分节动物（Segmented Animals）
分节动物指体轴重复出现相似结构单元（体节）的后生动物类群，其分节性（metamerism）可表现为外部形态分节（如环节动物体环）、内部器官分节（如节肢动物神经节）或胚胎分节（如脊椎动物体节）。传统分类中包括环节动物门（Annelida）、节肢动物门（Arthropoda）、有爪动物门（Onychophora）等，但现代系统发育学表明分节性在动物界独立演化至少 5 次，属趋同进化现象。
注："分节动物" 非单系群，现多作为描述性术语（参考 Parry et al., 2015）。
| 类群 | 分节特征 | 代表物种 |
|---|
| 环节动物门（Annelida） | 同律分节（体节形态相似），具隔膜、分节神经节 | 蚯蚓（Lumbricus） |
| 节肢动物门（Arthropoda） | 异律分节（体节特化），附肢分节，外骨骼分节板 | 果蝇（Drosophila） |
| 有爪动物门（Onychophora） | 原始分节（无明确隔膜），成对疣足 | 栉蚕（Peripatus） |
- 脊索动物门（Chordata）：胚胎体节（somite）发育为脊椎、肌肉分节
- 缓步动物门（Tardigrada）：4 个体节（头部 + 3 躯干节），每节具成对腿
- 五口动物门（Pentastomida）：假分节体表环纹（寄生虫适应性特征）
- 体节极性基因网络：
- 节肢动物：engrailed基因界定体节边界，hedgehog信号维持前后极性
- 脊椎动物：Notch 信号振荡器（分割时钟）调控体节周期性形成
- Hox 基因轴向编码：
- 同源异形框基因（Hox 簇）决定体节身份（如昆虫胸节 vs 腹节）
| 系统 | 分节性体现 |
|---|
| 运动系统 | 环节动物：分节纵 / 环肌 + 液压系统实现蠕动波 |
| 神经系统 | 节肢动物：链状神经节（每节 1 对），加速局部反射 |
| 循环系统 | 蚯蚓：分节血管环（背 - 腹血管连接） |
- 寒武纪辐射的关键创新：
- 分节结构促进功能模块化，加速形态多样性爆发（如三叶虫附肢特化）
- 运动效率革命：
- 分节肌肉系统实现行进波协调（环节动物）→ 节肢附肢关节化（跳跃 / 飞行）
- 生态适应性优势：
- 体节损伤局部化（如蚯蚓断体存活）
- 异律分节支持生态位分化（如甲壳类头胸腹功能分区）
- 分节起源之谜：
- 环节动物基部类群（如 Siboglinidae 管虫）分节性丢失的基因组机制
- Hox 基因功能进化：
- 比较节肢动物与脊椎动物 Hox 簇的调控分化（如Ubx基因抑制昆虫腹肢发育）
- 再生与分节耦合：
- 涡虫（非分节动物）激活分节基因实现完美再生，挑战传统认知（Scimone et al., 2017）
- 古分节动物重建：
- 微 CT 扫描寒武纪分节化石（如Kerygmachela）的神经系统结构
- 单细胞多组学整合：
- 绘制分节过程时空转录组图谱（如沙蚕Platynereis胚胎）
- 合成发育生物学：
- 重编程 Hox 代码人工设计新型分节模式（例：甲壳类附肢移植到昆虫）
- 深海极端适应：
- 解析热液喷口管虫（环节动物）体节共生器官的发育可塑性
- 仿生机器人应用：
- 基于分节运动原理设计模块化软体机器人（如蚯蚓式地下勘探机器人）
