ONTOGENI: STADIER AV DJURUTVECKLING OCH DERAS EGENSKAPER - BIOLOGI - 2025

Den ontogeni är den process genom vilken sker utvecklingen av en individ. Fenomenet börjar med befruktning och sträcker sig till åldrande av organiska varelser. Det biologiska området som ansvarar för studien av ontogeni är utvecklingsbiologi.

I denna process inträffar "översättningen" av genotypen - all genetisk information från en biologisk enhet - till den fenotyp som vi kan observera. Den mest dramatiska omvandlingen sker i de tidiga utvecklingsstadierna, med en cellomvandling till en komplett individ.

Romanes, GJ; laddad upp till Wikipedia av en: Användare: Phlebas; författare av beskrivningssidan: en: Användare: Phlebas, en: Användare: SeventyThree, via Wikimedia Commons

Idag är sammansmältningen av utvecklingsbiologi och evolutionsteori, känd som evo-devo, en mycket populär kunskapskomponent som växer i hög takt. Detta nya område syftar till att förklara utvecklingen av den enorma mångfalden av morfologier som levande organismer ställer ut.

"Ontogeny rekapitulerar fylogeni"

Historiskt perspektiv

Förhållandet mellan ontogeni och fylogeni var en dominerande uppfattning under hela 2000-talet. Det är allmänt känt att olika arter av organismer liknar varandra mycket mer i sina embryonstadier än i vuxna former. År 1828 märkte Karl Ernst von Baer detta mönster i Vertebrata sybylum.

Baer noterade att i olika arter av tetrapods finns det vissa likheter i embryot, såsom gälar, notochord, segmentering och fenformade lemmar.

Dessa bildas före de typiska egenskaperna som gör det möjligt att diagnostisera gruppen i fråga i en mer specifik hierarkisk klassificeringsordning.

Denna idé omformulerades av den berömda - och en av Charles Darwins mest passionerade följare - den tyskfödda biologen Ernst Haeckel.

Haeckel krediteras den berömda frasen "ontogeny rekapitulerar fylogeni." Med andra ord föreslår rekapitulation att utvecklingen av en organisme upprepar sin evolutionära historia från vuxna former av sina förfäder.

Nuvarande vision

Även om frasen är välkänd idag, var det i mitten av 2000-talet tydligt att Haeckels förslag sällan uppfylls.

SJ Gould, den berömda paleontologen och evolutionärbiologen, redogjorde för sina idéer om rekapitulation i vad han kallade "terminal tilläggsprincipen." För Gould kan rekapitulation ske så länge som evolutionär förändring sker genom successiv tillsats av stadier i slutet av en förfäder ontogeni.

På samma sätt borde det också vara sant att den temporära varaktigheten för förfädernas ontogeni måste förkortas när linjen utvecklades.

Idag har moderna metoder lyckats motbevisa begreppet tillägg som föreslås av biogenetisk lag.

För Haeckel inträffade detta tillägg på grund av den kontinuerliga användningen som gavs till organen. Emellertid har de evolutionära följderna av användning och användning av organ diskonterats.

Det är för närvarande känt att grenbågarna i de embryonala stadierna hos däggdjur och reptiler aldrig har den form som motsvarar vuxen fisk.

Dessutom finns det variationer i tidpunkten eller tidpunkten för vissa utvecklingsstadier. I evolutionär biologi kallas denna förändring heterokroni.

Steg av djurutveckling

Ontogeny omfattar alla processer för utveckling av organiska varelser, börjar med befruktning och slutar med åldrande.

Logiskt sett sker de mest dramatiska transformationerna i de första stadierna, där en enda cell kan bilda en hel individ. Därefter kommer vi att beskriva ontogeniprocessen med betoning på de embryonala stadierna.

Oocytmognad

Under processen med oogenes förbereder ett ägg (det kvinnliga gamet, även kallad ett ägg) för befruktning och de tidiga utvecklingsstadierna. Detta sker genom att ackumulera reservmaterial för framtiden.

Äggets cytoplasma är en miljö som är rik på olika biomolekyler, huvudsakligen messenger-RNA, ribosomer, överförings-RNA och andra maskiner som är nödvändiga för syntes av proteiner. Cellekärnan genomgår också betydande tillväxt.

Spermatozoa kräver inte denna process, deras strategi är att eliminera så mycket cytoplasma som möjligt och kondensera kärnan för att bevara små dimensioner.

Befruktning

Den händelse som markerar början av ontogeni är befruktning, som involverar förening av en manlig och en kvinnlig gamet, vanligtvis under handlingen om sexuell reproduktion.

När det gäller extern befruktning, som förekommer i många marina organismer, utvisas båda gameterna i vattnet och hittas slumpmässigt.

Vid befruktning integreras individens diploida antal och möjliggör kombinationsprocesser mellan fadern och mödrarna.

