ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΜΒΡΙΟΛΟΓΙΑΣ
Η εμβρυολογία μελετά την αλληλουχία μορφών ανάπτυξης από το ζυγωτό στον οργανισμό προικισμένο με όλα τα όργανα και τα συστήματά του.
Από αυτή την άποψη, αξίζει να θυμηθούμε τη διάκριση μεταξύ ανάπτυξης (διαδοχή δομικών και οργανωτικών φάσεων με αυξανόμενη πολυπλοκότητα) και ανάπτυξης, που προορίζεται κυρίως με ποσοτική έννοια.
Σε σπονδυλωτά μεταζωάρια βλέπουμε, που αυξάνονται στην εξελικτική σειρά μέχρι τον άνθρωπο (μέσω κυκλοστεσωμάτων, ψαριών, αμφιβίων, ερπετών, πτηνών και θηλαστικών), την εμφάνιση ενήλικων μορφών αυξανόμενης πολυπλοκότητας, για τις οποίες η επιπλοκή των σταδίων της εμβρυϊκής ανάπτυξης.
Στην αρχή, το ζυγωτό, πάντα εξοπλισμένο με εφεδρικό υλικό, χωρίζεται (με επακόλουθη μίτωση) σε 2, στη συνέχεια σε 4, στη συνέχεια σε 8 κ.λπ. κύτταρα που ονομάζονται βλαστομερή, χωρίς ανάπτυξη, μέχρι να φτάσει στην κανονική αναλογία πυρήνα / κυτταροπλασμικού του είδους Το
Αυτός ο αρχικός κατακερματισμός μπορεί να ακολουθήσει διαφορετικά πρότυπα, ανάλογα με την ποσότητα και την κατανομή του δευτεροπλάσματος.
Στην αρχή, το δευτόπλασμα είναι σπάνιο ("ολιγολεκυτικά αυγά"), οπότε ο κατακερματισμός είναι ολικός και δημιουργεί πολύ διαφορετικά βλαστομερή. Καθώς η πολυπλοκότητα του εμβρύου αυξάνεται, χρειάζεται περισσότερος χρόνος και υλικό για να μπορέσει να ξεκινήσει η ανάπτυξή του. ανεξάρτητη ζωή. Αυτό απαιτεί αύξηση του δευτεροπλάσματος («τελολεκτικά αυγά»), το οποίο τείνει να είναι διατεταγμένο σε ένα μέρος του ζυγωτού. Αυτό προκαλεί μια αυξανόμενη "ανισοτροπία", η οποία συνδέεται με τροποποιήσεις της κατάτμησης, η οποία διέπεται από δύο γενικές αρχές:
- Ο νόμος του Hertwig λέει ότι, στη μίτωση, ο αχρωματικός άξονας (του οποίου ο ισημερινός καθορίζει το επίπεδο διαίρεσης των θυγατρικών κυττάρων) τείνει να είναι διατεταγμένος προς την κατεύθυνση του μεγαλύτερου μήκους του κυτταροπλάσματος.
- Ο νόμος του Balfour λέει ότι η ταχύτητα κατακερματισμού είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ποσότητα του δευτόπλασματος.
Βλέπουμε τότε ότι ήδη στα κυκλώματα και στα ψάρια η κατάτμηση είναι άνιση, με έναν γρήγορα κατακερματισμένο πόλο ζώων (που θα δώσει τις ανώτερες δομές του εμβρύου) και έναν κρόκο που θα περιέχει το μεγαλύτερο μέρος του εφεδρικού υλικού. Αυτή η τάση είναι ακόμη μεγαλύτερη . τα κύρια εμβρυϊκά στάδια περιλαμβάνουν: ζυγωτό, βλαστομερή, μορούλα (σύμπλεγμα βλαστομερών παρόμοιο με βατόμουρο), βλαστήρα (μόρουλα με παλινδρομούμενα εσωτερικά κύτταρα), γαστρούλα (βλαστήρα στην οποία έχουν εισχωρήσει τα κύτταρα της μιας πλευράς), στην οποία η πρωτόγονη κοιλότητα του οργανισμού, με ένα εξωτερικό κυτταρικό στρώμα (εκτόδερμα, από το οποίο το νευρικό σύστημα θα προέλθει πρώτα απ 'όλα) και ένα int erno (εντόδερμα), μεταξύ του οποίου θα παρεμβληθεί στη συνέχεια ένα τρίτο στρώμα (μεσόδερμα). Από αυτά τα στρώματα ή «εμβρυϊκά φύλλα» θα προκύψουν στη συνέχεια, με μια διατεταγμένη σειρά, όλοι οι ιστοί, τα όργανα και τα συστήματα.
