Plik 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 badanie ontogenezy jest biologia rozwoju.
W tym procesie następuje „translacja” genotypu - całej informacji genetycznej istoty biologicznej - na fenotyp, który możemy obserwować. Najbardziej dramatyczna transformacja zachodzi na wczesnych etapach rozwoju, kiedy komórka przekształca się w kompletnego osobnika.
Obecnie połączenie biologii rozwoju i teorii ewolucji, znane jako evo-devo, jest bardzo popularnym zasobem wiedzy, który rośnie skokowo. Ta nowa dziedzina ma na celu wyjaśnienie ewolucji ogromnej różnorodności morfologii wykazywanej przez organizmy żywe..
Indeks artykułów
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 1828 roku Karl Ernst von Baer zauważył ten wzór u sybphylum Vertebrata.
Baer zauważył, że u różnych gatunków czworonogów istnieją pewne podobieństwa w zarodku, takie jak skrzela, struna grzbietowa, segmentacja i kończyny w kształcie płetw..
Powstają one przed typowymi cechami, które pozwalają na zdiagnozowanie danej grupy w bardziej szczegółowej hierarchicznej kolejności klasyfikacyjnej.
Pomysł ten został przeformułowany przez słynnego - i jednego z najbardziej zagorzałych naśladowców Karola Darwina - urodzonego w Niemczech biologa Ernsta Haeckela..
Haeckelowi przypisuje się słynne zdanie „ontogeneza podsumowuje filogenezę”. Innymi słowy, podsumowanie sugeruje, że rozwój organizmu powtarza jego ewolucyjną historię od form dorosłych jego przodków..
Chociaż wyrażenie to jest dziś dobrze znane, już w połowie XXI wieku stało się jasne, że propozycja Haeckla rzadko się spełnia..
S. J. Gould, słynny paleontolog i biolog ewolucyjny, przedstawił swoje pomysły dotyczące rekapitulacji w tym, co nazwał „zasadą ostatecznego dodawania”. Dla Goulda rekapitulacja może nastąpić tak długo, jak długo ewolucyjna zmiana następuje poprzez sukcesywne dodawanie etapów pod koniec ontogenezy przodków..
W ten sam sposób musiało być również spełnione, że czasowy czas trwania ontogenezy przodków musiał zostać skrócony w miarę ewolucji linii.
Współczesnym metodologiom udało się dziś obalić koncepcję dodawania zaproponowaną przez prawo biogenetyczne.
W przypadku Haeckela ten dodatek nastąpił z powodu ciągłego używania organów. Jednak ewolucyjne konsekwencje używania i nieużywania narządów zostały odrzucone.
Obecnie wiadomo, że łuki skrzelowe w stadiach embrionalnych ssaków i gadów nigdy nie mają kształtu odpowiadającego dorosłym rybom..
Ponadto istnieją różnice w harmonogramie lub czasie niektórych etapów rozwoju. W biologii ewolucyjnej zmiana ta nazywana jest heterochronią..
Ontogeny obejmuje wszystkie procesy rozwoju istot organicznych, począwszy od zapłodnienia, a skończywszy na starzeniu się..
Logicznie rzecz biorąc, najbardziej dramatyczne przemiany zachodzą na pierwszych etapach, w których pojedyncza komórka jest w stanie uformować całą jednostkę. Następnie opiszemy proces ontogenezy, podkreślając etapy embrionalne.
W procesie oogenezy komórka jajowa (gameta żeńska, zwana także jajkiem) przygotowuje się do zapłodnienia i wczesnych etapów rozwoju. Dzieje się tak poprzez gromadzenie zapasów materiałów na przyszłość..
Cytoplazma komórki jajowej to środowisko bogate w różne biocząsteczki, głównie informacyjny RNA, rybosomy, transferowe RNA i inne mechanizmy niezbędne do syntezy białek. Jądro komórkowe również ulega znacznemu wzrostowi.
Plemniki nie wymagają tego procesu, ich strategia polega na wyeliminowaniu jak największej ilości cytoplazmy i zagęszczeniu jądra w celu zachowania małych wymiarów..
Wydarzeniem, które wyznacza początek ontogenezy, jest zapłodnienie, które obejmuje zjednoczenie gamet męskiej i żeńskiej, na ogół podczas aktu rozmnażania płciowego..
W przypadku zapłodnienia zewnętrznego, jak ma to miejsce w przypadku wielu organizmów morskich, obie gamety są wyrzucane do wody i znajdują się losowo.
Podczas zapłodnienia diploidalna liczba osobnika zostaje ponownie zintegrowana i umożliwia połączenie procesów między genami ojcowskimi i matczynymi.
W niektórych przypadkach nasienie nie jest konieczne do aktywacji rozwoju. Ale u większości osób zarodek nie rozwija się we właściwy sposób. Podobnie, niektóre gatunki mogą rozmnażać się przez partenogenezę, gdzie normalny rozwój zarodka zachodzi bez konieczności posiadania plemnika..
