Ontogenia Eläinten kehityksen vaiheet ja niiden ominaisuudet



ontogeny se on prosessi, jolla yksilön kehitys tapahtuu. Ilmiö alkaa hedelmöityksestä ja ulottuu orgaanisten olentojen ikääntymiseen. Ontogeenian tutkimuksesta vastaava biologian ala on kehityksen biologia.

Tässä prosessissa genotyypin "kääntäminen" - kaikki biologisen kokonaisuuden geneettinen informaatio - ilmenee fenotyypille, jota voimme havaita. Kaikkein dramaattisin muutos tapahtuu kehitysvaiheessa, jolloin solu muuttuu täydelliseksi yksilöksi.

Tällä hetkellä kehitysbiologian ja evoluutioteorian fuusio, joka tunnetaan nimellä evo-devo, on erittäin suosittu osaamista, joka kasvaa harppauksin. Tämän uuden kentän tarkoituksena on selittää elävien organismien morfologioiden valtavan monimuotoisuuden kehittyminen.

indeksi

  • 1 "Ontogeny recylitates phylogeny"
    • 1.1 Historiallinen näkökulma
    • 1.2 Nykyinen visio
  • 2 Eläinten kehityksen vaiheet
    • 2.1 Oosyytin kypsyminen
    • 2.2 Lannoitus
    • 2.3 Embryogeneesi
    • 2.4 Munien tyypit
    • 2.5 Räjäytys
    • 2.6 Rakeistus
    • 2.7 Koelomin muodostuminen
    • 2.8 Organogeneesi
    • 2.9 Geenien ilmentyminen ontogeneesin aikana
  • 3 Viitteet

"Ontogeny recapitulates phylogeny"

Historiallinen näkökulma

Ontogeenin ja filogeenin välinen suhde oli vallitseva näkemys koko 2000-luvulla. On yleisesti tunnettua, että eri organismilajit ovat paljon samanlaisia ​​toistensa kanssa alkion vaiheissa kuin aikuisissa muodoissa. Vuonna 1828 Karl Ernst von Baer huomasi tämän mallin Vertebrata sybphylumissa.

Baer varoitti, että tietyissä tetrapodilajeissa on tiettyjä yhtäläisyyksiä alkioissa, kuten gills, notochord, segmentointi ja fin-muotoiset raajat..

Nämä muodostetaan ennen tyypillisiä ominaisuuksia, joiden avulla kyseinen ryhmä voidaan diagnosoida kaikkein spesifisimmän hierarkkisen luokituksen järjestyksessä.

Kuuluisa - ja yksi intohimoisimmista seuraajista Charles Darwin - biologi, kotoisin Saksasta, Ernst Haeckel..

Haeckelille on myönnetty kuuluisa lause "ontogeny recylitates phylogeny". Toisin sanoen yhteenveto ehdottaa, että organismin kehittyminen toistaa esi-isiensä aikuisten muotojen kehittyvän historiansa.

Nykyinen näkymä

Vaikka tämä lause on nykyään hyvin tunnettu, oli 2000-luvun puolivälissä selvää, että Haeckelin ehdotus on harvoin täytetty.

Kuuluisa paleontologi ja evoluutiobiologi S. J. Gould esitteli ajatuksiaan yhteenvedosta, mitä hän kutsui "terminaaliseksi lisäperiaatteeksi". Gouldille yhteenveto voi tapahtua niin kauan kuin evoluutiomuutos tapahtuu vaiheittain lisäämällä vaiheita esi-isäntogeenin lopussa.

Samoin on täytettävä myös se, että esi-isäntogeenien ajallinen kesto olisi lyhennettävä, kun linja kehittyy..

Nykyään nykyaikaiset menetelmät ovat onnistuneet kumottamaan biogeneettisen lain ehdottaman lisäyksen käsitteen.

Haeckelin osalta tämä lisäys tapahtui elinten jatkuvan käytön vuoksi. Elinten käytön ja käytöstä poistamisen evoluution vaikutukset on kuitenkin hylätty.

Nyt tiedetään, että nisäkkäiden ja matelijoiden alkiotiloissa olevilla haaraholvilla ei ole koskaan aikuista kalaa vastaavaa muotoa..

