Organogeneze zvířat a rostlin a jejich charakteristika

organogeneze, ve vývojové biologii je to fáze změn, kdy jsou tři vrstvy, které tvoří embryo, transformovány do řady orgánů, které nacházíme u plně rozvinutých jedinců..

Proces organogeneze, který se dočasně nachází ve vývoji embrya, začíná na konci gastrulace a pokračuje až do narození organismu. Každá zárodečná vrstva embrya se liší ve specifických orgánech a systémech.

U savců způsobuje ektoderm vnější epiteliální struktury a nervové orgány. Mezoderm na notochord, dutiny, orgány oběhového systému, sval, část kostry a urogenitální systém. Nakonec endoderm produkuje epitel dýchacího traktu, hltanu, jater, slinivky, sliznice močového měchýře a hladkého svalstva..

Jak můžeme vyvodit, 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 probíhá proces organogeneze až do smrti organismu. Obecně zelenina produkuje orgány po celý život - například listy, stonky a květiny. Tento jev je řízen rostlinnými hormony, jejich koncentrací a vztahem mezi nimi.

Index

• 1 Co je organogeneze?
• 2 Organogeneze u zvířat
  • 2.1 Embryonální vrstvy
  • 2.2 Jak se tvoří orgány?
  • 2.3 Ectoderm
  • 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 neobyčejných událostí v biologii organismů je rychlá transformace malé oplodněné buňky na jedince, který se skládá z několika složitých struktur..

Tato buňka se začíná dělit a dosahuje bodu, 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 byla vytvořena během gastrulace, se liší ve specifických strukturách během organogeneze. U obratlovců je tento proces velmi homogenní.

Organogeneze je užitečná pro stanovení stáří embryí pomocí identifikace stadia vývoje každé struktury.

Organogeneze u zvířat

Embryonální vrstvy

Během vývoje organismů jsou generovány embryonální nebo zárodečné vrstvy (nesmí být zaměňovány s zárodečnými buňkami, jedná se o vajíčka a spermie), struktury, které způsobí vznik orgánů. Skupina mnohobuněčných zvířat má dvě zárodečné vrstvy - endoderm a ektoderm - a nazývají se diploblastika.

Do této skupiny patří sasanky a další zvířata. Další skupina má tři vrstvy, které jsou uvedeny výše, a třetinu, která se nachází mezi nimi: mezoderm. Tato skupina je známa jako triploblast. Všimněte si, že neexistuje žádný biologický termín, který by odkazoval na zvířata s jednou zárodečnou vrstvou.

Jakmile byly vytvořeny tři vrstvy embrya, začíná proces organogeneze. Některé velmi specifické orgány a struktury jsou odvozeny od specifické vrstvy, ačkoli to není zvláštní, že nějaká forma ze dvou zárodečných vrstev. Ve skutečnosti neexistují žádné orgánové systémy, které pocházejí z jediné zárodečné vrstvy.

Je důležité poznamenat, že osud struktury a procesu diferenciace sám o sobě nerozhoduje. Naproti tomu určujícím faktorem je poloha každé z buněk vzhledem k ostatním buňkám.

Jak se tvoří orgány?

Jak jsme zmínili, orgány jsou odvozeny ze specifických oblastí embryonálních vrstev, které tvoří jejich embrya. Vznik může vznikat tvorbou záhybů, dělení a kondenzací.

Vrstvy mohou začít tvořit záhyby, které později vedou ke strukturám připomínajícím trubku - později uvidíme, že tento proces vede ke vzniku nervové trubice u obratlovců. Také zárodečná vrstva může být rozdělena a způsobit vznik vezikul nebo prodloužení.

Dále se budeme zabývat základním plánem tvorby orgánů vycházející ze tří zárodečných vrstev. Tyto vzory byly popsány pro modelové organismy u obratlovců. Jiná zvířata mohou představovat podstatné změny procesu.

Ectoderm

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

Notochord je jednou z pěti diagnostických funkcí akordů - a tedy i názvu skupiny. Pod tímto jevem se projevuje zesílení ektodermu, které způsobí vznik nervové destičky. Hrany talíře podstoupí elevaci, pak ohnout a vytvořit prodlouženou trubku a dutý vnitřek, nazvaný dutá nervová dorzální trubice, nebo jednoduše neurální trubka \ t.

