Organogenese af dyr og planter og deres egenskaber

den organogeneseperioden, I udviklingsbiologi er det et stadie af ændringer, hvor de tre lag, der udgør embryoet, bliver transformeret til den række organer, vi finder i fuldt udviklede individer.

Når vi midlertidigt placerer os i udviklingen af ​​embryoet, begynder processen med organogenese i slutningen af ​​gastruleringen og fortsætter indtil organismenes fødsel. Hvert kimlag af embryoen adskiller sig i bestemte organer og systemer.

I pattedyr giver ektodermen anledning til ydre epitelstrukturer og nervøse organer. Mesodermen til notokordet, hulrum, kredsløbets organer, muskel, del af skelettet og det urogenitale system. Endoder producerer endodermen epitel i luftveje, svælg, leveren, bugspytkirtlen, blærens foring og glat muskel.

Som vi kan konkludere, er det en fin reguleret proces, hvor de oprindelige celler gennemgår en specifik differentiering, hvor specifikke gener udtrykkes. Denne proces ledsages af cascader af celle signalering, hvor stimuli, der modulerer cellulær identitet består af både eksterne og interne molekyler.

I planter forekommer processen med organogenese indtil organismens død. Generelt producerer grøntsager organer i hele deres liv - som blade, stilke og blomster. Fænomenet er orkestreret af plantehormoner, koncentrationen af ​​disse og forholdet mellem dem.

indeks

• 1 Hvad er organogenese?
• 2 Organogenese hos dyr
  • 2.1 Embryoniske lag
  • 2.2 Hvordan virker dannelsen af ​​organer?
  • 2.3 Ectoderm
  • 2.4 Endoderm
  • 2,5 mesoderm
  • 2.6 Migration af celler under organogenese
• 3 Organogenese i planter
  • 3.1 Fytohormonernes rolle
• 4 referencer

Hvad er organogenese?

En af de mest ekstraordinære begivenheder i organismernes biologi er den hurtige omdannelse af en lille befrugtet celle til et individ, der består af flere og komplekse strukturer.

Denne celle begynder at opdele og når et punkt, hvor vi kan skelne mellem kimlagene. Dannelsen af ​​organer opstår under en proces kaldet organogenese og finder sted efter segmentering og gastrering (andre stadier af embryonisk udvikling).

Hvert primært væv, som er blevet dannet under gastrulation, adskiller sig i specifikke strukturer under organogenese. Hos hvirveldyr er denne proces meget homogen.

Organogenese er nyttig til bestemmelse af embryonalderen ved anvendelse af identifikationen af ​​udviklingsstadiet for hver struktur.

Organogenese hos dyr

Embryoniske lag

Under udviklingen af ​​organismer genereres embryonale eller kimlag (ikke forveksles med kimceller, det er æg og sæd), strukturer, som vil give anledning til organerne. En gruppe af multicellulære dyr har to kimlag - endoderm og ectoderm - og kaldes diploblastika.

Til denne gruppe tilhører havet anemoner og andre dyr. En anden gruppe har tre lag, de ovennævnte og en tredjedel der ligger mellem dem: mesodermen. Denne gruppe er kendt som triploblastisk. Bemærk at der ikke er nogen biologisk betegnelse, der refererer til dyr med et enkelt kimlag.

Når de tre lag i embryoet er blevet etableret, begynder processen med organogenese. Nogle meget specifikke organer og strukturer er afledt af et bestemt lag, selvom det ikke er mærkeligt, at nogle danner fra to kimlag. Faktisk er der ingen organsystemer, der kommer fra et enkelt kimlag.

Det er vigtigt at bemærke, at det ikke er laget, der bestemmer strukturens skæbne og processen med differentiering af sig selv. I modsætning hertil er den bestemmende faktor placeringen af ​​hver af cellerne i forhold til de andre.

Hvordan opstår organernes dannelse?

Som vi nævnte, er organerne afledt af bestemte områder af de embryoniske lag, der udgør deres embryoner. Dannelsen kan forekomme ved dannelse af folder, opdelinger og kondensationer.

Lagene kan begynde at danne folder, som senere giver anledning til strukturer, der minder om et rør - senere vil vi se, at denne proces giver anledning til neuralrøret i hvirveldyr. Spirallaget kan også opdeles og give anledning til blære eller forlængelser.

Næste vil vi beskrive den grundlæggende plan for organdannelse ud fra de tre kimlag. Disse mønstre er blevet beskrevet for modelorganismer hos hvirveldyr. Andre dyr kan frembyde væsentlige variationer af processen.

ektoderm

De fleste epitheliale og nervøse væv kommer fra ektodermen og er de første organer, der vises.

Notokordet er et af de fem diagnostiske træk af akkordater - og dermed navnet på gruppen. Nedenfor ses en fortykkelse af ektodermen, som vil give anledning til neurale plade. Kanterne af pladen undergår en højde, bøj ​​derefter og skab et forlænget rør og hul interiør, kaldet hul neuralt dorsalrør eller simpelthen neuralt rør.

