Kategórie
Psychologický slovník

Binárna klasifikácia

Binárna alebo binomická klasifikácia je úloha klasifikovať členov daného súboru objektov do dvoch skupín na základe toho, či majú alebo nemajú nejakú vlastnosť. Niektoré typické úlohy binárnej klasifikácie sú

Štatistická klasifikácia vo všeobecnosti je jedným z problémov, ktoré sa študujú v informatike s cieľom automaticky sa naučiť klasifikačné systémy; niektoré metódy vhodné na učenie binárnych klasifikátorov zahŕňajú rozhodovacie stromy, Bayesove siete, stroje s podpornými vektormi, neurónové siete, probitovú regresiu a logitovú regresiu.

Niekedy sú úlohy klasifikácie triviálne. Ak máme k dispozícii 100 loptičiek, z ktorých niektoré sú červené a niektoré modré, človek s normálnym farebným videním ich ľahko rozdelí na červené a modré. Niektoré úlohy, ako napríklad úlohy v praktickej medicíne a úlohy zaujímavé z hľadiska informatiky, však zďaleka nie sú triviálne, a ak sa vykonajú nepresne, môžu priniesť chybné výsledky.

Pri tradičnom testovaní štatistických hypotéz začína testujúci s nulovou hypotézou a alternatívnou hypotézou, vykoná experiment a potom sa rozhodne, či zamietne nulovú hypotézu v prospech alternatívnej. Testovanie hypotéz je teda binárna klasifikácia skúmanej hypotézy.

Pozitívny alebo štatisticky významný výsledok je taký, ktorý zamieta nulovú hypotézu. Ak sa to urobí, keď je nulová hypotéza v skutočnosti pravdivá – falošne pozitívna – je to chyba typu I; ak sa to urobí, keď je nulová hypotéza nepravdivá, výsledkom je skutočne pozitívna hypotéza. Negatívny alebo štatisticky nevýznamný výsledok je taký, ktorý nezamieta nulovú hypotézu. Ak je nulová hypotéza v skutočnosti falošná – falošne negatívna – ide o chybu typu II; ak je nulová hypotéza pravdivá, ide o pravdivý negatívny výsledok.

Hodnotenie binárnych klasifikátorov

Z matice zámeny môžete odvodiť štyri základné miery

Na meranie výkonnosti lekárskeho testu sa často používajú pojmy citlivosť a špecifickosť; tieto pojmy sú ľahko použiteľné na hodnotenie akéhokoľvek binárneho klasifikátora. Povedzme, že testujeme niekoľko ľudí na prítomnosť choroby. Niektorí z týchto ľudí majú túto chorobu a náš test je pozitívny. Títo ľudia sa nazývajú skutočne pozitívni (TP). Niektorí majú chorobu, ale test tvrdí, že ju nemajú. Títo ľudia sa nazývajú falošne negatívni (FN). Niektorí ochorenie nemajú a test tvrdí, že ho nemajú – praví negatívni (TN). A napokon môžu existovať aj zdraví ľudia, ktorí majú pozitívny výsledok testu – falošne pozitívni (FP). Počet pravých pozitívnych, falošne negatívnych, pravých negatívnych a falošne pozitívnych sa teda sčítava do 100 % súboru.

Špecifickosť (TNR) je podiel osôb, ktoré boli testované negatívne (TN), zo všetkých osôb, ktoré sú skutočne negatívne (TN+FP). Rovnako ako na citlivosť sa na ňu možno pozerať ako na pravdepodobnosť, že výsledok testu je negatívny vzhľadom na to, že pacient nie je chorý. Pri vyššej špecifickosti je menej zdravých ľudí označených za chorých (alebo v prípade továrne tým menej peňazí, ktoré továreň stráca vyradením dobrých výrobkov namiesto ich predaja).

Citlivosť (TPR), známa aj ako recall, je podiel osôb, ktoré boli testované pozitívne (TP), zo všetkých osôb, ktoré sú skutočne pozitívne (TP+FN). Možno ju chápať ako pravdepodobnosť, že test je pozitívny vzhľadom na to, že pacient je chorý. Pri vyššej citlivosti zostáva menej skutočných prípadov ochorenia neodhalených (alebo, v prípade kontroly kvality v továrni, menej chybných výrobkov ide na trh).

Vzťah medzi citlivosťou a špecificitou, ako aj výkonnosť klasifikátora, možno vizualizovať a študovať pomocou krivky ROC.

Teoreticky sú citlivosť a špecifickosť nezávislé v tom zmysle, že je možné dosiahnuť 100 % v oboch prípadoch (ako napríklad vo vyššie uvedenom príklade červenej/modrej lopty). V praktickejších, menej vymyslených prípadoch však zvyčajne dochádza ku kompromisu, takže sú si do určitej miery nepriamo úmerné. Je to preto, lebo málokedy meriame skutočnú vec, ktorú chceme klasifikovať; skôr meriame ukazovateľ veci, ktorú chceme klasifikovať, označovaný ako náhradný ukazovateľ. Dôvod, prečo je v príklade s loptou možné dosiahnuť 100 %, je ten, že červenosť a modrosť sa určuje priamym zisťovaním červenosti a modrosti. Indikátory sú však niekedy kompromitované, napríklad keď neindikátory napodobňujú indikátory alebo keď sú indikátory časovo závislé a prejavia sa až po určitom čase oneskorenia. Nasledujúci príklad tehotenského testu využije takýto indikátor.

Moderné tehotenské testy nevyužívajú na určenie stavu tehotenstva samotné tehotenstvo, ale ako náhradný marker, ktorý indikuje, že žena je tehotná, sa používa ľudský choriový gonadotropín alebo hCG prítomný v moči gravidných žien. Keďže hCG môže byť produkovaný aj nádorom, špecifickosť moderných tehotenských testov nemôže byť 100 % (v tom zmysle, že sú možné falošne pozitívne výsledky). Aj preto, že hCG je v moči prítomný v takej malej koncentrácii po oplodnení a na začiatku embryogenézy, citlivosť moderných tehotenských testov nemôže byť 100 % (v tom zmysle, že sú možné falošne negatívne výsledky).

