ONTOGENI: FASER AF DYREUDVIKLING OG DERES EGENSKABER - BIOLOGI - 2025

Den ontogeny er den proces, hvorved der sker udvikling af en person. Fænomenet begynder med befrugtning og strækker sig til aldring af organiske væsener. Det biologiske felt, der er ansvarligt for studiet af ontogeni, er udviklingsbiologi.

I denne proces forekommer "oversættelse" af genotypen - al den genetiske information fra en biologisk enhed - til den fænotype, som vi kan observere. Den mest dramatiske transformation sker i de tidlige stadier af udviklingen, med omdannelsen af ​​en celle til et komplet individ.

Romanes, GJ; uploadet til Wikipedia af en: Bruger: Phlebas; forfattere af beskrivelsessiden: da: Bruger: Phlebas, en: Bruger: SeventyThree, via Wikimedia Commons

I dag er fusionen af ​​udviklingsbiologi og evolutionær teori, kendt som evo-devo, en meget populær viden, der vokser med store sprang. Dette nye felt sigter mod at forklare udviklingen i den enorme mangfoldighed af morfologier, som levende organismer udstiller.

"Ontogeny rekapitulerer fylogeni"

Historisk perspektiv

Forholdet mellem ontogeni og fylogeni var en fremherskende opfattelse gennem det 21. århundrede. Det er bredt kendt, at forskellige arter af organismer ligner hinanden meget mere i deres embryonale stadier end i voksne former. I år 1828 bemærkede Karl Ernst von Baer dette mønster i Vertebrata sybylum.

Baer bemærkede, at der i forskellige arter af tetrapods er visse ligheder i embryoet, såsom gæller, notochord, segmentering og finformede lemmer.

Disse dannes inden de typiske egenskaber, der gør det muligt for den pågældende gruppe at blive diagnosticeret i en mere specifik hierarkisk klassificeringsrekkefølge.

Denne idé blev omformuleret af den berømte - og en af ​​Charles Darwins mest lidenskabelige tilhængere - den tyskfødte biolog Ernst Haeckel.

Haeckel krediteres den berømte sætning "ontogeny rekapitulerer fylogeni." Med andre ord foreslår rekapitulation, at udviklingen af ​​en organisme gentager dens evolutionære historie fra de voksne former for sine forfædre.

Nuværende vision

Selvom udtrykket er velkendt i dag, var det midt i det 21. århundrede klart, at Haeckels forslag sjældent er opfyldt.

SJ Gould, den berømte paleontolog og evolutionærbiolog, redegjorde for sine ideer vedrørende rekapitulation i det, han kaldte "terminal addisjonsprincippet." For Gould kan rekapitulation forekomme, så længe evolutionær ændring sker ved successiv tilføjelse af stadier i slutningen af ​​en forfædres ontogeni.

På samme måde skulle det også være rigtigt, at den tidsmæssige varighed af forfedres ontogeni måtte forkortes, efterhånden som afstamningen udviklede sig.

I dag har moderne metodologier formået at tilbagevise konceptet med tilføjelse foreslået af den biogenetiske lov.

For Haeckel forekom denne tilføjelse på grund af den kontinuerlige anvendelse, der blev givet til organerne. Imidlertid er de evolutionære implikationer af brug og anvendelse af organer nedsat.

Det vides for tiden, at grenbuerne i de embryonale stadier hos pattedyr og krybdyr aldrig har den form, der svarer til voksne fisk.

Derudover er der variationer i timingen eller timingen for visse stadier i udviklingen. I evolutionær biologi kaldes denne ændring heterokroni.

Faser af dyreudvikling

Ontogeni omfatter alle processer for udvikling af organiske væsener, der begynder med befrugtning og slutter med aldring.

Logisk set forekommer de mest dramatiske transformationer i de første stadier, hvor en enkelt celle er i stand til at danne et helt individ. Dernæst beskriver vi ontogeniprocessen, idet vi understreger de embryonale stadier.

Æggemodning

Under oogenese-processen forbereder en æg (den kvindelige gamet, også kaldet et æg) til befrugtning og de tidlige udviklingsstadier. Dette sker ved at akkumulere reservemateriale til fremtiden.

Æggens cytoplasma er et miljø, der er rig på forskellige biomolekyler, hovedsageligt messenger-RNA, ribosomer, overførings-RNA og andre maskiner, der er nødvendige til syntesen af ​​proteiner. Cellekernen gennemgår også betydelig vækst.

Spermatozoa kræver ikke denne proces; deres strategi er at eliminere så meget cytoplasma som muligt og kondensere kernen for at bevare små dimensioner.

Befrugtning

Den begivenhed, der markerer begyndelsen af ​​ontogeni, er befrugtning, som involverer forening af en mandlig og en kvindelig gamet, generelt under handlingen om seksuel reproduktion.

I tilfælde af ekstern befrugtning, som forekommer i mange marine organismer, udvises begge gameter i vandet og findes tilfældigt.

Ved befrugtning integreres individets diploide antal og tillader kombinationsprocesser mellem faderlige og moderlige gener.

