Ontogénia Etapy vývoja zvierat a ich charakteristiky



ontogenézy je to proces, ktorým dochádza k rozvoju jednotlivca. Tento fenomén začína hnojením a rozširuje sa na starnutie organických bytostí. Biológia zodpovedná za štúdium ontogenézy je biológia vývoja.

V tomto procese dochádza k "prekladu" genotypu - ku všetkým genetickým informáciám biologickej entity - k fenotypu, ktorý môžeme pozorovať. Najdramatickejšia transformácia sa vyskytuje v počiatočných štádiách vývoja, s transformáciou bunky na úplného jedinca.

V súčasnosti je fúzia vývojovej biológie a teórie evolúcie, známej ako evo-devo, veľmi populárnym súborom poznatkov, ktoré rastú míľovými krokmi. Toto nové pole si kladie za cieľ vysvetliť vývoj obrovskej rozmanitosti morfológií, ktoré živé organizmy vykazujú.

index

  • 1 "Ontogenéza rekapituluje fylogenézu"
    • 1.1 Historická perspektíva
    • 1.2 Súčasná vízia
  • 2 Fázy vývoja zvierat
    • 2.1 Zrenie oocytu
    • 2.2 Hnojenie
    • 2.3 Embryogenéza
    • 2.4 Druhy vajec
    • 2.5 Blastulácia
    • 2.6
    • 2.7 Vytvorenie coelom
    • 2.8 Organogenéza
    • 2.9 Génová expresia počas ontogenézy
  • 3 Odkazy

"Ontogenéza rekapituluje fylogenézu"

Historická perspektíva

Vzťah medzi ontogenézou a fylogenéziou bol v 21. storočí prevládajúcim pohľadom. Je všeobecne známe, že rôzne druhy organizmov sú vo svojich embryonálnych štádiách oveľa viac podobné ako u dospelých. V roku 1828 si Karl Ernst von Baer všimol tento vzor v sybphylum Vertebrata.

Baer varoval, že u niektorých druhov tetrapodov existujú určité podobnosti v embryu, ako sú žiabre, notochord, segmentácia a končatiny končatín..

Tieto sú vytvorené pred typickými charakteristikami, ktoré umožňujú diagnostikovať danú skupinu v poradí podľa najšpecifickejšej hierarchickej klasifikácie.

Táto myšlienka bola preformulovaná slávnym - a jedným z najviac vášnivých nasledovníkov Charlesa Darwina - biológa z Nemecka, Ernsta Haeckela.

Haeckel je pripočítaný so slávnou frázou "ontogenéza rekapituluje fylogenézu". Inými slovami, rekapitulácia navrhuje, aby vývoj organizmu zopakoval svoju evolučnú históriu dospelých foriem svojich predkov..

Aktuálne zobrazenie

Hoci dnes je táto fráza dobre známa, v polovici 21. storočia bolo jasné, že Haeckelov návrh je zriedka splnený..

S. J. Gould, slávny paleontológ a evolučný biológ, predstavil svoje myšlienky týkajúce sa rekapitulácie v tom, čo nazval "terminálny princíp pridávania". Pre Goulda sa rekapitulácia môže objaviť, pokiaľ sa evolučná zmena vyskytne postupným pridávaním štádií na konci rodovej ontogenézy..

Rovnako sa musí splniť aj to, aby sa časová dĺžka predkovového ontogenézu skrátila, keď sa rodová línia vyvíja..

V súčasnosti sa moderným metodikám podarilo vyvrátiť koncepciu pridávania navrhovanú biogenetickým zákonom.

Pre liek Haeckel sa toto pridanie vyskytlo z dôvodu nepretržitého podávania orgánom. Evolučné dôsledky použitia a nepoužívania orgánov však boli vyradené.

Teraz je známe, že vetvové oblúky v embryonálnych stavoch cicavcov a plazov nikdy nemajú podobu zodpovedajúcu dospelým rybám..

Okrem toho existujú rozdiely v načasovaní alebo načasovaní, v ktorých sa vyskytujú určité fázy vývoja. V evolučnej biológii sa táto zmena nazýva heterochrónia.

Fázy vývoja zvierat

Ontogenéza zahŕňa všetky procesy vývoja organických bytostí, počnúc oplodnením a končiac starnutím.

Logicky sa najdramatickejšie transformácie vyskytujú v prvých atapoch, kde je jediná bunka schopná tvoriť celý jedinec. Ďalej popíšeme proces ontogenézy s dôrazom na embryonálne štádiá.

Zrenie oocytu

Počas procesu oogenézy je pripravená vaječná bunka (ženská gameta, nazývaná aj vajíčko) na oplodnenie a na prvé štádiá vývoja. K tomu dochádza prostredníctvom akumulácie rezervného materiálu do budúcnosti.

Cytoplazma vajíčka je prostredie bohaté na rôzne biomolekuly, väčšinou RNA poslov, ribozómy, transfer RNA a ďalšie mechanizmy potrebné na syntézu proteínov. Jadro bunky tiež zaznamenáva významný rast.

Spermie tento proces nevyžadujú, jeho stratégiou je eliminovať všetky možné cytoplazmy a kondenzovať jadro, aby sa zachovali malé rozmery..

oplodnenie

Udalosť, ktorá označuje začiatok ontogenézy, je oplodnenie, ktoré zahŕňa spojenie mužského a ženského pohlavia, zvyčajne počas sexuálneho rozmnožovania..

V prípade vonkajšieho oplodnenia, ako v mnohých morských organizmoch, obe gaméty sú vypudené do vody a nachádzajú sa náhodne..

Pri oplodnení sa diploidné číslo jedinca reintegruje a umožňuje kombinované procesy medzi otcovskými a materskými génmi.

