ONTOGENY: ELÄINTEN KEHITYSVAIHEET JA NIIDEN OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Ontogeny on prosessi, joka tapahtuu kehittäminen yksilön. Ilmiö alkaa hedelmöityksestä ja ulottuu orgaanisten olentojen ikääntymiseen. Kliinisen tutkimuksen vastuulla oleva biologian ala on kehitysbiologia.

Tässä prosessissa tapahtuu genotyypin "käännös" - kaikki biologisen kokonaisuuden geneettinen tieto - fenotyypiksi, jota voimme havaita. Dramaattisin muutos tapahtuu kehityksen varhaisessa vaiheessa solun muuttuessa kokonaiseksi yksilöksi.

Romanes, GJ; ladannut Wikipediaan en: Käyttäjä: Phlebas; kuvaussivun tekijät: fi: Käyttäjä: Phlebas, fi: Käyttäjä: SeventyThree, Wikimedia Commonsin kautta

Nykyään kehitysbiologian ja evoluutioteorian fuusio, joka tunnetaan nimellä evo-devo, on erittäin suosittu tietoryhmä, joka kasvaa harppauksin. Tämän uuden kentän tarkoituksena on selittää elävien organismien morfologioiden valtavan monimuotoisuuden evoluutio.

"Ontogeny yhdistää fylogeny"

Historiallinen näkökulma

Ongenian ja fylogenian suhde oli hallitseva näkemys koko 2000-luvulla. On yleisesti tiedossa, että eri organismit lajit ovat alkionsa vaiheissa paljon samankaltaisia ​​kuin aikuisissa muodoissa. Vuonna 1828 Karl Ernst von Baer huomasi tämän kuvion vertebrata-syfyymissä.

Baer totesi, että erilaisissa tetrapodilajeissa alkiossa on tiettyjä samankaltaisuuksia, kuten kidukset, notochord, segmentoituminen ja emämuotoiset raajat.

Ne muodostetaan ennen tyypillisiä ominaisuuksia, jotka mahdollistavat kyseisen ryhmän diagnosoinnin tarkemmassa hierarkkisessa luokittelujärjestyksessä.

Kuuluisa - ja yksi Charles Darwinin intohimoisimmista seuraajista - saksalaissyntyinen biologi Ernst Haeckel muotoili tämän ajatuksen uudelleen.

Haeckelille tunnustetaan kuuluisa lause "" ontogeny yhdistää fylogeny ". Toisin sanoen yhteenveto ehdottaa, että organismin kehitys toistaa evoluutiohistoriansa esi-isiensä aikuismuodoista.

Nykyinen visio

Vaikka ilmaus tunnetaan nykyään hyvin, 2000-luvun puoliväliin mennessä oli selvää, että Haeckelin ehdotus toteutetaan harvoin.

Kuuluisa paleontologi ja evoluutiobiologi SJ Gould kertoi uudelleenkertomuksensa ajatuksistaan, joita hän kutsui "terminaalin lisäysperiaatteeksi". Gouldin kohdalla uudelleenkertoaminen voi tapahtua niin kauan kuin evoluutiomuutos tapahtuu lisäämällä peräkkäin vaiheita esi-isänsä loppupäähän.

Samalla tavoin pitäisi olla totta, että esi-isien ongeenien ajallista kestoa oli lyhennettävä sukupolven kehittyessä.

Nykyään modernit menetelmät ovat onnistuneet kumottamaan biogeneettisessä laissa ehdotetun lisäyskäsitteen.

Haeckelille tämä lisäys tapahtui elimille annetun jatkuvan käytön takia. Elinten käytön ja käytön evoluutiovaikutukset on kuitenkin jätetty huomiotta.

Tällä hetkellä tiedetään, että nisäkkäiden ja matelijoiden alkion vaiheissa olevilla haarakaareilla ei ole koskaan aikuisten kaloja vastaavaa muotoa.

Lisäksi tiettyjen kehitysvaiheiden ajoituksessa tai ajoituksessa on eroja. Evoluutiobiologiassa tätä muutosta kutsutaan heterochronyksi.

