Dyre- og planteorganogenese og deres egenskaber

4755
Simon Doyle

Det organogenese, I udviklingsbiologi er det et stadie med ændringer, hvor de tre lag, der udgør embryoet, omdannes til den række af organer, som vi finder hos fuldt udviklede individer..

Når vi placerer os midlertidigt i udviklingen af ​​fosteret, begynder organogeneseprocessen i slutningen af ​​gastrulation og fortsætter indtil organismen fødes. Hvert kimlag i fosteret er differentieret i specifikke organer og systemer.

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

Hos pattedyr giver ektopariden anledning til eksterne epitelstrukturer og nervesystemer. Mesoderm til notokord, hulrum, kredsløb, organer, muskelsystem, del af skelet og urogenitalt system. Endelig producerer endoderm epitel i luftvejene, svælget, leveren, bugspytkirtlen, slimhinden i blæren og glat muskulatur..

Som vi kan udlede, er det en finreguleret proces, hvor de oprindelige celler gennemgår en specifik differentiering, hvor specifikke gener udtrykkes. Denne proces ledsages af kaskader af cellesignalering, hvor stimuli, der modulerer celleidentitet, består af både eksterne og interne molekyler..

I planter sker processen med organogenese indtil organismen dør. Grøntsager producerer generelt organer i hele deres liv - såsom blade, stilke og blomster. Fænomenet er orkestreret af plantehormoner, deres koncentration og forholdet mellem dem.

Artikelindeks

  • 1 Hvad er organogenese?
  • 2 Organogenese hos dyr
    • 2.1 Embryonale lag
    • 2.2 Hvordan fungerer dannelsen af ​​organerne?
    • 2.3 Ektoderm
    • 2.4 Endoderm
    • 2.5 Mesoderm
    • 2.6 Cellemigration under organogenese
  • 3 Organogenese i planter
    • 3.1 Fytohormoners rolle
  • 4 Referencer

Hvad er organogenese?

En af de mest ekstraordinære begivenheder i organismernes biologi er den hurtige transformation af en lille befrugtet celle til et individ, der består af flere og komplekse strukturer..

Denne celle begynder at dele sig, og der kommer et punkt, hvor vi kan skelne mellem kimlagene. Organdannelse sker under en proces kaldet organogenese og finder sted efter segmentering og gastrulation (andre faser af embryonal udvikling).

Hvert primært væv, der er dannet under gastrulation, adskiller sig i specifikke strukturer under organogenese. Hos hvirveldyr er denne proces meget homogen.

Organogenese er nyttig til at bestemme fostrets alder ved at identificere udviklingsstadiet i hver struktur.

Organogenese hos dyr

Embryonale lag

Under udviklingen af ​​organismer genereres de embryonale lag eller kimlagene (ikke at forveksle med kimceller, det er ovulerne og sædcellerne), strukturer der vil give anledning til organerne. En gruppe flercellede dyr har to kimlag - endoderm og ektoderm - og kaldes diploblastisk.

Havanemoner og andre dyr tilhører denne gruppe. En anden gruppe har tre lag, de ovennævnte, og et tredje, der er placeret mellem dem: mesoderm. Denne gruppe er kendt som triploblastisk. Bemærk, at der ikke er nogen biologisk betegnelse for dyr med et enkelt kimlag.

Når alle tre lag er blevet etableret i fosteret, begynder processen med organogenese. Nogle meget specifikke organer og strukturer er afledt af et specifikt lag, selvom det ikke er overraskende, at nogle dannes startende fra to kimlag. Faktisk er der ingen organsystemer, der kommer fra et enkelt kimlag..

Det er vigtigt at bemærke, at det ikke er laget, der i sig selv bestemmer skæbnen for strukturen og differentieringsprocessen. I modsætning hertil er den afgørende faktor placeringen af ​​hver af cellerne i forhold til de andre..

Hvordan fungerer dannelsen af ​​organerne?

Som vi nævnte, stammer organer fra bestemte regioner i de embryonale lag, der udgør dine embryoner. Dannelsen kan forekomme ved dannelse af folder, opdelinger og kondens.

Lagene kan begynde at danne folder, der senere giver anledning til strukturer, der ligner et rør - senere vil vi se, at denne proces giver anledning til det neurale rør hos hvirveldyr. Kimlaget kan også dele sig og give anledning til vesikler eller forlængelser..

Dernæst beskriver vi den grundlæggende plan for organdannelse startende fra de tre kimlag. Disse mønstre er beskrevet for modelorganismer hos hvirveldyr. Andre dyr kan udvise betydelige variationer i processen.

Ektoderm

Det meste af epitel- og nervevævet kommer fra ektopariden og er de første organer, der vises.

Notochord er en af ​​de fem diagnostiske egenskaber ved akkordater - og det er her gruppens navn kommer fra. Under dette er der en fortykning af ektoderm, der vil give anledning til den neurale plade. Kanterne på pladen hæves, derefter bøjes, hvilket skaber et langstrakt, hul indvendigt rør, kaldet det hule neurale dorsale rør eller simpelthen det neurale rør..

