Ontogenia Stadia van dierlijke ontwikkeling en hun kenmerken

de ontogenie het is het proces waardoor de ontwikkeling van een individu plaatsvindt. Het fenomeen begint met bemesting en strekt zich uit tot het ouder worden van organische wezens. Het vakgebied van de biologie dat verantwoordelijk is voor de studie van ontogenie is de biologie van ontwikkeling.

In dit proces komt de "vertaling" van het genotype - alle genetische informatie van een biologische entiteit - voor in het fenotype dat we kunnen waarnemen. De meest dramatische transformatie vindt plaats in de vroege stadia van ontwikkeling, met de transformatie van een cel in een compleet individu.

Momenteel is de fusie van ontwikkelingsbiologie en de evolutietheorie, bekend als evo-devo, een zeer populair geheel van kennis dat met grote sprongen groeit. Dit nieuwe veld wil de evolutie verklaren van de immense diversiteit van morfologieën die levende organismen vertonen.

index

• 1 "Ontogeny recapituleert fylogenie"
  • 1.1 Historisch perspectief
  • 1.2 Huidige visie
• 2 fasen van de ontwikkeling van dieren
  • 2.1 Rijping van de eicel
  • 2.2 Bevruchting
  • 2.3 Embryogenese
  • 2.4 Soorten eieren
  • 2.5 Blastulation
  • 2.6 Grastrulation
  • 2.7 Vorming van het coelom
  • 2.8 Organogenese
  • 2.9 Genexpressie tijdens ontogenie
• 3 referenties

"Ontogeny recapituleert fylogenie"

Historisch perspectief

De relatie tussen ontogenie en fylogenie was een dominante visie in de 21ste eeuw. Het is algemeen bekend dat verschillende soorten organismen veel meer op elkaar lijken in hun embryonale stadia dan in volwassen vormen. In het jaar 1828 merkte Karl Ernst von Baer dit patroon op in het syfilus Vertebrata.

Baer waarschuwde dat er bij bepaalde soorten tetrapoden bepaalde overeenkomsten in het embryo zijn, zoals kieuwen, notochord, segmentatie en vinvormige ledematen.

Deze worden gevormd vóór de typische kenmerken die het mogelijk maken om de betreffende groep in een volgorde van de meest specifieke hiërarchische classificatie te diagnosticeren.

Dit idee is opnieuw geformuleerd door de beroemde - en een van de meest gepassioneerde volgers van Charles Darwin - bioloog, geboren in Duitsland, Ernst Haeckel.

Haeckel wordt gecrediteerd met de beroemde uitdrukking "ontogeny recapituleert fylogenie". Met andere woorden, in de samenvatting wordt voorgesteld dat de ontwikkeling van een organisme de evolutionaire geschiedenis van de volwassen vormen van zijn voorouders herhaalt.

Huidige weergave

Hoewel vandaag de uitdrukking bekend is, was het in het midden van de 21ste eeuw duidelijk dat het voorstel van Haeckel zelden wordt nagekomen.

S. J. Gould, de beroemde paleontoloog en evolutionair bioloog, presenteerde zijn ideeën met betrekking tot de recapitulatie in wat hij het "terminale toevoegingsprincipe" noemde. Voor Gould kan de recapitulatie plaatsvinden zolang de evolutionaire verandering plaatsvindt door de opeenvolgende toevoeging van stadia aan het einde van een voorouderlijke ontogenie.

Op dezelfde manier moet ook worden vervuld dat de temporele duur van de voorouderlijke ontogenie moet worden verkort naarmate de afstamming evolueert..

Tegenwoordig zijn moderne methodologieën erin geslaagd het concept van toevoeging voorgesteld door biogenetische wetgeving te weerleggen.

Voor Haeckel vond deze toevoeging plaats vanwege het continue gebruik dat aan de organen werd gegeven. De evolutionaire implicaties van het gebruik en het niet gebruiken van organen zijn echter weggegooid.