Většina orgánů a struktur, které tvoří nervový systém, je generována z nervové trubice. Přední oblast se rozšiřuje a tvoří mozek a lebeční nervy. Jak vývoj pokračuje, tvoří se míchy a míchy.

Struktury odpovídající perifernímu nervovému systému jsou odvozeny z buněk nervového hřebenu. Nicméně, hřeben nejen dává vznik nervovým orgánům, ale také se podílí na tvorbě pigmentových buněk, chrupavek a kostí, které tvoří lebku, ganglia autonomního nervového systému, některé endokrinní žlázy, mimo jiné..

Endoderm

Odvozené orgány

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

Respirační trakt

Jedním z derivátů trávicího traktu je divertikulum hltanu, které se objevuje na počátku embryonálního vývoje všech obratlovců. V rybách vytvářejí žlučové oblouky žábry a jiné podpůrné struktury, které přetrvávají u dospělých a umožňují extrakci kyslíku ve vodních útvarech..

V evoluční evoluci, když předci obojživelníků začnou vyvíjet život mimo vodu, žábry již nejsou nezbytné nebo užitečné jako dýchací orgány a jsou funkčně nahrazeny plicemi..

Proč mají pozemská embrya obratlovců gillské oblouky? Ačkoli nejsou spojeny s respiračními funkcemi zvířat, jsou nezbytné pro tvorbu dalších struktur, jako je čelist, struktury vnitřního ucha, mandlí, příštítných tělísek a brzlíku..

Mesoderm

Mezoderm je třetí zárodečná vrstva a další vrstva, která se objeví v triploblastických zvířatech. Souvisí s tvorbou kosterního svalstva a dalších svalových tkání, oběhového systému a orgánů zapojených do vylučování a reprodukce..

Většina svalových struktur pochází z mesodermu. Tato zárodečná vrstva vytváří jeden z prvních funkčních orgánů embrya: srdce, které začíná bít v rané fázi vývoje.

Jedním z nejvíce používaných modelů pro studium embryonálního vývoje je například kuře. V tomto experimentálním modelu začíná srdce bít na druhý den inkubace - celý proces trvá tři týdny.

Mesoderm také přispívá k rozvoji kůže. Můžeme si myslet, že epidermis je druhem „chiméry“ vývoje, protože v její tvorbě se předpokládá více než jedna zárodečná vrstva. Vnější vrstva pochází z ektodermu a my ji nazýváme epidermis, zatímco dermis se tvoří z mesodermu.

Migrace buněk během organogeneze

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

Mezi buňkami, které jsou schopny migrace, máme krevní prekurzorové buňky, buňky lymfatického systému, pigmentové buňky a gamety. Ve skutečnosti většina buněk, které se vztahují k kostnímu původu lebky, migruje ventrálně z dorzální oblasti hlavy..

Organogeneze v rostlinách

Jako u zvířat, organogeneze v rostlinách se skládá z procesu tvorby orgánů, které tvoří rostliny. Klíčový rozdíl je v obou liniích: zatímco organogeneze u zvířat se vyskytuje v embryonálních stadiích a končí, když se jedinec narodí, v rostlinách se organogeneze zastaví pouze tehdy, když rostlina zemře.

Rostliny představují růst ve všech fázích svého života, a to díky oblastem umístěným ve specifických oblastech rostliny zvané meristémy. Tyto oblasti nepřetržitého růstu pravidelně produkují větve, listy, květy a další boční struktury.

Úloha fytohormonů

V laboratoři bylo dosaženo vytvoření struktury zvané kalus. Je indukován použitím koktejlu fytohormonů (hlavně auxinů a cytokininů). Kalus je struktura, která není diferencovaná a je totipotenciální - to znamená, že může produkovat jakýkoliv typ orgánu, jako jsou známé kmenové buňky u zvířat..

Ačkoliv jsou hormony klíčovým prvkem, není to proces celkové koncentrace hormonu, který řídí proces organogeneze, ale vztah mezi cytokininy a auxiny..

Odkazy

1. Gilbert, S. F. (2005). Biologie vývoje. Panamericana Medical.
2. Gilbert, S. F., & 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., & Larson, A. (2007). Integrované zásady zoologie. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Vývojová biologie kvetoucích rostlin. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, F. C. (2005). Základy živočišné výroby. Univerzita v Seville.