Organogenese van dieren en planten en hun kenmerken

de organogenese, in de ontwikkelingsbiologie is het een stadium van veranderingen waarbij de drie lagen waaruit het embryo bestaat, worden getransformeerd in de reeks organen die we vinden in volledig ontwikkelde individuen.

Onszelf tijdelijk in de ontwikkeling van het embryo geplaatst, begint het proces van organogenese aan het einde van de gastrulatie en gaat door tot de geboorte van het organisme. Elke kiemlaag van het embryo verschilt in specifieke organen en systemen.

Bij zoogdieren veroorzaakt het ectoderm externe epitheliale structuren en nerveuze organen. Het mesoderm naar het notochord, gaatjes, organen van de bloedsomloop, spieren, een deel van het skelet en het urogenitale systeem. Uiteindelijk endoderm produceert de luchtwegen epitheel, keelholte, lever, pancreas, blaas voering en gladde spier.

Zoals we kunnen concluderen, is het een fijn gereguleerd proces waarbij de initiële cellen een specifieke differentiatie ondergaan waarbij specifieke genen tot expressie worden gebracht. Dit proces gaat gepaard met cascades van celsignalering, waarbij de stimuli die de cellulaire identiteit moduleren bestaan ​​uit zowel externe als interne moleculen.

In planten vindt het proces van organogenese plaats tot de dood van het organisme. Over het algemeen produceren groenten hun hele leven organen - zoals bladeren, stengels en bloemen. Het fenomeen wordt georkestreerd door plantenhormonen, de concentratie hiervan en de relatie daartussen.

index

• 1 Wat is organogenese?
• 2 Organogenese bij dieren
  • 2.1 Embryonale lagen
  • 2.2 Hoe werkt de vorming van organen?
  • 2.3 Ectoderm
  • 2.4 Endoderm
  • 2.5 Mesoderm
  • 2.6 Migratie van cellen tijdens organogenese
• 3 Organogenese in planten
  • 3.1 Rol van fytohormonen
• 4 Referenties

Wat is organogenese?

Een van de meest buitengewone gebeurtenissen in de biologie van organismen is de snelle transformatie van een kleine bevruchte cel in een individu dat bestaat uit meerdere en complexe structuren.

Deze cel begint te delen en bereikt een punt waarop we de kiemlagen kunnen onderscheiden. De vorming van organen vindt plaats tijdens een proces genaamd organogenese en vindt plaats na segmentatie en gastrulatie (andere stadia van embryonale ontwikkeling).

Elk primair weefsel dat tijdens gastrulatie is gevormd, verschilt in specifieke structuren tijdens de organogenese. Bij vertebraten is dit proces zeer homogeen.

Organogenese is nuttig om de leeftijd van embryo's te bepalen, gebruikmakend van de identificatie van de ontwikkelingsfase van elke structuur.

Organogenese bij dieren

Embryonale lagen

Tijdens de ontwikkeling van organismen of embryonale kiemlagen gegenereerd (in tegenstelling kiemcellen deze eicellen en zaadcellen) structuren die tot organen geven. Een groep van meercellige dieren hebben twee kiemlagen - ectoderm en endoderm - en genoemde diploblásticos.

Tot deze groep behoren de zeeanemonen en andere dieren. Een andere groep heeft drie lagen, die hierboven genoemd, en een derde die zich tussen hen bevinden: het mesoderm. Deze groep staat bekend als triploblastisch. Merk op dat er geen biologische term is om te verwijzen naar dieren met een enkele kiemlaag.

Zodra de drie lagen in het embryo zijn vastgesteld, begint het proces van organogenese. Sommige zeer specifieke organen en structuren zijn afgeleid van een specifieke laag, hoewel het niet vreemd is dat sommige vormen uit twee kiemlagen. In feite zijn er geen orgaansystemen die afkomstig zijn van een enkele kiemlaag.

Het is belangrijk op te merken dat het niet de laag is die het lot van de structuur en het proces van differentiatie zelf bepaalt. Daarentegen is de bepalende factor de positie van elk van de cellen ten opzichte van de andere cellen.

Hoe werkt de vorming van organen?

Zoals we al zeiden, zijn de organen afgeleid van specifieke gebieden van de embryonale lagen waaruit hun embryo's bestaan. De formatie kan plaatsvinden door vorming van vouwen, verdelingen en condensaties.

De lagen kunnen vouwen gaan vormen die later structuren geven die doen denken aan een buis - later zullen we zien dat dit proces aanleiding geeft tot de neurale buis in vertebraten. De kiemlaag kan ook worden verdeeld en aanleiding geven tot blaasjes of verlengingen.

Vervolgens zullen we het basisplan van orgaanvorming beschrijven, uitgaande van de drie kiemlagen. Deze patronen zijn beschreven voor modelorganismen bij vertebraten. Andere dieren kunnen aanzienlijke variaties van het proces vertonen.

ectoderm

De meeste epitheliale en nerveuze weefsels komen uit het ectoderm en zijn de eerste organen die verschijnen.

De notochord is een van de vijf diagnostische kenmerken van chordaten - en vandaar de naam van de groep. Daaronder lijkt een verdikking van het ectoderm die aanleiding zal geven tot de neurale plaat. De randen van de plaat ondergaan een verhoging, buigen vervolgens en creëren een langwerpige buis en holle binnenkant, holle neurale dorsale buis of gewoon neurale buis genoemd.

