Organogeneze zvířat a rostlin a jejich vlastnosti

1318
Jonah Lester

The organogeneze, Ve vývojové biologii jde o fázi změn, kdy se tři vrstvy, které tvoří embryo, transformují do řady orgánů, které najdeme u plně vyvinutých jedinců..

Proces organogeneze, který se dočasně umisťuje do vývoje embrya, začíná na konci gastrulace a pokračuje až do narození organismu. Každá zárodečná vrstva embrya je diferencována na specifické orgány a systémy.

Zdroj: Anatomist90 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

U savců vyvolává ektoderm vnější epiteliální struktury a nervové orgány. Mezoderm k notochordu, dutinám, orgánům oběhového, svalového systému, části kostry a urogenitálního systému. Nakonec endoderm produkuje epitel dýchacích cest, hltanu, jater, slinivky břišní, sliznice močového měchýře a hladkého svalstva..

Jak můžeme odvodit, jedná se o jemně regulovaný proces, kdy počáteční buňky procházejí specifickou diferenciací, kde jsou exprimovány specifické geny. Tento proces je doprovázen kaskádami buněčné signalizace, kde stimuly, které modulují buněčnou identitu, sestávají z vnějších i vnitřních molekul..

V rostlinách dochází k procesu organogeneze až do smrti organismu. Zelenina obvykle produkuje orgány po celý život - jako jsou listy, stonky a květiny. Tento jev je organizován rostlinnými hormony, jejich koncentrací a vztahem mezi nimi.

Rejstřík článků

  • 1 Co je to organogeneze?
  • 2 Organogeneze u zvířat
    • 2.1 Embryonální vrstvy
    • 2.2 Jak probíhá tvorba orgánů?
    • 2.3 Ektoderm
    • 2.4 Endoderm
    • 2,5 Mesoderm
    • 2.6 Migrace buněk během organogeneze
  • 3 Organogeneze v rostlinách
    • 3.1 Úloha fytohormonů
  • 4 Odkazy

Co je organogeneze?

Jednou z nejneobvyklejších událostí v biologii organismů je rychlá transformace malé oplodněné buňky na jednotlivce, který je složen z mnoha složitých struktur..

Tato buňka se začíná dělit a přichází bod, kdy můžeme rozlišit zárodečné vrstvy. K tvorbě orgánů dochází během procesu zvaného organogeneze a probíhá po segmentaci a gastrulaci (další stadia embryonálního vývoje).

Každá primární tkáň, která se vytvořila během gastrulace, se během organogeneze diferencuje na specifické struktury. U obratlovců je tento proces velmi homogenní.

Organogeneze je užitečná ke stanovení stáří embryí pomocí identifikace vývojového stadia každé struktury.

Organogeneze u zvířat

Embryonální vrstvy

Během vývoje organismů se vytvářejí embryonální nebo zárodečné vrstvy (nezaměňovat se zárodečnými buňkami, jsou to vajíčka a spermie), struktury, které způsobí vznik orgánů. Skupina mnohobuněčných zvířat má dvě zárodečné vrstvy - endoderm a ektoderm - a nazývá se diploblastické.

Do této skupiny patří sasanky a jiná zvířata. Další skupina má tři výše zmíněné vrstvy a třetí je umístěna mezi nimi: mezoderm. Tato skupina je známá jako triploblastic. Všimněte si, že neexistuje žádný biologický termín, který by odkazoval na zvířata s jedinou zárodečnou vrstvou.

Jakmile jsou v embryu vytvořeny všechny tři vrstvy, začíná proces organogeneze. Některé velmi specifické orgány a struktury jsou odvozeny ze specifické vrstvy, i když nepřekvapuje, že některé vznikají ze dvou zárodečných vrstev. Ve skutečnosti neexistují žádné orgánové systémy, které by pocházely z jedné zárodečné vrstvy..

Je důležité si uvědomit, že to není vrstva, která sama rozhoduje o osudu struktury a procesu diferenciace. Naproti tomu určujícím faktorem je poloha každé z buněk vzhledem k ostatním..

Jak probíhá tvorba orgánů?

Jak jsme zmínili, orgány pocházejí ze specifických oblastí embryonálních vrstev, které tvoří vaše embrya. K tvorbě může dojít vytvořením záhybů, dělení a kondenzací.

Vrstvy mohou začít tvořit záhyby, které později způsobí struktury, které se podobají trubici - později uvidíme, že tento proces vede k neurální trubici u obratlovců. Zárodková vrstva se může také rozdělit a způsobit vznik vezikul nebo rozšíření..

Dále popíšeme základní plán formování orgánů počínaje třemi zárodečnými vrstvami. Tyto vzorce byly popsány pro modelové organismy u obratlovců. Ostatní zvířata mohou v procesu vykazovat značné rozdíly.

Ektoderm

Většina epiteliálních a nervových tkání pochází z ektodermu a jsou prvními orgány, které se objevily.

Notochord je jednou z pěti diagnostických charakteristik chordátů - a odtud pochází i název skupiny. Pod tímto je zesílení ektodermu, které způsobí vznik neurální ploténky. Okraje dlahy jsou zvýšeny, poté ohnuty, čímž se vytvoří podlouhlá dutá vnitřní trubice, nazývaná dutá neurální hřbetní trubice, nebo jednoduše neurální trubice..