Okrem citlivosti a špecifickosti možno výkonnosť binárneho klasifikačného testu merať pomocou pozitívnej prediktívnej hodnoty (PPV), známej aj ako presnosť, a negatívnej prediktívnej hodnoty (NPV). Pozitívna prediktívna hodnota odpovedá na otázku „Ak je výsledok testu pozitívny, ako dobre predpovedá skutočnú prítomnosť ochorenia?“. Vypočíta sa ako (skutočne pozitívne výsledky) / (skutočne pozitívne výsledky + falošne pozitívne výsledky); to znamená, že ide o podiel skutočne pozitívnych výsledkov zo všetkých pozitívnych výsledkov. (Hodnota negatívnej predpovede je rovnaká, ale prirodzene pre negatívne výsledky).

Medzi týmito dvoma pojmami je jeden zásadný rozdiel: Citlivosť a špecifickosť sú nezávislé od populácie v tom zmysle, že sa nemenia v závislosti od testovaného podielu pozitívnych a negatívnych výsledkov. Citlivosť testu možno skutočne určiť testovaním len pozitívnych prípadov. Hodnoty predikcie sú však závislé od populácie.

Napokon, presnosť meria podiel všetkých prípadov, ktoré sú správne zaradené do kategórie; je to pomer počtu správnych klasifikácií k celkovému počtu správnych alebo nesprávnych klasifikácií.

Predpokladajme, že existuje test na chorobu s 99 % citlivosťou a 99 % špecificitou. Ak sa testuje 2000 ľudí, 1000 z nich je chorých a 1000 zdravých. Je pravdepodobných približne 990 pravdivých pozitívnych výsledkov 990 pravdivých negatívnych výsledkov, pričom 10 je falošne pozitívnych a 10 falošne negatívnych výsledkov. Hodnoty pozitívnej a negatívnej predpovede by boli 99 %, takže vo výsledok možno mať vysokú dôveru.

Ak je však z 2000 ľudí skutočne chorých len 100, pravdepodobný výsledok je 99 pravdivých pozitívnych výsledkov, 1 falošne negatívny výsledok, 1881 pravdivých negatívnych výsledkov a 19 falošne pozitívnych výsledkov. Z 19 + 99 pozitívne testovaných ľudí má len 99 skutočne chorobu – to intuitívne znamená, že vzhľadom na to, že výsledok testu pacienta je pozitívny, existuje len 84 % pravdepodobnosť, že pacient skutočne má chorobu. Na druhej strane, vzhľadom na to, že výsledok testu pacienta je negatívny, existuje len 1 šanca z 1882, teda 0,05 % pravdepodobnosť, že pacient má chorobu napriek výsledku testu.

Prevod spojitých hodnôt na binárne

Testy, ktorých výsledky majú spojité hodnoty, ako napríklad väčšina krvných hodnôt, sa môžu umelo zmeniť na binárne definovaním hraničnej hodnoty, pričom výsledky testu sa označia ako pozitívne alebo negatívne v závislosti od toho, či je výsledná hodnota vyššia alebo nižšia ako hraničná hodnota.

Takáto konverzia však spôsobuje stratu informácií, pretože výsledná binárna klasifikácia nehovorí o tom, o koľko je hodnota nad alebo pod hraničnou hodnotou. V dôsledku toho je pri konverzii spojitej hodnoty, ktorá je blízko hraničnej hodnoty, na binárnu hodnotu výsledná pozitívna alebo negatívna prediktívna hodnota spravidla vyššia ako prediktívna hodnota daná priamo zo spojitej hodnoty. V takýchto prípadoch označenie testu ako pozitívneho alebo negatívneho vyvoláva dojem neprimerane vysokej istoty, zatiaľ čo hodnota sa v skutočnosti nachádza v intervale neistoty. Napríklad pri koncentrácii hCG v moči ako spojitej hodnote sa tehotenský test v moči, ktorý nameral 52 mIU/ml hCG, môže zobraziť ako „pozitívny“ s hodnotou 50 mIU/ml ako hraničnou hodnotou, ale v skutočnosti je v intervale neistoty, čo môže byť zrejmé len pri znalosti pôvodnej spojitej hodnoty. Na druhej strane, výsledok testu veľmi vzdialený od hraničnej hodnoty má vo všeobecnosti výslednú pozitívnu alebo negatívnu prediktívnu hodnotu, ktorá je nižšia ako prediktívna hodnota uvedená z kontinuálnej hodnoty. Napríklad hodnota hCG v moči 200 000 mIU/ml poskytuje veľmi vysokú pravdepodobnosť tehotenstva, ale prepočet na binárne hodnoty vedie k tomu, že sa ukáže rovnako „pozitívna“ ako hodnota 52 mIU/ml.

Kategórie
Psychologický slovník

MEDLINE

MEDLINE (MEDLINE, Medical Literature Analysis and Retrieval System Online) je hlavná medzinárodná databáza literatúry z oblasti prírodných vied a biomedicíny. Pokrýva oblasti medicíny, ošetrovateľstva, zubného lekárstva, veterinárnej medicíny a systému zdravotnej starostlivosti. Okrem toho MEDLINE pokrýva takmer všetku literatúru z oblasti biológie a biochémie, ako aj z oblastí bez priamej medicínskej súvislosti, napríklad molekulárnej evolúcie.

Databáza MEDLINE, ktorú zostavuje Národné centrum pre biotechnologické informácie (NCBI) Národnej lekárskej knižnice USA (NLM), je voľne dostupná na internete a možno v nej vyhľadávať prostredníctvom PubMed a Entrez NLM.

