ONTOGENIA: ETAPELE DEZVOLTĂRII ANIMALELOR ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA - BIOLOGIE - 2025

Ontologia este procesul prin care are loc dezvoltarea unui individ. Fenomenul începe cu fertilizarea și se extinde până la îmbătrânirea ființelor organice. Domeniul biologiei responsabil pentru studiul ontogeniei este biologia dezvoltării.

În acest proces apare „transpunerea” genotipului - toate informațiile genetice ale unei entități biologice - în fenotipul pe care îl putem observa. Cea mai dramatică transformare are loc în primele etape ale dezvoltării, cu transformarea unei celule într-un individ complet.

Romane, GJ; încărcat pe Wikipedia de către: Utilizator: Phlebas; autori ai paginii de descriere: en: Utilizator: Phlebas, en: Utilizator: SeventyThree, prin Wikimedia Commons

Astăzi, fuziunea biologiei dezvoltării și a teoriei evolutive, cunoscută sub numele de evo-devo, este un corp de cunoaștere foarte popular, care crește în pasuri. Acest nou domeniu își propune să explice evoluția imensității diversității morfologiilor expuse de organismele vii.

"Ontogenia recapitulează filogenia"

Perspectiva istorica

Relația dintre ontogenia și filogenia a fost o viziune predominantă de-a lungul secolului XXI. Este cunoscut că diferitele specii de organisme sunt mult mai asemănătoare între ele în etapele embrionare decât în ​​formele adulte. În anul 1828, Karl Ernst von Baer a observat acest model în sifilul Vertebrata.

Baer a remarcat că în diferite specii de tetrapode există anumite similitudini în embrion, cum ar fi branhii, notochord, segmentare și membre în formă de aripioare.

Acestea sunt formate înainte de caracteristicile tipice care permit diagnosticarea grupului în cauză într-o ordine de clasificare ierarhică mai specifică.

Această idee a fost reformulată de celebrul - și unul dintre cei mai pasionați adepți ai lui Charles Darwin - biologul german, Ernst Haeckel.

Haeckel este creditat cu celebra frază "ontogenia recapitulează filogenia". Cu alte cuvinte, recapitularea propune ca dezvoltarea unui organism să-și repete istoria evolutivă din formele adulte ale strămoșilor săi.

Viziunea actuală

Deși expresia este bine cunoscută astăzi, până la jumătatea secolului XXI, era clar că propunerea lui Haeckel este foarte rar îndeplinită.

SJ Gould, faimosul paleontolog și biolog evolutiv, și-a expus ideile cu privire la recapitulare în ceea ce el a numit „principiul adăugării terminale”. Pentru Gould, recapitularea poate apărea atât timp cât apare o schimbare evolutivă prin adăugarea succesivă de etape la sfârșitul unei ontogeneze ancestrale.

În același mod, ar trebui să fie adevărat și faptul că durata temporală a ontogeniei ancestrale a trebuit să fie scurtată pe măsură ce linia a evoluat.

Astăzi, metodologiile moderne au reușit să respingă conceptul de adaos propus de legea biogenetică.

Pentru Haeckel, această adăugare a avut loc din cauza utilizării continue care a fost dată organelor. Cu toate acestea, au fost reduse implicațiile evolutive ale utilizării și utilizării organelor.

În prezent este cunoscut faptul că arcadele ramurale din stadiile embrionare ale mamiferelor și reptilelor nu au niciodată forma corespunzătoare peștilor adulți.

În plus, există variații în calendarul sau calendarul anumitor etape în dezvoltare. În biologia evolutivă, această schimbare se numește heterocronie.

Etapele dezvoltării animalelor

Ontogenia cuprinde toate procesele de dezvoltare a ființelor organice, începând cu fertilizarea și sfârșind cu îmbătrânirea.

Logic, cele mai dramatice transformări apar în primele etape, unde o singură celulă este capabilă să formeze un întreg individ. În continuare vom descrie procesul ontogeniei, subliniind etapele embrionare.

Maturizarea ovocitelor

În timpul procesului de oogeneză, un ovul (gametul feminin, numit și ou) se pregătește pentru fertilizare și stadiile incipiente ale dezvoltării. Acest lucru se produce prin acumularea de materiale de rezervă pentru viitor.

Citoplasma ovului este un mediu bogat în diferite biomolecule, în principal ARN mesager, ribozomi, ARN de transfer și alte utilaje necesare pentru sinteza proteinelor. Nucleul celular suferă de asemenea o creștere semnificativă.

Spermatozoizii nu necesită acest proces, strategia lor este de a elimina cât mai mult citoplasmă posibilă și de a condensa nucleul pentru a păstra dimensiuni mici.

Fertilizare

Evenimentul care marchează începutul ontogeniei este fertilizarea, care implică unirea unui mascul și a unui gamet feminin, în general în timpul actului de reproducere sexuală.

În cazul fertilizării externe, așa cum se întâmplă în multe organisme marine, ambii gameți sunt expulzați în apă și se găsesc la întâmplare.

În fertilizare, numărul diploid al individului este reintegrat și permite procesele de combinare între genele paterne și cele materne.