Nervová trubice generuje většinu orgánů a struktur, které tvoří nervový systém. Přední oblast se rozšiřuje a tvoří mozek a hlavové nervy. Jak vývoj pokračuje, tvoří se mícha a páteřní motorické nervy.

Struktury odpovídající perifernímu nervovému systému jsou odvozeny z buněk neurální lišty. Hřeben však vede nejen k vzniku nervových orgánů, ale také se podílí na tvorbě pigmentových buněk, chrupavek a kostí, které tvoří lebku, ganglií autonomního nervového systému, některých endokrinních žláz..

Endoderm

Orgány větve

U většiny obratlovců je krmný kanál vytvořen z primitivního střeva, kde se konečná oblast trubice otevírá ven a je v linii s ektodermem, zatímco zbytek trubice je v linii s endodermem. Z přední oblasti střeva vznikají plíce, játra a slinivka břišní.

Dýchací trakt

Jedním z derivátů trávicího traktu je hltanové divertikulum, které se objevuje na počátku embryonálního vývoje všech obratlovců. U ryb vytvářejí žaberní oblouky žábry a další podpůrné struktury, které u dospělých přetrvávají a umožňují extrakci kyslíku z vodních ploch..

V evoluční evoluci, když předkové obojživelníků začínají rozvíjet život mimo vodu, žábry již nejsou nutné ani užitečné jako dýchací orgány vzduchu a jsou funkčně nahrazovány plícemi.

Proč tedy mají embrya suchozemských obratlovců žaberní oblouky? Ačkoli nesouvisejí s respiračními funkcemi zvířat, jsou nezbytné pro vytváření dalších struktur, jako jsou čelist, struktury vnitřního ucha, mandle, příštítná tělíska a brzlík..

Mesoderm

Mesoderm je třetí zárodečná vrstva a další vrstva, která se objevuje u triploblastických zvířat. Souvisí to s tvorbou kosterního svalstva a dalších svalových tkání, oběhového systému a orgánů podílejících se na vylučování a reprodukci..

Většina svalových struktur pochází z mezodermu. Tato zárodečná vrstva dává vzniknout jednomu z prvních funkčních orgánů embrya: srdci, které začíná bít v rané fázi vývoje..

Například jedním z nejpoužívanějších modelů pro studium embryonálního vývoje je kuře. V tomto experimentálním modelu začíná srdce bít druhý den inkubace - celý proces trvá tři týdny..

Mesoderm také přispívá k vývoji pokožky. Můžeme si myslet, že epidermis je jakousi „chimérou“ vývoje, protože na jejím vzniku se podílí více než jedna zárodečná vrstva. Vnější vrstva pochází z ektodermu a říkáme tomu epidermis, zatímco dermis je tvořena mezodermem.

Migrace buněk během organogeneze

Prominentním fenoménem v biologii organogeneze je buněčná migrace, kterou některé buňky podstupují, aby dosáhly svého konečného cíle. To znamená, že buňky pocházejí z jednoho místa v embryu a jsou schopné se pohybovat na velké vzdálenosti..

Mezi buňkami, které jsou schopné migrace, máme prekurzorové buňky krve, buňky lymfatického systému, pigmentové buňky a gamety. Ve skutečnosti většina buněk, které souvisejí s kostnatým původem lebky, migruje ventrálně z hřbetní oblasti hlavy..

Organogeneze v rostlinách

Stejně jako u zvířat, organogeneze u rostlin spočívá v procesu tvorby orgánů, které tvoří rostliny. V obou liniích je klíčový rozdíl: zatímco organogeneze u zvířat se vyskytuje v embryonálních stádiích a končí, když se jedinec narodí, v rostlinách se organogeneze zastaví, až když rostlina zemře.

Rostliny vykazují růst během všech fází svého života, a to díky regionům umístěným v konkrétních oblastech rostliny zvaných meristémy. Tyto oblasti nepřetržitého růstu pravidelně vytvářejí větve, listy, květy a další boční struktury..

Úloha fytohormonů

V laboratoři bylo dosaženo vytvoření struktury zvané kalus. Vyvolává se aplikací koktejlu fytohormonů (zejména auxinů a cytokininů). Kalus je struktura, která není diferencovaná a je totipotenciální - to znamená, že může produkovat jakýkoli typ orgánu, například známé kmenové buňky u zvířat.

Ačkoli jsou hormony klíčovým prvkem, není to celková koncentrace hormonu, která řídí proces organogeneze, ale vztah mezi cytokininy a auxiny.

Reference

  1. Gilbert, S. F. (2005). Vývojová biologie. Panamerican Medical Ed..
  2. Gilbert, S. F. a Epel, D. (2009). Ekologická vývojová biologie: integrace epigenetiky, medicíny a evoluce.
  3. Hall, B. K. (2012). Evoluční vývojová biologie. Springer Science & Business Media.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S. a Larson, A. (2007). Integrované principy zoologie. McGraw-Hill
  5. Raghavan, V. (2012). Vývojová biologie kvetoucích rostlin. Springer Science & Business Media.
  6. Rodríguez, F. C. (2005). Základy živočišné výroby. Sevillská univerzita.

Zatím žádné komentáře