MEDLINE používa na vyhľadávanie informácií Medical Subject Headings (MeSH). Motory určené na vyhľadávanie v MEDLINE (ako napríklad Entrez) zvyčajne používajú booleovský výraz kombinujúci termíny MeSH, slová v abstrakte a názve článku, mená autorov, dátum publikácie atď. Entrez umožňuje aj vyhľadávanie článkov podobných danému článku na základe matematického bodového systému, ktorý zohľadňuje podobnosť slovného obsahu abstraktov a názvov dvoch článkov.

Okrem toho MEDLINE ovplyvňuje výskumníkov pri výbere časopisov, v ktorých publikujú. Máloktorý výskumník by dnes uvažoval o publikovaní v časopise, ktorý nie je indexovaný v MEDLINE, pretože potom by ostatní výskumníci nenašli (a necitovali) jeho prácu.

Výber časopisov na zaradenie do databázy MEDLINE nemá zverejnený súbor objektívnych kritérií. Výber sa uskutočňuje na základe odporúčaní komisie, Literature Selection Technical Review Committee (LSTRC), ktoré vychádzajú z vedeckej politiky a vedeckej kvality. Politiku knižnice určuje Rada regentov knižnice. Za rozhodnutie, či sa časopis bude alebo nebude indexovať, je v konečnom dôsledku zodpovedný riaditeľ Národnej lekárskej knižnice.

Nedostatok zverejnených objektívnych kritérií na zaradenie lekárskych časopisov viedol k tvrdeniam o zaujatosti a cenzúre, najmä zo strany zástancov alternatívnej medicíny. Napríklad časopis Journal of Orthomolecular Medicine bol počas 35 rokov opakovane odmietnutý zaradiť do indexu, čo viedlo k tvrdeniam o zaujatosti zo strany Dr. Abrama Hoffera a Dr. Andrewa Saula a ďalších.

Hoci sa to zdá jednoduché, efektívne vyhľadávanie v databáze MEDLINE je naučená zručnosť. Bez určitého tréningu sa ľahko stane, že vás frustruje množstvo článkov, ktoré nájdete pri jednoduchom vyhľadávaní. Naopak, je ťažké byť si istý, že vyhľadávanie je vyčerpávajúce, aj keď zhromaždilo tisíce článkov.

K dispozícii sú návody na používanie rozhrania PubMed, v ktorých sú vysvetlené spôsoby, ako čo najlepšie využiť stránky. Kľúčovú zručnosť, ktorou je zarámovanie správneho vyhľadávacieho reťazca, sa však nedá tak ľahko naučiť. Indexátori klasifikujú všetky články podľa predmetu s použitím štandardizovaného slovníka na opis predmetov – Medical Subject Headings (MeSH). Používanie databázy MeSH na definovanie predmetu záujmu je jedným z najužitočnejších spôsobov, ako zlepšiť kvalitu vyhľadávania. Ďalším je používanie termínov MeSH v spojení s limitmi (ako je dátum publikácie alebo typ publikácie), kvalifikátormi (ako sú nežiaduce účinky alebo prevencia a kontrola) a vyhľadávanie podľa textových slov. Nájdenie jedného článku na danú tému a kliknutie na odkaz „Related Articles“ (Súvisiace články), aby ste získali zbierku podobne zaradených článkov, je dobrý spôsob, ako rozšíriť vyhľadávanie, ktoré poskytuje málo výsledkov.

Kategórie
Psychologický slovník

Mexickí Američania

Mexičania 28 339 354 9% populácie USA

Mexičania (španielsky: Mexicano Americano) sú Američania mexického pôvodu. Mexičania tvoria 9 % obyvateľstva krajiny: v roku 2006 uviedlo svoj mexický pôvod približne 28,3 milióna Američanov. Mexickí Američania tvoria najväčšiu hispánsku skupinu v Spojených štátoch a zároveň najväčšiu skupinu bielych Hispáncov.

Mexičania pochádzajú z Mexika, krajiny, ktorá sa nachádza v Severnej Amerike a na severe hraničí so Spojenými štátmi, a z mnohých európskych krajín, najmä zo Španielska, ktoré bolo viac ako tri storočia jej koloniálnym vládcom. Väčšina mexických amerických osád sa nachádza v metropolitných a vidieckych oblastiach v Spojených štátoch, pričom najväčšia koncentrácia je na juhozápade a stredozápade. Los Angeles, Chicago, Albuquerque, Phoenix, Houston, Santa Ana, Dallas, El Paso a San Antonio sú osobitnými oblasťami veľkých mexicko-amerických komunít.

Ďalšími mestami na hornom Stredozápade s prosperujúcimi mexickými komunitami sú Detroit, Kansas City v Missouri, St. Louis, Milwaukee, Denver a Minneapolis-St. Paul v Minnesote. Ojedinelé koncentrácie mexických Američanov sa nachádzajú aj vo väčšinou vidieckych oblastiach na severozápade: Idaho, Oregon, Utah, Washington a Wyoming; na rovinách: Iowa, Nebraska a Kansas; a na juhovýchode: Florida, Louisiana a Severná Karolína.

Rastúce populácie, ktoré pozostávajú najmä z nedávno prisťahovaných imigrantov z Mexika, sú prítomné aj v iných častiach vidieckych oblastí juhovýchodných Spojených štátov, v štátoch ako Georgia, Oklahoma, Tennessee, Alabama a Arkansas. Rastúca populácia je prítomná aj v mestských oblastiach, ako sú Washington, D.C., New York, Miami a Philadelphia.

Rasová a etnická klasifikácia Mexičanov

Pred rozšírením hraníc Spojených štátov na západ sa v regiónoch Nového sveta, ktoré v 16. storočí ovládalo španielske impérium, uplatňoval zložitý kastový systém, ktorý klasifikoval osoby podľa ich čiastočného rasového zloženia a geografického pôvodu. Pozri kasty.

