Органогенез тварин і рослин та їх характеристики

The органогенез, в біології розвитку це стадія змін, коли три шари, що складають ембріон, трансформуються в ряд органів, які ми знаходимо в повністю розвинених індивідуумах.

Розташуючи себе тимчасово в розвитку ембріона, процес органогенезу починається в кінці гаструляції і триває до народження організму. Кожен шар зародка ембріона відрізняється в конкретних органах і системах.

У ссавців ектодерма породжує зовнішні епітеліальні структури і нервові органи. Мезодерма до хорди, порожнини, органи кровоносної системи, м'язи, частина скелета і сечостатева система. Нарешті, ендодерма виробляє епітелій дихальних шляхів, глотки, печінки, підшлункової залози, слизової оболонки сечового міхура і гладких м'язів..

Як ми можемо зробити висновок, це тонко регульований процес, де початкові клітини проходять специфічну диференціацію, де експресуються специфічні гени. Цей процес супроводжується каскадами клітинної сигналізації, де стимули, які модулюють клітинну ідентичність, складаються як з зовнішніх, так і з внутрішніх молекул.

У рослин процес органогенезу відбувається до загибелі організму. Взагалі овочі виробляють органи протягом всього свого життя - такі як листя, стебла і квіти. Явище організовано рослинними гормонами, їх концентрацією та зв'язком між ними.

Індекс

• 1 Що таке органогенез?
• 2 Органогенез у тварин
  • 2.1 Ембріональні шари
  • 2.2 Як відбувається формування органів?
  • 2.3 Ектодерма
  • 2.4 Ендодерма
  • 2.5 Мезодерма
  • 2.6 Міграція клітин під час органогенезу
• 3 Органогенез у рослинах
  • 3.1 Роль фітогормонів
• 4 Посилання

Що таке органогенез?

Одним з найбільш незвичайних подій в біології організмів є швидке перетворення невеликої заплідненої клітини на людину, що складається з безлічі складних структур..

Ця клітина починає ділитися і досягає точки, де можна розрізняти зародкові шари. Формування органів відбувається під час процесу, що називається органогенезом і відбувається після сегментації і гаструляції (інші стадії ембріонального розвитку)..

Кожна первинна тканина, що утворилася під час гаструляції, відрізняється в конкретних структурах під час органогенезу. У хребетних цей процес дуже однорідний.

Органогенез корисний для визначення віку ембріонів, використовуючи ідентифікацію стадії розвитку кожної структури.

Органогенез у тварин

Ембріональні шари

Під час розвитку організмів генеруються ембріональні або зародкові шари (не плутати з зародковими клітинами, це яйцеклітини і сперматозоїди), структури, які дадуть початок органам. Група багатоклітинних тварин має два зародкових шари - ендодерми і ектодерми - і називаються диплобластиками.

До цієї групи належать морські анемони та інші тварини. Інша група має три шари, згадані вище, і третій, які розташовані між ними: мезодерма. Ця група відома як триплобластическая. Зауважимо, що немає біологічного терміну для позначення тварин з одним шаром зародка.

Після встановлення трьох шарів ембріона починається процес органогенезу. Деякі дуже специфічні органи і структури виводяться з певного шару, хоча це не дивно, що деякі форми з двох зародкових шарів. Насправді, не існує систем органів, які походять з одного шару зародків.

Важливо відзначити, що долю структури і процес диференціації сам по собі не вирішує сам шар. Навпаки, визначальним фактором є положення кожної з клітин щодо інших.

Як відбувається формування органів?

Як ми вже згадували, органи виводяться з конкретних областей ембріональних шарів, що складають їхні ембріони. Формування може відбуватися шляхом утворення складки, поділу і конденсації.

Шари можуть починати формувати складки, які пізніше дають початок структурам, що нагадують трубку - пізніше ми побачимо, що цей процес породжує нервову трубку у хребетних. Зародковий шар також може бути розділений і дає початок везикулам або пролонгаціям.

Далі ми опишемо основний план формування органів, починаючи з трьох зародкових шарів. Ці моделі були описані для модельних організмів у хребетних. Інші тварини можуть представляти істотні варіації процесу.

Ектодерма

Більшість епітеліальних і нервових тканин походять з ектодерми і є першими органами, що з'являються.

Нотохорд є однією з п'яти діагностичних ознак хордових - звідси і назва групи. Нижче з'являється потовщення ектодерми, що дасть початок нервовій пластині. Краї пластинки зазнають піднесення, потім згинають і створюють подовжену трубку і порожнистий внутрішній простір, званий порожньою нервовою дорсальною трубкою, або просто нейральною трубкою..

