Ontogenie Fáze vývoje zvířat a jejich charakteristiky



ontogeneze je to proces, kterým dochází k rozvoji jednotlivce. Fenomén začíná hnojením a rozšiřuje se na stárnutí organických bytostí. Obor biologie, který je zodpovědný za studium ontogeneze, je biologie vývoje.

V tomto procesu dochází k "překladu" genotypu - veškeré genetické informaci biologické entity - k fenotypu, který můžeme pozorovat. K nejdramatičtější transformaci dochází v raných fázích vývoje, s transformací buňky na úplného jedince.

V současné době je fúze vývojové biologie a teorie evoluce, známé jako evo-devo, velmi populárním souborem znalostí, které rostou mílovými kroky. Toto nové pole si klade za cíl vysvětlit vývoj nesmírné rozmanitosti morfologií, které živé organismy vykazují.

Index

  • 1 "Ontogeneze rekapituluje fylogenezi"
    • 1.1 Historická perspektiva
    • 1.2 Současná vize
  • 2 Fáze vývoje zvířat
    • 2.1 Zrání oocytu
    • 2.2 Hnojení
    • 2.3 Embryogeneze
    • 2.4 Druhy vajec
    • 2.5 Blastulace
    • 2.6
    • 2.7 Vznik coelom
    • 2.8 Organogeneze
    • 2.9 Exprese genů během ontogeneze
  • 3 Odkazy

"Ontogeny rekapitulují fylogenezi"

Historická perspektiva

Vztah mezi ontogeny a fylogeneze byl převládajícím pohledem v průběhu 21. století. Je všeobecně známo, že různé druhy organismů jsou ve svých embryonálních fázích mnohem podobnější než u dospělých forem. V roce 1828 si Karl Ernst von Baer všiml tohoto vzoru v sybphylu Vertebrata.

Baer varoval, že u některých druhů tetrapodů existují určité podobnosti v embryu, jako jsou žábry, notochord, segmentace a končetiny ve tvaru ploutve.

Ty jsou vytvořeny před typickými charakteristikami, které umožňují diagnostikovat danou skupinu v pořadí nejšpecifičtější hierarchické klasifikace.

Tato myšlenka byla přeformulována slavným - a jedním z nejvíce vášnivých stoupenců Charlese Darwina - biologa z Německa, Ernsta Haeckela.

Haeckel je připočítán se slavnou frází “ontogeny rekapituluje fylogeny”. Jinými slovy, rekapitulace navrhuje, aby vývoj organismu opakoval svou evoluční historii dospělých forem svých předků..

Aktuální zobrazení

Ačkoliv je dnes věta dobře známá, v polovině 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 nazýval "terminálním principem". Pro Goulda může rekapitulace probíhat tak dlouho, dokud evoluční změna nastane postupným přidáváním fází na konci rodové ontogeneze..

Stejně tak musí být také splněno, že časová délka rodové ontogeneze by měla být zkrácena s vývojem linie..

V dnešní době se moderním metodikám podařilo vyvrátit koncept přidávání navržený biogenetickým zákonem.

U přípravku Haeckel se tento přídavek vyskytl v důsledku nepřetržitého podávání orgánům. Evoluční důsledky užívání a zneužití orgánů však byly vyřazeny.

Nyní je známo, že oblouky v embryonálních stavech savců a plazů nikdy nemají formu odpovídající dospělým rybám..

Kromě toho existují rozdíly v načasování nebo načasování, ve kterých dochází k určitým fázím vývoje. V evoluční biologii se tato změna nazývá heterochrony.

Fáze vývoje zvířat

Ontogeneze zahrnuje všechny procesy vývoje organických bytostí, počínaje oplodněním a končící stárnutím.

Logicky se nejdramatičtější transformace objevují v prvních atapech, kde je jediná buňka schopna tvořit celý jedinec. Dále popíšeme proces ontogeneze s důrazem na embryonální stadia.

Zrání oocytu

Během procesu oogeneze je připravena vaječná buňka (ženská gameta, nazývaná také vejce) pro hnojení a pro první fáze vývoje. K tomu dochází prostřednictvím hromadění rezervního materiálu do budoucna.

Cytoplazma vajíčka je prostředí bohaté na různé biomolekuly, většinou RNA posly, ribozomy, transfer RNA a další mechanismy nezbytné pro syntézu proteinů. Jádro buňky také zaznamenává významný růst.

Spermie tento proces nevyžadují, jeho strategií je eliminovat veškerou možnou cytoplazmu a kondenzovat jádro, aby se zachovaly malé rozměry..

Hnojení

Událost, která označuje začátek ontogeneze, je oplodnění, které zahrnuje spojení mužského a ženského gametu, obvykle během sexuální reprodukce..

V případě vnějšího oplodnění, stejně jako u mnoha mořských živočichů, jsou obě gamety vyloučeny do vody a nacházejí se náhodně..

