Ontogenia Etapy rozwoju zwierząt i ich cechy

The ontogeneza jest to proces, w którym następuje rozwój jednostki. Zjawisko zaczyna się od zapłodnienia i rozciąga się na starzenie się istot organicznych. Dziedziną biologii odpowiedzialną za badania ontogenezy jest biologia rozwoju.

W tym procesie „translacja” genotypu - całej informacji genetycznej istoty biologicznej - zachodzi w fenotypie, który możemy zaobserwować. Najbardziej dramatyczna transformacja zachodzi we wczesnych stadiach rozwoju, z transformacją komórki w kompletną jednostkę.

Obecnie fuzja biologii rozwoju i teorii ewolucji, znana jako evo-devo, jest bardzo popularnym zbiorem wiedzy, który rośnie skokowo. Ta nowa dziedzina ma na celu wyjaśnienie ewolucji ogromnej różnorodności morfologii, które wykazują żywe organizmy.

Indeks

• 1 „Ontogeneza podsumowuje filogenezę”
  • 1.1 Perspektywa historyczna
  • 1.2 Obecna wizja
• 2 Etapy rozwoju zwierząt
  • 2.1 Dojrzewanie oocytu
  • 2.2 Zapłodnienie
  • 2.3 Embriogeneza
  • 2.4 Rodzaje jaj
  • 2.5 Blastacja
  • 2.6 Grastrulation
  • 2.7 Tworzenie koelii
  • 2.8 Organogeneza
  • 2.9 Ekspresja genu podczas ontogenezy
• 3 referencje

„Ontogeneza podsumowuje filogenezę”

Perspektywa historyczna

Związek między ontogenezą a filogenezą był dominującym poglądem w XXI wieku. Powszechnie wiadomo, że różne gatunki organizmów są znacznie bardziej do siebie podobne w stadiach embrionalnych niż w formach dorosłych. W roku 1828 Karl Ernst von Baer zauważył ten wzór w sybfylum Vertebrata.

Baer ostrzegł, że u niektórych gatunków czworonogów istnieją pewne podobieństwa w zarodku, takie jak skrzela, struna grzbietowa, segmentacja i końce w kształcie płetwy.

Są one tworzone przed typowymi cechami, które pozwalają na zdiagnozowanie danej grupy w kolejności najbardziej specyficznej hierarchicznej klasyfikacji.

Ten pomysł został przeformułowany przez słynnego - i jednego z najbardziej namiętnych zwolenników Charlesa Darwina - biologa z Niemiec, Ernsta Haeckela.

Haeckelowi przypisuje się słynne zdanie „ontogeneza rekapituluje filogenezę”. Innymi słowy, rekapitulacja sugeruje, że rozwój organizmu powtarza jego ewolucyjną historię dorosłych form jego przodków.

Bieżący widok

Chociaż dziś to zdanie jest dobrze znane, w połowie XXI wieku było jasne, że propozycja Haeckela jest rzadko spełniana.

S. J. Gould, słynny paleontolog i biolog ewolucyjny, przedstawił swoje pomysły dotyczące podsumowania w tym, co nazwał „zasadą dodawania terminala”. Dla Goulda rekapitulacja może nastąpić tak długo, jak zmiana ewolucyjna następuje przez kolejne dodawanie etapów pod koniec ontogenezy przodków.

W ten sam sposób należy również spełnić, że czasowy czas trwania ontogenezy przodków powinien zostać skrócony wraz z rozwojem linii..

Współcześnie współczesnym metodologiom udało się obalić koncepcję dodawania proponowaną przez prawo biogenetyczne.

Dla Haeckela to dodanie nastąpiło z powodu ciągłego stosowania narządów. Jednak ewolucyjne implikacje użycia i użycia narządów zostały odrzucone.

Obecnie wiadomo, że łuki rozgałęzione w stanach embrionalnych ssaków i gadów nigdy nie mają postaci odpowiadającej dorosłym rybom.