I vissa fall är spermier inte nödvändigt för att aktivera utvecklingen. Men hos de flesta individer utvecklas embryot inte på rätt sätt. På samma sätt kan vissa arter föröka sig genom parthenogenes, där normal embryoutveckling sker utan behov av spermier.

Däremot kräver vissa ägg aktivering av spermierna, men införlivar inte det genetiska materialet från detta manliga gamet i embryot.

Spermier och ägg måste känna igen korrekt så att alla händelser efter befruktning kan äga rum. Detta erkännande förmedlas av en serie proteiner specifika för varje art. Det finns också hinder som förhindrar att ett ägg, en gång befruktat, nås av en andra spermier.

embryogenes

Efter befruktning och aktivering av ägget inträffar de första utvecklingsstegen. Vid segmentering delar embryot upprepade gånger för att bli en grupp celler som kallas blastomerer.

Under den sista perioden inträffar ingen celltillväxt, endast underindelningen av massan äger rum. I slutändan har du hundratals eller tusentals celler, vilket ger plats för blastulatillståndet.

När embryot utvecklas får det en polaritet. Därför kan man skilja mellan växtpolen, belägen i ena änden, och djurstången, rik på cytoplasma. Denna axel ger en referenspunkt för utveckling.

Typer av ägg

Beroende på mängden äggula som ägget har och fördelningen av nämnda ämne kan ägget klassificeras som oligolecyter, heterolecyter, telolecyter och centrolecyter.

De förstnämnda har, som deras namn antyder, en liten mängd äggula och den fördelas mer eller mindre enhetligt över ägget. Generellt sett är dess storlek liten. Heterolecyter har mer äggula än oligolecyter och äggula koncentreras i den vegetativa polen.

Telolecitos presenterar en riklig mängd äggula och upptar nästan hela ägget. Slutligen har centrolecitos all äggula koncentrerad till det centrala området av ägget.

Blastulation

Blasteln är en cellmassa. Hos däggdjur kallas denna cellgruppering en blastocyst, medan cellerna i de flesta djur är arrangerade runt en central vätskekavitet, kallad en blastocele.

I blastulatillståndet har det varit möjligt att visa en stor ökning i termer av mängden DNA. Emellertid är storleken på hela embryot inte mycket större än den ursprungliga zygoten.

Grastrulation

Gastrulering omvandlar den sfäriska och enkla blasteln till en mycket mer komplex struktur med två groddlager. Den här processen är heterogen om vi jämför djurens olika linjer. I vissa fall bildas ett andra skikt utan att skapa ett inre hålrum.

Öppningen till tarmen kallas blastopore. Blastoporens öde är en mycket viktig egenskap för uppdelningen av två stora linjer: protostomaterna och deuterostomerna. I den första gruppen ger blastopore upp munnen, medan i den andra ger blastoporen anus.

Således har gastrula två lager: ett yttre lager som omger blastocele, kallat ektoderm och ett inre lager som kallas endoderm.

De flesta djur har ett tredje groddskikt, mesoderm, beläget mellan de två ovan nämnda skikten. Mesoderm kan bildas på två sätt: cellerna kommer från en ventral region i blastoporns läpp och därifrån sprider de sig eller kommer från det centrala området av archnterons väggar.

I slutet av gastruleringen täcker ektodermen embryot och mesoderm och endoderm är belägna i den inre delen. Med andra ord har cellerna en annan slutposition än den de startade med.

Coelombildning

Coelom är en kroppshålighet som är omgiven av mesoderm. Detta inträffar eftersom blastocele nästan fullständigt är fylld med mesoderm under gastruleringsprocessen.

Denna coelomatiska hålighet kan visas på två sätt: schizocelisk eller enterocelisk. Båda coelomerna är emellertid funktionellt ekvivalenta.

organogenes

Organogenesis innefattar en serie processer där var och en av organen bildas.

De mest relevanta händelserna inkluderar migrering av specifika celler till den plats där de är nödvändiga för att bilda nämnda organ.

Genuttryck under ontogeni

Under utvecklingen har det fastställts att epigenesen fortskrider i tre steg: mönsterbildning, bestämning av kroppsposition och induktion av rätt position för extremiteterna och olika organ.

För att generera ett svar finns det vissa genprodukter som kallas morfogener (definitionen av dessa enheter är teoretisk, inte kemisk). Dessa fungerar tack vare bildandet av en differentiell gradient som ger rumslig information.

Beträffande de inblandade generna spelar homeotiska gener en grundläggande roll i individens utveckling, eftersom de definierar segmentens identitet.

referenser

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Storlek och form i ontogeni och fylogeni. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogeni och fylogeni. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerade zoologiska principer. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Ryggradsdjur: jämförande anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterokrony: utvecklingen av ontogeni. Springer Science & Business Media.