S rozširovaním hraníc Spojených štátov zmenil Úrad pre sčítanie ľudu tradičné metódy rasovej klasifikácie Mexičanov patriacich pod jurisdikciu Spojených štátov. Klasifikačný systém úradu sa od svojho vzniku výrazne vyvinul:

Na určité účely sú respondenti, ktorí v kategórii „nejaká iná rasa“ napísali „Chicano“ alebo „Mexičan“ (alebo vlastne takmer všetky skupiny hispánskeho pôvodu), automaticky preradení do skupiny bielej rasy.

Politika a diskusia o rasovej klasifikácii

Počas celej histórie USA boli Mexičania v Spojených štátoch spoločensky klasifikovaní ako „bieli“ a „indiáni“. Kritériá sčítania ľudu a právne konštrukcie ich vo všeobecnosti zaraďujú medzi „bielych“ alebo „pôvodných obyvateľov“.

V časoch, keď bol Mexičanom jednotne pridelený štatút bielych, mali povolené uzatvárať manželstvá s tými, ktorých dnes označujeme ako „nehispánskych belochov“, avšak matrikári často neoficiálne odmietali povolenia na sobáš Mexičanom, ktorí podľa nich vyzerali príliš tmaví na to, aby sa mohli oženiť s Angličanom.

Mexickí Američania mohli voliť a zastávať volené funkcie na miestach, ako je Texas, najmä San Antonio. Od koloniálnych čias riadili politiku štátu a tvorili väčšinu elity Nového Mexika. V Arizone, Kalifornii, Nevade, Novom Mexiku a Texase však boli zavedené majetkové požiadavky a požiadavky na znalosť angličtiny, aby sa Mexičanom zabránilo voliť. Niektorí oprávnení voliči boli zastrašovaní hrozbou násilia, ak sa pokúsili uplatniť svoje volebné právo.

Počas druhej svetovej vojny mohli slúžiť aj v jednotkách, v ktorých boli len belosi. Mnohí mexicko-americkí vojnoví veteráni však boli po príchode domov diskriminovaní a Ministerstvo pre záležitosti veteránov Spojených štátov im dokonca odopieralo lekárske služby.

Všetci Mexičania boli z právneho hľadiska považovaní za „bielych“ na základe skorých zmluvných záväzkov voči Španielom a Mexičanom týkajúcich sa občianskeho statusu v čase, keď sa belošstvo považovalo za nevyhnutnú podmienku pre získanie občianstva USA.

Hoci Mexičania boli právne klasifikovaní ako „bieli“ alebo „indiáni“, mnohé organizácie, podniky a združenia vlastníkov bytov mali oficiálnu politiku vylučujúcu Mexičanov.

Mexickí Američania sú dnes rozdelení. Väčšina nedávno prisťahovaných mexických Američanov sa považuje za mesticov [Ako odkazovať a prepojiť na zhrnutie alebo text].

Hospodárske a sociálne otázky

Otázky nelegálneho prisťahovalectva

Nelegálni mexickí prisťahovalci už dlho uspokojujú značnú časť dopytu po lacnej pracovnej sile v Spojených štátoch. Strach z deportácie bráni mnohým nelegálnym prisťahovalcom využívať programy sociálneho zabezpečenia [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text], ako aj interakciu s verejnými orgánmi a robí ich veľmi zraniteľnými voči vykorisťovaniu zo strany zamestnávateľov. Mnohí zamestnávatelia si však vytvorili postoj „nepýtaj sa, nehovor“, čo svedčí o väčšej pohodlnosti alebo ležérnom prístupe k zamestnávaniu nelegálnych mexických štátnych príslušníkov. V máji 2006 odišli milióny nelegálnych prisťahovalcov, Mexičanov a príslušníkov iných národností, zo svojich pracovných miest v celej krajine na protest proti navrhovaným zmenám v imigračných zákonoch (aj v nádeji na amnestiu, aby sa stali naturalizovanými občanmi, ako to bolo v prípade zákona o reforme a kontrole imigrácie z roku 1986, ktorý udelil občianstvo mexickým občanom žijúcim a pracujúcim nelegálne v USA).

Kategórie
Psychologický slovník

Chelicerata

Podčeľaď (alebo fylum[1]) Chelicerata predstavuje jednu z hlavných podčastí fyla (alebo nadčeľade[1]) Arthropoda a zahŕňa podkováre, škorpióny, pavúky a roztoče. Vznikli ako morské živočíchy pravdepodobne v období kambria, ale prvé potvrdené fosílie čelicerátov, eurypteridov, pochádzajú spred 445 miliónov rokov z obdobia neskorého ordoviku.
Z morských druhov sa zachovali štyri druhy Xiphosura (podkováre) a pravdepodobne 1 300 druhov Pycnogonida (morské pavúky), ak ide o cheliceráty. Na druhej strane existuje viac ako 77 000 dobre identifikovaných druhov chelicerátov dýchajúcich vzduch a môže existovať približne 500 000 neidentifikovaných druhov.

Tak ako všetky článkonožce, aj cheliceráty majú segmentované telo s kĺbovými končatinami, ktoré sú pokryté kutikulou z chitínu a bielkovín. Bauplan chelicerátov sa skladá z dvoch tagmata, hlavohrudi a bruška, s tým rozdielom, že roztoče nemajú viditeľné rozdelenie medzi týmito časťami. Chelicery, ktoré dali skupine názov, sú jedinými prídavnými orgánmi, ktoré sa objavujú pred ústami, a u väčšiny podskupín sú to skromné kliešte používané pri kŕmení; chelicery pavúkov však tvoria tesáky, ktoré väčšina druhov používa na vstreknutie jedu do koristi. Táto skupina má typický otvorený obehový systém článkonožcov, v ktorom trubicovité srdce pumpuje krv cez hemoceľ, ktorý je hlavnou telesnou dutinou. Morské cheliceráty majú žiabre, zatiaľ čo formy dýchajúce vzduch majú spravidla knižné pľúca aj priedušnice. Vo všeobecnosti sa ganglie centrálnej nervovej sústavy živých chelicerátov spájajú do veľkých hmôt v hlavohrudi, ale existujú veľké rozdiely a toto splynutie je veľmi obmedzené u mesothelae, ktoré sa považujú za najstaršiu a najprimitívnejšiu skupinu pavúkov. Väčšina chelicerátov sa pri informáciách o chemických zmenách a o dotyku, vibráciách a vzdušných prúdoch spolieha na modifikované štetiny. Najaktívnejšie loviace pavúky však majú veľmi ostrý zrak.