Při fertilizaci je diploidní číslo jedince reintegrováno a umožňuje kombinované procesy mezi otcovskými a mateřskými geny.

V některých případech není pro aktivaci vývoje nutné spermie. U většiny jedinců se však embryo nevyvíjí správným způsobem. Stejným způsobem se některé druhy mohou rozmnožovat parthenogenezí, kde dochází k normálnímu vývoji embrya bez potřeby spermatu..

Naproti tomu některá vajíčka vyžadují aktivaci spermií, ale nezahrnují genetický materiál tohoto mužského gametu do embrya.

Spermie a vejce musí být správně rozpoznány tak, aby se mohly uskutečnit všechny události po oplodnění. Toto rozpoznání je zprostředkováno řadou specifických proteinů každého druhu. Tam jsou také bariéry, které brání vejce, jakmile oplodněný, od bytí dosáhl druhého spermie.

Embryogeneze

Po oplodnění a aktivaci vajíček dochází k prvním stádiím vývoje. V segmentaci se embryo opakovaně dělí, aby se stalo skupinou buněk zvaných blastomery.

Během tohoto posledního období nedochází k růstu buněk, dochází pouze k dělení hmoty. Nakonec máte stovky nebo tisíce buněk, které ustupují stavu blastule.

Jak se embryo vyvíjí, získává polaritu. Můžeme tedy rozlišovat mezi rostlinným sloupem umístěným na jednom konci a zvířecím sloupem bohatým na cytoplazmu. Tato osa poskytuje referenční bod pro vývoj.

Druhy vajec

V závislosti na množství žloutku, které má vejce, a distribuci uvedené látky, může být vejce klasifikováno jako oligolecitos, heterolecitos, telolecitos a centrolecitos.

První z nich má, jak již název napovídá, malé množství žloutku a je rozloženo víceméně rovnoměrně do celého vajíčka. Obecně je jeho velikost malá. Heterolity mají více žloutku než oligolity a žloutek se koncentruje ve vegetativním pólu.

Telolecitos představuje hojné množství žloutku, které zabírá téměř celé vejce. Nakonec, centrolecitos mají všechny koncentrované žloutky v centrální oblasti vejce.

Blastulace

Blastula je hmota tvořená buňkami. U savců se tento buněčný shluk nazývá blastocysta, zatímco u většiny zvířat jsou buňky uspořádány kolem centrální tekutinové dutiny, zvané blastocoel.

Ve stavu blastule bylo možné pozorovat velké zvýšení množství DNA. Velikost celého embrya však není o mnoho větší než původní zygota.

Grastrulace

Gastrulace přemění blastulu sférickým a jednoduchým způsobem na mnohem složitější strukturu se dvěma zárodečnými vrstvami. Tento proces je heterogenní, pokud porovnáme různé linie zvířat. V některých případech je vytvořena druhá vrstva bez vytvoření vnitřní dutiny.

Otevření do střeva se nazývá blastoporo. Osud blastoporu je velmi důležitou charakteristikou pro rozdělení dvou velkých linií: protostomados a deuterostomes. V první skupině, blastopore dává počátek k ústům, zatímco ve druhém, blastopore vznikne řiti..

Gastrula má tedy dvě vrstvy: vnější, která obklopuje blastocoel, zvaná ektoderm a vnitřní vrstva nazývaná endoderm..

Většina zvířat má třetí zárodečnou vrstvu, mezoderm, umístěnou mezi oběma výše uvedenými vrstvami. Mezoderm může být vytvořen dvěma způsoby: buňky vznikají z ventrální oblasti rtu blastoporu a odtud se šíří nebo se vynořují z centrální oblasti stěn archonteronu..

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

Vznik coelom

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

Tato dutina se může objevit dvěma cestami: schizocélica nebo enterocélica. Funkčně jsou však obě cívky ekvivalentní.

Organogeneze

Organogeneze zahrnuje řadu procesů, ve kterých se tvoří každý z orgánů.

Mezi nejvýznamnější události patří migrace určitých buněk do místa, kde jsou potřebné k vytvoření uvedeného orgánu.

Exprese genu během ontogeneze

Při vývoji bylo zjištěno, že epigeneze probíhá ve třech fázích: tvorba vzorů, určení polohy těla a indukce správné polohy končetin a různých orgánů.

Pro generování odpovědi existují určité genové produkty, nazývané morfogeny (definice těchto entit je teoretická, ne chemická). Pracují díky vytvoření diferenciálního gradientu, který poskytuje prostorové informace.

Pokud jde o zúčastněné geny, mají homeotické geny zásadní úlohu ve vývoji jedinců, protože definují identitu segmentů.

Odkazy

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Velikost a tvar ontogeneze a fylogeneze. Paleobiologie, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Pozvánka na biologii. Macmillan.
  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 zásady zoologie. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Obratlovci: srovnávací anatomie, funkce, evoluce. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: vývoj ontogeneze. Springer Science & Business Media.