Ponadto występują różnice w czasie lub czasie, w których występują pewne etapy rozwoju. W biologii ewolucyjnej zmiana ta nazywana jest heterochronią.

Etapy rozwoju zwierząt

Ontogeneza obejmuje wszystkie procesy rozwoju istot organicznych, poczynając od zapłodnienia i kończąc na starzeniu.

Logicznie rzecz biorąc, najbardziej dramatyczne przemiany zachodzą w pierwszych atapach, gdzie pojedyncza komórka jest w stanie stworzyć całą jednostkę. Następnie opiszemy proces ontogenezy, podkreślając etapy embrionalne.

Dojrzewanie oocytu

Podczas procesu oogenezy komórka jajowa (żeńska gameta, zwana także jajkiem) jest przygotowywana do zapłodnienia i do pierwszych etapów rozwoju. Dzieje się tak poprzez gromadzenie materiału rezerwowego na przyszłość.

Cytoplazma zalążka jest środowiskiem bogatym w różne biocząsteczki, głównie przekaźniki RNA, rybosomy, transfer RNA i inne mechanizmy niezbędne do syntezy białek. Jądro komórki również doświadcza znacznego wzrostu.

Plemniki nie wymagają tego procesu, jego strategia polega na wyeliminowaniu całej możliwej cytoplazmy i skondensowaniu jądra w celu zachowania małych wymiarów.

Zapłodnienie

Wydarzeniem, które wyznacza początek ontogenezy, jest zapłodnienie, które wiąże się z połączeniem męskiej i żeńskiej gamety, zwykle w trakcie reprodukcji seksualnej.

W przypadku zapłodnienia zewnętrznego, jak w wielu organizmach morskich, obie gamety są wydalane do wody i znajdują się w sposób losowy.

W zapłodnieniu liczba diploidalnych osobników zostaje ponownie zintegrowana i umożliwia procesy kombinacyjne między genami ojcowskimi i matczynymi.

W niektórych przypadkach plemniki nie są konieczne do aktywacji rozwoju. Jednak u większości osobników zarodek nie rozwija się we właściwy sposób. W ten sam sposób niektóre gatunki mogą rozmnażać się przez partenogenezę, gdzie normalny rozwój zarodka następuje bez potrzeby plemników.

W przeciwieństwie do tego, niektóre jaja wymagają aktywacji plemników, ale nie włączają materiału genetycznego tej męskiej gamety do zarodka.

Plemniki i jajo muszą być prawidłowo rozpoznane, aby mogły nastąpić wszystkie zdarzenia po zapłodnieniu. W tym rozpoznaniu pośredniczy szereg specyficznych białek każdego gatunku. Istnieją również bariery, które uniemożliwiają osiągnięcie zapłodnionego jaja przez drugie plemniki.

Embriogeneza

Po zapłodnieniu i aktywacji jaja dochodzi do pierwszych etapów rozwoju. W segmentacji zarodek dzieli się wielokrotnie, aby stać się grupą komórek zwanych blastomerem.

Podczas tego ostatniego okresu wzrost komórek nie zachodzi, zachodzi tylko podział masy. W końcu masz setki lub tysiące komórek, ustępujących miejsca stanowi blastuli.

W miarę rozwoju zarodka nabiera on biegunowości. Dlatego możemy rozróżnić biegun rośliny, znajdujący się na jednym końcu, i biegun zwierzęcia, bogaty w cytoplazmę. Ta oś stanowi punkt odniesienia dla rozwoju.

Rodzaje jaj

W zależności od ilości żółtka, które ma jajko, i rozmieszczenia tej substancji, jaja można sklasyfikować jako oligolekitos, heterolecytos, telolekitos i centrolecitos.

Pierwsze z nich mają, jak sama nazwa wskazuje, niewielką ilość żółtka i jest rozłożone mniej więcej jednolicie w jajku. Ogólnie jego rozmiar jest mały. Heterolecyty mają więcej żółtka niż oligolecity, a żółtko koncentruje się w biegunie wegetatywnym.