W przeciwieństwie do tego, niektóre komórki jajowe wymagają aktywacji nasienia, ale nie zawierają materiału genetycznego tej męskiej gamet do zarodka..
Plemniki i jajeczko muszą być prawidłowo rozpoznawane, aby mogły mieć miejsce wszystkie zdarzenia po zapłodnieniu. W rozpoznaniu tym pośredniczy szereg białek specyficznych dla gatunku. Istnieją również bariery, które uniemożliwiają dotarcie do zapłodnionej komórki jajowej przez drugi plemnik.
Po zapłodnieniu i aktywacji jaja następują pierwsze etapy rozwoju. Podczas segmentacji zarodek dzieli się wielokrotnie, tworząc grupę komórek zwanych blastomerami..
W tym ostatnim okresie nie następuje wzrost komórek, następuje jedynie podział masy. W końcu istnieją setki lub tysiące komórek, ustępując miejsca stanowi blastuli.
W miarę rozwoju zarodek uzyskuje biegunowość. Z tego powodu możliwe jest rozróżnienie między biegunem roślinnym, znajdującym się na jednym końcu, a biegunem zwierzęcym, bogatym w cytoplazmę. Oś ta stanowi punkt odniesienia dla rozwoju.
W zależności od ilości żółtka w jaju i rozmieszczenia tej substancji, jajo można sklasyfikować jako oligolecyty, heterolecyty, telolecyty i centrolecyty..
Te pierwsze mają, jak nazwa wskazuje, niewielką ilość żółtka i jest ono mniej więcej równomiernie rozłożone w całym jaju. Generalnie jego rozmiar jest niewielki. Heterolecyty mają więcej żółtka niż oligolecytów, a żółtko jest skoncentrowane w biegunie wegetatywnym.
Telolecitos mają dużą ilość żółtka, które zajmuje prawie całe jajko. Wreszcie centrolecitos mają całe żółtko skoncentrowane w centralnej części jajka..
Blastula to masa komórek. U ssaków ta grupa komórek nazywana jest blastocystą, podczas gdy u większości zwierząt komórki są rozmieszczone wokół centralnej jamy płynowej, zwanej blastocele..
W stanie blastuli można było wykazać duży wzrost ilości DNA. Jednak rozmiar całego zarodka nie jest dużo większy niż oryginalna zygota..
Gastrulacja przekształca kulistą i prostą blastulę w znacznie bardziej złożoną strukturę z dwoma listkami zarodkowymi. Ten proces jest niejednorodny, jeśli porównamy różne rodowody zwierząt. W niektórych przypadkach druga warstwa jest tworzona bez tworzenia wewnętrznej wnęki.
Otwór w jelicie nazywa się blastoporem. Los blastopora jest bardzo ważną cechą podziału dwóch wielkich rodów: protostomatów i deuterostomów. W pierwszej grupie blastopore powoduje powstanie jamy ustnej, podczas gdy w drugiej blastopore powoduje powstawanie odbytu.
Zatem gastrula ma dwie warstwy: zewnętrzną warstwę, która otacza blastocele, zwaną ektodermą, i wewnętrzną warstwę zwaną endodermą..
Większość zwierząt ma trzeci listek zarodkowy, mezodermę, znajdujący się między dwiema wspomnianymi warstwami. Mezodermę można uformować na dwa sposoby: komórki powstają z brzusznego obszaru wargi blastoporu i stamtąd namnażają się lub wyłaniają z centralnej części ścian archnteronu..
Pod koniec gastrulacji ektoderma pokrywa zarodek, a mezoderma i endoderma znajdują się w wewnętrznej części. Innymi słowy, komórki mają inną pozycję końcową niż ta, w której się rozpoczęły..
Coelom to jama ciała otoczona mezodermą. Dzieje się tak, ponieważ podczas procesu gastrulacji blastocele jest prawie całkowicie wypełniona mezodermą..
Ta jama celomatyczna może pojawić się na dwa sposoby: schizoceliczna lub enteroceliczna. Jednak oba coelomy są funkcjonalnie równoważne.
Organogeneza obejmuje szereg procesów, w których powstaje każdy z organów.
Do najważniejszych wydarzeń należy migracja poszczególnych komórek do miejsca, w którym są one niezbędne do wytworzenia tego organu..
W trakcie prac rozwojowych ustalono, że epigeneza przebiega w trzech etapach: tworzenie wzorców, określenie pozycji ciała i wywołanie prawidłowego położenia kończyn i różnych narządów.
Aby wygenerować odpowiedź, istnieją pewne produkty genów, zwane morfogenami (definicja tych jednostek jest teoretyczna, a nie chemiczna). Działają one dzięki tworzeniu gradientu różnicowego, dostarczając informacji przestrzennej.
Jeśli chodzi o zaangażowane geny, geny homeotyczne odgrywają fundamentalną rolę w rozwoju osobników, ponieważ określają tożsamość segmentów.
Jeszcze bez komentarzy