสายพันธุ์อาจมีขนาดใหญ่กว่าความแปรผันระหว่างสายพันธุ์หลายเท่า[ 34 ]

มีการใช้คำศัพท์หลายคำเพื่ออธิบายรูปร่างของเปลือกหอย ในหอยฝาเดียว เปลือกเอนโดสทริกจะม้วนไปด้านหลัง (ออกจากหัว) ในขณะที่เปลือกเอ็กโซสทริกจะม้วนไปด้านหน้า[ 35 ]คำศัพท์ที่เทียบเท่ากันในหอยสองฝาคือ opisthogyrate และ prosogyrate ตามลำดับ[ 36 ]

มุก

มุกหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่ามุก เป็นชั้นในของโครงสร้างเปลือกในกลุ่มหอยทากและหอยสองฝาบางกลุ่ม โดยส่วนใหญ่อยู่ในวงศ์ที่เก่าแก่กว่า เช่น หอยทากทะเล ( Trochidae ) และหอยนางรมมุก ( Pteriidae ) เช่นเดียวกับชั้นแคลเซียมอื่นๆ ของเปลือก มุกถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์เยื่อบุผิว (ที่เกิดจากชั้นเนื้อเยื่อต้นกำเนิดectoderm ) ของเนื้อเยื่อแมนเทิล อย่างไรก็ตาม มุกดูเหมือนจะไม่ใช่การดัดแปลงจากเปลือกประเภทอื่นๆ เนื่องจากใช้โปรตีนชุดที่แตกต่างกัน[ 37 ]

วิวัฒนาการ

บันทึกฟอสซิลแสดงให้เห็นว่าหอยทุกชั้นวิวัฒนาการเมื่อประมาณ 500 ล้านปีก่อน[ 38 ]จากบรรพบุรุษที่มีเปลือกซึ่งมีลักษณะคล้ายกับโมโนพลาโคโฟแรนในปัจจุบัน และการดัดแปลงรูปร่างของเปลือกในที่สุดก็นำไปสู่การก่อตัวของชั้นและวิถีชีวิตใหม่[ 39 ]อย่างไรก็ตาม ข้อมูลทางโมเลกุลและชีววิทยาที่เพิ่มมากขึ้นบ่งชี้ว่าอย่างน้อยลักษณะเปลือกบางอย่างได้วิวัฒนาการหลายครั้งอย่างอิสระ[ 40 ]ชั้นมุกของเปลือกเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน แต่แทนที่จะวิวัฒนาการได้ยาก ในความเป็นจริงแล้วมันเกิดขึ้นหลายครั้งแบบลู่เข้า[ 40 ] ยีนที่ใช้ควบคุมการก่อตัวของมันแตกต่างกันอย่างมากระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิต: ยีน (ที่ไม่ใช่ยีนพื้นฐาน) ที่แสดงออกในเปลือกที่สร้างมุกของหอยทากน้อยกว่า 10% ยังพบในเปลือกที่เทียบเท่ากันของหอยสองฝา และยีนที่ใช้ร่วมกันส่วนใหญ่เหล่านี้ยังพบในอวัยวะที่สร้างแร่ธาตุในสายพันธุ์ดิวเทอโรสโตม[ 8 ] ต้นกำเนิดที่เป็นอิสระของลักษณะนี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมจากความแตกต่างทางผลึกศาสตร์ระหว่างกลุ่ม: การวางแนวของแกนของ 'อิฐ' อาราโกไนต์ที่สะสมซึ่งประกอบเป็นชั้นมุกนั้นแตกต่างกันในแต่ละโมโนพลาโคโฟรา หอยทาก และหอยสองฝา[ 8 ]

เปลือกหอย (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเปลือกหอยของสัตว์ทะเล) มีความทนทานมากและคงอยู่ได้นานกว่าตัวสัตว์ที่มีลำตัวอ่อนนุ่มที่สร้างเปลือกหอยเหล่านั้นเสียอีก (บางครั้งอาจนานเป็นพันปีแม้ว่าจะไม่กลายเป็นฟอสซิลก็ตาม) เปลือกหอยทะเลส่วนใหญ่กลายเป็นฟอสซิลได้ค่อนข้างง่าย และฟอสซิลเปลือกหอยมีอายุย้อนไปถึง ยุค แคมเบรียนบางครั้งเปลือกหอยจำนวนมากจะก่อตัวเป็นตะกอน และเมื่อเวลาผ่านไปในทางธรณีวิทยา อาจถูกอัดแน่นจนกลายเป็นหินปูน ได้

