Органогенеза на животните и растенията и техните характеристики

на органогенеза, в биологията на развитието, това е етап от промени, при които трите слоя, съставляващи ембриона, се трансформират в серия от органи, които намираме в напълно развитите индивиди..

Поставяйки се временно в развитието на ембриона, процесът на органогенеза започва в края на гаструлацията и продължава до раждането на организма. Всеки зародишен слой на ембриона се различава в определени органи и системи.

При бозайниците ектодермата поражда външни епителни структури и нервни органи. Мезодермът към нохорда, кухините, органите на кръвоносната система, мускулите, част от скелета и урогениталната система. И накрая, ендодермата произвежда епитела на дихателните пътища, фаринкса, черния дроб, панкреаса, лигавицата на пикочния мехур и гладката мускулатура..

Както можем да заключим, това е фино регулиран процес, при който началните клетки претърпяват специфична диференциация, където се експресират специфични гени. Този процес е придружен от каскади от клетъчно сигнализиране, където стимулите, които модулират клетъчната идентичност, се състоят от външни и вътрешни молекули.

При растенията процесът на органогенеза настъпва до смъртта на организма. Обикновено зеленчуците произвеждат органи през целия си живот - като листа, стъбла и цветя. Явлението е организирано от растителни хормони, тяхната концентрация и връзката между тях.

индекс

• 1 Какво е органогенеза?
• 2 Органогенеза при животни
  • 2.1 Ембрионални слоеве
  • 2.2 Как се формира органите?
  • 2.3 Ектодерма
  • 2.4 Ендодерма
  • 2.5 Мезодерма
  • 2.6 Миграция на клетки по време на органогенеза
• 3 Органогенеза в растенията
  • 3.1 Роля на фитохормоните
• 4 Препратки

Какво е органогенеза?

Едно от най-необичайните събития в биологията на организмите е бързото превръщане на малка оплодена клетка в индивид, който се състои от множество и сложни структури..

Тази клетка започва да се дели и достига точка, където можем да разграничим зародишните слоеве. Образуването на органи възниква по време на процес, наречен органогенеза и се осъществява след сегментация и гаструлация (други етапи на ембрионалното развитие).

Всяка основна тъкан, образувана по време на гаструлацията, се различава в специфичните структури по време на органогенезата. При гръбначните този процес е много хомогенен.

Органогенезата е полезна за определяне на възрастта на ембрионите, като се използва идентификацията на етапа на развитие на всяка структура.

Органогенеза при животни

Ембрионални слоеве

По време на развитието на организмите се генерират ембрионални или зародишни слоеве (да не се бъркат с зародишни клетки, това са овулите и сперматозоидите), структури, които ще дадат начало на органите. Група от многоклетъчни животни имат два зародишни слоя - ендодерма и ектодерма - и се наричат ​​диплобластични.

Към тази група принадлежат морските анемони и други животни. Друга група има три слоя, споменатите по-горе, и една трета, които са разположени между тях: мезодермата. Тази група е известна като триплобластична. Отбележете, че няма биологичен термин, който да се отнася до животни с единичен зародишен слой.

След като трите пласта в ембриона са установени, процесът на органогенеза започва. Някои много специфични органи и структури са получени от специфичен слой, въпреки че не е странно, че някаква форма е от два зародишни слоя. Всъщност няма органични системи, които идват от един единствен зародишен слой.

Важно е да се отбележи, че съдбата на структурата и процесът на диференциация не са сами по себе си. Обратно, определящият фактор е позицията на всяка от клетките по отношение на другите.

Как се формира органите?

Както споменахме, органите са получени от специфични области на ембрионалните слоеве, които образуват техните ембриони. Образуването може да възникне чрез образуване на гънки, деления и кондензации.

Слоевете могат да започнат да образуват гънки, които по-късно да предизвикат структури, напомнящи на тръба - по-късно ще видим, че този процес поражда нервната тръба в гръбначните. Зародишният слой може също да бъде разделен и да доведе до образуване на мехурчета или удължаване.

След това ще опишем основния план за формиране на органи, започвайки от трите зародишни слоя. Тези модели са описани за моделни организми при гръбначни животни. Други животни могат да представят съществени вариации на процеса.

ектодерма

Повечето от епителните и нервните тъкани идват от ектодермата и са първите органи, които се появяват.

Нотохордът е една от петте диагностични характеристики на хордовете - и оттук и името на групата. Под това се появява удебеляване на ектодермата, което ще доведе до появата на невралната пластина. Ръбовете на табелата претърпяват издигане, след това се огъват и създават удължена тръба и куха вътрешност, наречена куха неврална гръбна тръба или просто нервна тръба.