O evolučnom pôvode chelicerátov z prvých článkonožcov sa diskutuje už desaťročia. Hoci existuje značná zhoda o vzťahoch medzi väčšinou podskupín chelicerátov, nedávno sa spochybnilo zaradenie Pycnogonida do tohto taxónu (pozri nižšie) a pozícia škorpiónov je stále sporná, hoci sa dlho považovali za najprimitívnejšie (bazálne) pavúkovce[1].

Hoci jed niekoľkých druhov pavúkov a škorpiónov môže byť pre človeka veľmi nebezpečný, lekárski výskumníci skúmajú využitie týchto jedov na liečbu rôznych ochorení, od rakoviny až po erektilnú dysfunkciu. V medicíne sa krv krabov podkovárov používa aj na testovanie prítomnosti nebezpečných baktérií. Genetickí inžinieri experimentovali s modifikáciou kozieho mlieka a listov rastlín na výrobu pavúčieho hodvábu. Roztoče môžu u ľudí spôsobovať alergie, prenášať viaceré choroby na ľudí a ich hospodárske zvieratá a sú vážnymi poľnohospodárskymi škodcami.

Šablóna:Anotovaný obrázok/Problém hlavy článkonožca

Chelicerata sú článkonožce, pretože majú: segmentované telo s kĺbovými končatinami, ktoré sú pokryté kutikulou z chitínu a bielkovín; hlavy, ktoré sa skladajú z niekoľkých segmentov, ktoré sa spájajú počas vývoja embrya; značne redukovaný coelom; hemokómu, cez ktorú cirkuluje krv, poháňaná srdcom podobným trubici.[2] Telo čelicerátov sa skladá z dvoch tagmat, súborov segmentov, ktoré plnia podobné funkcie: predný, nazývaný cephalothorax alebo prosoma, je úplným spojením segmentov, ktoré by u hmyzu tvorili dve samostatné tagmata, hlavu a hrudník; zadné tagma sa nazýva abdomen alebo opisthosoma[3], avšak u Acari (roztoče a kliešte) nie je medzi týmito časťami žiadne viditeľné rozdelenie[4].

Hlavohruď vzniká v embryu spojením akronu, ktorý nesie oči, s druhým až siedmym segmentom, ktoré majú párové prívesky, zatiaľ čo prvý segment sa počas vývoja embrya stráca. Druhý segment má pár chelicer, malých príveskov, ktoré často tvoria kliešte, tretí segment má pár pedipalpov, ktoré u väčšiny podskupín plnia zmyslové funkcie, zatiaľ čo zvyšné štyri segmenty cefalothoraxu majú páry nôh. U primitívnych foriem má akron po stranách pár zložených očí a v strede štyri pigmentové očká („malé oči“)[3].

Tak ako všetky článkonožce, aj telo a prídavné orgány chelicerátov sú pokryté tvrdou kutikulou, ktorá sa skladá najmä z chitínu a proteínov, ktoré sú chemicky stvrdnuté. Keďže sa táto nemôže roztiahnuť, živočíchy musia pre svoj rast moltovať, inými slovami, narastie im nová, ale stále mäkká kutikula, potom starú odhodia a čakajú, kým nová stvrdne. Kým nová kožička nezatvrdne, zvieratá sú bezbranné a takmer nehybné[8].

Chelicera eurypterida.

Pavúčia chelicera, na ktorej je takmer úplne zložený tesák.

Tieto prívesky sa značne líšia tvarom a funkciou a jediným zhodným rozdielom medzi nimi je ich poloha: chelicery vychádzajú z druhého segmentu pred ústami a pedipalpy z tretieho segmentu za ústami[3].

Chelicery („pazúrové rohy“), ktoré dali podčeľadi jej názov, sa zvyčajne skladajú z troch častí a pazúr je tvorený treťou časťou a pevným predĺžením druhej časti.[3][9] Pavúky však majú len dve časti a druhá časť tvorí tesák, ktorý sa v čase nepoužívania zloží za prvú časť.[6] Relatívne veľkosti chelicer sa značne líšia: chelicery niektorých eurypteridov tvoria veľké pazúry, ktoré sa vysúvajú pred telo,[9] zatiaľ čo u škorpiónov sú to drobné kliešte, ktoré sa používajú pri kŕmení a vyčnievajú len mierne pred hlavu[10].

U väčšiny chelicerátov sú pedipalpy relatívne malé a slúžia ako senzory[3], avšak u samcov pavúkov majú cibuľovité konce, ktoré slúžia ako striekačky na vstrekovanie spermií do reprodukčných otvorov samíc pri párení,[6] zatiaľ čo u škorpiónov tvoria veľké pazúry, ktoré slúžia na chytanie koristi[10].

Telesné dutiny a obehové systémy

Šablóna:Anotovaný obrázok/hlavné orgány pavúka
Tak ako u všetkých článkonožcov, aj telo chelicerátov má veľmi malý coelom obmedzený na malé oblasti okolo rozmnožovacej a vylučovacej sústavy. Hlavnou telesnou dutinou je hemokél, ktorý prebieha po väčšine dĺžky tela a ktorým prúdi krv poháňaná rúrkovitým srdcom, ktoré zbiera krv zo zadnej časti a pumpuje ju dopredu. Hoci tepny vedú krv do určitých častí tela, majú otvorené konce a nespájajú sa priamo so žilami, a preto majú cheliceráty otvorený obehový systém, ako je to typické pre článkonožce[11].