De meeste van de organen en structuren die deel uitmaken van het zenuwstelsel worden gegenereerd door de neurale buis. Het voorste gebied wordt breder en vormt de hersenen en de schedelzenuwen. Naarmate de ontwikkeling vordert, worden de zenuwen van het ruggenmerg en de wervelkolom gevormd.

De structuren die overeenkomen met het perifere zenuwstelsel zijn afgeleid van de cellen van de neurale top. De nok niet alleen leidt tot zenuw organen, ook deel aan de vorming van pigmentcellen, kraakbeen- en botvormende de schedel, autonome ganglia, sommige endocriene klieren, enz.

endoderm

Afgeleide orgels

In de meeste gewervelde dieren, is het toevoerkanaal gevormd uit een primitieve darm, waarbij het eindgebied van de buis naar buiten opent en in lijn met het ectoderm, terwijl de rest van de buis in lijn ligt met het endoderm. Vanuit het voorste deel van de darm ontstaan ​​de longen, lever en pancreas.

Luchtwegen

Een van de afgeleiden van het spijsverteringskanaal omvat het faryngeale divertikel, die verschijnen aan het begin van de embryonale ontwikkeling van alle gewervelde dieren. In vissen veroorzaken kieuwbogen kieuwen en andere ondersteunende structuren die bij volwassenen aanwezig blijven en de extractie van zuurstof in waterlichamen mogelijk maken.

In het proces van evolutie, wanneer de voorouders van de amfibieën beginnen om een ​​leven te ontwikkelen uit het water, de kieuwen zijn niet langer nodig of nuttig zijn als overhead ademhalingsorganen en zijn functioneel vervangen door de longen.

Dus, waarom hebben embryo's van terrestrische gewervelde dieren kieuwbogen? Hoewel niet gerelateerd aan de ademhalingsfuncties van dieren, zijn ze noodzakelijk voor het genereren van andere structuren, zoals de kaak, de structuren van het binnenoor, amandelen, bijschildklieren en thymus..

mesoderm

Het mesoderm is de derde kiemlaag en de extra laag die voorkomt in de triploblastische dieren. Het is gerelateerd aan de vorming van skeletspieren en andere spierweefsels, de bloedsomloop en de organen die zijn betrokken bij uitscheiding en voortplanting.

De meeste spierstructuren zijn afgeleid van het mesoderm. Deze kiemlaag geeft aanleiding tot een van de eerste functionele organen van het embryo: het hart, dat begint te verslaan in een vroeg stadium van ontwikkeling.

Een van de meest gebruikte modellen voor de studie van embryonale ontwikkeling is bijvoorbeeld kip. In dit experimentele model begint het hart te kloppen op de tweede dag van de incubatie - het hele proces duurt drie weken.

Mesoderm draagt ​​ook bij aan de ontwikkeling van de huid. We kunnen denken dat de opperhuid een soort "hersenschim" is van de ontwikkeling, omdat het in zijn formatie meer dan één kiemlaag impliceert. De buitenste laag komt van het ectoderm en we noemen het de epidermis, terwijl de dermis wordt gevormd uit het mesoderm.

Migratie van cellen tijdens organogenese

Een prominent fenomeen in de biologie van organogenese is de celmigratie die sommige cellen ondergaan om hun eindbestemming te bereiken. Dat wil zeggen, de cellen zijn afkomstig van een plaats in het embryo en kunnen lange afstanden overbruggen.

Onder de cellen die kunnen migreren, hebben we de bloed precursorcellen, de lymfatische systeemcellen, de pigmentcellen en de gameten. In feite migreren de meeste cellen die gerelateerd zijn aan de botoorsprong van de schedel ventraal vanuit het dorsale gebied van het hoofd.

Organogenese in planten

Net als bij dieren bestaat organogenese in planten uit het proces van het vormen van de organen waaruit planten bestaan. Er is een belangrijk verschil in de twee lijnen: terwijl de organogenese bij dieren voorkomt in de embryonale stadia en eindigt wanneer het individu wordt geboren, organogenese in planten stopt alleen wanneer de plant sterft.

De planten vertonen groei in alle stadia van hun leven, dankzij regio's in specifieke regio's van de plant die meristemen worden genoemd. Deze gebieden met continue groei produceren regelmatig takken, bladeren, bloemen en andere zijstructuren.

De rol van fytohormonen

In het laboratorium is de vorming van een structuur met de naam callus bereikt. Het wordt geïnduceerd door een cocktail van fytohormonen (voornamelijk auxines en cytokinines) aan te brengen. De callus is een structuur die niet gedifferentieerd is en totipotentiaal is - dat wil zeggen, het kan elk type orgaan produceren, zoals de bekende stamcellen bij dieren.

Hoewel hormonen een sleutelelement zijn, is het niet de totale concentratie van het hormoon die het proces van organogenese aandrijft, maar de relatie tussen cytokininen en auxines..

referenties

1. Gilbert, S. F. (2005). Biologie van ontwikkeling. Ed. Panamericana Medical.
2. Gilbert, S. F., & Epel, D. (2009). Ecologische ontwikkelingsbiologie: integratie van epigenetica, geneeskunde en evolutie.
3. Hall, B. K. (2012). Evolutionaire ontwikkelingsbiologie. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., & Larson, A. (2007). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Ontwikkelingsbiologie van bloeiende planten. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, F.C. (2005). Basen van dierlijke productie. Universiteit van Sevilla.