Ontogeny Fáze vývoje zvířat a jejich vlastnosti

2889
Sherman Hoover

The ontogeneze je to proces, kterým dochází k vývoji jedince. Tento jev začíná oplodněním a sahá až do stárnutí organických bytostí. Pole biologie odpovědné za studium ontogeneze je vývojová biologie.

V tomto procesu dochází k „translaci“ genotypu - veškeré genetické informace biologické entity - do fenotypu, který můžeme pozorovat. K nejdramatičtější transformaci dochází v raných fázích vývoje, kdy dochází k transformaci buňky na úplného jedince.

Romanes, G. J.; uploaded to Wikipedia by en: Uživatel: Phlebas; autoři stránky s popisem: en: Uživatel: Phlebas, en: Uživatel: SeventyThree [Public domain], přes Wikimedia Commons

Dnes je spojení vývojové biologie a evoluční teorie, známé jako evo-devo, velmi populárním souborem znalostí, které rostou mílovými kroky. Toto nové pole si klade za cíl vysvětlit vývoj nesmírné rozmanitosti morfologií vystavených živými organismy..

Rejstřík článků

  • 1 „Ontogeny rekapituluje fylogenezi“
    • 1.1 Historická perspektiva
    • 1.2 Aktuální vize
  • 2 Fáze vývoje zvířat
    • 2.1 Zrání oocytů
    • 2.2 Hnojení
    • 2.3 Embryogeneze
    • 2.4 Druhy vajec
    • 2.5 Blastulace
    • 2.6 Struktura
    • 2.7 Vznik coelom
    • 2.8 Organogeneze
    • 2.9 Genová exprese během ontogeneze
  • 3 Odkazy

„Ontogeny rekapituluje fylogenezi“

Historická perspektiva

Vztah mezi ontogenezí a fylogenezí byl v 21. století převládajícím pohledem. Je všeobecně známo, že různé druhy organismů jsou si navzájem mnohem podobnější v embryonálních stádiích než v dospělých formách. V roce 1828 si Karl Ernst von Baer všiml tohoto vzoru v Sybphylum Vertebrata.

Baer poznamenal, že u různých druhů tetrapodů existují určité podobnosti v embryu, jako jsou žábry, notochord, segmentace a končetiny ve tvaru ploutví..

Jsou vytvořeny před typickými charakteristikami, které umožňují diagnostikovat příslušnou skupinu ve konkrétnějším hierarchickém pořadí klasifikace.

Tuto myšlenku přeformuloval slavný - a jeden z nejvášnivějších následovníků Charlese Darwina - německý biolog Ernst Haeckel..

Haeckel je připočítán slavnou frází „ontogeneze rekapituluje fylogenezi“. Jinými slovy, rekapitulace navrhuje, aby vývoj organismu opakoval jeho evoluční historii od dospělých forem jeho předků..

Aktuální vize

Ačkoli je tato fráze dnes dobře známá, do poloviny 21. století bylo jasné, že Haeckelův návrh je zřídka splněn..

S. J. Gould, slavný paleontolog a evoluční biolog, představil své myšlenky týkající se rekapitulace v tom, co nazval „principem terminálního přidání“. U Goulda může rekapitulace nastat, pokud dojde k evoluční změně postupným přidáváním fází na konci ontogeneze předků..

Stejným způsobem také muselo být splněno, že časové trvání rodové ontogeneze muselo být zkráceno s vývojem linie.

Dnes se moderním metodikám podařilo vyvrátit koncept sčítání navržený biogenetickým zákonem.

U Haeckela k tomuto přidání došlo kvůli nepřetržitému používání, které bylo dáno orgánům. Evoluční důsledky používání a nepoužívání orgánů však byly vyřazeny.

V současné době je známo, že žaberní oblouky v embryonálních stádiích savců a plazů nikdy nemají tvar odpovídající dospělým rybám.

Kromě toho existují rozdíly v načasování nebo načasování určitých vývojových stadií. V evoluční biologii se tato změna nazývá heterochronie..

Fáze vývoje zvířat

Ontogeny zahrnuje všechny procesy vývoje organických bytostí, počínaje oplodněním a konče stárnutím..

Logicky k nejdramatičtějším transformacím dochází v prvních fázích, kdy je jediná buňka schopna formovat celého jedince. Dále popíšeme proces ontogeneze, zdůrazníme embryonální stadia.

Zrání oocytů

Během procesu oogeneze se vajíčko (samičí gameta, také nazývané vajíčko) připravuje na oplodnění a raná stadia vývoje. K tomu dochází hromaděním rezervního materiálu pro budoucnost..

Cytoplazma vajíčka je prostředí bohaté na různé biomolekuly, zejména messenger RNA, ribozomy, přenosovou RNA a další mechanismy nezbytné pro syntézu proteinů. Buněčné jádro také prochází významným růstem.

Spermie tento proces nevyžadují, jejich strategií je eliminovat co nejvíce cytoplazmy a kondenzovat jádro, aby si zachovalo malé rozměry..

Oplodnění

Událostí, která ohlašuje začátek ontogeneze, je oplodnění, které zahrnuje spojení mužské a ženské gamety, obvykle během pohlavního rozmnožování..

V případě vnějšího oplodnění, jak se vyskytuje u mnoha mořských organismů, jsou obě gamety vypuzeny do vody a jsou nalezeny náhodně.