Het is nu bekend dat de zijbogen in de embryonale toestand van zoogdieren en reptielen nooit de vorm hebben die overeenkomt met volwassen vis.

Daarnaast zijn er variaties in de timing of timing waarin bepaalde stadia van ontwikkeling plaatsvinden. In de evolutionaire biologie wordt deze verandering heterochronie genoemd.

Stadia van dierlijke ontwikkeling

Ontogeny omvat alle processen van de ontwikkeling van organische wezens, beginnend met bevruchting en eindigend met veroudering.

Logisch gezien vinden de meest dramatische transformaties plaats in de eerste ataps, waar een enkele cel in staat is om een ​​volledig individu te vormen. Vervolgens zullen we het proces van ontogenie beschrijven, met de nadruk op de embryonale stadia.

Rijping van de eicel

Tijdens het proces van oögenese wordt een eicel (de vrouwelijke gamete, ook wel ei genoemd) voorbereid op bevruchting en voor de eerste ontwikkelingsstadia. Dit gebeurt door de accumulatie van reservemateriaal voor de toekomst.

Het cytoplasma van de eicel is een omgeving die rijk is aan verschillende biomoleculen, meestal RNA-boodschappers, ribosomen, transfer-RNA en andere machines die nodig zijn voor de synthese van eiwitten. De kern van de cel ervaart ook een aanzienlijke groei.

Het sperma vereist dit proces niet, zijn strategie is om alle mogelijke cytoplasma te elimineren en de kern te verdichten om kleine afmetingen te behouden.

bevruchting

De gebeurtenis die het begin van ontogenie markeert, is bevruchting, waarbij de vereniging van een mannelijke en een vrouwelijke gameet is betrokken, meestal tijdens de seksuele reproductie..

In het geval van externe bemesting, zoals in veel mariene organismen, worden beide gameten naar het water verdreven en worden ze op willekeurige wijze gevonden.

In de bevruchting wordt het diploïde getal van het individu opnieuw geïntegreerd en maakt het de combinatie van processen tussen vaderlijke en maternale genen mogelijk.

In bepaalde gevallen is het sperma niet nodig om de ontwikkeling te activeren. Maar bij de meeste mensen zal het embryo zich niet op de juiste manier ontwikkelen. Op dezelfde manier kunnen sommige soorten zich voortplanten door parthenogenese, waar de normale ontwikkeling van het embryo plaatsvindt zonder dat een zaadcel nodig is.

Sommige eieren hebben daarentegen activering van het sperma nodig, maar nemen het genetische materiaal van deze mannelijke gameet niet op in het embryo.

Het sperma en het ei moeten correct worden herkend, zodat alle post-fertilisatie-evenementen kunnen plaatsvinden. Deze herkenning wordt gemedieerd door een reeks specifieke eiwitten van elke soort. Er zijn ook barrières die voorkomen dat een ei, eenmaal bevrucht, wordt bereikt door een tweede sperma.

embryogenese

Na bevruchting en ei-activering, vinden de eerste ontwikkelingsstadia plaats. Bij segmentering verdeelt het embryo zich herhaaldelijk en wordt het een groep cellen die blastomeren worden genoemd.

Tijdens deze laatste periode vindt celgroei niet plaats, alleen de onderverdeling van de massa vindt plaats. Op het einde heb je honderden of duizenden cellen, die plaats maken voor de staat van blastula.

Naarmate het embryo zich ontwikkelt, verkrijgt het een polariteit. Daarom kunnen we een onderscheid maken tussen de plantpaal aan het ene uiteinde en de dierlijke pool, rijk aan cytoplasma. Deze as biedt een referentiepunt voor de ontwikkeling.

Soorten eieren

Afhankelijk van de hoeveelheid eigeel die het ei heeft en de verdeling van de stof, kan het ei worden geclassificeerd als oligolecitos, heterolecitos, telolecitos en centrolecitos.

