ELÄINTEN JA KASVIEN ORGANOGENEESI JA NIIDEN OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Organogeneesin biologian kehitykseen, on muutoksen aika, jossa kolme kerrosta muodostavat alkio tulla useita elimiä löytyy täysin kehittynyt yksilöitä.

Asettamalla itsemme väliaikaisesti alkion kehitykseen, organogeneesiprosessi alkaa gastrulaation lopussa ja jatkuu organismin syntymiseen asti. Kukin alkion alkiokerros on eriytetty erityisiin elimiin ja järjestelmiin.

Lähde: Anatomist90

Nisäkkäillä ektoderma aiheuttaa ulkoisia epiteelirakenteita ja hermoelimiä. Mesodermi notokordiin, onteloihin, verenkiertoelimiin, lihaksistoon, osaun luurankoon ja urogenitaaliseen järjestelmään. Viimeiseksi, endodermi tuottaa hengitysteiden, nielun, maksan, haiman, rakon limakalvon ja sileän lihaksen epiteelin.

Kuten voimme päätellä, se on hienosäädetty prosessi, jossa alkuperäisillä soluilla tapahtuu tietty spesifioituminen, jossa spesifiset geenit ilmenevät. Tätä prosessia seuraa solusignalointikaskadit, joissa soluidentiteettiä moduloivat ärsykkeet koostuvat sekä ulkoisista että sisäisistä molekyyleistä.

Kasveissa organogeneesi tapahtuu organismin kuolemaan saakka. Vihannekset tuottavat elimiä yleensä koko elämänsä ajan - kuten lehtiä, varret ja kukat. Ilmiötä organisoivat kasvihormonit, niiden pitoisuus ja niiden välinen suhde.

Mikä on organogeneesi?

Yksi poikkeuksellisimmista tapahtumista organismien biologiassa on pienen hedelmöitetyn solun nopea muutos yksilöksi, joka koostuu monista ja monimutkaisista rakenteista.

Tämä solu alkaa jakaa ja tulee kohta, jossa voimme erottaa ituskerrokset. Elinten muodostuminen tapahtuu prosessin aikana, jota kutsutaan organogeneesiksi, ja tapahtuu segmentoinnin ja gastrulaation (alkion muut kehitysvaiheet) jälkeen.

Jokainen mahakudoksen aikana muodostunut primaarinen kudos erottuu erityisiksi rakenteiksi organogeneesin aikana. Selkärankaisilla tämä prosessi on hyvin homogeeninen.

Organogeneesi on hyödyllinen alkioiden iän määrittämisessä käyttämällä kunkin rakenteen kehitysvaiheen tunnistamista.

Organogeneesi eläimissä

Alkionkerrokset

Organismien kehityksen aikana syntyy alkion tai itukerroksia (ei pidä sekoittaa itusoluihin, nämä ovat munasoluja ja siittiöitä), rakenteita, jotka aiheuttavat elimiä. Ryhmässä monisoluisia eläimiä on kaksi ituskerrosta - endodermi ja ektoderma - ja niitä kutsutaan diploblastisiksi.

Tähän ryhmään kuuluvat merivuokot ja muut eläimet. Toisessa ryhmässä on kolme kerrosta, edellä mainitut, ja kolmas, joka sijaitsee niiden välissä: mesodermi. Tätä ryhmää kutsutaan triploblastiseksi. Huomaa, että ei ole biologista termiä, joka viittaisi eläimiin, joilla on yksi alkiokerros.

Kun kaikki kolme kerrosta on luotu alkioon, organogeneesiprosessi alkaa. Jotkut hyvin spesifiset elimet ja rakenteet ovat johdettu tietystä kerroksesta, vaikka ei ole yllättävää, että jotkut muodostetaan kahdesta ituskerroksesta lähtien. Itse asiassa ei ole elinjärjestelmiä, jotka olisivat peräisin yhdestä ituskerroksesta.

On tärkeää huomata, että kerros ei itse päätä rakenteen ja erotteluprosessin kohtaloa. Sitä vastoin määräävä tekijä on kunkin solun sijainti suhteessa toisiin.

Kuinka elinten muodostuminen tapahtuu?

Kuten mainitsimme, elimet ovat johdettu alkion muodostavien alkion kerrosten tietyistä alueista. Muodostuminen voi tapahtua muodostamalla taitoksia, jakautumisia ja tiivistymiä.

Kerrokset voivat alkaa muodostaa taitteita, jotka myöhemmin synnyttävät putkia muistuttavia rakenteita - myöhemmin näemme, että tämä prosessi aiheuttaa neuraaliputken selkärankaisilla. Sukukerros voi myös jakaa ja aiheuttaa vesikkeleitä tai jatkeita.

Seuraavaksi kuvaamme elinten muodostumisen perussuunnitelmaa kolmesta ituskerroksesta alkaen. Nämä mallit on kuvattu selkärankaisten malli-organismeille. Muut eläimet voivat osoittaa huomattavia muutoksia prosessissa.

Ektodermi

Suurin osa epiteeli- ja hermostokudoista tulee ektodermasta ja ovat ensimmäisiä elimiä, jotka ilmestyvät.

Notochord on yksi viidestä chordate-diagnostiikkaominaisuudesta - ja siitä ryhmän nimi tulee. Tämän alapuolella on ektoderman paksuuntuminen, joka aiheuttaa hermolevyn. Levyn reunat nostetaan, sitten taivutetaan, jolloin muodostuu pitkänomainen, ontto sisäputki, jota kutsutaan onttoksi neuraaliseksi selkäputkeeksi, tai yksinkertaisesti neuraaliputkeksi.