V oplodnění je diploidní počet jedinců znovu integrován a umožňuje kombinované procesy mezi otcovskými a mateřskými geny.

V určitých případech není spermie k aktivaci vývoje nutné. Ale u většiny jedinců se embryo nevyvíjí správným způsobem. Podobně se některé druhy mohou množit partenogenezí, kde dochází k normálnímu vývoji embryí bez potřeby spermatu..

Naproti tomu některá vajíčka vyžadují aktivaci spermií, ale nezahrnují genetický materiál této mužské gamety do embrya..

Spermie a vejce musí být správně rozpoznány, aby se mohly odehrát všechny události po oplodnění. Toto rozpoznání je zprostředkováno řadou druhově specifických proteinů. Existují také bariéry, které zabraňují dosažení vajíčka po oplodnění druhým spermatem.

Embryogeneze

Po oplodnění a aktivaci vajíčka nastávají první fáze vývoje. V segmentaci se embryo opakovaně dělí a stává se skupinou buněk zvaných blastomery..

Během tohoto posledního období nedochází k žádnému buněčnému růstu, dochází pouze k dělení hmoty. Na konci jsou stovky nebo tisíce buněk, které ustupují stavu blastuly.

Jak se embryo vyvíjí, získává polaritu. Z tohoto důvodu je možné rozlišovat mezi rostlinným pólem umístěným na jednom konci a zvířecím pólem bohatým na cytoplazmu. Tato osa poskytuje referenční bod pro vývoj.

Druhy vajec

V závislosti na množství žloutku, které má vejce, a na distribuci uvedené látky lze vejce klasifikovat jako oligolecyty, heterolecyty, telolecyty a centrolecyty..

První z nich mají, jak naznačuje jejich název, malé množství žloutku a je víceméně rovnoměrně rozloženo po celém vejci. Obecně je jeho velikost malá. Heterolecyty mají více žloutku než oligolecyty a žloutek je koncentrován ve vegetativním pólu.

Telolecitos mají bohaté množství žloutku, který zabírá téměř celé vejce. Nakonec mají centrolecitové veškerý žloutek koncentrovaný ve střední oblasti vejce..

Blastulace

Blastula je hmota buněk. U savců se toto seskupení buněk nazývá blastocysta, zatímco u většiny zvířat jsou buňky uspořádány kolem centrální dutiny tekutiny, která se nazývá blastocela..

Ve stavu blastuly bylo možné prokázat velký nárůst, pokud jde o množství DNA. Velikost celého embrya však není o moc větší než původní zygota..

Grastrulace

Gastrulace převádí sférickou a jednoduchou blastulu na mnohem složitější strukturu se dvěma zárodečnými vrstvami. Tento proces je heterogenní, pokud porovnáme různé linie zvířat. V některých případech se vytvoří druhá vrstva, aniž by se vytvořila vnitřní dutina.

Otevření střeva se nazývá blastopore. Osud blastopóru je velmi důležitou charakteristikou pro rozdělení dvou velkých linií: protostomátů a deuterostomů. V první skupině blastopor vede k ústům, zatímco ve druhé blastopor vede ke konečníku.

Gastrula má tedy dvě vrstvy: vnější vrstvu, která obklopuje blastocelu, která se nazývá ektoderm, a vnitřní vrstvu, která se nazývá endoderm..

Většina zvířat má třetí zárodečnou vrstvu, mezoderm, umístěnou mezi dvěma výše uvedenými vrstvami. Mezoderm může být vytvořen dvěma způsoby: buňky vycházejí z ventrální oblasti rtu blastopóru a odtud se množí nebo vycházejí z centrální oblasti stěn archnteronu..

Na konci gastrulace ektoderm pokrývá embryo a mezoderm a endoderm jsou umístěny ve vnitřní části. Jinými slovy, buňky mají jinou koncovou pozici než ta, ve které začaly..

Tvorba coelomů

Coelom je tělesná dutina, která je obklopena mezodermem. K tomu dochází, protože během procesu gastrulace je blastocele téměř úplně naplněna mezodermem..

Tato coelomatická dutina se může objevit dvěma způsoby: schizocelic nebo enterocelic. Oba celemy jsou však funkčně ekvivalentní.

Organogeneze

Organogeneze zahrnuje řadu procesů, při nichž se tvoří každý z orgánů.

Mezi nejdůležitější události patří migrace konkrétních buněk na místo, kde jsou nezbytné pro vytvoření uvedeného orgánu..

Genová exprese během ontogeneze

Při vývoji bylo zjištěno, že epigeneze probíhá ve třech fázích: tvorba vzoru, stanovení polohy těla a navození správné polohy pro končetiny a různé orgány.

K vyvolání odpovědi existují určité genové produkty, které se nazývají morfogeny (definice těchto entit je teoretická, nikoli chemická). Fungují díky tvorbě diferenciálního gradientu, který dodává prostorové informace.

Pokud jde o zapojené geny, hrají homeotické geny zásadní roli ve vývoji jednotlivců, protože definují identitu segmentů.

Reference

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., & Wake, D. B. (1979). Velikost a tvar v ontogenezi a fylogenezi. Paleobiologie5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biologii. Macmillana.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogeneze a fylogeneze. Harvard University Press.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Integrované principy zoologie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, evoluce. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M. L. a McNamara, K. J. (2013). Heterochrony: vývoj ontogeneze. Springer Science & Business Media.

Zatím žádné komentáře