Lisäksi tietyissä kehitysvaiheissa esiintyy ajoituksia tai ajoituksia. Evoluutiobiologiassa tätä muutosta kutsutaan heterokroniseksi.

Eläinten kehityksen vaiheet

Ontogeeni kattaa kaikki orgaanisten olentojen kehittämisprosessit, jotka alkavat hedelmöityksestä ja vanhenemisen päättymisestä.

Loogisesti, dramaattisimmat muutokset tapahtuvat ensimmäisissä kohdissa, joissa yksi solu pystyy muodostamaan koko yksilön. Seuraavaksi kuvataan ontogeenia, jossa korostetaan alkion vaiheita.

Oosyytin kypsyminen

Oogeneesin aikana munasolu (naispuolinen gamete, jota kutsutaan myös munaksi) valmistetaan lannoitukseen ja ensimmäisiin kehitysvaiheisiin. Tämä tapahtuu kertymällä varamateriaalia tulevaisuuteen.

Oulun sytoplasma on ympäristö, jossa on runsaasti erilaisia ​​biomolekyylejä, lähinnä RNA-lähettäjiä, ribosomeja, siirto-RNA: ta ja muita proteiinien synteesiin tarvittavia koneita. Solun ytimessä on myös merkittävää kasvua.

Siittiö ei vaadi tätä prosessia, sen strategiana on poistaa kaikki mahdolliset sytoplasmat ja tiivistää ydin pienien mittojen säilyttämiseksi.

lannoitus

Ontogeenin alkua merkitsevä tapahtuma on hedelmöittäminen, johon liittyy urospuolisen ja naispuolisen gameten liitto, yleensä seksuaalisen lisääntymisen aikana.

Ulkoisen lannoituksen tapauksessa, kuten monissa merieliöissä, molemmat sukusolut poistetaan vedestä ja ne löytyvät satunnaisesti.

Lannoituksessa yksilön diploidiluku on integroitu uudelleen ja sallii isäntä- ja äidin geenien yhdistämisprosessit.

Joissakin tapauksissa sperma ei ole välttämätön kehityksen aktivoimiseksi. Mutta useimmilla ihmisillä alkio ei kehitty oikein. Samalla tavalla jotkut lajit voivat lisääntyä partenogeneesillä, jossa alkion normaali kehitys tapahtuu ilman siittiöiden tarvetta.

Sitä vastoin jotkut munat vaativat siittiöiden aktivoitumista, mutta eivät sisällä tämän urospuolisen gameteen geneettistä materiaalia alkioon.

Siittiöt ja muna on tunnistettava oikein, jotta kaikki jälkeläistystapahtumat voivat tapahtua. Tätä tunnistusta välittää kunkin lajin spesifisten proteiinien sarja. On olemassa myös esteitä, jotka estävät munan, kun se on hedelmöitynyt, saavuttamasta toisesta siittiöstä.

embryogeneesi

Lannoittamisen ja munien aktivoinnin jälkeen esiintyy ensimmäisiä kehitysvaiheita. Segmentoinnissa alkio jakaa toistuvasti ryhmiä, joita kutsutaan blastomereiksi.

Tämän viimeisen jakson aikana solujen kasvua ei tapahdu, vain massan jakautuminen tapahtuu. Lopulta sinulla on satoja tai tuhansia soluja, jotka kulkevat blastulan tilaan.

Kun alkio kehittyy, se saa polariteetin. Siksi voimme erottaa toisesta päästä sijaitsevan kasvipylvään ja sytoplasmassa runsaan eläinpylvään. Tämä akseli tarjoaa viitekehyksen kehitykselle.

Munien tyypit

Muna voi luokitella oligolekitosiksi, heterolecitosiksi, telolekitiksi ja centrolecitosiksi riippuen munan keltaisesta määrästä ja mainitun aineen jakautumisesta..

Ensimmäisinä on, kuten nimikin kertoo, pieni määrä keltuaisia ​​ja se jakautuu enemmän tai vähemmän yhtenäisesti koko muna. Yleensä sen koko on pieni. Heterolekiteillä on enemmän keltuaisia ​​kuin oligolekit ja keltuainen on keskittynyt kasvulliseen napaan.