Telolecitos przedstawiają obfitą ilość żółtka, zajmując prawie całe jajo. Wreszcie, centrolecitos mają całe skoncentrowane żółtko w centralnym obszarze jaja.

Blastulacja

Blastula to masa zbudowana z komórek. U ssaków ten zespół komórek nazywany jest blastocystą, podczas gdy u większości zwierząt komórki są rozmieszczone wokół centralnej jamy płynu, zwanej blastocoelem.

W stanie blastuli można było zaobserwować znaczny wzrost ilości DNA. Jednak rozmiar całego zarodka jest niewiele większy niż pierwotna zygota.

Grastrulation

Gastrulacja przekształca blastulę w sferyczny i prosty sposób w znacznie bardziej złożoną strukturę z dwoma listkami zarodkowymi. Ten proces jest niejednorodny, jeśli porównamy różne linie rodowe zwierząt. W niektórych przypadkach tworzy się druga warstwa bez tworzenia wewnętrznej wnęki.

Otwarcie jelita nazywa się blastoporo. Los blastoporu jest bardzo ważną cechą podziału dwóch wielkich linii: protostomados i deuterostomes. W pierwszej grupie blastopor daje początek ustom, podczas gdy w drugiej blastoporowi powstaje odbyt.

W ten sposób gastrula ma dwie warstwy: zewnętrzną, która otacza blastocoel, zwaną ektodermą i warstwę wewnętrzną zwaną endodermą..

Większość zwierząt ma trzecią warstwę zarodkową, mezodermę, umieszczoną między dwiema wspomnianymi powyżej warstwami. Mezodermę można formować na dwa sposoby: komórki powstają z brzusznego obszaru wargi blastoporu, a stamtąd rozmnażają się lub wyłaniają z centralnego obszaru ścian archonteronu..

Pod koniec gastrulacji ektoderma pokrywa zarodek i mezodermę, a endoderma znajduje się w części wewnętrznej. Innymi słowy, komórki mają inną pozycję końcową niż ta, którą rozpoczęły.

Formacja coelomu

Koelom jest jamą ciała otoczoną mezodermą. Dzieje się tak, ponieważ podczas procesu gastrulacji blastocele jest prawie całkowicie wypełnione mezodermą.

Ta komora celomática może pojawić się na dwóch trasach: schizocélica lub enterocélica. Jednak funkcjonalnie obie cewki są równoważne.

Organogeneza

Organogeneza obejmuje szereg procesów, w których tworzy się każdy z narządów.

Najważniejsze wydarzenia obejmują migrację poszczególnych komórek do miejsca, w którym są potrzebne, aby utworzyć wspomniany organ.

Ekspresja genu podczas ontogenezy

W opracowaniu ustalono, że epigeneza przebiega w trzech etapach: tworzenie wzorów, określenie pozycji ciała i indukcja prawidłowej pozycji kończyn i różnych narządów.

Aby wygenerować odpowiedź, istnieją pewne produkty genowe, zwane morfogenami (definicja tych jednostek jest teoretyczna, a nie chemiczna). Działają one dzięki tworzeniu gradientu różnicowego, dostarczającego informacji przestrzennej.

Jeśli chodzi o zaangażowane geny, geny homeotyczne odgrywają zasadniczą rolę w rozwoju jednostek, ponieważ określają tożsamość segmentów.

Referencje

1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., i Wake, D. B. (1979). Rozmiar i kształt w ontogenezie i filogenezie. Paleobiologia, 5(3), 296-317.
2. Curtis, H. i Barnes, N. S. (1994). Zaproszenie do biologii. Macmillan.
3. Gould, S. J. (1977). Ontogeneza i filogeneza. Harvard University Press.
4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., i Garrison, C. (2001). Zintegrowane zasady zoologii. McGraw-Hill.
5. Kardong, K. V. (2006). Kręgowce: anatomia porównawcza, funkcja, ewolucja. McGraw-Hill.
6. McKinney, M.L. i McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: ewolucja ontogenezy. Springer Science & Business Media.