Eläinten kehitysvaiheet

Ontogeenisuus kattaa kaikki orgaanisten olentojen kehitysprosessit, hedelmöityksestä ja ikääntymiseen saakka.

Loogisesti, dramaattisimmat muutokset tapahtuvat ensimmäisissä vaiheissa, joissa yksi solu pystyy muodostamaan kokonaisen yksilön. Seuraavaksi kuvaamme ontogeneesiprosessia korostamalla alkion vaiheita.

Munasolujen kypsyminen

Myrkyllisyysprosessin aikana munasolu (naaraspuolinen sukusolu, jota kutsutaan myös munaksi) valmistautuu hedelmöitykseen ja varhaiseen kehitysvaiheeseen. Tämä tapahtuu keräämällä varantoa tulevaisuutta varten.

Munasolun sytoplasma on ympäristö, jossa on runsaasti erilaisia ​​biomolekyylejä, lähinnä lähetti-RNA: ta, ribosomeja, siirto-RNA: ta ja muita proteiinien synteesiin tarvittavia koneita. Solutummassa tapahtuu myös merkittävää kasvua.

Spermatozootit eivät vaadi tätä prosessia, niiden strategiana on poistaa kaikki mahdolliset sytoplasmat ja tiivistää ydin pienten mittojen säilyttämiseksi.

lannoitus

Ontenian alkua osoittava tapahtuma on hedelmöitys, johon liittyy uroksen ja naisen sukusolujen yhdistyminen, yleensä seksuaalisen lisääntymisen aikana.

Ulkoisen hedelmöityksen tapauksessa, kuten tapahtuu monissa merieliöissä, molemmat sukusolut karkotetaan veteen ja ne löydetään satunnaisesti.

Hedelmöityksessä yksilön diploidiluku integroituu uudelleen ja sallii isän ja äidin geenien yhdistämisen.

Tietyissä tapauksissa siittiöt eivät ole välttämättömiä kehityksen aktivoimiseksi. Mutta useimmissa yksilöissä alkio ei kehitty oikein. Samoin jotkut lajit voivat lisääntyä parthenogeneesillä, jolloin alkion normaali kehitys tapahtuu ilman spermaa.

Sitä vastoin jotkut munat edellyttävät sperman aktivointia, mutta eivät sisälly tämän uroksen sukusolujen geneettistä materiaalia alkioon.

Sperma ja munasolu on tunnistettava oikein, jotta kaikki hedelmöityksen jälkeiset tapahtumat voivat tapahtua. Tätä tunnistusta välittää joukko proteiineja, jotka ovat spesifisiä kullekin lajille. On myös esteitä, jotka estävät hedelmöitettyä munaa pääsemästä toiselta spermalta.

embryogeneesi

Hedelmöityksen ja munan aktivoinnin jälkeen tapahtuvat ensimmäiset kehitysvaiheet. Segmentoinnissa alkio jakautuu toistuvasti solujen ryhmäksi, jota kutsutaan blastomeereiksi.

Viimeisen jakson aikana solujen kasvua ei tapahdu, tapahtuu vain massan alajakauma. Loppujen lopuksi sinulla on satoja tai tuhansia soluja, jotka antavat tien blastula-tilaan.

Alkion kehittyessä se saa polaarisuuden. Siksi voidaan erottaa toisessa päässä sijaitseva kasvinnapa ja sytoplasmassa rikas eläinnapa. Tämä akseli tarjoaa kehityksen vertailukohdan.

Munatyypit

Riippuen munan keltuaisen määrästä ja mainitun aineen jakautumisesta, muna voidaan luokitella oligolekyyyteiksi, heterosyyteiksi, telolekyyyteiksi ja keskusoluiksi.

Edellä mainituilla on, kuten nimensä osoittaa, pieni määrä keltuaista ja se on jakautunut enemmän tai vähemmän tasaisesti koko munassa. Yleensä sen koko on pieni. Heterolekyyteissä on enemmän keltuaista kuin oligolekyyteissä, ja keltuainen on keskittynyt kasvullisiin napoihin.