Σε ακόμη πιο εξελιγμένα είδη, η αύξηση του δευτόπλασματος (ή του μοσχαριού) είναι τέτοια που δεν μπορεί καν να διαχωριστεί. Βλέπουμε λοιπόν ότι στα πτηνά η κατάτμηση επηρεάζει μόνο έναν λεπτό επιφανειακό δίσκο, οδηγώντας σε έναν «δισκοβλάστη» και μια σειρά φαινόμενα που εγγυώνται το σχηματισμό του εμβρύου με διαφορετικό τρόπο από αυτόν που αναφέρθηκε παραπάνω.
Μια περαιτέρω αύξηση του δευτεροπλασμού πιθανότατα δεν θα ήταν πιο αποτελεσματική, οπότε στα θηλαστικά η ανάπτυξη και η ανάπτυξη μέχρι την ικανότητα για ανεξάρτητη ζωή επιτυγχάνεται με άλλο σύστημα. Σημειώνουμε μάλιστα στα θηλαστικά ότι το δευτόπλασμα χρησιμοποιείται μόνο για τα πρώτα στάδια τότε το έμβρυο δημιουργεί μεταβολικές σχέσεις με τον μητρικό οργανισμό (με την εμφάνιση του πλακούντα) και δεν χρησιμοποιεί πλέον το δευτόπλασμα, του οποίου η περίσσεια εξαλείφεται. Σε αυτό το σημείο τα αυγά επιστρέφουν σε ολιγολεκτικά και η κατάτμηση μπορεί να επιστρέψει να είναι ολική (και ως εκ τούτου στα αρχικά στάδια είναι παρόμοια με εκείνη του "αμφιόξου"), αλλά μετά το μόριο η εμβρυογένεση συνεχίζεται σύμφωνα με το πιο εξελιγμένο μοτίβο των πτηνών, με μια "βλαστοκύστη" ακολουθούμενη από εμφύτευση στο τοίχωμα της μήτρας, έτσι ώστε ο μεταβολισμός του εμβρύου να εξασφαλίζεται από τον μητρικό οργανισμό (μέσω του πλακούντα) και όχι από το δευτόπλασμα.
ΔΙΑΦΟΡΑ ΕΜΒΡΥΟ
Όταν ο κατακερματισμός του ζυγώτη έχει φέρει την αναλογία πυρήνα / κυτταροπλασμικού στα πρότυπα του είδους, πρέπει επίσης να ξεκινήσει η ανάπτυξη, παράλληλα με την ανάπτυξη. Η πρωτεϊνική σύνθεση που ξεκίνησε έτσι οφείλεται στα γονίδια που είναι υπεύθυνα για τα πρώτα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Αυτά τα γονίδια καταστέλλονται από τις ουσίες που υπάρχουν στα διαφορετικά βλαστομερή του πόλου των ζώων και των μόσχων. Με τη σειρά τους, τα προϊόντα αυτών των πρώιμων γονιδίων μπορούν να αποσυμπιέσουν τα οπερόνια των γονιδίων που είναι υπεύθυνα για τα μεταγενέστερα στάδια. Τα προϊόντα αυτής της δεύτερης σειράς γονιδίων θα μπορούν να δράσουν τόσο με την έννοια της κατασκευής νέων εμβρυϊκών δομών όσο και με την έννοια της καταστολής των προηγούμενων οπερονίων και της αποσυμπίεσης των ακόλουθων, με μια διατεταγμένη σειρά που οδηγεί στην κατασκευή του νέου οργανισμού , χάρη στη συσσωρευμένη γενετική πληροφορία, από το γονιδίωμα μέχρι τις χιλιετίες σε όλο και πιο εξελιγμένα είδη.
Η περίφημη έκφραση του Haeckel "" η οντογένεση συνοψίζει τη φυλογένεση "εκφράζει το γεγονός ότι τα ανώτερα είδη επαναλαμβάνουν, στα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, τη διαδοχή που έχει ήδη βρεθεί στα εξελικτικά προηγούμενα είδη.
