MITÄ ON MAHALAUKUMINEN?

Gastrulaation on tapahtuma alkion kehitys, jossa massiivinen uudelleenjärjestely tapahtuu massasta soluja - blastulan - on erittäin järjestäytynyt rakenne, joka on muodostettu useita alkio kerroksia.

Jotta voimme väliaikaisesti asettua alkion kehitysvaiheisiin, hedelmöitys tapahtuu ensin, sitten segmentoituminen ja blastulan muodostuminen ja tämän solumassan järjestäminen on gastriaatiota. Se on tärkein tapahtuma kolmannella raskausviikolla ihmisillä.

Lähde: Pidalka44

Diploblastiset eläimet koostuvat kahdesta alkion kerroksesta: endodermistä ja ektodermistä, kun taas triblastic-eläimet koostuvat kolmesta alkion kerroksesta: endodermasta, mesodermasta ja ektodermasta. Näiden rakenteiden oikea organisointi ja niiden asianmukainen solujen sijainti tapahtuu mahalaukun aikana.

Jokainen mahanmuodostuksen aikana muodostunut alkionkerros saa aikaan aikuisen organismin erityisiä elimiä ja järjestelmiä.

Prosessi vaihtelee tutkitun eläinlinjan mukaan. On kuitenkin tiettyjä yleisiä tapahtumia, kuten muutoksia solujen liikkuvuudessa, muodossa ja tavalla, jolla ne ovat yhteydessä toisiinsa.

Alkion kehityksen periaatteet

Ratkaisevat vaiheet kehityksen aikana

Mahalaukun käsitteen ymmärtämiseksi on välttämätöntä tuntea alkion kehittämisen tietyt keskeiset näkökohdat. Luettelemme ja kuvaamme lyhyesti kaikki gastrologiaa edeltävät vaiheet kontekstiin pääsemiseksi.

Huolimatta siitä, että eläimen kehitys on hyvin vaihteleva tapahtuma sukupolvien välillä, on olemassa neljä yhteistä vaihetta: hedelmöitys, blastulan muodostuminen, gastriaatio ja organogeneesi.

Vaihe 1. Lannoitus

Ensimmäinen askel on hedelmöitys: naisten ja miesten sukusolujen välinen liitto. Tämän tapahtuman jälkeen tsygootissa tapahtuu joukko muutoksia ja muutoksia. Alkion kehitysbiologian päämäärä on ilmiö, joka sisältää siirtymisen yhdestä solusta täysin muodostuneeseen alkioon.

Vaihe 2. Blastulan segmentointi ja muodostuminen

Hedelmöityksen jälkeen tapahtuu toistuva ja massiivinen solunjako, jota tässä vaiheessa kutsutaan blastomeeriksi. Tässä segmentoinniksi kutsutussa ajanjaksossa koko ei kasva, vaan vain suuren alkuperäisen solumassan jakautumiset. Kun tämä prosessi on valmis, on muodostunut massa soluja, joita kutsutaan blastulaksi.

Useimmissa eläimissä solut järjestäytyvät nesteellä täytetyn keskusontelon ympärille, jota kutsutaan blastoceleksi. Tällöin muodostuu iturata, ja se on askel, jonka kaikki monisoluiset eläimet läpikäyvät kehityksen aikana.

On tärkeätä mainita, että segmentoitumisilmiön aikana alkio saa polaarisuuden. Toisin sanoen ne eroavat toisistaan eläin- ja kasvivarsista. Eläimelle on tunnusomaista, että se on rikas sytoplasmassa ja pienessä keltuaisissa.

Vaihe 3. Mahanpoisto ja kahden ituskerroksen muodostaminen

Ensimmäisen itäkerroksen muodostumisen jälkeen tapahtuu toisen kerroksen muodostuminen. Tätä prosessia kuvataan yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa.

Vaihe 4. Organogeneesi

Kun kaikki kolme ituskerrosta on vahvistettu, solut alkavat olla vuorovaikutuksessa kumppaneidensa kanssa ja kudosten ja elinten muodostuminen tapahtuu organogeneesiksi kutsutussa tapahtumassa.