ฟอสซิลของหอยส่วนใหญ่ประกอบด้วยเปลือกของพวกมัน เนื่องจากเปลือกมักเป็นส่วนที่มีแร่ธาตุเพียงส่วนเดียวของหอย (อย่างไรก็ตาม โปรดดูAptychusและoperculum ด้วย ) เปลือกมักจะถูกเก็บรักษาไว้ในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต โดยปกติแล้วอาราโกไนต์จะถูกแทนที่ด้วยแคลไซต์[ 41 ]อาราโกไนต์สามารถได้รับการปกป้องจากการตกผลึกใหม่ได้หากน้ำถูกกันออกไปโดยสารที่มีคาร์บอน แต่สารนี้ไม่ได้สะสมในปริมาณที่เพียงพอจนกระทั่งถึงยุคคาร์บอนิเฟอรัส ดังนั้นอาราโกไนต์ที่เก่ากว่ายุคคาร์บอนิเฟอรัสจึงแทบไม่เป็นที่รู้จัก แต่โครงสร้างผลึกดั้งเดิมบางครั้งสามารถอนุมานได้ในสถานการณ์ที่โชคดี เช่น หากสาหร่ายเกาะติดพื้นผิวของเปลือกอย่างแน่นหนา หรือหากแม่พิมพ์ฟอสเฟตเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในระหว่างกระบวนการไดอะเจเนซิส[ 41 ]

อะพลาโคโฟราที่ไม่มีเปลือกมีคิวติเคิลไคตินซึ่งมีลักษณะคล้ายกับโครงสร้างของเปลือก มีการเสนอแนะว่าการฟอกหนังของคิวติเคิลนี้ร่วมกับการแสดงออกของโปรตีนเพิ่มเติม อาจเป็นพื้นฐานทางวิวัฒนาการสำหรับการหลั่งเปลือกแคลเซียมในหอยบรรพบุรุษที่มีลักษณะคล้ายอะพลาโคโฟรา[ 42 ]

เปลือกของหอยได้ถูกทำให้เป็นเปลือกภายในในสายพันธุ์จำนวนมาก รวมถึงเซฟาโลพอดโคเลออยด์และสายพันธุ์หอยทากหลายสายพันธุ์ การคลายตัวของหอยทากส่งผลให้เกิดเปลือกภายใน และสามารถกระตุ้นได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงการพัฒนาเพียงเล็กน้อย เช่น การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากการสัมผัสกับความเข้มข้นของแพลทินัมสูง[ 43 ]

การสร้างรูปแบบ

กระบวนการสร้างรูปแบบ ในเปลือกหอยได้รับการจำลองสำเร็จโดยใช้ ระบบปฏิกิริยา-การแพร่กระจายแบบหนึ่งมิติโดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบ Gierer-Meinhardtซึ่งอาศัยแบบจำลอง Turingเป็น หลัก [ 44 ]

พันธุ์ต่างๆ

โมโนพลาโคโฟรา

ชั้นมุกของเปลือกหอยโมโนพลาโคโฟรานดูเหมือนจะมีการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง ในขณะที่มุกปกติ และบางส่วนของชั้นมุกของโมโนพลาโคโฟรานชนิดหนึ่ง ( Veleropilina zografi ) ประกอบด้วยผลึกอาราโกไนต์ที่มีลักษณะคล้ายอิฐ แต่ในโมโนพลาโคโฟราน อิฐเหล่านี้มีลักษณะคล้ายแผ่นเรียงซ้อนกัน[ 9 ] แกนcตั้งฉากกับผนังเปลือก และ แกน aขนานกับทิศทางการเจริญเติบโต อาราโกไนต์ที่เรียงตัวเป็นแผ่นนี้สันนิษฐานว่าวิวัฒนาการมาจากชั้นมุก ซึ่งในอดีตเคยสับสนกัน แต่ถือเป็นสิ่งใหม่ในกลุ่มหอย[ 9 ]

