Ontogenija Faze razvoja živali in njihove značilnosti



The ontogenija to je proces, s katerim nastane razvoj posameznika. Pojav se začne z oploditvijo in sega v staranje ekoloških bitij. Področje biologije, ki je zadolženo za proučevanje ontogeneze, je biologija razvoja.

V tem procesu pride do "prevajanja" genotipa - vse genetske informacije biološke entitete - fenotipu, ki ga lahko opazujemo. Najbolj dramatična preobrazba se zgodi v zgodnjih fazah razvoja, s transformacijo celice v popolnega posameznika.

Trenutno je fuzija razvojne biologije in teorije evolucije, znane kot evo-devo, zelo priljubljena skupina znanja, ki raste s skokom in mejami. Namen tega novega polja je pojasniti razvoj ogromne raznolikosti morfologij, ki jih kažejo živi organizmi.

Indeks

  • 1 "Ontogenija povzema filogenijo"
    • 1.1 Zgodovinska perspektiva
    • 1.2 Trenutna vizija
  • 2 Faze razvoja živali
    • 2.1 Zorenje jajčnih celic
    • 2.2 Gnojenje
    • 2.3 Embriogeneza
    • 2.4 Vrste jajc
    • 2.5 Blastulacija
    • 2.6 Grastrulacija
    • 2.7 Oblikovanje celoma
    • 2.8 Organogeneza
    • 2.9 Izražanje genov v ontogeniji
  • 3 Reference

"Ontogenija povzema filogenijo"

Zgodovinska perspektiva

Odnos med ontogenijo in filogenijo je bil prevladujoč pogled v 21. stoletju. Splošno znano je, da so različne vrste organizmov med seboj veliko bolj podobne v svojih embrionalnih fazah kot v odraslih oblikah. Leta 1828 je Karl Ernst von Baer opazil ta vzorec v Verbetbrinem sibfilu.

Baer je opozoril, da pri nekaterih vrstah tetrapodov obstajajo določene podobnosti v zarodku, kot so škrge, nožice, segmentacija in okončine v obliki plavuti..

Te se oblikujejo pred tipičnimi značilnostmi, ki omogočajo diagnosticiranje zadevne skupine po vrstnem redu najbolj specifične hierarhične klasifikacije.

To idejo je preoblikoval slavni - in eden najbolj strastnih privržencev Charlesa Darwina - biologa, rojenega v Nemčiji, Ernsta Haeckela.

Haeckel je zaslužen za slavni izraz "ontogeny recapitulates phylogeny". Z drugimi besedami, rekapitulacija kaže, da razvoj organizma ponavlja svojo evolucijsko zgodovino odraslih oblik svojih prednikov..

Trenutni pogled

Čeprav je danes ta stavek dobro znan, je bilo sredi 21. stoletja jasno, da je Haeckelov predlog redko izpolnjen.

S. J. Gould, slavni paleontolog in evolucijski biolog, je predstavil svoje zamisli o rekapitulaciji v tem, kar je imenoval "načelo dodatka terminalov". Za Goulda se lahko rekapitulacija pojavi, dokler se evolucijska sprememba zgodi z zaporednim dodajanjem stopenj na koncu ontogeneze prednikov.

Na enak način je treba izpolniti tudi, da je treba časovno trajanje ontogeneze prednikov skrajšati, ko se linija razvije..

Današnje sodobne metodologije so uspele ovreči koncept dodatka, ki ga je predlagal biogenetski zakon.

Za Haeckel se je ta dodatek pojavil zaradi nenehne uporabe organov. Vendar so bile evolucijske posledice uporabe in neuporabe organov zavržene.

Zdaj je znano, da razcepljeni loki v embrionalnih stanjih sesalcev in plazilcev nikoli nimajo oblike, ki ustreza odraslim ribam.

Poleg tega obstajajo razlike v časovnem okviru ali časovnem okviru, v katerem se pojavljajo določene stopnje razvoja. V evolucijski biologiji se ta sprememba imenuje heterochrony.

Faze razvoja živali

Ontogenija zajema vse procese razvoja organskih bitij, ki se začnejo z oploditvijo in končajo s staranjem.

Logično je, da se najbolj dramatične transformacije pojavljajo v prvih atapih, kjer je posamezna celica sposobna tvoriti celotnega posameznika. V nadaljevanju bomo opisali proces ontogeneze, s poudarkom na embrionalnih stopnjah.

Zorenje jajčnih celic

V procesu oogeneze se za oploditev in za prve faze razvoja pripravi jajčna celica (ženska gameta, imenovana tudi jajce). To se zgodi s kopičenjem rezervnega materiala za prihodnost.

Citoplazma jajc je okolje, bogato z razlicnimi biomolekulami, vecinoma RNA kurirji, ribosomi, transferna RNA in drugi stroji, potrebni za sintezo beljakovin. Jedro celice doživlja tudi pomembno rast.

Sperma ne zahteva tega procesa, njena strategija je odstraniti vse možne citoplazme in kondenzirati jedro, da ohrani majhne dimenzije..

Gnojenje

Dogodek, ki označuje začetek ontogeneze, je oploditev, ki vključuje združitev moškega in ženskega gameta, ponavadi med spolnim razmnoževanjem..

Pri zunanji oploditvi, kot pri mnogih morskih organizmih, se obe gameti izločita v vodo in ju najdemo naključno..

Pri oploditvi se diploidno število posameznika reintegrira in omogoča kombinacijo procesov med očetovskimi in materinskimi geni..

