DJUR- OCH VÄXTORGANOGENES OCH DERAS EGENSKAPER - BIOLOGI - 2025

Den organogenes i biologi utveckling är en tid av förändring, där de tre skikten som utgör embryot blir antalet organ som finns i färdigutvecklade individer.

När vi tillfälligt placerar oss i utvecklingen av embryot börjar processen med organogenes vid gastruleringens slut och fortsätter tills organismen föddes. Varje kimlager av embryot är differentierade till specifika organ och system.

Källa: Anatomist90

Hos däggdjur ger ektoderm externa epitelstrukturer och nervorgan. Mesoderm till notokord, hålrum, cirkulationsorgan, muskelsystem, del av skelettet och urogenitalsystemet. Slutligen producerar endodermen epitelet i luftvägarna, svalg, levern, bukspottkörteln, slemhinnan i slemmen och slät muskel.

Som vi kan dra slutsatsen är det en finreglerad process där de initiala cellerna genomgår en specifik differentiering där specifika gener uttrycks. Denna process åtföljs av cellsignaleringskaskader, där stimuli som modulerar cellidentitet består av både externa och interna molekyler.

Hos växter sker organogenesprocessen fram till död av organismen. Grönsaker producerar vanligtvis organ under hela livet - till exempel löv, stjälkar och blommor. Fenomenet orkestreras av växthormoner, deras koncentration och förhållandet mellan dem.

Vad är organogenes?

En av de mest extraordinära händelserna i organismens biologi är den snabba omvandlingen av en liten befruktad cell till en individ som består av flera och komplexa strukturer.

Denna cell börjar delas och det kommer en punkt där vi kan urskilja grovlagren. Organbildning bildas under en process som kallas organogenes och sker efter segmentering och gastrulering (andra stadier av embryonal utveckling).

Varje primär vävnad som har bildats under gastrulering differentierar sig till specifika strukturer under organogenes. Hos ryggradsdjur är denna process mycket homogen.

Organogenes är användbar för att bestämma embryonens ålder genom att identifiera utvecklingsstadiet för varje struktur.

Organogenes hos djur

Embryonskikt

Under utvecklingen av organismer genereras embryonala eller bakterieskikt (inte förväxlas med groddceller, det är ägglossningar och spermier), strukturer som ger upphov till organen. En grupp flercelliga djur har två groddlager - endoderm och ektoderm - och kallas diploblastisk.

Havsanemoner och andra djur tillhör denna grupp. En annan grupp har tre lager, de som nämns ovan, och en tredje som finns mellan dem: mesodermen. Denna grupp är känd som triploblastic. Observera att det inte finns någon biologisk term att hänvisa till djur med ett enda groddskikt.

När alla tre lager har etablerats i embryot börjar organogenesprocessen. Vissa mycket specifika organ och strukturer härrör från ett specifikt skikt, även om det inte är förvånande att vissa bildas med utgångspunkt från två groddlager. Det finns faktiskt inga organsystem som kommer från ett enda groddlager.

Det är viktigt att lyfta fram att det inte är det lager som i sig själva bestämmer ödet för strukturen och differentieringsprocessen. Däremot är den avgörande faktorn positionen för var och en av cellerna med avseende på de andra.

Hur sker organbildning?

Som vi nämnde härrör organ från specifika regioner i de embryonala skikten som utgör dina embryon. Bildningen kan ske genom bildning av veck, uppdelningar och kondensationer.

Skikten kan börja bilda veck som senare ger upphov till strukturer som liknar ett rör - senare kommer vi att se att denna process ger upphov till neuralröret i ryggradsdjur. Keimskiktet kan också delas upp och ge upphov till vesiklar eller förlängningar.

Därefter kommer vi att beskriva den grundläggande planen för organbildning med utgångspunkt från de tre groddlagren. Dessa mönster har beskrivits för modellorganismer i ryggradsdjur. Andra djur kan visa betydande variationer i processen.

ektoderm

De flesta epitel- och nervvävnaderna kommer från ektodermen och är de första organen som dyker upp.

Notokorden är en av de fem diagnostiska egenskaperna för kordater - och det är där gruppens namn kommer från. Under detta finns en förtjockning av ektodermen som kommer att ge upphov till neuralplattan. Plattans kanter lyftes, böjs sedan, vilket skapar ett långsträckt, ihåligt inre rör, kallat ett ihåligt neuralt ryggrör, eller helt enkelt ett neuralt rör.

Neuralröret genererar de flesta organ och strukturer som utgör nervsystemet. Den främre regionen utvidgas och bildar hjärnan och kranialnervarna. När utvecklingen fortskrider bildas ryggmärgen och ryggradsmotorerna.