ไคตัน

หอยฝาเดียวTonicella lineataปลายด้านหน้าหันไปทางขวา

เปลือกของไคตอนประกอบด้วยแผ่นหินปูน แปดแผ่นที่ซ้อนทับกัน ล้อมรอบด้วยแถบคาด

หอยทาก

หอยทากทะเลชนิดCypraea chinensisหรือหอยเบี้ยจีน แสดงให้เห็นส่วนเนื้อหุ้มลำตัวที่ยื่นออกมาบางส่วน

ในสัตว์ทะเลบางสกุล ในระหว่างการเจริญเติบโตตามปกติ สัตว์จะผ่านช่วงพักตัวเป็นระยะๆ ซึ่งเปลือกจะไม่ขยายขนาดโดยรวม แต่จะสร้างขอบเปลือกที่หนาและแข็งแรงขึ้นอย่างมากแทน เมื่อโครงสร้างเหล่านี้เกิดขึ้นซ้ำๆ โดยมีการเจริญเติบโตตามปกติระหว่างช่วงพักตัว หลักฐานของรูปแบบการเจริญเติบโตนี้จะปรากฏให้เห็นที่ด้านนอกของเปลือก และบริเวณแนวตั้งที่หนาผิดปกติเหล่านี้เรียกว่าวารีซ (varices) หรือวาริกซ์ (varix ) วารีซเป็นลักษณะทั่วไปในหอยทากทะเลบางวงศ์ ได้แก่วงศ์ Bursidae , MuricidaeและRanellidae

สุดท้ายนี้ หอยทากที่มีรูปแบบการเจริญเติบโตที่แน่นอน อาจสร้างโครงสร้างริมฝีปากเดียวและสุดท้ายเมื่อใกล้ถึงวัยเจริญพันธุ์ หลังจากนั้นการเจริญเติบโตจะหยุดลง ตัวอย่างเช่น หอยเบี้ย ( Cypraeidae ) และหอยหมวก ( Cassidae ) ซึ่งทั้งสองชนิดมีริมฝีปากที่ม้วนเข้าด้านใน หอยสังข์แท้ ( Strombidae ) ที่มีริมฝีปากบานออก และหอยทากบก หลายชนิด ที่พัฒนาโครงสร้างฟันหรือช่องเปิดที่แคบลงเมื่อโตเต็มที่

ไซเปรียไทกริส
ไซเปรีย ไทกริส

เซฟาโลพอด

Nautilus belauensisเป็นหนึ่งใน สัตว์ทะเลกลุ่ม เซฟาโลพอ ดเพียง 6 ชนิดที่ยังมีเปลือกหุ้มภายนอก

นอติลัสเป็น สัตว์ ในกลุ่มเซฟาโลพอดที่ยังมีชีวิตอยู่เพียงชนิดเดียวที่มีเปลือกหุ้มภายนอก สัตว์ในกลุ่มเซฟาโลพอดที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งมีเปลือกหุ้มภายนอก ได้แก่นอติลอยด์ ชนิดอื่นๆ และอนุวงศ์แอมโมไนเดียปลาหมึกกระดองปลาหมึก ยักษ์ ปลาหมึกสไปรูลา ปลาหมึกแวมไพร์และปลาหมึกยักษ์ซิเรต มีเปลือกหุ้มภายในขนาดเล็ก ปลาหมึกยักษ์เพศเมียในสกุลอาร์โกเนาตาจะสร้างเปลือกไข่ที่บางเหมือนกระดาษซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยบางส่วนของพวกมัน และโดยทั่วไปแล้วเปลือกไข่นี้ถูกมองว่าเป็น "เปลือก" แม้ว่ามันจะไม่ได้ติดอยู่กับตัวของสัตว์ก็ตาม

หอยสองฝา

เปลือกของหอยสองฝาประกอบด้วยสองส่วน คือ เปลือกสองอันที่เชื่อมต่อกันด้วยบานพับและยึดติดกันด้วยเอ็น

สแคโฟพอด

เปลือกงาช้างของAntalis vulgaris

เปลือกของหอยกาบหลายชนิดมีรูปร่างโดยรวมคล้ายงาช้างขนาดเล็กยกเว้นว่ามันกลวงและเปิดอยู่ทั้งสองด้าน