Tie závisia od prostredia jednotlivých podskupín. Moderné suchozemské cheliceráty majú vo všeobecnosti knižné pľúca, ktoré dodávajú kyslík a odstraňujú odpadové plyny prostredníctvom krvi, a trachey, ktoré robia to isté bez použitia krvi ako transportného systému.[12] Žijúce podkováre sú vodné a majú knižné žiabre, ktoré ležia v horizontálnej rovine. Dlho sa predpokladalo, že vyhynuté eurypteridy mali žiabre, ale fosílne dôkazy boli nejednoznačné. Avšak fosília eurypterida Template:Convert/mmTemplate:Convert/test/A long z obdobia neskorého ordoviku Onychopterella má zrejme tri páry vertikálne orientovaných knižných žiabier, ktorých vnútorná štruktúra je veľmi podobná knižným pľúcam škorpiónov[13].

Útroby väčšiny moderných chelicerátov sú príliš úzke na prijímanie tuhej potravy.Všetky škorpióny a takmer všetky pavúky sú dravce, ktoré „predspracúvajú“ potravu v predorálnych dutinách vytvorených chelicerami a základmi pedipalpov.[6][10] Je však známy jeden prevažne vegetariánsky druh pavúka,[14] a mnohé si dopĺňajú potravu nektárom a peľom. 15] Mnohé z Acari (kliešte a roztoče) sú parazity, ktoré sajú krv, ale existuje mnoho dravých, vegetariánskych a mrchožravých podskupín. Všetky Acari majú vtiahnutú kŕmnu sústavu, ktorá sa skladá z chelicer, pedipalpov a častí exoskeletu a ktorá tvorí preorálnu dutinu na predbežné spracovanie potravy[4].

Sklípkany patria k menšine žijúcich chelicerátov, ktoré dokážu prijímať tuhú potravu, a do tejto skupiny patria dravce, vegetariáni a mrchožrúti [16].Kraby podkováre sú tiež schopné spracovať tuhú potravu a používajú osobitný systém kŕmenia. Pazúriky na koncoch nôh im zachytávajú drobné bezstavovce a podávajú ich do potravného žliabku, ktorý vedie medzi najzadnejšími nohami k ústam, ktoré sú na spodnej strane hlavy a smerujú mierne dozadu. Základy nôh tvoria ozubené žliabky, ktoré rozomieľajú potravu a zároveň ju posúvajú smerom k ústam[7]. Takto sa pravdepodobne živili najstaršie článkonožce[17].

Kraby podkováre premieňajú dusíkaté odpady na amoniak a vylučujú ho žiabrami a ostatné odpady vylučujú výkalmi cez konečník. Majú aj nefrídiá („malé obličky“), ktoré extrahujú iné odpadové látky, ktoré sa vylučujú ako moč.[7] Amoniak je taký toxický, že sa musí rýchlo riediť veľkým množstvom vody.[18] Väčšina suchozemských chelicerátov si nemôže dovoliť použiť toľko vody, a preto premieňajú dusíkaté odpadové látky na iné chemické látky, ktoré sa môžu vylučovať ako sušina. Extrakcia sa uskutočňuje rôznymi kombináciami nefrídií a Malpighiových kanálikov. Tubuly filtrujú odpadové látky z krvi a vylučujú ich do zadného čreva ako tuhé látky, pričom tento systém sa vyvinul nezávisle od seba u hmyzu a niekoľkých skupín pavúkovcov[12].

Nervová sústava chelicerátov je založená na štandardnom modeli článkonožcov, ktorý predstavuje pár nervových povrazcov, každý s jedným gangliom na segment, a mozog, ktorý vzniká splynutím ganglií tesne za ústami s gangliami pred nimi.Keďže však cheliceráty strácajú prvý segment, ktorý u iných článkonožcov nesie tykadlá, mozog chelicerátov obsahuje len jeden pár predústnych ganglií namiesto dvoch.Existuje pozoruhodná, ale premenlivá tendencia k splynutiu ďalších ganglií do mozgu. Mozog podkovárov zahŕňa všetky ganglie hlavonožcov plus ganglie prvých dvoch brušných segmentov, zatiaľ čo ostatné brušné segmenty si zachovávajú samostatné páry ganglií.[7] U väčšiny žijúcich pavúkovcov, s výnimkou škorpiónov, ak sú pravými pavúkovcami, sú všetky ganglie vrátane tých, ktoré by sa za normálnych okolností nachádzali v brušnej časti, zrastené do jednej masy v hlavonožcoch a v brušnej časti sa nenachádzajú žiadne ganglie.[12] Avšak u pavúkov Mesothelae, ktoré sa považujú za najprimitívnejšie žijúce pavúky, zostávajú brušné ganglie a zadná časť hlavohrude nespojené[20] a u škorpiónov sú hlavové ganglie spojené, ale brušné ganglie si zachovávajú samostatné páry[12].

Tak ako u iných článkonožcov, aj u chelicerátov by kutikuly blokovali informácie o vonkajšom svete, lenže cez ne preniká množstvo senzorov alebo spojení zo senzorov do nervového systému. V skutočnosti pavúky a iné článkonožce modifikovali svoje kutikuly na zložité sústavy senzorov. Rôzne dotykové a vibračné senzory, väčšinou štetiny nazývané setae, reagujú na rôzne úrovne sily, od silného dotyku až po veľmi slabé vzdušné prúdy. Chemické senzory poskytujú ekvivalenty chuti a čuchu, často pomocou setae[21].

Žijúce cheliceráty majú zložené oči umiestnené po stranách hlavy a pigmentové očká („malé oči“) umiestnené uprostred. Oči podkovárov dokážu rozpoznať pohyb, ale nie vytvárať obrazy.[7] Na druhej strane, skákajúce pavúky majú veľmi široké zorné pole[6] a ich hlavné oči sú desaťkrát ostrejšie ako oči vážok[22].

