Loomade ja taimede organogenees ja nende omadused



The organogenees, arengu bioloogias on see muutuste etapp, kus kolm embrüot moodustavat kihti muundatakse elundite seeriateks, mis leiame täielikult arenenud inimestest.

Asendades end ajutiselt embrüo arengusse, algab organogeneesi protsess mao lõppu ja jätkub organismi sünnini. Iga embrüo kiht on erinevates organites ja süsteemides erinev.

Imetajatel tekitab ektoderma väliseid epiteelistruktuure ja närvisüsteemi. Mesoderm, notokord, õõnsused, vereringesüsteemi elundid, lihased, osa luustikust ja urogenitaalsüsteemist. Lõpuks toodab endoderm hingamisteede, neelu, maksa, kõhunäärme, põie limaskesta ja silelihase epiteeli..

Nagu me järeldame, on see peenelt reguleeritud protsess, kus algsed rakud läbivad spetsiifilise diferentseerumise, kus ekspresseeritakse spetsiifilisi geene. Sellele protsessile on lisatud rakusignaalide kaskaadid, kus rakuidentiteeti moduleerivad stiimulid koosnevad nii välistest kui ka sisemistest molekulidest..

Taimedes toimub organogeneesi protsess kuni organismi surmani. Üldiselt toodavad köögiviljad elusid kogu elu jooksul - näiteks lehed, varred ja lilled. Seda nähtust korraldavad taimehormoonid, nende kontsentratsioon ja nende vaheline suhe.

Indeks

  • 1 Mis on organogenees?
  • 2 Organogenees loomadel
    • 2.1 Embrüonaalsed kihid
    • 2.2 Kuidas elundite moodustumine?
    • 2.3 Ectoderm
    • 2.4 Endoderm
    • 2.5 Mesoderm
    • 2.6 Rakkude migratsioon organogeneesi ajal
  • 3 Organogenees taimedes
    • 3.1 Fütohormonide roll
  • 4 Viited

Mis on organogenees?

Üks erakordseid sündmusi organismide bioloogias on väikese viljastatud raku kiire muutumine individuaalseks, mis koosneb mitmest ja keerukast struktuurist..

See rakk hakkab jagunema ja jõuab punkti, kus me saame eristada idukihi. Elundite moodustumine toimub organogeneesi protsessi käigus ja toimub pärast segmenteerimist ja gastrulatsiooni (embrüonaalse arengu teised etapid)..

Iga primaarne koe, mis on moodustunud gastruleerimise ajal, erineb organogeneesi ajal spetsiifilistes struktuurides. Selgroogsete puhul on see protsess väga homogeenne.

Organogenees on kasulik embrüote vanuse määramiseks, kasutades iga struktuuri arenguetappi.

Organogenees loomadel

Embrüonaalsed kihid

Organismide arenemise ajal tekivad embrüo- või idukihid (neid ei tohi segi ajada sugurakkudega, need on munarakud ja sperma), mis tekitavad elundeid. Mitmelahulistel loomadel on kaks idu kihti - endoderm ja ectoderm - ja neid nimetatakse diplomlastikuteks..

Sellesse gruppi kuuluvad mereannonid ja muud loomad. Teisel rühmal on kolm kihti, eespool mainitud, ja kolmandik, mis paikneb nende vahel: mesoderm. Seda rühma tuntakse triploblastina. Pange tähele, et ei ole bioloogilist terminit, mis viitaks loomadele, kellel on üks idu kiht.

Kui kolm kihti embrüos on kindlaks tehtud, algab organogeneesi protsess. Mõned väga spetsiifilised organid ja struktuurid on tuletatud konkreetsest kihist, kuigi see ei ole kummaline, et mõni vorm pärineb kahest idu kihist. Tegelikult ei ole ühtegi elundisüsteemi, mis pärineks ühest idu kihist.

Oluline on märkida, et struktuuri ja diferentseerumisprotsessi enda otsustada ei ole kiht. Seevastu määrav tegur on iga raku asend teiste suhtes.

Kuidas organite moodustumine?

Nagu me mainisime, pärinevad elundid nende embrüote moodustavate embrüonaalsete kihtide konkreetsetest piirkondadest. Moodustumine võib toimuda voldite, vaheseinte ja kondensatsioonide tekkimise teel.

Kihid võivad hakata moodustama voldeid, mis tekitavad hiljem torule meenutavad struktuurid - hiljem näeme, et see protsess põhjustab selgroogsetes neuraaltoru. Emakakihi võib samuti jagada ja tekitada vesiikulid või pikenemine.

Järgnevalt kirjeldame elundi moodustumise põhiplaani alates kolmest idu kihist. Neid mustreid on kirjeldatud selgroogsetel mudelorganismide puhul. Teised loomad võivad protsessis oluliselt muutuda.

Ectoderm

Enamik epiteeli- ja närvikude on pärit ektodermist ja need on esimesed organid.

Notochord on üks viiest diagonaalsest tunnusest - ja seega ka grupi nimest. Selle all näib ektodermi paksenemist, mis tekitab närviplaadi. Plaadi servad läbivad kõrguse, seejärel painutavad ja tekitavad pikliku toru ja õõnsa sisemuse, mida nimetatakse õõnsaks närvisüsteemiks, või lihtsalt närvitoru.