ความเสียหายต่อเปลือกหอยในคอลเลกชัน

เนื่องจากเปลือกหอยมีโครงสร้างหลักเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต จึงมีความอ่อนแอต่อการถูกทำลายโดยไอระเหยที่เป็นกรด ซึ่งอาจกลายเป็นปัญหาเมื่อเปลือกหอยถูกเก็บรักษาหรือจัดแสดง และอยู่ใกล้กับวัสดุที่ไม่เหมาะสำหรับการเก็บรักษาในระยะเวลานาน สภาวะนี้เรียกว่าโรคของไบน์หรือการผุกร่อนแบบไบน์เซียน

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^ในสหรัฐอเมริกา มักสะกดว่า "mollusk" แต่ในที่อื่นๆ นิยมสะกดว่า "mollusc" [ 1 ] [ 2 ]

อ่านเพิ่มเติม

  • Abbott R. Tucker และ S. Peter Dance, สารานุกรมเปลือกหอย, คู่มือภาพสีเต็มรูปแบบเกี่ยวกับเปลือกหอยทะเลมากกว่า 4,200 ชนิดทั่วโลก . 1982, EP Dutton, Inc, นิวยอร์ก, ISBN 0-525-93269-0
  • Abbott R. Tucker, เปลือกหอยทั่วโลก: คู่มือสำหรับสายพันธุ์ที่รู้จักกันดี , 1985, Golden Press, นิวยอร์ก, ISBN 0-307-24410-5
  • แอบบอตต์, อาร์. ทักเกอร์, 1986. เปลือกหอยแห่งอเมริกาเหนือ , สำนักพิมพ์เซนต์มาร์ตินส์, นิวยอร์ก, ISBN 1-58238-125-9
  • Abbott, R. Tucker, 1974. เปลือกหอยอเมริกัน . ฉบับที่สอง. แวน นอสแตรนด์ ไรน์โฮลด์, นิวยอร์ก, ไอเอสบีเอ็น 0-442-20228-8
  • Abbott, R. Tucker, 1989, สารานุกรมหอยบก: คู่มือสีสำหรับหอยบกมากกว่า 2,000 ชนิดทั่วโลก , American Malacologists, Madison Publishing Associates Inc, นิวยอร์ก. ISBN 0-915826-23-2
  • นักหอยวิทยาแห่งอเมริกา
  • เปลือกหอยของสัตว์น้ำจืด
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Mollusc_shell&oldid=1338678606 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เปลือกหอย

เปลือกของหอย (หรือหอย ) โดยทั่วไปเป็นโครงกระดูกภายนอก ที่เป็นแคลเซียม ซึ่งห่อหุ้ม รองรับ และปกป้องส่วนที่อ่อนนุ่มของสัตว์ในไฟลัม...

การก่อตัว

เปลือกของหอยนั้นถูกสร้าง ซ่อมแซม และบำรุงรักษาโดยส่วนหนึ่งของโครงสร้างทางกายวิภาคที่เรียกว่า แมนเทิล การบาดเจ็บหรือสภาวะผิดปกติใดๆ ของแมนเทิลมักจะสะท้อนให้เห็นในรูปร่าง รูปทรง และแม้กระทั่งสีของเปลือก เมื่อสัตว์เผชิญกับสภาวะที่รุนแรงซึ่งจำกัดแหล่งอาหาร...

การพัฒนา

บริเวณที่สร้างเปลือกจะแยกตัวออกตั้งแต่ระยะแรกของการพัฒนาตัวอ่อน บริเวณของเอกโตเดอร์มจะหนาขึ้น จากนั้นจะเว้าเข้าไปกลายเป็น "ต่อมสร้างเปลือก" รูปร่างของต่อมนี้สัมพันธ์กับรูปร่างของเปลือกในตัวเต็มวัย ในหอยทาก ต่อมนี้จะเป็นเพียงหลุมเล็กๆ ในขณะที่ในหอยสองฝา...

การสูญเสียรอง

การสูญเสียเปลือกในหอยทากตัวเต็มวัยบางชนิดเกิดขึ้นจากการทิ้งเปลือกตัวอ่อน ในขณะที่หอยทากชนิดอื่นและเซฟาโลพอด เปลือกจะหลุดหรือสลายตัวโดยการดูดซับส่วนประกอบคาร์บอเนตของเปลือกโดยเนื้อเยื่อแมนเทิล [ 23 ]