I visse tilfælde er sædceller ikke nødvendig for at aktivere udvikling. Men hos de fleste individer udvikler embryoet sig ikke på den rigtige måde. Tilsvarende kan nogle arter reproducere ved parthenogenese, hvor normal embryoudvikling forekommer uden behov for en sædceller.

I modsætning hertil kræver nogle æg aktivering af sædcellen, men inkorporerer ikke det genetiske materiale fra dette mandlige gamet i embryoet.

Sædceller og æg skal genkendes korrekt, så alle begivenheder efter befrugtning kan finde sted. Denne genkendelse formidles af en række proteiner, der er specifikke for hver art. Der er også barrierer, der forhindrer, at et æg, når det befrugtes, når en anden sædceller.

embryogenese

Efter befrugtning og aktivering af ægget forekommer de første udviklingsstadier. Ved segmentering deler embryoet sig gentagne gange for at blive en gruppe celler kaldet blastomerer.

I løbet af denne sidste periode forekommer ingen cellevækst, kun underinddelingen af ​​massen finder sted. I sidste ende har du hundreder eller tusinder af celler, der giver plads til blastulatilstanden.

Efterhånden som embryot udvikler sig, får det en polaritet. Derfor kan man skelne mellem plantepolen placeret i den ene ende og dyrepolen, der er rig på cytoplasma. Denne akse giver et referencepunkt for udvikling.

Typer æg

Afhængigt af mængden af ​​æggeblomme, som ægget har, og fordelingen af ​​nævnte stof, kan ægget klassificeres som oligolecytter, heterolecytter, telolecytter og centrolecytter.

Førstnævnte har, som deres navn antyder, en lille mængde æggeblomme, og den er mere eller mindre ensartet fordelt over ægget. Generelt er dens størrelse lille. Heterolecytter har mere æggeblomme end oligolecytter, og æggeblommen koncentreres ved den vegetative pol.

Telolecitos præsenterer en rigelig mængde æggeblomme og optager næsten hele ægget. Endelig har centrolecitos al æggeblommen koncentreret i det centrale område af ægget.

Blastulation

Blastulaen er en masse celler. Hos pattedyr kaldes denne cellegruppe en blastocyst, mens cellerne i de fleste dyr er arrangeret omkring et centralt væskekavitet, kaldet en blastocele.

I blastula-tilstand har det været muligt at vise en stor stigning med hensyn til mængden af ​​DNA. Størrelsen på hele embryoet er imidlertid ikke meget større end det originale zygot.

Grastrulation

Gastrulering omdanner den sfæriske og enkle blastula til en meget mere kompleks struktur med to kimlag. Denne proces er heterogen, hvis vi sammenligner de forskellige afstamninger hos dyr. I nogle tilfælde dannes et andet lag uden at fremstille et indre hulrum.

Åbningen til tarmen kaldes blastopore. Blastoporens skæbne er en meget vigtig egenskab for opdelingen af ​​to store linjer: protostomaterne og deuterostomerne. I den første gruppe giver blastopore anledning til munden, mens i den anden giver blastopore anus.

Således har gastrula to lag: et ydre lag, der omgiver blastocele, kaldet ectoderm, og et indre lag kaldet endoderm.

De fleste dyr har et tredje kimlag, mesoderm, placeret mellem de to ovennævnte lag. Mesoderm kan dannes på to måder: cellerne stammer fra en ventral region i blastoporens læbe, og derfra spreder de sig eller stammer fra det centrale område af væggene i archnteron.

Efter gastruleringens afslutning dækker ectoderm embryo, og mesoderm og endoderm er placeret i den indre del. Med andre ord har cellerne en anden slutposition end den, de startede med.

Coelom dannelse

Coelomet er et kropshulrum, der er omgivet af mesoderm. Dette sker, fordi blastocele under gastruleringsprocessen næsten fuldstændigt er fyldt med mesoderm.

Dette coelomatiske hulrum kan vises på to måder: schizocelisk eller enterocelisk. Begge coelomer er imidlertid funktionelt ækvivalente.

organogeneseperioden

Organogenese omfatter en række processer, hvor hvert af organerne dannes.

De mest relevante begivenheder inkluderer migrering af bestemte celler til det sted, hvor de er nødvendige for at danne nævnte organ.

Genekspression under ontogeni

Under udvikling er det blevet bestemt, at epigenese fortsætter i tre faser: mønsterdannelse, bestemmelse af kropsposition og induktion af den korrekte position for ekstremiteterne og forskellige organer.

For at generere en respons er der visse genprodukter, kaldet morfogener (definitionen af ​​disse enheder er teoretisk, ikke kemisk). Disse fungerer takket være dannelsen af ​​en differentiel gradient, der leverer rumlig information.

Med hensyn til de involverede gener spiller homotiske gener en grundlæggende rolle i udviklingen af ​​individer, da de definerer segmenternes identitet.

Referencer

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Størrelse og form i ontogeni og fylogeni. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitation til biologi. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogeni og fylogeni. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrerede zoologiske principper. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Virveldyr: komparativ anatomi, funktion, evolution. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterokrony: udviklingen af ​​ontogeni. Springer Science & Business Media.