Enamik närvisüsteemi moodustavaid elundeid ja struktuure tekib närvitorust. Esipiirkond laieneb, moodustades aju ja kraniaalnärve. Arengu edenedes moodustuvad seljaaju ja seljaaju liikumised.

Perifeersele närvisüsteemile vastavad struktuurid pärinevad neuraalsest harjast. Kuid haru ei tekita mitte ainult närvisüsteemi, vaid osaleb ka pigmentrakkude, kõhre ja luu moodustamises, mis moodustavad muu hulgas ka autonoomse närvisüsteemi kolju, ganglione, mõned endokriinsed näärmed..

Endoderm

Tuletatud elundid

Enamikus selgroogsetes on söötmiskanal moodustatud primitiivsest soolest, kus toru lõplik piirkond avaneb väljapoole ja joondub ektodermiga, ülejäänud toru on joondatud endodermiga. Soole eesmisest piirkonnast tekivad kopsud, maks ja kõhunääre.

Hingamisteed

Üks seedetrakti derivaate hõlmab neelu divertikulaati, mis ilmneb kõikide selgroogsetega seotud embrüonaalse arengu alguses. Kala puhul põhjustavad nakkkaared kaevandusi ja muid tugistruktuure, mis püsivad täiskasvanutel ja võimaldavad hapniku ekstraheerimist veekogudes.

Evolutsioonilises evolutsioonis, kui kahepaiksete esivanemad hakkavad elama väljaspool vett, ei ole gillid enam vajalikud või kasulikud õhu hingamisteedena ja need on funktsionaalselt asendatud kopsudega..

Niisiis, miks maapealsetel selgroogsetel embrüotel on nakkkaarid? Kuigi need ei ole seotud loomade hingamisteede funktsioonidega, on need vajalikud teiste struktuuride, näiteks lõualuu, sisekõrva struktuuride, mandlite, kõrvalkilpnäärmete ja tüümuse tekkeks..

Mesoderm

Mesoderm on kolmas germinaalne kiht ja täiendav kiht, mis ilmub triploblastsetesse loomadesse. See on seotud skeletilihaste ja teiste lihaskudede, vereringesüsteemi ja eritumise ja paljunemisega seotud organite moodustumisega..

Enamik lihasstruktuure tulenevad mesodermist. See idu kiht tekitab ühe esimese embrüo funktsionaalse organi: südame, mis hakkab peksema juba varases arengufaasis.

Näiteks on embrüonaalse arengu uurimiseks üks enim kasutatud kana. Selles eksperimentaalses mudelis hakkab süda peksma inkubatsiooni teisel päeval - kogu protsess kestab kolm nädalat.

Mesoderm aitab kaasa ka naha arengule. Me võime arvata, et epidermis on omamoodi "kimäär" arengust, kuna selle moodustumisel eeldab see rohkem kui ühte germinaalset kihti. Välimine kiht pärineb ektodermist ja me nimetame seda epidermiks, samal ajal kui dermis moodustub mesodermist.

Rakkude migratsioon organogeneesi ajal

Organogeneesi bioloogia silmapaistev nähtus on rakkude migratsioon, mida mõned rakud läbivad oma lõppsihtkoha saavutamiseni. See tähendab, et rakud pärinevad embrüo kohast ja on võimelised liikuma pikki vahemaid.

Rändavate rakkude seas on meil vereprekursorite rakud, lümfisüsteemi rakud, pigmentrakud ja sugurakud. Tegelikult rändavad enamik kolju luu päritoluga seotud rakkudest ventraalselt peapea seljapiirkonnast..

Organogenees taimedes

Nagu loomadel, koosneb taimede organogenees taimede moodustavate organite moodustamise protsessist. Mõlemas liinis on oluline erinevus: kui loomade organogenees esineb embrüonaalsetes etappides ja lõpeb, kui inimene on sündinud, siis taimedes organogenees peatub alles siis, kui taim sureb.

Tänu taimede teatud piirkondades asuvatele piirkondadele, mida nimetatakse meristemideks, kasvavad taimed kogu nende eluetapil. Need pideva kasvuga alad toodavad regulaarselt oksasid, lehti, lilli ja muid külgstruktuure.

Fütohormonide roll

Laboris on saavutatud kalluse nimeline struktuur. Seda indutseeritakse fitohormonide (peamiselt auksiinide ja tsütokiniinide) kokteili kasutamisega. Kallus on struktuur, mis ei ole diferentseeritud ja mis on totipotentsiaalne - see tähendab, et see võib toota mis tahes tüüpi organeid, nagu loomade teadaolevad tüvirakud..

Kuigi hormoonid on võtmeelemendiks, ei tähenda organogeneesi protsessi mitte ainult hormooni üldkontsentratsioon, vaid seos tsütokiniinide ja auksiinide vahel..

Viited

  1. Gilbert, S. F. (2005). Arengu bioloogia. Ed. Panamericana Medical.
  2. Gilbert, S. F., & Epel, D. (2009). Ökoloogiline arengbioloogia: epigeneetika, meditsiini ja evolutsiooni integreerimine.
  3. Hall, B. K. (2012). Evolutsiooniline arengbioloogia. Springer Science & Business Media.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. (2007). Zooloogia integreeritud põhimõtted. McGraw-Hill
  5. Raghavan, V. (2012). Õistaimede arendusbioloogia. Springer Science & Business Media.
  6. Rodríguez, F. C. (2005). Loomakasvatuse alused. Sevilla ülikool.