V niektorých prípadoch spermie nie sú potrebné na aktiváciu vývoja. Vo väčšine jedincov sa však embryo nevyvíja správnym spôsobom. Rovnakým spôsobom sa niektoré druhy môžu reprodukovať partenogenézou, kde dochádza k normálnemu vývoju embrya bez potreby spermií..

Na rozdiel od toho niektoré vajcia vyžadujú aktiváciu spermií, ale nezahŕňajú genetický materiál tohto mužského gametu do embrya.

Spermie a vajcia musia byť správne rozpoznané, aby sa mohli uskutočniť všetky post-fertilizačné udalosti. Toto rozpoznávanie je sprostredkované radom špecifických proteínov každého druhu. Existujú aj prekážky, ktoré bránia tomu, aby sa vajíčko po oplodnení dostalo do druhej spermie.

embryogenézy

Po oplodnení a aktivácii vajíčok nastanú prvé štádiá vývoja. V segmentácii sa embryo opakovane delí, aby sa stalo skupinou buniek nazývaných blastoméry.

Počas tohto posledného obdobia nedochádza k bunkovému rastu, prebieha iba rozdelenie hmoty. Nakoniec máte stovky alebo tisíce buniek, ktoré ustupujú stavu blastule.

Ako sa embryo vyvíja, získava polaritu. Preto môžeme rozlišovať medzi rastlinným pólom umiestneným na jednom konci a zvieracím pólom bohatým na cytoplazmu. Táto os poskytuje referenčný bod pre vývoj.

Druhy vajec

V závislosti od množstva žĺtka, ktoré má vajce, a distribúcie uvedenej látky môže byť vajce klasifikované ako oligolecitos, heterolecitos, telolecitos a centrolecitos.

Prvé z nich majú, ako už názov napovedá, malé množstvo žĺtka a je rozložené viac alebo menej rovnomerne v celom vajci. Všeobecne je jeho veľkosť malá. Heterolity majú viac žĺtok ako oligolity a žĺtok sa koncentruje vo vegetatívnom póle.

Telolecitos predstavujú hojné množstvo žĺtok, ktorý zaberá takmer celé vajce. Nakoniec, centrolecitos má všetok koncentrovaný žĺtok v centrálnej oblasti vajca.

blastulation

Blastula je hmota tvorená bunkami. U cicavcov sa tento bunkový klaster nazýva blastocysta, zatiaľ čo u väčšiny zvierat sú bunky usporiadané okolo centrálnej tekutinovej dutiny, nazývanej blastocoel.

V stave blastule bolo možné pozorovať veľký nárast množstva DNA. Veľkosť celého embrya však nie je oveľa väčšia ako pôvodná zygota.

Grastrulación

Gastrulácia premieňa blastulu sférickým a jednoduchým spôsobom na oveľa komplexnejšiu štruktúru s dvoma zárodočnými vrstvami. Tento proces je heterogénny, ak porovnáme rôzne línie zvierat. V niektorých prípadoch je vytvorená druhá vrstva bez vytvorenia vnútornej dutiny.

Otvorenie čreva sa nazýva blastoporo. Osud blastoporu je veľmi dôležitou vlastnosťou pre rozdelenie dvoch veľkých línií: protostomados a deuterostomes. V prvej skupine, blastopore dáva pôvod do úst, zatiaľ čo v druhej, blastopore pochádza z konečníka..

Gastrula má teda dve vrstvy: vonkajšiu, ktorá obklopuje blastocoel, nazývanú ektoderm a vnútornú vrstvu nazývanú endoderm..

Väčšina zvierat má tretiu zárodočnú vrstvu, mezoderm, ktorá sa nachádza medzi dvomi vyššie uvedenými vrstvami. Mesoderm sa môže vytvoriť dvoma spôsobmi: bunky pochádzajú z ventrálnej oblasti pery blastoporu a odtiaľ sa množia alebo sa vynárajú z centrálnej oblasti stien archonterónu..

Na konci gastrulácie pokrýva ektoderm embryo a mezoderm a endoderm sa nachádzajú vo vnútornej časti. Inými slovami, bunky majú inú koncovú pozíciu ako tá, ktorú začali.

Tvorba coelom

Coelom je telesná dutina, ktorá je obklopená mezodermom. K tomu dochádza, pretože počas procesu gastrulácie je blastocele takmer úplne naplnené mezodermom.

Táto dutina sa môže objaviť dvoma spôsobmi: schizocélica alebo enterocélica. Funkčne sú však obe cievky ekvivalentné.

organogenézy

Organogenéza zahŕňa sériu procesov, kde sa tvorí každý z orgánov.

Medzi najvýznamnejšie udalosti patrí migrácia konkrétnych buniek na miesto, kde sú potrebné na vytvorenie uvedeného orgánu.

Expresia génu počas ontogenézy

Pri vývoji sa zistilo, že epigenéza prebieha v troch fázach: tvorba vzorov, určenie polohy tela a indukcia správnej polohy končatín a rôznych orgánov..

Na vytvorenie odpovede existujú určité génové produkty, nazývané morfogény (definícia týchto entít je teoretická, nie chemická). Pracujú vďaka vytvoreniu diferenciálneho gradientu, ktorý poskytuje priestorové informácie.

Čo sa týka zahrnutých génov, homeotické gény majú zásadnú úlohu vo vývoji jednotlivcov, pretože definujú identitu segmentov.

referencie

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Veľkosť a tvar ontogenézy a fylogenézy. Paleobiology, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biológiu. Macmillan.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogenéza a fylogenéza. Harvard University Press.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrované zásady zoológie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Stavovce: porovnávacia anatómia, funkcia, evolúcia. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: vývoj ontogenézy. Springer Science & Business Media.