Samička škorpióna Compsobuthus werneri nesúca svoje mláďa (biela)

Kraby podkováre, ktoré sú vodné, používajú vonkajšie oplodnenie, inými slovami, spermie a vajíčka sa stretávajú mimo tela rodičov. Ich larvy pripomínajúce trilobity vyzerajú skôr ako miniatúrne dospelé jedince, pretože majú kompletné prídavné orgány a oči, ale spočiatku majú len dva páry žiabier a počas liahnutia získajú ďalšie tri páry[7].

Keďže pavúkovce dýchajú vzduch, používajú vnútorné oplodnenie, ktoré je u niektorých druhov priame, inými slovami, genitálie samcov sa dostanú do kontaktu so samičkami. U väčšiny druhov je však oplodnenie nepriame. Samce pavúkov používajú svoje pedipalpy ako injekčné striekačky na „vstrekovanie“ spermií do reprodukčných otvorov samíc,[6] ale väčšina pavúkovcov produkuje spermatofory (balíčky spermií), ktoré samice prijímajú do svojho tela. 12 Námluvy sú bežné, najmä u najsilnejších dravcov, kde samce pred párením riskujú, že budú zjedené. Väčšina pavúkovcov kladie vajíčka, ale všetky škorpióny a niekoľko roztočov si vajíčka uchovávajú vo svojom tele, až kým sa nevyliahnu a neobjaví sa z nich potomstvo pripomínajúce skôr miniatúrnych dospelých jedincov[12].

Úroveň rodičovskej starostlivosti o mláďatá sa pohybuje od nulovej po dlhodobú. Škorpióny nosia svoje mláďatá na chrbte až do prvého liahnutia a u niekoľkých polosociálnych druhov zostávajú mláďatá s matkou.[23] Niektoré pavúky sa o svoje mláďatá starajú, napríklad mláďatá vlčieho pavúka sa držia hrubých štetín na chrbte matky[6] a samice niektorých druhov reagujú na „prosebné“ správanie svojich mláďat tým, že im dávajú svoju korisť, ak sa už nebránia, alebo dokonca potravu odgrgnú[24].

Vo fosílnych nálezoch chelicerátov sú veľké medzery, pretože ich exoskelety sú, podobne ako u všetkých článkonožcov, organické, a preto sú ich fosílie vzácne, s výnimkou niekoľkých lagerstätten, kde boli podmienky výnimočne vhodné na zachovanie pomerne mäkkých tkanív. Živočíchy Sanctacaris a Sidneyia z Burgessových bridlíc spred približne 505 miliónov rokov

, bol chelicerate. Ďalšia kambrijská fosília, Kodymirus, bola pôvodne klasifikovaná ako aglaspid, ale mohla byť eurypteridom, a teda chelicerátom. Ak bol niektorý z nich blízko príbuzný chelicerátom, medzi pravými chelicerátmi a ich najbližšími nie celkom chelicerátnymi príbuznými je medzera najmenej 43 miliónov rokov[25].

Palaeotarbus jerami, trigonotarbid a najstarší známy pavúkovec

Donedávna najstaršia známa fosília xifosuranu pochádzala z neskorého llandovského stupňa silúru 436 428
,[26] ale v roku 2008 bol zaznamenaný starší exemplár spred približne 445 miliónov rokov

Najstarším známym pavúkovcom je trigonotarbid Palaeotarbus jerami spred približne 420 miliónov rokov.

Attercopus fimbriunguis spred 386 miliónov rokov

Neskorý silúrsky Proscorpius bol klasifikovaný ako škorpión, ale výrazne sa líšil od moderných škorpiónov: zdá sa, že bol úplne vodný, pretože mal žiabre, a nie knižné pľúca alebo priedušnice; ústa mal úplne pod hlavou a takmer medzi prvým párom nôh, ako u vyhynutých eurypteridov a žijúcich krabov podkovárov.[32] Fosílie suchozemských škorpiónov s knižnými pľúcami boli nájdené v ranodevónskych horninách z obdobia pred približne 402 miliónmi rokov.
.[33]

Vzťahy s inými článkonožcami

Tradičný pohľad na „rodokmeň“ článkonožcov ukazuje, že čeľustnatce sú menej príbuzné ostatným hlavným žijúcim skupinám (kôrovcom, hexapodom, kam patrí hmyz, a myriapodom, kam patria stonožky a mnohonôžky) ako tieto skupiny navzájom. Najnovšie výskumy od roku 2001, ktoré využívajú molekulárnu fylogenetiku (aplikácia kladistickej analýzy na biochémiu, najmä na DNA a RNA organizmov) a podrobné skúmanie vývoja nervovej sústavy rôznych článkonožcov v embryách, naznačujú, že čeľustnatce sú najbližšie príbuzné myriapodom, zatiaľ čo hexapody a kôrovce sú si navzájom najbližšími príbuznými. Tieto výsledky však pochádzajú z analýzy len žijúcich článkonožcov a zahrnutie vyhynutých, ako sú trilobity, spôsobuje výkyv späť k „tradičnému“ názoru, ktorý trilobity zaraďuje do sesterskej skupiny Tracheata (hexapódy plus myriapódy) a cheliceráty do skupiny najmenej príbuzných s ostatnými skupinami[34].

Šablóna:Anotovaný obrázok/Arachnid fylogenéza Shultz 2007
Všeobecne sa uznáva, že do Chelicerata patria rady Arachnida (pavúky, škorpióny, roztoče atď.), Xiphosura (podkováre) a Eurypterida (morské škorpióny, vyhynuté) [35] Vyhynuté Chasmataspida môžu byť podskupinou v rámci Eurypterida.[35][36] Pycnogonida (morské pavúky) boli tradične zaraďované medzi chelicerates, ale niektoré znaky naznačujú, že môžu byť zástupcami prvých článkonožcov, z ktorých sa vyvinuli známe skupiny ako chelicerates[37].