De fleste organer og strukturer, der udgør nervesystemet, genereres fra neuralrøret. Den forreste region udvider, der danner hjernen og kraniale nerver. Efterhånden som udviklingen skrider frem, dannes rygmarven og rygmotorens nerver.

De strukturer, der svarer til det perifere nervesystem, er afledt fra cellerne i det neurale crest. Krammet giver ikke blot nervesorgene, men deltager også i dannelsen af ​​pigmentceller, brusk og knogle, der danner kraniet, det selvstyrende nerves ganglia, nogle endokrine kirtler, blandt andre..

endoderm

Afledte organer

I de fleste hvirveldyr er fodringskanalen dannet af en primitiv tarm, hvor den endelige region af røret åbner udadtil og retter sig mod ektodermen, mens resten af ​​røret er justeret med endoderm. Fra tarmens forreste del opstår lungerne, leveren og bugspytkirtlen.

Luftveje

Et af derivaterne i fordøjelseskanalen indbefatter pharyngeal diverticulum, som fremkommer ved begyndelsen af ​​den embryonale udvikling af alle hvirveldyr. I fisk giver gillbuer anledning til gæller og andre understøttende strukturer, der vedvarer hos voksne og tillader udvindingen af ​​ilt i vandkroppe.

I evolutionær evolution, når forfædrene af amfibier begynder at udvikle et liv uden for vand, er gylderne ikke længere nødvendige eller nyttige som luftvejeorganer og er funktionelt erstattet af lungerne.

Så hvorfor har terrestriske hvirveldyrembryoner gillbuer? Selvom de ikke er relateret til dyrets respiratoriske funktioner, er de nødvendige til generering af andre strukturer, såsom kæben, det indre øres strukturer, mandler, parathyroidkirtler og thymus..

mesoderm

Mesodermen er det tredje kimlag og det ekstra lag, der forekommer i triploblastiske dyr. Det er relateret til dannelsen af ​​skeletmuskel og andre musklervæv, kredsløbssystemet og organer, der er involveret i udskillelse og reproduktion.

De fleste muskulære strukturer stammer fra mesodermen. Dette kimlag giver anledning til et af de første funktionelle organer i embryoet: hjertet, som begynder at slå i et tidligt udviklingsstadium.

For eksempel er en af ​​de mest brugte modeller til undersøgelse af embryonale udvikling kylling. I denne eksperimentelle model begynder hjertet at slå på anden inkubationsdag - hele processen varer tre uger.

Mesoderm bidrager også til udviklingen af ​​huden. Vi kan tro, at epidermis er en slags "kimær" af udviklingen, da den i sin dannelse medfører mere end et kimlag. Det ydre lag kommer fra ektodermen og vi kalder det epidermis, mens dermis er dannet af mesodermen.

Migration af celler under organogenese

Et fremtrædende fænomen i organogenesbiologi er den cellemigration, som nogle celler gennemgår for at nå deres endelige destination. Det vil sige, cellerne stammer fra et sted i embryoet og er i stand til at bevæge sig lange afstande.

Blandt de celler, der er i stand til at migrere, har vi blodprecursorcellerne, lymfesystemcellerne, pigmentcellerne og gameterne. Faktisk migrerer de fleste af de celler, der er relateret til knoglenes oprindelse, ventralt fra hovedets dorsale region.

Organogenese i planter

Som hos dyr består organogenese i planter af processen med at danne de organer, der udgør planter. Der er en nøgleforskel i begge linjer: mens organogenese hos dyr forekommer i de embryonale faser og slutter, når individet er født, i planter standser organogenese først, når planten dør.

Planterne producerer vækst i alle stadier af deres liv, takket være regioner beliggende i bestemte områder af planten kaldet meristemer. Disse områder med kontinuerlig vækst producerer regelmæssigt grene, blade, blomster og andre laterale strukturer.

Fytohormonernes rolle

I laboratoriet er dannelsen af ​​en struktur kaldet callus blevet opnået. Det induceres ved at anvende en cocktail af phytohormoner (primært auxiner og cytokininer). Callus er en struktur, der ikke er differentieret og er totipotential - det vil sige, det kan producere enhver form for organ, såsom de kendte stamceller hos dyr.

Selvom hormoner er et nøgleelement, er det ikke den totale koncentration af hormonet, der driver organogeneseprocessen, men forholdet mellem cytokininer og auxiner.

referencer

1. Gilbert, S. F. (2005). Biologi for udvikling. Ed. Panamericana Medical.
2. Gilbert, S. F., & Epel, D. (2009). Økologisk udviklingsbiologi: integrering af epigenetik, medicin og evolution.
3. Hall, B. K. (2012). Evolutionær udviklingsbiologi. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., & Larson, A. (2007). Integrerede principper for zoologi. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Udviklingsbiologi af blomstrende planter. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, F.C. (2005). Baser af dyreproduktion. University of Seville.