Telolecitos sisältää runsaasti keltuaista, joka vie lähes koko munan. Lopuksi, centrolecitoilla on kaikki keltuaiset keskittyneet munan keskialueelle.

Blastulation

Blastula on solujen massa. Nisäkkäissä tätä soluryhmää kutsutaan blastosysteeksi, kun taas useimmissa eläimissä solut on järjestetty keskusnesteonteloon, jota kutsutaan blastoceleksi.

Blastula-tilassa DNA: n määrän suhteen on voinut osoittaa suurta kasvua. Koko alkion koko ei kuitenkaan ole paljon suurempi kuin alkuperäinen sikotti.

Grastrulation

Gastrulaatio muuntaa pallomaisen ja yksinkertaisen blastulan paljon monimutkaisemmaksi rakenteeksi, jossa on kaksi ituskerrosta. Tämä prosessi on heterogeeninen, jos verrataan eläinten erilaisia ​​linjoja. Joissakin tapauksissa toinen kerros muodostetaan tekemättä sisäistä onkaloa.

Suolen aukkoa kutsutaan blastoporeksi. Blastoporen kohtalo on erittäin tärkeä ominaisuus kahden suuren linjan jakautumiselle: protostomaatit ja deuterostomit. Ensimmäisessä ryhmässä blastopore aiheuttaa suuhun, kun taas toisessa blastopore aiheuttaa peräaukon.

Täten gastrululla on kaksi kerrosta: ulkokerros, joka ympäröi blastocelea, nimeltään ektodermi, ja sisäkerros, jota kutsutaan endodermiksi.

Suurimmalla osalla eläimiä on kolmas itävyyskerros, mesodermi, joka sijaitsee kahden edellä mainitun kerroksen välissä. Mesodermi voidaan muodostaa kahdella tavalla: solut syntyvät blastoporen huulen ventraalialueelta ja sieltä ne lisääntyvät tai nousevat archnteronin seinämien keskusalueelta.

Gastroinnin lopussa ektoderma peittää alkion ja mesodermi ja endoderma sijaitsevat sisäosassa. Toisin sanoen soluilla on erilainen pääteasema kuin siinä, jolla ne aloittivat.

Coelom-muodostuminen

Coelom on kehon onkalo, jota ympäröi mesoderma. Tämä johtuu siitä, että mahalaukun prosessin aikana blastocele on melkein täynnä mesodermia.

Tämä koelomaattinen onkalo voi ilmetä kahdella tavalla: skitsosyklisenä tai enterosyklisenä. Molemmat coelomit ovat kuitenkin toiminnallisesti samanarvoisia.

organogeneesin

Organogeneesi käsittää sarjan prosesseja, joissa kukin elin muodostetaan.

Merkittävimpiin tapahtumiin sisältyy tiettyjen solujen siirtyminen paikkaan, missä ne ovat välttämättömiä mainitun elimen muodostamiseksi.

Geeniekspressio ontogeenin aikana

Kehityksen aikana on määritetty, että epigenesis etenee kolmessa vaiheessa: kuvionmuodostus, kehon aseman määrittäminen ja raajojen ja eri elinten oikean aseman induktio.

Vasteen tuottamiseksi on olemassa tiettyjä geenituotteita, nimeltään morfogeenejä (näiden kokonaisuuksien määritelmä on teoreettinen, ei kemiallinen). Nämä toimivat differentiaalisen gradientin muodostumisen ansiosta, joka toimittaa paikkatietoa.

Mukana olevien geenien suhteen homeoottisilla geeneillä on keskeinen rooli yksilöiden kehityksessä, koska ne määrittelevät segmenttien identiteetin.

Viitteet

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Koko ja muoto ontogeneesissä ja fylogenyissä. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogeny ja fylogeny. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Selkärankaiset: vertaileva anatomia, toiminta, evoluutio. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML ja McNamara, KJ (2013). Heterochrony: ontogenian kehitys. Springer Science & Business Media.