De eerste hebben, zoals de naam al aangeeft, een kleine hoeveelheid dooier en het wordt min of meer uniform verdeeld door het hele ei. Over het algemeen is de grootte klein. De heterolecieten hebben meer dooier dan de oligolecieten en de dooier is geconcentreerd in de vegetatieve pool.

De telolecitos presenteren een overvloedige hoeveelheid dooier, die bijna het hele ei bezet. Ten slotte bevatten centrolecitos alle geconcentreerde dooier in het centrale deel van het ei.

blastulation

De blastula is een massa bestaande uit cellen. Bij zoogdieren wordt dit celcluster een blastocyst genoemd, terwijl bij de meeste dieren de cellen zijn gerangschikt rond een centrale vloeistofholte, een blastocoel genaamd.

In de staat van blastula was het mogelijk om een ​​grote toename in termen van de hoeveelheid DNA te zien. De grootte van het gehele embryo is echter niet veel groter dan de originele zygote.

Grastrulación

De gastrulatie zet de blastula op een sferische en eenvoudige manier om in een veel complexere structuur met twee kiemlagen. Dit proces is heterogeen als we de verschillende lijnen van dieren met elkaar vergelijken. In sommige gevallen wordt een tweede laag gevormd zonder een interne holte te maken.

De opening naar de darm wordt blastoporo genoemd. Het lot van de blastopore is een zeer belangrijke eigenschap voor de verdeling van twee grote geslachten: de protostomados en de deuterostomes. In de eerste groep geeft de blastopore oorsprong aan de mond, terwijl in de tweede de blastopore de anus voortbrengt.

Zo heeft de gastrula twee lagen: een buitenste laag die de blastocoel omringt, een ectoderm genoemd en een interne laag die het endoderm wordt genoemd..

De meeste dieren hebben een derde kiemlaag, het mesoderm, gelegen tussen de twee bovengenoemde lagen. Het mesoderm kan op twee manieren worden gevormd: de cellen ontstaan ​​uit een ventrale regio van de lip van de blastopore en van daaruit prolifereren ze of komen ze uit het centrale gebied van de wanden van de archonter..

Aan het einde van de gastrulatie bedekt het ectoderm het embryo en bevinden het mesoderm en het endoderm zich in het binnenste gedeelte. Met andere woorden, de cellen hebben een andere eindpositie dan degene die ze begonnen.

Vorming van het coelom

Het coelom is een lichaamsholte die wordt omringd door mesoderm. Dit gebeurt omdat tijdens het proces van gastrulatie de blastocele bijna volledig gevuld is met mesoderm.

Deze celomática-holte kan op twee manieren verschijnen: schizocélica of enterocélica. Functioneel zijn beide spoelen echter equivalent.

organogenese

Organogenese omvat een reeks processen waarbij elk van de organen wordt gevormd.

De meest relevante gebeurtenissen omvatten de migratie van bepaalde cellen naar de plaats waar ze nodig zijn om genoemd orgaan te vormen.

Genexpressie tijdens ontogenie

In de ontwikkeling is vastgesteld dat epigenese in drie fasen verloopt: vorming van de patronen, bepaling van de positie van het lichaam en in de inductie van de juiste positie voor de ledematen en de verschillende organen.

Om een ​​reactie te genereren, zijn er bepaalde genproducten, morfogenen genaamd (de definitie van deze entiteiten is theoretisch, niet chemisch). Deze werken dankzij de vorming van een differentiële gradiënt, die ruimtelijke informatie verschaft.

Met betrekking tot de betrokken genen spelen de homeotische genen een fundamentele rol bij de ontwikkeling van individuen, omdat ze de identiteit van de segmenten definiëren.

referenties

1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Omvang en vorm in ontogenie en fylogenie. Paleobiology, 5(3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Uitnodiging voor biologie. Macmillan.
3. Gould, S. J. (1977). Ontogenie en fylogenie. Harvard University Press.
4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
5. Kardong, K. V. (2006). Vertebraten: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochronie: de evolutie van ontogenie. Springer Science & Business Media.