Useat elimet sisältävät soluja useammasta kuin yhdestä ituskerroksesta. Ei ole epätavallista, että elimen ulkopinta on johdettu yhdestä ituskerroksesta ja sisäpuoli toisesta. Selkein esimerkki tästä heterogeenisesta alkuperästä on iho, joka on johdettu ektodermasta ja myös mesodermasta.

Kuten gastrulaatiossa, myös organogeneesin aikana solut kulkevat pitkiä matkoja saavuttaakseen lopullisen asemansa.

Alkionkerrokset

Mahalaukun ratkaiseva tapahtuma on solujen organisointi eri alkioiden kerroksissa. Alkiokerrosten lukumäärä sallii eläinten luokituksen kahteen luokkaan: diblastinen ja triploblastinen.

Diblastikot ovat eläimiä, joilla on hyvin yksinkertainen rakenne ja joilla on vain kaksi ituskerrosta: endodermi ja ektoderma.

Sitä vastoin triblastisilla organismeilla on kolme alkionkerrosta: ne, jotka ovat diblastisten aineiden hallussa, ja lisäkerros, mesoderma.

Mahalaukutus: kolmen ituskerroksen alkuperä

Gaslaation aikana edellisessä osassa kuvattu pallomainen blastula alkaa kasvaa monimutkaisuutenaan, mikä johtaa ituskerrosten muodostumiseen epiblastisen kerroksen totipotentiaalisista soluista.

Aluksi termiä gastrulaatio käytettiin kuvaamaan suolen muodostumistapahtumaa. Sitä käytetään nyt kuitenkin paljon laajemmassa merkityksessä, kuvaten kolmen laminaarisen alkion muodostumista.

Tässä prosessissa vahvistetaan kehittyvän organismin kehosuunnitelma. Endodermiin ja mesodermiin kuuluvat solut sijaitsevat mahalaukun sisällä, kun taas ihon ja hermoston muodostavat solut ovat hajallaan sen pinnalla.

Solujen liikkuminen - tai muuttoliikkeet - mahalaukun aikana käsittää koko alkion ja on tapahtuma, joka on hienosti koordinoitava.

Gastrulaatio on erittäin vaihtuva prosessi

Tutkimasta eläinryhmästä riippuen löydämme huomattavia variaatioita mahalaukun prosessissa

Erityisesti tämä prosessi vaihtelee selkärankaisten eri luokissa. Tämä tapahtuu osittain johtuen geometrisista rajoituksista, joita kullakin gastrulalla on.

Huolimatta näistä huomattavista variaatioista, mahalaukun jälkeiset vaiheet ovat hyvin samanlaisia ryhmien välillä. Itse asiassa selkärankaisten alkioiden samankaltaisuus on tosiasia suositusta tiedosta.

On erittäin vaikea - jopa alkioiden johtaville viranomaisille - erottaa alkio linnusta ja matelijasta sen alkavissa vaiheissa.

Kahdenvälisten eläinten luokittelu blastoporen kohtalon mukaan.

Gaslaation aikana muodostuu blastoporeksi kutsuttu aukko. Tämän lopullinen määränpää mahdollistaa bilatoituneiden eläinten luokituksen kahteen suureen ryhmään: protostomit ja deuterostomit.

Protostomaateissa - termi kreikkalaisista juurista "ensimmäinen suu" - mainittu aukko aiheuttaa suun. Tämä perimä sisältää monimuotoisten eläinten nilviäisiä, niveljalkaisia ja erilaisia fyleja.

Deuterostomeissa blastopore aiheuttaa peräaukon, ja suu on muodostettu toisesta toissijaisesta aukosta. Tästä ryhmästä löytyy piikkinahkoja ja chordateja - me ihmiset löydämme itsemme chordateista.

Muut alkion ja molekyylin ominaisuudet ovat auttaneet validoimaan näiden kahden evoluutiolinjan olemassaoloa.

