Онтогения Этапы развития животных и их особенности



онтогенез это процесс, посредством которого происходит развитие личности. Феномен начинается с оплодотворения и распространяется на старение органических существ. Области биологии, отвечающей за изучение онтогенеза, является биология развития.

В этом процессе «перевод» генотипа - всей генетической информации биологического объекта - происходит с фенотипом, который мы можем наблюдать. Наиболее драматическая трансформация происходит на ранних стадиях развития, когда трансформация клетки в полноценного человека.

В настоящее время слияние биологии развития и теории эволюции, известной как evo-devo, является очень популярной совокупностью знаний, которая стремительно растет. Эта новая область направлена ​​на объяснение эволюции огромного разнообразия морфологий, которые проявляют живые организмы..

индекс

  • 1 "Онтогенез перепросматривает филогению"
    • 1.1 Историческая перспектива
    • 1.2 Текущее видение
  • 2 Этапы развития животных
    • 2.1 Созревание яйцеклетки
    • 2.2 Оплодотворение
    • 2.3 Эмбриогенез
    • 2.4 Типы яиц
    • 2.5 Бластуляция
    • 2.6 Grastrulation
    • 2.7 Формирование целома
    • 2.8 Органогенез
    • 2.9 Экспрессия генов во время онтогенеза
  • 3 Ссылки

"Онтогенез перепросматривает филогению"

Историческая перспектива

Связь между онтогенезом и филогенией была преобладающей точкой зрения на протяжении всего 21-го века. Широко известно, что разные виды организмов гораздо больше похожи друг на друга в своих эмбриональных стадиях, чем во взрослых формах. В 1828 году Карл Эрнст фон Баер заметил этот паттерн у Sybphylum Vertebrata..

Баер предупредил, что у некоторых видов тетрапод у эмбриона есть определенные сходства, такие как жабры, хорда, сегментация и конечности в форме плавников..

Они формируются перед типичными характеристиками, которые позволяют диагностировать данную группу в порядке наиболее конкретной иерархической классификации..

Эта идея была переформулирована известным - и одним из самых страстных последователей Чарльза Дарвина - биологом из Германии, Эрнстом Геккелем.

Геккелю приписывают знаменитую фразу «онтогенез повторяет филогению». Другими словами, перепросмотр предполагает, что развитие организма повторяет его эволюционную историю взрослых форм его предков..

Текущий вид

Хотя сегодня эта фраза общеизвестна, в середине XXI века стало ясно, что предложение Геккеля редко выполняется.

С. Дж. Гулд, известный палеонтолог и эволюционный биолог, представил свои идеи относительно перепросмотра в том, что он назвал «терминальным принципом сложения». Для Гулда перепросмотр может происходить до тех пор, пока эволюционное изменение происходит путем последовательного добавления стадий в конце онтогенеза предков..

Таким же образом, также должно быть выполнено, что временная продолжительность наследственного онтогенеза должна быть сокращена по мере развития линии..

В настоящее время современные методологии сумели опровергнуть концепцию дополнения, предложенную биогенетическим законом..

Для Геккеля это дополнение произошло из-за постоянного использования органов. Тем не менее, эволюционные последствия использования и неиспользования органов были отброшены.

В настоящее время известно, что разветвленные дуги в эмбриональных состояниях млекопитающих и рептилий никогда не имеют формы, соответствующей взрослой рыбе.

Кроме того, существуют различия во времени или времени, в которые происходят определенные стадии развития. В эволюционной биологии это изменение называется гетерохронностью.

Этапы развития животных

Онтогенез охватывает все процессы развития органических существ, начиная с оплодотворения и заканчивая старением.

Логично, что наиболее драматические преобразования происходят в первых этапах, когда отдельная клетка способна сформировать целую личность. Далее мы опишем процесс онтогенеза, подчеркнув зародышевые стадии.

Созревание ооцита

В процессе оогенеза яйцеклетка (женская гамета, также называемая яйцеклетка) подготавливается для оплодотворения и для первых стадий развития. Это происходит за счет накопления резервного материала на будущее.

Цитоплазма яйцеклетки представляет собой среду, богатую различными биомолекулами, в основном РНК-мессенджерами, рибосомами, трансфер-РНК и другими механизмами, необходимыми для синтеза белков. Ядро клетки также испытывает значительный рост.

Сперматозоиды не требуют этого процесса, его стратегия состоит в том, чтобы устранить всю возможную цитоплазму и сконденсировать ядро, чтобы сохранить небольшие размеры.

оплодотворение

Событием, которое отмечает начало онтогенеза, является оплодотворение, которое включает в себя союз мужской и женской гамет, обычно во время акта полового размножения..

В случае внешнего оплодотворения, как и у многих морских организмов, обе гаметы выбрасываются в воду и обнаруживаются случайным образом..

При оплодотворении диплоидный номер индивидуума реинтегрируется и позволяет сочетать процессы между отцовским и материнским генами..