Štruktúra „rodokmeňa“ vzťahov v rámci Chelicerata je však kontroverzná už od konca 19. storočia. Pokus z roku 2002 skombinovať analýzu RNA znakov moderných chelicerátov a anatomických znakov moderných a fosílnych chelicerátov priniesol dôveryhodné výsledky pre mnohé skupiny nižšej úrovne, ale jeho výsledky pre vzťahy na vysokej úrovni medzi hlavnými podskupinami chelicerátov boli nestabilné, inými slovami, malé zmeny na vstupoch spôsobili výrazné zmeny vo výstupoch použitého počítačového programu (POY). 38 Analýza z roku 2007, pri ktorej sa použili len anatomické znaky, priniesla kladogram vpravo, ale tiež konštatovala, že pretrváva mnoho nejasností.
[39]

Pozícia škorpiónov je obzvlášť kontroverzná. Niektoré skoré fosílie, ako napríklad neskoro silúrsky Proscorpius, paleontológovia klasifikovali ako škorpióny, ale označili ich za úplne vodné, keďže mali žiabre, a nie knižné pľúca alebo priedušnice. Ich ústa sú tiež úplne pod hlavou a takmer medzi prvým párom nôh, ako u vyhynutých eurypteridov a žijúcich podkovárov.[32] To predstavuje ťažkú voľbu: zaradiť Proscorpiusa a ďalšie vodné fosílie medzi niečo iné ako škorpióny, napriek podobnostiam; prijať, že „škorpióny“ nie sú monofyletické, ale pozostávajú z oddelených vodných a suchozemských skupín;[32] alebo považovať škorpióny za príbuznejšie s eurypteridmi a prípadne podkovármi ako s pavúkmi a inými pavúkovcami,[13] takže buď škorpióny nie sú pavúkovce, alebo „pavúkovce“ nie sú monofyletické[32].

Hoci sú cheliceráty ďaleko za hmyzom, sú jednou z najrozmanitejších skupín živočíchov s viac ako 77 000 žijúcimi druhmi, ktoré boli opísané vo vedeckých publikáciách [40] Podľa niektorých odhadov môže existovať 130 000 nepopísaných druhov pavúkov a takmer 500 000 nepopísaných druhov roztočov a kliešťov.[41] Zatiaľ čo najstaršie cheliceráty a žijúce Pycnogonida (ak sú cheliceráty[37]) a Xiphosura sú morské živočíchy, ktoré dýchajú rozpustený kyslík, prevažná väčšina žijúcich druhov dýcha vzduch,[40] hoci niekoľko druhov pavúkov si stavia siete „potápavých zvonov“, ktoré im umožňujú žiť pod vodou.[42] Podobne ako ich predkovia, väčšina žijúcich chelicerátov sú mäsožravci, hlavne na malých bezstavovcoch. Mnohé druhy sa však živia ako paraziti, vegetariáni, mrchožrúti a detritivori[4][16][40].

Mikroskopický roztoč Lorryia formosa.

V minulosti pôvodní obyvatelia Ameriky jedli mäso krabov podkovárov a chvostové ostne používali ako hroty oštepov a škrupiny na vylievanie vody z kanoe. Neskoršie pokusy používať kraby podkováre ako potravu pre hospodárske zvieratá sa ukončili, keď sa zistilo, že mäso má zlú chuť. Krv krabov podkovárov obsahuje zrážací prostriedok Limulus Amebocyte Lysate, ktorý sa v súčasnosti používa na testovanie, či antibiotiká a obličkové prístroje neobsahujú nebezpečné baktérie, a na zisťovanie meningitídy chrbtice a niektorých druhov rakoviny[46].

Varené pavúky tarantule sú považované za pochúťku v Kambodži[47] a u indiánov z kmeňa Piaroa v južnej Venezuele[48].Pavúčie jedy môžu byť menej znečisťujúcou alternatívou konvenčných pesticídov, pretože sú smrteľné pre hmyz, ale veľká väčšina z nich je neškodná pre stavovce.[49] Skúmajú sa možnosti medicínskeho využitia pavúčích jedov na liečbu srdcovej arytmie,[50] Alzheimerovej choroby,[51] mŕtvice[52] a erektilnej dysfunkcie[53]. Keďže pavúčie vlákno je ľahké a zároveň veľmi pevné, pokúšajú sa ho pomocou genetického inžinierstva vyrábať v kozom mlieku a v listoch rastlín[54].
[55] V 20. storočí bolo spoľahlivo zaznamenaných približne 100 úmrtí na uhryznutie pavúkom,[56] v porovnaní s 1 500 úmrtiami na bodnutie medúzou[57].

Uštipnutie škorpiónom je považované za významné nebezpečenstvo v menej rozvinutých krajinách, napríklad v Mexiku spôsobí ročne približne 1 000 úmrtí, ale v USA len jedno za niekoľko rokov. Väčšina týchto prípadov je spôsobená náhodným „vniknutím“ človeka do škorpiónieho hniezda[58], avšak skúma sa medicínske využitie jedu škorpióna na liečbu rakoviny mozgu a ochorení kostí[59][60].

Kliešte sú parazitické a niektoré prenášajú mikroorganizmy a parazity, ktoré môžu u ľudí spôsobiť ochorenia, zatiaľ čo sliny niekoľkých druhov môžu priamo spôsobiť paralýzu kliešťov, ak sa neodstránia do jedného alebo dvoch dní.Niekoľko blízkych roztočov tiež napáda ľudí, niektoré spôsobujú intenzívne svrbenie pri uhryznutí a iné sa zavŕtavajú do kože. Druhy, ktoré bežne napádajú iné zvieratá, napríklad hlodavce, môžu napadnúť človeka, ak sa odstránia ich bežní hostitelia.[62] Tri druhy roztočov predstavujú hrozbu pre včely medonosné a jeden z nich, Varroa destructor, sa stal najväčším samostatným problémom, ktorému čelia včelári na celom svete.[63] Roztoče spôsobujú niekoľko foriem alergických ochorení vrátane sennej nádchy, astmy a ekzému a zhoršujú atopickú dermatitídu[64]. Roztoče sú tiež významnými škodcami plodín, hoci dravé roztoče môžu byť užitočné pri kontrole niektorých z nich[40][65].