Liiketyypit mahalaukun aikana

Blastulan kohtalo riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien munan tyyppi ja segmentoituminen. Yleisimmät mahalaukun tyypit ovat seuraavat:

Gastrulaatio invagination avulla

Useimmissa eläinryhmissä segmentointi on holoblastista tyyppiä, jossa blastula muistuttaa palloa, jossa ei ole mitään sisällä ja onkaloa kutsutaan blastoceleksi.

Invaginaation aikana tapahtuva gastrinaatio, osa blastulasta tunkeutuu sisäänpäin ja aiheuttaa toisen ituskerroksen: endodermin. Lisäksi ilmaantuu uusi onkalo, nimeltään archenteron.

Se on samanlainen kuin pallon tai pehmeän muovipallon ottaminen, ja painamme sormella, kunnes muodostuu reikä: tähän viittaukseen viitataan. Merisiilillä on tämäntyyppinen gastrulaatio.

Gibralization epibolia

Tämän tyyppistä gastriaatiota tapahtuu munissa, joilla on huomattavia määriä keltuaista vegetatiivisessa navassa. Näistä syistä on vaikeaa luoda intussusception (prosessi, jonka kuvailisimme edellisessä mahalaukun tyypissä).

Kudoskerrosten muodostamiseksi moninkertaistuu mikromerejä, jotka sijaitsevat eläinnavassa, uppoutuvat ja ympäröivät makromeereja. Tässä vaiheessa blastopore on jo muodostunut vegetatiiviseen napaan, Ektodermi muodostuu mikromereistä, kun taas makromeerit aiheuttavat endodermin.

Tämäntyyppistä gastriaatiota esiintyy erittäin heterogeenisten eläinryhmien, kuten sammakkoeläinten, merisiilien ja vaippaeläinten, ektoderman muodostuksessa.

Involuutio-mahalaukutus

Tämä prosessi tapahtuu, kun munassa on valtavia määriä keltuaista - enemmän kuin epibolian mahalaukun tapauksessa. Prosessi koostuu levyn kehällä sijaitsevien solujen romahtamisesta.

Nämä solut siirtyvät sitten taaksepäin ja muodostavat toisen kerroksen, joka taittuu sisälle, muodostaen endodermin ja ektoderman. Sammakkoeläinten mesodermi muodostetaan seuraamalla tätä kehityskuviota.

Mahanpoisto delaminoimalla

Endodermi on peräisin ektodermaalisten solujen jakautumista. Lisäksi nämä solut muuttuvat ja uppoavat. Sitten tapahtuu erottuminen kahteen solukerrokseen, joista tulee ektoderma ja endodermi.

Tämäntyyppinen gastrulaatio ei ole yleistä eikä blastoporea ole. Hypoblastien muodostuminen lintuissa ja nisäkkäissä tapahtuu delaminoimalla.

Ingressiivinen gastriaatio

Se muistuttaa monessa suhteessa mahahajoamista delaminoinnilla, paitsi että endodermi muodostuu solujen liikkeestä ektodermasta.

Kuten delaminoitumisella tapahtuvassa maharakentamisessa, blastoporen muodostumista ei tapahdu ja se on ominaista vähemmän monimutkaisille eläimille, kuten merisienille ja luuytimelle. Merisiilien mesodermi muodostetaan tällä tavalla, samoin kuin Drosophila-suvun neuroblastit.

Viitteet

Carlson, BM (2018). Ihmisen sikiö- ja kehitysbiologian e-kirja. Elsevier.
Hall, BK (2012). Evoluutiokehitysbiologia. Springer Science & Business Media.
Hickman, CP (2007). Integroituneet eläintieteen periaatteet. McGraw-Hill.
Holtfreter, J. (1944). Tutkimus mahalaukun mekaniikasta Journal of experimental zoology, 95 (2), 171 - 212.
Kalthoff, K. (1996). Biologisen kehityksen analyysi. New York: McGraw-Hill.
Nance, J., Lee, JY, & Goldstein, B. (2005). Gastrulaatio C. elegansissa. WormBook: Online -katsaus C. elegans Biologiaan. WormBook.