Ontogeenid Loomade arengu etapid ja nende omadused



The ontogenees see on protsess, mille käigus inimese areng toimub. See nähtus algab väetamisega ja laieneb mahepõllumajanduslike olendite vananemisele. Ontogeenia uurimise eest vastutav bioloogia valdkond on arengu bioloogia.

Selles protsessis toimub genotüübi "bioloogilise üksuse geneetilise informatsiooni" "tõlkimine" fenotüübiga, mida me täheldame. Kõige dramaatilisem muutus toimub arengu varajases staadiumis, kusjuures raku transformatsioon on täielik isik.

Praegu on arengbioloogia ja evolutsiooniteooria, tuntud kui evo-devo, liitumine väga populaarne teadmiste hulk, mis kasvab hüppeliselt. Selle uue valdkonna eesmärk on selgitada elusorganismide eksisteerivate morfoloogiate tohutu mitmekesisuse arengut.

Indeks

  • 1 "Ontogeny recylitulate phylogeny"
    • 1.1 Ajalooline perspektiiv
    • 1.2 Praegune visioon
  • 2 Loomade arengu etapid
    • 2.1 Ootsüüdi küpsemine
    • 2.2 Väetamine
    • 2.3 Embrüogenees
    • 2.4 Munade tüübid
    • 2.5 Blastatsioon
    • 2.6 Röstimine
    • 2.7 Koelomi moodustamine
    • 2.8 Organogenees
    • 2.9 Geeni ekspressioon ontogeeni ajal
  • 3 Viited

"Ontogeny recylitates phylogeny"

Ajalooline perspektiiv

Ontogeenia ja filogeeni suhe oli kogu 21. sajandi domineeriv vaade. On üldteada, et erinevate organismide liigid on embrüonaalsetes etappides palju sarnasemad kui täiskasvanutel. 1828. aastal märkas Karl Ernst von Baer seda mudelit Vertebrata sybphylum'is.

Baer hoiatas, et teatavatel tetrapoodiliikidel on embrüos teatavad sarnasused, nagu näiteks küünised, notokord, segmentatsioon ja fin-kujulised jäsemed..

Need moodustatakse enne tüüpilisi omadusi, mis võimaldavad kõnealust rühma diagnoosida kõige spetsiifilisema hierarhilise klassifikatsiooni järjekorras.

Selle idee ümber kujundas kuulus - ja üks kirglikumaid Saksamaalt pärit Charles Darwini bioloogi Ernst Haeckeli järgijaid.

Haeckelile kantakse kuulus fraas "ontogeny recylitates phylogeny". Teisisõnu teeb kokkuvõtte ettepaneku, et organismi areng kordab oma esivanemate täiskasvanud vormide evolutsiooni ajalugu..

Praegune vaade

Kuigi täna on see fraas hästi teada, oli 21. sajandi keskel selge, et Haeckeli ettepanek on harva täidetud.

Kuulus paleontoloog ja evolutsiooni bioloog S. J. Gould tutvustas oma ideid kokkuvõtte kohta, mida ta nimetas "terminali lisamise põhimõtteks". Gouldi jaoks võib kokkuvõtmine toimuda nii kaua, kuni evolutsiooniline muutus toimub järgmiste etappide lisamisega esivanemate ontogeeni lõpus.

Samamoodi peab olema täidetud ka see, et esivanemate ontogeeni ajaline kestus peaks olema lineaarsuse kujunemisel lühenenud..

Tänapäeval on kaasaegsed metoodikad suutnud ümber lükata biogeneetilises seaduses pakutava lisamise mõiste.

Haeckeli puhul toimus see lisamine organite pideva kasutamise tõttu. Siiski on elundite kasutamise ja kasutuse evolutsioonilised tagajärjed ära visatud.

Nüüdseks on teada, et imetajate ja roomajate embrüonaalsetes osades ei ole haruldased kaared kunagi täiskasvanud kaladele vastavat vormi..

Lisaks esineb erinevusi ajastuses või ajastuses, millal teatud arenguetapid toimuvad. Evolutsiooni bioloogias nimetatakse seda muutust heterokrooniks.

Loomade arengu etapid

Ontogenees hõlmab kõiki orgaaniliste olendite arengu protsesse, alustades väetamisest ja vananemisest.

Loogiliselt esineb kõige dramaatilisemaid muutusi esimesel atapsil, kus üksik rakk on võimeline moodustama terve indiviidi. Järgnevalt kirjeldame ontogeensuse protsessi, rõhutades embrüo etappe.

Ootsüüdi küpsemine

Oogeneesi käigus valmistatakse muna rakk (emane gameta, mida nimetatakse ka munaks) väetamiseks ja esimesteks etappideks. See toimub reservmaterjali kogumise teel tulevikus.

Munakapslite tsütoplasmas on erinevates biomolekulides rikkalik keskkond, enamasti RNA-sõnumitoojad, ribosoomid, ülekande RNA ja muud valkude sünteesiks vajalikud masinad. Raku tuumal on samuti märkimisväärne kasv.

Sperma ei nõua seda protsessi, selle strateegia on kõrvaldada kõik võimalikud tsütoplasmid ja kondenseerida tuuma väikeste mõõtmete säilitamiseks.

Väetamine

Ontogeenia algust tähistav sündmus on viljastamine, mis hõlmab meessoost ja emasloomade liitumist, tavaliselt seksuaalse paljunemise käigus..

Välise väetamise korral, nagu paljudes mereorganismides, eemaldatakse mõlemad sugurakud vette ja leitakse juhuslikult.

Viljastamisel taasintegreeritakse indiviidi diploidne arv ja võimaldab kombineerida protsesse isa ja ema geenide vahel..