Neuralrøret genererer de fleste organer og strukturer, der udgør nervesystemet. Den forreste region udvides og danner hjernen og kraniale nerver. Efterhånden som udviklingen fortsætter, dannes rygmarven og rygmarvsnerven.

Strukturerne svarende til det perifere nervesystem er afledt fra cellerne i neuralkammen. Imidlertid giver våbenskjoldet ikke kun nervøse organer, det deltager også i dannelsen af ​​pigmentceller, brusk og knogle, der udgør kraniet, det autonome nervesystem ganglier, nogle endokrine kirtler, blandt andre..

Endoderm

Grenorganer

I de fleste hvirveldyr dannes fodringskanalen fra en primitiv tarm, hvor den sidste region af røret åbner udad og rager op mod ektopariden, mens resten af ​​røret stemmer overens med endoderm. Fra tarmens forreste område opstår lungerne, leveren og bugspytkirtlen.

Luftrør

Et af derivaterne i fordøjelseskanalen omfatter pharyngeal diverticulum, som vises i begyndelsen af ​​embryonal udvikling af alle hvirveldyr. I fisk giver gælbuerne gæller og andre understøttende strukturer, der vedvarer hos voksne og tillader udvinding af ilt fra vandmasser..

I evolutionær evolution, når forfædre til padder begynder at udvikle et liv uden for vandet, er gællerne ikke længere nødvendige eller nyttige som luftvejsorganer og erstattes funktionelt af lungerne.

Så hvorfor har jordbaserede hvirveldyrsembryoner gællebuer? Selvom de ikke er relateret til dyrens åndedrætsfunktioner, er de nødvendige til dannelse af andre strukturer, såsom kæben, strukturer i det indre øre, mandler, biskjoldbruskkirtlerne og thymus.

Mesoderm

Mesoderm er det tredje kimlag og det ekstra lag, der vises i triploblastiske dyr. Det er relateret til dannelsen af ​​skeletmuskulatur og andet muskelvæv, kredsløbssystemet og de organer, der er involveret i udskillelse og reproduktion..

De fleste af de muskulære strukturer er afledt af mesoderm. Dette kimlag giver anledning til et af de første funktionelle organer i fosteret: hjertet, der begynder at slå i et tidligt udviklingsstadium..

For eksempel er kyllingen en af ​​de mest anvendte modeller til undersøgelse af embryonal udvikling. I denne eksperimentelle model begynder hjertet at slå på den anden inkubationsdag - hele processen tager tre uger..

Mesoderm bidrager også til udviklingen af ​​huden. Vi kan tro, at epidermis er en slags "kimære" af udvikling, da mere end et kimlag er involveret i dannelsen. Det ydre lag kommer fra ektopariden, og vi kalder det epidermis, mens dermis dannes af mesoderm.

Cellevandring under organogenese

Et fremtrædende fænomen i biologien ved organogenese er cellemigrationen, som nogle celler gennemgår for at nå deres endelige destination. Det vil sige, cellerne stammer fra ét sted i fosteret og er i stand til at bevæge sig lange afstande..

Blandt de celler, der er i stand til at migrere, har vi blodforløberceller, lymfesystemceller, pigmentceller og kønsceller. Faktisk migrerer de fleste af de celler, der er relateret til kraniets knoglerige oprindelse, ventralt fra hovedets dorsale region..

Organogenese i planter

Som hos dyr består organogenese i planter af dannelsesprocessen for de organer, der udgør planter. Der er en nøgleforskel i begge slægter: mens organogenese hos dyr forekommer i de embryonale faser og slutter, når individet er født, stopper organogenesen først, når planten dør.

Planter viser vækst i alle faser af deres liv takket være regioner i bestemte regioner af planten kaldet meristemer. Disse områder med kontinuerlig vækst producerer regelmæssigt grene, blade, blomster og andre laterale strukturer..

Fytohormones rolle

I laboratoriet er dannelsen af ​​en struktur kaldet callus opnået. Det induceres ved at anvende en cocktail af phytohormoner (hovedsagelig auxiner og cytokininer). Callus er en struktur, der ikke er differentieret og er totipotential - det vil sige, den kan producere enhver type organ, såsom de velkendte stamceller hos dyr.

Selvom hormoner er et nøgleelement, er det ikke den samlede koncentration af hormonet, der styrer processen med organogenese, men forholdet mellem cytokininer og auxiner.

Referencer

  1. Gilbert, S. F. (2005). Udviklingsbiologi. Panamerican Medical Ed..
  2. Gilbert, S. F., & Epel, D. (2009). Økologisk udviklingsbiologi: integrering af epigenetik, medicin og evolution.
  3. Hall, B. K. (2012). Evolutionær udviklingsbiologi. Springer Science & Business Media.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. (2007). Integrerede zoologiske principper. McGraw-Hill
  5. Raghavan, V. (2012). Udviklingsbiologi af blomstrende planter. Springer Science & Business Media.
  6. Rodríguez, F. C. (2005). Baser for dyreproduktion. Sevilla Universitet.

Endnu ingen kommentarer