Більшість органів і структур, що складають нервову систему, генеруються з нервової трубки. Передня область розширюється, утворюючи мозок і черепні нерви. З розвитком розвитку формуються нервові і спинний моторні нерви.

Структури, що відповідають периферичній нервовій системі, виводяться з клітин нервового гребеня. Проте, гребінь не тільки породжує нервові органи, він також бере участь у формуванні пігментних клітин, хрящів і кісток, які утворюють череп, ганглії вегетативної нервової системи, деяких ендокринних залоз, серед інших..

Ендодерма

Похідні органи

У більшості хребетних канал годівлі утворюється з примітивного кишечника, де кінцева область трубки відкривається назовні і вирівнює з ектодермою, а решта трубки вирівнюється з ендодермою. З області передньої частини кишечника виникають легені, печінка і підшлункова залоза.

Дихальні шляхи

Один з похідних травного тракту включає фарингеальний дивертикул, який з'являється на початку ембріонального розвитку всіх хребетних. У рибах зяброві арки дають початок зябрам та іншим допоміжним структурам, які зберігаються у дорослих і дозволяють витягувати кисень у водоймищах.

У еволюційній еволюції, коли предки земноводних починають розвивати життя поза водою, жаби більше не потрібні або корисні як органи дихання повітря і функціонально замінюються легенями.

Отже, чому ембріони наземних хребетних мають жаберні дуги? Хоча вони не пов'язані з дихальними функціями тварин, вони необхідні для генерації інших структур, таких як щелепа, структури внутрішнього вуха, мигдалини, паращитовидні залози і тимус..

Мезодерма

Мезодерма є третім зародковим шаром і додатковим шаром, який з'являється в тріплобластичних тваринах. Це пов'язано з утворенням скелетних м'язів та інших м'язових тканин, системи кровообігу, а також органів, що беруть участь у екскреції та розмноженні.

Більшість м'язових структур походять з мезодерми. Цей шар зародків породжує один з перших функціональних органів ембріона: серце, яке починає битися на ранній стадії розвитку.

Наприклад, однією з найбільш використовуваних моделей для вивчення ембріонального розвитку є курка. У цій експериментальній моделі серце починає бити на другий день інкубації - весь процес триває три тижні.

Мезодерма також сприяє розвитку шкіри. Можна думати, що епідерміс є своєрідною «химерою» розвитку, оскільки в її формуванні мається на увазі більше одного зародкового шару. Зовнішній шар надходить з ектодерми, і ми називаємо його епідермісом, а дерма утворюється з мезодерми..

Міграція клітин під час органогенезу

Яскравим явищем в біології органогенезу є міграція клітин, яку деякі клітини зазнають, щоб досягти свого кінцевого призначення. Тобто клітини зароджуються в місці ембріона і здатні рухатися на великі відстані.

Серед клітин, які здатні мігрувати, ми маємо клітини-попередники крові, клітини лімфатичної системи, клітини пігменту і гамети. Фактично, більшість клітин, які пов'язані з кістковим походженням черепа, мігрують вентрально з дорсальної області голови.

Органогенез у рослинах

Як і у тварин, органогенез у рослинах складається з процесу формування органів, що складають рослини. Існує ключова відмінність в обох лініях: хоча органогенез у тварин відбувається в ембріональних стадіях і закінчується, коли людина народжується, у рослинах органогенез припиняється тільки тоді, коли рослина помирає.

Рослини презентують зростання на всіх етапах свого життя, завдяки регіонам, розташованим у певних регіонах рослини, які називаються меристемами. Ці області безперервного зростання регулярно виробляють гілки, листя, квіти та інші бічні структури.

Роль фітогормонів

У лабораторії досягнуто формування структури, що називається калюсом. Він індукується застосуванням коктейлю фітогормонів (головним чином ауксинів і цитокінінів). Каллус є структурою, яка не диференційована і є тотипотенціальною - тобто вона може виробляти будь-який тип органу, наприклад, відомі стовбурові клітини у тварин.

Хоча гормони є ключовим елементом, це не загальна концентрація гормону, яка керує процесом органогенезу, а зв'язок між цитокінінами і ауксинами.

Список літератури

1. Gilbert, S. F. (2005). Біологія розвитку. Ed. Panamericana Medical.
2. Gilbert, S.F., & Epel, D. (2009). Екологічна біологія розвитку: інтеграція епігенетики, медицини та еволюції.
3. Hall, B. K. (2012). Еволюційна біологія розвитку. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., & Larson, A. (2007). Інтегровані принципи зоології. McGraw-Hill
5. Рагхаван, В. (2012). Розвиток біології квіткових рослин. Springer Science & Business Media.
6. Родрігес, Ф. С. (2005). Основи тваринництва. Університет Севільї.