В определенных случаях сперматозоиды не нужны для активизации развития. Но у большинства людей эмбрион не будет развиваться правильно. Таким же образом некоторые виды могут размножаться путем партеногенеза, где нормальное развитие эмбриона происходит без необходимости в сперме.

Напротив, некоторые яйца требуют активации сперматозоидов, но не включают генетический материал этой мужской гаметы в эмбрион.

Сперма и яйцеклетка должны быть правильно распознаны, чтобы иметь место все события после оплодотворения. Это распознавание опосредуется рядом специфических белков каждого вида. Существуют также барьеры, препятствующие проникновению второй спермы в яйцеклетку после оплодотворения..

эмбриональное развитие

После оплодотворения и активации яйца происходят первые стадии развития. В сегментации эмбрион делится многократно, чтобы стать группой клеток, называемых бластомерами.

В течение этого последнего периода роста клеток не происходит, происходит только разделение массы. В конце концов у вас есть сотни или тысячи клеток, уступая место бластуле.

По мере развития эмбриона он приобретает полярность. Следовательно, мы можем различать полюс растения, расположенный на одном конце, и полюс животного, богатый цитоплазмой. Эта ось обеспечивает точку отсчета для развития.

Типы яиц

В зависимости от количества желтка, которым обладает яйцо, и от распределения указанного вещества, яйцо может быть классифицировано как oligolecitos, heterolecitos, telolecitos и centrolecitos.

Первые имеют, как следует из названия, небольшое количество желтка, и он распределен более или менее равномерно по всему яйцу. Как правило, его размер невелик. Гетеролециты содержат больше желтка, чем олиголециты, и желток концентрируется в вегетативном полюсе.

Telolecitos содержат большое количество желтка, занимающего почти все яйца. Наконец, у центролецито есть весь концентрированный желток в центральной области яйца.

образование бластулы

Бластула - это масса, состоящая из клеток. У млекопитающих этот кластер клеток называется бластоцистой, в то время как у большинства животных клетки располагаются вокруг центральной полости жидкости, называемой бластоцелем..

В состоянии бластулы стало возможным значительно увеличить количество ДНК. Тем не менее, размер всего зародыша не намного больше, чем оригинальный зиготы.

Grastrulación

Гаструляция преобразует бластулу сферическим и простым способом в гораздо более сложную структуру с двумя зародышевыми слоями. Этот процесс неоднороден, если мы сравним различные линии животных. В некоторых случаях второй слой формируется без образования внутренней полости.

Открытие кишечника называется бластопоро. Судьба бластопора является очень важной характеристикой для разделения двух великих линий: протостомадос и дейтеростом. В первой группе бластопор дает начало рту, а во второй бластопоре - анус.

Таким образом, гаструла имеет два слоя: внешний, окружающий бластоцель, называемый эктодермой, и внутренний слой, называемый эндодермой..

У большинства животных есть третий зародышевый слой, мезодерма, расположенная между двумя слоями, упомянутыми выше. Мезодерма может быть сформирована двумя способами: клетки возникают из вентральной области губы бластопора и оттуда они пролиферируют или выходят из центральной области стенок архонтерона..

В конце гаструляции эктодерма покрывает эмбрион, а мезодерма и энтодерма расположены во внутренней части. Другими словами, ячейки имеют конечную позицию, отличную от той, которую они начали.

Формирование целома

Целом - это полость тела, окруженная мезодермой. Это происходит потому, что в процессе гаструляции бластоцеле почти полностью заполнено мезодермой.

Эта полость celomática может появляться двумя путями: schizocélica или enterocélica. Тем не менее, функционально обе катушки эквивалентны.

органогенез

Органогенез включает в себя ряд процессов, где каждый из органов формируется.

Наиболее важные события включают миграцию отдельных клеток в место, где они необходимы для формирования указанного органа.

Экспрессия генов во время онтогенеза

При разработке было установлено, что эпигенез протекает в три этапа: формирование паттернов, определение положения тела и определение правильного положения конечностей и различных органов..

Для генерации ответа существуют определенные генные продукты, называемые морфогенами (определение этих объектов является теоретическим, а не химическим). Эти работы благодаря формированию дифференциального градиента, обеспечивающего пространственную информацию.

Что касается вовлеченных генов, гомеотические гены играют фундаментальную роль в развитии индивидуумов, так как они определяют идентичность сегментов..

ссылки

  1. Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F., & Wake, D.B. (1979). Размер и форма в онтогенезе и филогении. палеобиология, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H. & Barnes, N.S. (1994). Приглашение к биологии. Macmillan.
  3. Гулд С. Дж. (1977). Онтогенез и филогения. Издательство Гарвардского университета.
  4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Интегрированные принципы зоологии. McGraw-Hill.
  5. Кардонг, К. В. (2006). Позвоночные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Гетерохрония: эволюция онтогенеза. Springer Science & Business Media.