Neuraaliputki tuottaa suurimman osan hermoston muodostavista elimistä ja rakenteista. Etupinta laajenee muodostaen aivot ja kallon hermot. Kehityksen edetessä muodostuu selkäydin ja selkärangan hermot.

Perifeeristä hermostoa vastaavat rakenteet ovat peräisin hermoharjan soluista. Kuori ei kuitenkaan aiheuta hermostoelinten syntymistä, vaan se myös osallistuu muun muassa kalloa muodostavien pigmenttisolujen, rustojen ja luiden, autonomisen hermoston ganglion, joidenkin endokriinisten rauhasten muodostumiseen.

Endodermi

Oksuselimet

Useimmissa selkärankaisissa syöttökanava muodostetaan primitiivisestä suolistosta, jossa putken lopullinen alue avautuu ulkopuolelle ja linjaa ektoderman kanssa, kun taas loput putki linjaa endodermin kanssa. Suoliston etuosan alueelta nousevat keuhkot, maksa ja haima.

Hengityselimet

Yksi ruoansulatuskanavan johdannaisista sisältää nielun diverticulum, joka esiintyy kaikkien selkärankaisten alkion kehityksen alussa. Kaloissa kotokaarit aiheuttavat kiteitä ja muita tukirakenteita, jotka pysyvät aikuisilla ja sallivat hapen poiston vesistöistä.

Kun evoluutio evoluutiossa sammakkoeläinten esi-isät alkavat kehittää elämää veden ulkopuolella, kidukset eivät ole enää tarpeellisia tai hyödyllisiä hengityseliminä, ja ne korvataan toiminnallisesti keuhkoilla.

Joten miksi maanpäällisillä selkärankaisilla alkioilla on kärkikaaria? Vaikka ne eivät liity eläinten hengityselimiin, ne ovat välttämättömiä muiden rakenteiden, kuten leuan, sisäkorvan rakenteiden, risat, lisäkilpirauhaset ja kateenkorva, luomiseksi.

Mesodermi

Mesoderma on kolmas ituskerros ja lisäkerros, joka esiintyy triploblastisissa eläimissä. Se liittyy luurankolihasten ja muiden lihaskudosten, verenkiertoelimistön ja elimiin ja lisääntymiseen osallistuvien elinten muodostumiseen.

Suurin osa lihaksen rakenteista on johdettu mesodermasta. Tämä ituskerros saa aikaan yhden alkion ensimmäisistä toiminnallisista elimistä: sydämen, joka alkaa lyödä varhaisessa kehitysvaiheessa.

Esimerkiksi yksi eniten käytetyistä malleista alkion kehityksen tutkimuksessa on kana. Tässä kokeellisessa mallissa sydän alkaa lyödä inkubaation toisena päivänä - koko prosessi kestää kolme viikkoa.

Mesodermi myötävaikuttaa myös ihon kehitykseen. Voimme ajatella orvaskettä eräänlaisena kehityksellisenä "kimerana", koska sen muodostukseen osallistuu useampi kuin yksi ituskerros. Ulompi kerros tulee ektodermasta ja kutsumme sitä orvaskedeksi, kun taas derma muodostetaan mesodermasta.

Solujen migraatio organogeneesin aikana

Näkyvä ilmiö organogeneesin biologiassa on solujen migraatio, jonka jotkut solut läpikäyvät loppukohtaansa saavuttamiseksi. Toisin sanoen solut ovat lähtöisin samasta kohdasta alkiossa ja pystyvät liikkumaan pitkiä matkoja.

Niistä soluista, jotka kykenevät muuttamaan, meillä on veren esiastesoluja, imusysteemin soluja, pigmenttisoluja ja sukusoluja. Itse asiassa suurin osa sellaisista soluista, jotka liittyvät kallo luuperäiseen alkuperään, vaeltavat ventraalisesti pään selän alueelta.

Kasvien organogeneesi

Kuten eläimissä, kasvien organogeneesi koostuu kasvien muodostavien elinten muodostumisprosessista. Molemmissa suuntauksissa on avainero: kun eläimissä organogeneesi tapahtuu alkion vaiheissa ja päättyy yksilön syntyessä, orgaanisissa geneogeneesissa kasvi pysähtyy vasta kun kasvi kuolee.

Kasveilla on kasvua kaikissa elämänvaiheissaan meristeemiksi kutsuttujen kasvien tietyillä alueilla sijaitsevien alueiden ansiosta. Nämä jatkuvan kasvun alueet tuottavat säännöllisesti oksia, lehtiä, kukkia ja muita sivurakenteita.

Kasvhormonien rooli

Laboratoriossa on saatu aikaan kallus-nimisen rakenteen muodostuminen. Se indusoidaan lisäämällä fytohormonien (lähinnä auksiinien ja sytokiniinien) cocktailia. Kallus on rakenne, jota ei eroteta ja joka on totipotentiaalinen - ts. Se voi tuottaa minkä tahansa tyyppistä elintä, kuten eläimissä tunnettuja kantasoluja.

Vaikka hormonit ovat avaintekijä, organogeneesiä ei johda hormonin kokonaispitoisuus, vaan sytokiniinien ja auksiinien välinen suhde.

Viitteet

1. Gilbert, SF (2005). Kehitysbiologia. Panamerican Medical Ed.
2. Gilbert, SF, ja Epel, D. (2009). Ekologinen kehitysbiologia: epigenetiikan, lääketieteen ja evoluution integrointi.
3. Hall, BK (2012). Evoluutiokehitysbiologia. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, ja Larson, A. (2007). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Kukkakasvien kehitysbiologia. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, FC (2005). Eläintuotannon perusteet. Sevillan yliopisto.