În anumite cazuri, sperma nu este necesară pentru a activa dezvoltarea. Dar la majoritatea indivizilor, embrionul nu se dezvoltă în mod corect. În mod similar, unele specii se pot reproduce prin partenogeneză, unde dezvoltarea normală a embrionului are loc fără a fi nevoie de spermă.

În schimb, unele ovule necesită activarea spermei, dar nu încorporează materialul genetic al acestui gamet masculin în embrion.

Sperma și ovulul trebuie recunoscute corect, pentru ca toate evenimentele post-fertilizare să aibă loc. Această recunoaștere este mediată de o serie de proteine ​​specifice fiecărei specii. Există, de asemenea, bariere care împiedică un ovul, odată fertilizat, să fie atins de un al doilea spermatozoid.

embriogenezei

După fertilizare și activarea oului, apar primele etape ale dezvoltării. În segmentare, embrionul se împarte în mod repetat pentru a deveni un grup de celule numite blastomere.

În această ultimă perioadă, nu are loc creșterea celulelor, are loc doar subdiviziunea masei. La final ai sute sau mii de celule, dând loc stării blastulei.

Pe măsură ce embrionul se dezvoltă capătă o polaritate. Prin urmare, se poate distinge între polul vegetal, situat la un capăt, și polul animal, bogat în citoplasmă. Această axă oferă un punct de referință pentru dezvoltare.

Tipuri de ouă

În funcție de cantitatea de gălbenuș pe care o are ou și de distribuția substanței menționate, oul poate fi clasificat în oligolecite, heterolecite, telolecite și centrolecite.

Primele au, după cum indică numele lor, o cantitate mică de gălbenuș și sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform în întregul ou. În general, dimensiunea sa este mică. Heterolecitele au mai mult gălbenuș decât oligolecitele, iar gălbenușul este concentrat la polul vegetativ.

Telolecitele prezintă o cantitate abundentă de gălbenuș, ocupând aproape întregul ou. În cele din urmă, centrolecitele au tot gălbenușul concentrat în regiunea centrală a oului.

Blastulation

Blastula este o masă de celule. La mamifere, această grupare celulară se numește blastocist, în timp ce la majoritatea animalelor celulele sunt dispuse în jurul unei cavități a fluidului central, numit blastocel.

În starea blastulei, a fost posibilă o mare creștere a cantității de ADN. Cu toate acestea, dimensiunea întregului embrion nu este cu mult mai mare decât zigotul inițial.

Grastrulation

Gastrulația transformă blastula sferică și simplă într-o structură mult mai complexă cu două straturi germinale. Acest proces este eterogen dacă comparăm diferitele linii de animale. În unele cazuri, se formează un al doilea strat fără a face o cavitate internă.

Deschiderea spre intestin se numește blastopore. Soarta blastoporei este o caracteristică foarte importantă pentru împărțirea a două mari linii: protostomatele și deuterostomii. În primul grup, blastopore dă naștere la gură, în timp ce în al doilea, blastopore dă naștere la anus.

Astfel, gastrula are două straturi: un strat exterior care înconjoară blastocelul, numit ectoderm și un strat interior numit endoderm.

Majoritatea animalelor au un al treilea strat germinativ, mezodermul, situat între cele două straturi menționate mai sus. Mesodermul poate fi format în două moduri: celulele apar dintr-o regiune ventrală a buzei blastoporei și de acolo proliferează sau apar din regiunea centrală a pereților arhitectonului.

La sfârșitul gastrulării, ectodermul acoperă embrionul, iar mezodermul și endodermul sunt localizate în porțiunea interioară. Cu alte cuvinte, celulele au o poziție finală diferită de cea cu care au început.

Formarea coelomului

Coelomul este o cavitate a corpului care este înconjurată de mezoderm. Acest lucru se întâmplă deoarece în timpul procesului de gastrul, blastocelul este aproape complet umplut cu mezoderm.

Această cavitate coelomatică poate apărea în două moduri: schizocelică sau enterocelică. Cu toate acestea, ambele coelome sunt echivalente funcțional.

organogeneza

Organogeneza cuprinde o serie de procese în care se formează fiecare dintre organe.

Cele mai relevante evenimente includ migrarea anumitor celule către locul în care acestea sunt necesare pentru a forma respectivul organ.

Expresia genică în timpul ontogeniei

În curs de dezvoltare, s-a stabilit că epigenesis se desfășoară în trei etape: formarea modelului, determinarea poziției corporale și inducerea poziției corecte pentru extremități și diferitele organe.

Pentru a genera un răspuns, există anumite produse genice, numite morfogene (definiția acestor entități este teoretică, nu chimică). Acestea funcționează datorită formării unui gradient diferențial, care furnizează informații spațiale.

În ceea ce privește genele implicate, genele homeotice joacă un rol fundamental în dezvoltarea indivizilor, deoarece definesc identitatea segmentelor.

Referințe

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF și Wake, DB (1979). Mărimea și forma în ontogenie și filogenie. Paleobiologie, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogenia și filogenia. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate de zoologie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Vertebrate: anatomie comparativă, funcție, evoluție. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterocronie: evoluția ontogeniei. Springer Media științifică și de afaceri.