Повечето от органите и структурите, които изграждат нервната система, се генерират от невралната тръба. Предната област се разширява, образувайки мозъка и черепните нерви. С напредването на развитието се формират гръбначния мозък и гръбначните двигателни нерви.

Структурите, съответстващи на периферната нервна система, са получени от клетките на нервния гребен. Въпреки това, гребена не само поражда нервните органи, но и участва в образуването на пигментни клетки, хрущяли и кости, които формират черепа, ганглиите на автономната нервна система, някои ендокринни жлези и др..

ендодерма

Производни органи

В повечето гръбначни животни каналът за хранене се формира от примитивен чревник, където крайният участък на тръбата се отваря навън и се подравнява с ектодермата, докато останалата част от тръбата се подравнява с ендодермата. От предната област на червата възникват белите дробове, черния дроб и панкреаса.

Дихателни пътища

Едно от производните на храносмилателния тракт включва фарингеалния дивертикул, който се появява в началото на ембрионалното развитие на всички гръбначни животни. При рибите хрилните арки пораждат хрилете и други поддържащи структури, които продължават да съществуват при възрастни и позволяват извличането на кислород във водните обекти..

В еволюционната еволюция, когато предците на земноводните започват да развиват живот извън водата, хрилете вече не са необходими или полезни като въздушни дихателни органи и функционално се заменят с белите дробове..

И така, защо земните ембриони на гръбначни животни имат хрилни арки? Въпреки че не са свързани с дихателните функции на животните, те са необходими за генерирането на други структури, като челюстта, структурите на вътрешното ухо, сливиците, паращитовидните жлези и тимуса..

мезодерма

Мезодермата е третият зародишен слой и допълнителният слой, който се появява в триплобластните животни. Тя е свързана с образуването на скелетни мускули и други мускулни тъкани, кръвоносната система и органите, участващи в екскрецията и репродукцията..

Повечето мускулни структури произтичат от мезодермата. Този зародишен слой поражда един от първите функционални органи на ембриона: сърцето, което започва да бие в ранен стадий на развитие.

Например, един от най-използваните модели за изследване на ембрионалното развитие е пилето. В този експериментален модел сърцето започва да бие на втория ден от инкубацията - целият процес продължава три седмици.

Mesoderm също допринася за развитието на кожата. Можем да мислим, че епидермисът е един вид "химера" на развитието, тъй като в неговата форма се има предвид повече от един зародишен слой. Външният слой идва от ектодермата и го наричаме епидермис, докато дермата се образува от мезодермата.

Миграция на клетки по време на органогенеза

Известно явление в биологията на органогенезата е клетъчната миграция, която някои клетки преминават, за да достигнат крайната си цел. Това означава, че клетките произхождат от място в ембриона и могат да се движат на дълги разстояния.

Сред клетките, които са способни да мигрират, имаме прекурсорни клетки на кръвта, клетки на лимфната система, пигментни клетки и гамети. Всъщност, повечето от клетките, които са свързани с костния произход на черепа, мигрират вентрално от дорзалната област на главата..

Органогенеза в растенията

Както при животните, органогенезата в растенията се състои в процеса на формиране на органите, които съставляват растенията. Съществува ключова разлика и в двете линии: докато органогенезата при животните се случва в ембрионалните стадии и завършва с раждането на индивида, при растенията органогенезата спира само когато растението умре..

Растенията представят растеж през всички етапи на живота си, благодарение на регионите, разположени в определени райони на растението, наречени меристеми. Тези области на непрекъснат растеж редовно произвеждат клони, листа, цветя и други странични структури.

Роля на фитохормоните

В лабораторията е постигнато образуване на структура, наречена калус. Той се индуцира чрез прилагане на коктейл от фитохормони (главно ауксини и цитокинини). Калусът е структура, която не е диференцирана и е тотипотенциална - т.е. тя може да произведе всякакъв вид орган, като например известните стволови клетки при животните..

Въпреки че хормоните са ключов елемент, не общата концентрация на хормона управлява процеса на органогенезата, а връзката между цитокинините и ауксините.

препратки

1. Gilbert, S. F. (2005). Биология на развитието. Ed. Panamericana Medical.
2. Gilbert, S.F., & Epel, D. (2009). Биология на екологичното развитие: интегриране на епигенетиката, медицината и еволюцията.
3. Hall, B. K. (2012). Еволюционна биология на развитието. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, C.P., Roberts, L.S., & Larson, A. (2007). Интегрирани принципи на зоологията. McGraw-Hill
5. Рагхаван, В. (2012). Развиваща биология на цъфтящите растения. Springer Science & Business Media.
6. Родригес, Ф. С. (2005). Основи на животновъдството. Университет в Севиля.