V določenih primerih sperma ni potrebna za aktiviranje razvoja. Toda v večini posameznikov se zarodek ne razvije na pravi način. Na enak način se lahko nekatere vrste razmnožujejo s partenogenezo, kjer se normalen razvoj zarodka odvija brez potrebe po spermi.

V nasprotju s tem nekatera jajca zahtevajo aktivacijo sperme, vendar ne vključujejo genskega materiala tega moškega gameta v zarodek.

Sperma in jajce morata biti pravilno prepoznana, tako da se lahko izvedejo vsi dogodki po oploditvi. To prepoznavanje posreduje vrsta specifičnih beljakovin vsake vrste. Obstajajo tudi ovire, ki preprečujejo, da se jajčece, ko je enkrat oplojeno, doseže z drugo semenčico.

Embriogeneza

Po oploditvi in ​​aktivaciji jajc se pojavijo prve faze razvoja. Pri segmentaciji se zarodek ponavlja, da postane skupina celic, imenovanih blastomeri.

V tem zadnjem obdobju se ne zgodi celična rast, ampak le delitev mase. Na koncu imate na stotine ali tisoče celic, ki dajejo mesto stanju blastule.

Ko se zarodek razvije, pridobi polarnost. Zato lahko ločimo med rastlinskim polom, ki se nahaja na enem koncu, in živalskim polom, bogatim s citoplazmo. Ta os zagotavlja referenčno točko za razvoj.

Vrste jajc

Odvisno od količine rumenjaka, ki ga ima jajce, in porazdelitve te snovi se jajce lahko razvrsti kot oligolecit, heterolecitos, telolecitos in centrolecitos.

Prve imajo, kot že ime pove, majhno količino rumenjaka in je porazdeljena bolj ali manj po celem jajcu. Na splošno je njegova velikost majhna. Heteroleciti imajo več rumenjaka kot oligoleciti, rumenjak pa je koncentriran v vegetativnem polu..

Telolecitos predstavlja veliko količino rumenjaka in zaseda skoraj vse jajce. Končno, centrolecitos imajo vse koncentrirane rumenjake v osrednjem območju jajca.

Blastulacija

Blastula je masa celic. Pri sesalcih se ta celica imenuje blastocista, pri večini živali pa so celice razporejene okoli centralne tekočine, imenovane blastocel..

V stanju blastule je bilo mogoče opaziti veliko povečanje količine DNA. Vendar pa velikost celotnega zarodka ni veliko večja od prvotne zigote.

Grastrulacija

Gastrulacija pretvarja blastulo na sferičen in enostaven način v veliko bolj kompleksno strukturo z dvema klicnima slojema. Ta proces je heterogen, če primerjamo različne vrste živali. V nekaterih primerih se oblikuje drugi sloj, ne da bi naredili notranjo votlino.

Odprtina za črevo se imenuje blastoporo. Usoda blastoporja je zelo pomembna značilnost za razdelitev dveh velikih linij: protostomados in deuterostome. V prvi skupini, blastopore daje izvor v usta, medtem ko v drugi, blastopore izvira anus \ t.

Tako ima gastrula dve plasti: zunanjo, ki obdaja blastocel, imenovano ektodermo in notranjo plast, imenovano endodermo..

Večina živali ima tretjo zarodno plast, mezodermo, ki se nahaja med dvema zgoraj omenjenima slojema. Mezodermo lahko tvorimo na dva načina: celice nastanejo iz ventralne regije ustnice blastoporja in se od tam razmnožijo ali pa se pojavijo iz osrednjega območja sten arhonterona..

Ob koncu gastrulacije ektoderma zajema zarodek, mezodermo in endodermo pa v notranjem delu. Z drugimi besedami, celice imajo drugačen končni položaj od tistega, ki so ga začele.

Oblikovanje celoma

Coelom je telesna votlina, ki jo obdaja mezoderm. To se zgodi zato, ker je med procesom gastrulacije blastocela skoraj popolnoma napolnjena z mezodermo.

Ta celomática votlina se lahko pojavi na dveh poteh: schizocélica ali enterocélica. Vendar sta funkcionalno oba navoja enakovredna.

Organogeneza

Organogeneza obsega vrsto procesov, v katerih nastane vsak organ.

Najpomembnejši dogodki vključujejo migracijo določenih celic na mesto, kjer so potrebni za tvorbo omenjenega organa.

Ekspresija genov med ontogenijo

Pri razvoju smo ugotovili, da epigenesis poteka v treh stopnjah: tvorba vzorcev, določanje položaja telesa in indukcija pravilnega položaja za okončine in različne organe..

Da bi ustvarili odziv, obstajajo nekateri genski proizvodi, imenovani morfogeni (definicija teh entitet je teoretična, ne kemijska). Ti delujejo zaradi oblikovanja diferencialnega gradienta, ki zagotavlja prostorske informacije.

V zvezi z vpletenimi geni imajo homeotski geni temeljno vlogo pri razvoju posameznikov, saj določajo identiteto segmentov.

Reference

  1. Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F., & Wake, D. B. (1979). Velikost in oblika v ontogeniji in filogeniji. Paleobiologija, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., in Barnes, N.S. (1994). Vabilo na biologijo. Macmillan.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogenija in filogenija. Harvard University Press.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vretenčarji: primerjalna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., in McNamara, K.J. (2013). Heterokrona: razvoj ontogeneze. Springer znanost in poslovni mediji.