Strukturerna som motsvarar det perifera nervsystemet är härledda från cellerna i nervkransen. Men krönet ger inte bara upphov till nervorganen, den deltar också i bildandet av pigmentceller, brosk och ben som utgör skallen, det autonoma nervsystemet ganglia, vissa endokrina körtlar, bland andra.

endoderm

Filialorgan

I de flesta ryggradsdjur bildas matningskanalen från en primitiv tarm, där det slutliga området av röret öppnas på utsidan och rader upp med ektodermen, medan resten av röret står i linje med endodermen. Från tarmens främre region uppstår lungorna, levern och bukspottkörteln.

Luftvägar

Ett av derivatema i matsmältningskanalen inkluderar svalgdivertikulum, som förekommer i början av embryonal utveckling av alla ryggradsdjur. I fisk ger gälvbågarna gälarna och andra bärande strukturer som kvarstår hos vuxna och tillåter extraktion av syre från vattendrag.

I evolutionsutvecklingen, när förfäderna till amfibier börjar utveckla ett liv utanför vatten, är gälarna inte längre nödvändiga eller användbara som luftandningsorgan och ersätts funktionellt av lungorna.

Så varför har markbundna ryggradsembryon gälvbågar? Även om de inte är relaterade till djurens andningsfunktioner, är de nödvändiga för generering av andra strukturer, såsom käken, strukturerna i det inre örat, tonsillerna, sköldkörteln och sköldkörteln.

mesoderm

Mesoderm är det tredje groddskiktet och det extra skiktet som förekommer i triploblastiska djur. Det är relaterat till bildandet av skelettmuskler och andra muskelvävnader, cirkulationssystemet och de organ som är involverade i utsöndring och reproduktion.

De flesta muskelstrukturer härrör från mesoderm. Detta kimlager ger upphov till ett av de första funktionella organen i embryot: hjärtat, som börjar slå i ett tidigt utvecklingsstadium.

Till exempel är en av de mest använda modellerna för studien av embryonal utveckling kycklingen. I den här experimentella modellen börjar hjärtat slå på den andra dagen av inkubationen - hela processen tar tre veckor.

Mesoderm bidrar också till utvecklingen av huden. Vi kan tänka på överhuden som en typ av "chimera" i utvecklingen, eftersom mer än ett groddlager är involverat i dess bildning. Det yttre lagret kommer från ektodermen och vi kallar det epidermis, medan dermis bildas från mesodermen.

Cellmigration under organogenes

Ett framträdande fenomen i organogenesbiologin är cellmigrationen som vissa celler genomgår för att nå sin slutdestination. Det vill säga cellerna har sitt ursprung på ett ställe i embryot och kan flytta långa avstånd.

Bland cellerna som kan migrera har vi blodförstadierceller, celler i lymfsystemet, pigmentceller och gameter. I själva verket migrerar de flesta celler som är relaterade till det beniga ursprunget till skallen ventralt från huvudens dorsala region.

Organogenes i växter

Liksom hos djur består organogenes i växter av processen för att bilda de organ som utgör växter. Det finns en viktig skillnad i båda linjerna: medan organogenesen hos djur sker i de embryonala stadierna och slutar när individen är född, stoppas organogenesen i växter endast när växten dör.

Växter visar tillväxt under alla livsfaser, tack vare regioner belägna i specifika regioner i växten som kallas meristem. Dessa områden med kontinuerlig tillväxt producerar regelbundet grenar, blad, blommor och andra sidokonstruktioner.

Fytohormoner

I laboratoriet har bildandet av en struktur som kallas kallus uppnåtts. Det induceras genom att applicera en cocktail av fytohormoner (främst auxiner och cytokininer). Kallus är en struktur som inte är differentierad och är totipotential - det vill säga att den kan producera alla typer av organ, till exempel de välkända stamcellerna i djur.

Även om hormoner är ett viktigt element är det inte den totala koncentrationen av hormonet som styr organogenesprocessen utan förhållandet mellan cytokininer och auxiner.

referenser

1. Gilbert, SF (2005). Utvecklingsbiologi. Panamerican Medical Ed.
2. Gilbert, SF, & Epel, D. (2009). Ekologisk utvecklingsbiologi: integrering av epigenetik, medicin och evolution.
3. Hall, BK (2012). Evolutionär utvecklingsbiologi. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (2007). Integrerade zoologiska principer. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Utvecklingsbiologi av blommande växter. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, FC (2005). Baser för djurproduktion. Sevilla universitet.