Teatud juhtudel ei ole sperma arendamiseks vajalik. Kuid enamikel inimestel ei arenenud embrüo õigel viisil. Samamoodi võivad mõned liigid paljuneda partenogeneesiga, kus embrüo normaalne areng toimub ilma sperma vajaduseta..

Seevastu mõned munad vajavad sperma aktiveerimist, kuid ei sisalda emaslooma sugurakkude geneetilist materjali embrüosse.

Sperma ja muna tuleb nõuetekohaselt ära tunda, et kõik viljastamisjärgsed sündmused toimuksid. Seda tunnustust vahendab iga liigi spetsiifilised valgud. On ka tõkkeid, mis takistavad muna, kui seda on viljastatud, saavutamast teise sperma poolt.

Embrüogenees

Pärast viljastamist ja munade aktiveerimist ilmnevad esimesed arengufaasid. Segmenteerimisel jaguneb embrüo korduvalt, et saada rakkude rühmaks, mida nimetatakse blastomereideks.

Selle viimase perioodi jooksul ei toimu rakkude kasvu, vaid toimub massi jaotus. Lõpuks on teil sadu või tuhandeid rakke, andes teed blastula seisundile.

Kui embrüo areneb, omandab see polaarsuse. Seetõttu saame eristada ühte otsa paiknevat taime pole ja tsütoplasmas rikas loomapost. See telg on arengu lähtepunktiks.

Munade tüübid

Sõltuvalt munakollase hulgast, mida muna omab, ja nimetatud aine jaotumisest võib muna liigitada oligolitsiitideks, heteroletsitoteks, teloletsitoteks ja tsentoletsitoteks..

Esimesed, nagu nimigi ütleb, on väikeses koguses munakollast ja see jaguneb kogu muna ulatuses enam-vähem ühtlaseks. Üldiselt on selle suurus väike. Heteroletsidel on rohkem munakollane kui oligoliidid ja munakollane on kontsentreeritud vegetatiivses postis.

Telolecitosel on rohkelt munakollast, mis on peaaegu kogu muna. Lõpuks on tsentolekitidel kogu kontsentreeritud munakollane muna keskosas.

Blastatsioon

Blastula on rakkudest koosnev mass. Imetajatel nimetatakse seda rakuklastrit blastotsüstiks, samas kui enamikus loomades on rakud paigutatud keskse vedelikuõõnsuse ümber, mida nimetatakse blastokooriks..

Blastula olekus on olnud võimalik näha DNA koguse suurt suurenemist. Kuid kogu embrüo suurus ei ole palju suurem kui algne sigoot.

Grastratsioon

Gastruleerimine muudab blastula sfäärilisel ja lihtsal viisil palju keerulisemaks struktuuriks, millel on kaks idu kihti. See protsess on heterogeenne, kui me võrdleme erinevaid loomaliike. Mõnel juhul moodustatakse teine ​​kiht sisemise õõnsuse tegemata.

Soolest avanemist nimetatakse blastoporo. Blastopoori saatus on väga oluline omadus kahe suure liini jagunemisel: protostomados ja deuterostoomid. Esimeses rühmas annab blastopoori suu alguse, teisel aga blastopoor pärineb pärakust.

Seega on gastulil kaks kihti: välimine, mis ümbritseb blastokoori, mida nimetatakse ektodermiks ja sisekihiks, mida nimetatakse endodermiks..

Enamikel loomadel on ülalmainitud kahe kihi vahelisel kolmandal idukihil, mesodermil. Mesoderm võib olla moodustatud kahel viisil: rakud tekivad blastopoori huuliku kõhu piirkonnast ja sealt nad prolifereeruvad või väljuvad aronterooni seinte keskosast..

Gastrulatsiooni lõpus katab ektoderm embrüot ja mesoderm ja endoderm paiknevad sisemises osas. Teisisõnu, rakkudel on teistsugune lõppasend kui alguses.

Koelomi moodustumine

Koeloom on kehaõõnsus, mida ümbritseb mesoderm. See juhtub seetõttu, et gastruleerimisprotsessi ajal on blastokel peaaegu täielikult täidetud mesodermiga.

See celomática õõnsus võib ilmneda kahel viisil: schizocélica või enterocélica. Funktsionaalselt on mõlemad rullid samaväärsed.

Organogenees

Organogenees hõlmab mitmeid protsesse, kus iga organ moodustub.

Kõige olulisemad sündmused hõlmavad teatud rakkude migreerumist kohale, kus need on nimetatud organi moodustamiseks vajalikud.

Geeniekspressioon ontogeeni ajal

Arengus on kindlaks tehtud, et epigenees toimub kolmes etapis: mustrite moodustumine, keha asukoha määramine ja jäsemete ja erinevate organite õige positsiooni indutseerimine.

Vastuse genereerimiseks on teatud geeniprodukte, mida nimetatakse morfogeenideks (nende üksuste määratlus on teoreetiline, mitte keemiline). Need toimivad tänu diferentsiagradiendi moodustumisele, pakkudes ruumiandmeid.

Mis puutub kaasatud geenidesse, siis on homootilistel geenidel üksikisikute arengus oluline roll, kuna nad määratlevad segmentide identiteedi.

Viited

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., & Wake, D. B. (1979). Suurus ja kuju ontogenees ja filogeneesis. Paleobioloogia, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutse bioloogiasse. Macmillan.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogenees ja filogenees. Harvardi ülikooli ajakirjandus.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W.C. & Garrison, C. (2001). Zooloogia integreeritud põhimõtted. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Selgroogsed: võrdlev anatoomia, funktsioon, evolutsioon. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterokroonia: ontogeeni areng. Springer Science & Business Media.