Τα πρώτα στάδια του εμβρύου τείνουν να είναι παρόμοια στα σπονδυλωτά, ιδιαίτερα μέχρι την εμφάνιση των βράγχων.
Σε είδη που μεταβαίνουν στην εναέρια αναπνοή, τα βράγχια απορροφώνται και επαναχρησιμοποιούνται (για παράδειγμα για το σχηματισμό ενδοκρινών αδένων), αλλά οι γενετικές πληροφορίες που σχετίζονται με το σχηματισμό των βράγχων διατηρούνται επίσης στους ανθρώπους. Αυτό είναι προφανώς ένα παράδειγμα εμβρυϊκών δομικών γονιδίων που υπάρχουν στο γονιδίωμα όλων των σπονδυλωτών και πρέπει να παραμείνουν κατασταλμένα αφού έχουν λειτουργήσει στην οντογενετική τους στιγμή.
Η ερμηνεία της εμβρυογένεσης με την έννοια της ρύθμισης της γονιδιακής δράσης καθιστά δυνατή την ενοποίηση των πολύπλοκων παραδοσιακών εμπειριών της πειραματικής εμβρυολογίας.
ΔΙΔΥΜΑ
Το ζυγωτό και τα πρώτα βλαστομερή, μέχρι να ξεκινήσει η πρωτεϊνική σύνθεση, είναι παντοδύναμα, δηλαδή ικανά να δώσουν ζωή σε έναν ολόκληρο οργανισμό. Σε αυτό συνδέονται τα πειράματα του Σπέμαν, ο οποίος έλαβε δύο έμβρυα από τον στραγγαλισμό ενός αμφίβιου ζυγώτου. Ένα παρόμοιο φαινόμενο εμφανίζεται στη βάση του φαινομένου των πανομοιότυπων διδύμων στον άνθρωπο, τα οποία ακριβώς για αυτόν τον λόγο ονομάζονται μονοζυγωτικά (MZ). Τα πειραματικά δίδυμα του Spemann είχαν το μισό μέγεθος του φυσιολογικού, ενώ στον άνθρωπο είναι απόλυτα φυσιολογικά. Αυτό εξηγείται επειδή στα αμφίβια τα δύο έμβρυα έπρεπε να μοιραστούν τον μόνο κρόκο που έχουν ήδη λάβει, ενώ στον άνθρωπο τα έμβρυα μπορούν να λάβουν, μέσω του πλακούντα, όλα όσα είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι στον "άνθρωπο τα δύο τρίτα των περιπτώσεων δίδυμων έχουν" άλλη προέλευση: προέρχονται από την περιστασιακή ταυτόχρονη ωρίμανση δύο ωοθυλακίων, με την απελευθέρωση δύο ωαρίων τα οποία, όταν γονιμοποιηθούν, δίνουν δύο ζυγωτά. αυτή η περίπτωση μιλάμε για διζυγωτικά δίδυμα (DZ).
Δεδομένου ότι τα δίδυμα MZ, χωρισμένα με μίτωση από το μόνο ζυγωτό, έχουν το ίδιο γονιδίωμα, οι διαφορές μεταξύ τους πρέπει να είναι περιβαλλοντικής προέλευσης. Αντ 'αυτού, το γονιδίωμα δύο διδύμων DZ είναι παρόμοιο μόνο με αυτό των δύο αδελφών. χρησιμοποιείται ευρέως στην ανθρώπινη γενετική και επίσης στον τομέα του αθλητισμού.
Στον "άνθρωπο, στον οποίο ορισμένοι ηθικοί λόγοι θα απαγόρευαν τον πειραματισμό, μπορεί να εξακριβωθεί πόσο οποιοσδήποτε χαρακτήρας ρυθμίζεται από κληρονομικούς παράγοντες: στην πραγματικότητα, οι αυστηρά κληρονομικοί χαρακτήρες (όπως οι ομάδες αίματος) είναι πάντα σύμφωνοι μόνο σε δίδυμα MZ. η συμφωνία ενός γνωρίσματος στο ΜΖ είναι κοντά σε αυτό του DZ, συνάγεται ότι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες υπερισχύουν των κληρονομικών για τον προσδιορισμό αυτού του φαινοτυπικού χαρακτηριστικού.