Telolekitit esittävät runsaasti keltuaisia, jotka miehittävät lähes kaiken munan. Lopuksi centrolecitosilla on kaikki keskitetyn keltuaisen kananmunan keskiosassa.

blastulation

Blastula on soluista koostuva massa. Nisäkkäissä tätä soluklusteria kutsutaan blastosysteiksi, kun taas useimmissa eläimissä solut on järjestetty keskitetyn nestesyvennyksen ympärille, jota kutsutaan blastokoeliksi..

Blastulan tilassa on ollut mahdollista nähdä DNA: n määrän suuri kasvu. Koko alkion koko ei kuitenkaan ole paljon suurempi kuin alkuperäinen zygootti.

Grastrulación

Gastrulaatio muuntaa blastulan pallomaisella ja yksinkertaisella tavalla paljon monimutkaisemmaksi rakenteeksi, jossa on kaksi iturakennetta. Tämä prosessi on heterogeeninen, jos vertaamme eläinten eri linjoja. Joissakin tapauksissa muodostetaan toinen kerros tekemättä sisäistä onteloa.

Suolen avaamista kutsutaan blastoporoksi. Blastoporen kohtalo on erittäin tärkeä piirre kahden suuren linjan jakautumiselle: protostomadosille ja deuterostomeille. Ensimmäisessä ryhmässä blastopore antaa alkunsa suulle, kun taas toisessa blastopore on peräisin peräaukosta.

Siten gastrulassa on kaksi kerrosta: ulompi, joka ympäröi blastokoa, jota kutsutaan ektodermiksi ja sisäiseksi kerrokseksi, jota kutsutaan endodermiksi..

Useimmilla eläimillä on edellä mainittujen kahden kerroksen väliin kolmas kolmiulotteinen kerros, mesodermi. Mesodermi voidaan muodostaa kahdella tavalla: solut nousevat blastoporeen huulen vatsan alueelta ja si- ten ne lisääntyvät tai nousevat archonteronin seinien keskialueelta..

Gastrulaation lopussa ektoderma kattaa alkion ja mesodermit ja endodermit sijaitsevat sisäosassa. Toisin sanoen soluilla on erilainen pääteasento kuin ne, joita ne aloittivat.

Koelomin muodostuminen

Koe on kehon ontelo, jota ympäröi mesoderm. Tämä johtuu siitä, että ruoansulatusprosessin aikana blastocele on lähes täynnä mesodermia.

Tämä celomática-ontelo voi esiintyä kahdella reitillä: schizocélica tai enterocélica. Toiminnallisesti molemmat kelat ovat kuitenkin vastaavia.

organogeneesin

Organogeneesi käsittää joukon prosesseja, joissa kukin elin on muodostettu.

Tärkeimmät tapahtumat sisältävät tiettyjen solujen siirtymisen paikkaan, jossa niitä tarvitaan mainitun elimen muodostamiseksi.

Geenien ilmentyminen ontogenyksen aikana

Kehityksessä on todettu, että epigeneesi etenee kolmessa vaiheessa: kuvioiden muodostuminen, kehon aseman määrittäminen ja raajojen ja eri elinten oikean aseman induktio..

Vastauksen tuottamiseksi on tiettyjä geenituotteita, joita kutsutaan morfogeeneiksi (näiden yksiköiden määritelmä on teoreettinen, ei kemiallinen). Nämä työt johtuvat differentiaaligradientin muodostumisesta, joka tarjoaa paikkatietoa.

Mitä tulee geeneihin, homeotisilla geeneillä on keskeinen rooli yksilöiden kehityksessä, koska ne määrittelevät segmenttien identiteetin.

viittaukset

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., & Wake, D. B. (1979). Koko ja muoto ontogeneettisissä ja filogenyneissä. Paleobiology, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogeny ja phylogeny. Harvard University Press.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zoologian integroidut periaatteet. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, kehitys. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterokrony: ontogeenia kehittyy. Springer Science & Business Media.