ORGANOGENEZĂ ANIMALĂ ȘI VEGETALĂ ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA - BIOLOGIE - 2025

Organogeneza în dezvoltarea biologiei, este un timp de schimbare în cazul în care cele trei straturi care constituie embrionul pentru a deveni numărul de organisme găsite la persoanele pe deplin dezvoltate.

Plasându-ne temporar în dezvoltarea embrionului, procesul de organogeneză începe la sfârșitul gastrulației și continuă până la nașterea organismului. Fiecare strat germinativ al embrionului este diferențiat în organe și sisteme specifice.

Sursa: Anatomist90

La mamifere, ectodermul dă naștere structurilor epiteliale externe și organelor nervoase. Mesodermul către notochord, cavități, organe ale sistemului circulator, muscular, parte a scheletului și a sistemului urogenital. În cele din urmă, endodermul produce epiteliul tractului respirator, faringelui, ficatului, pancreasului, mucoasei vezicii urinare și mușchiului neted.

După cum putem deduce, este un proces fin reglementat în care celulele inițiale suferă o diferențiere specifică în care sunt exprimate gene specifice. Acest proces este însoțit de cascade de semnalizare a celulelor, unde stimulii care modulează identitatea celulelor sunt formate atât din molecule externe cât și interne.

La plante, procesul de organogeneză are loc până la moartea organismului. Legumele, în general, produc organe de-a lungul vieții lor - cum ar fi frunze, tulpini și flori. Fenomenul este orchestrat de hormoni vegetali, concentrația lor și relația dintre ei.

Ce este organogeneza?

Unul dintre cele mai extraordinare evenimente din biologia organismelor este transformarea rapidă a unei celule mici fertilizate într-un individ care este format din structuri multiple și complexe.

Această celulă începe să se împartă și vine un punct în care putem distinge straturile germinale. Formarea organelor are loc în timpul unui proces numit organogeneză și are loc după segmentare și gastrulare (alte etape ale dezvoltării embrionare).

Fiecare țesut primar care s-a format în timpul gastrulației se diferențiază în structuri specifice în timpul organogenezei. La vertebrate acest proces este foarte omogen.

Organogeneza este utilă pentru a determina vârsta embrionilor, folosind identificarea stadiului de dezvoltare al fiecărei structuri.

Organogeneza la animale

Straturi embrionare

În timpul dezvoltării organismelor, sunt generate straturi embrionare sau germinale (care nu trebuie confundate cu celulele germinale, acestea sunt ovule și spermă), structuri care vor da naștere organelor. Un grup de animale multicelulare au două straturi germinale - endoderm și ectoderm - și sunt numite diploblastic.

Anemonele marine și alte animale aparțin acestui grup. Un alt grup are trei straturi, cele menționate mai sus și un al treilea care este situat între ele: mezodermul. Acest grup este cunoscut sub numele de triploblastic. Rețineți că nu există un termen biologic pentru a face referire la animale cu un singur strat germinativ.

Odată ce toate cele trei straturi au fost stabilite în embrion, începe procesul de organogeneză. Unele organe și structuri foarte specifice sunt derivate dintr-un strat specific, deși nu este surprinzător că unele sunt formate pornind de la două straturi germinale. De fapt, nu există sisteme de organe care provin dintr-un singur strat germinativ.

Este important să subliniem faptul că nu este stratul care, de la sine, decide soarta structurii și procesul de diferențiere. În schimb, factorul determinant este poziția fiecăreia dintre celule față de celelalte.

Cum apare formarea de organe?

După cum am menționat, organele provin din regiuni specifice ale straturilor embrionare care alcătuiesc embrionii. Formarea se poate produce prin formarea de pliuri, diviziuni și condensări.

Straturile pot începe să formeze pliuri care ulterior dau naștere unor structuri care seamănă cu un tub - mai târziu vom vedea că acest proces dă naștere tubului neural la vertebrate. Stratul de germeni se poate împărți și da naștere veziculelor sau extensiilor.

În continuare vom descrie planul de bază al formării de organe pornind de la cele trei straturi germinale. Aceste modele au fost descrise pentru organismele model la vertebrate. Alte animale pot prezenta variații substanțiale ale procesului.

ectoderm

Majoritatea țesuturilor epiteliale și nervoase provin din ectoderm și sunt primele organe care apar.

Notochordul este una dintre cele cinci caracteristici de diagnostic ale acordurilor - și de aici provine numele grupului. Sub aceasta este o îngroșare a ectodermului care va da naștere plăcii neurale. Marginile plăcii sunt ridicate, apoi îndoite, creând un tub interior alungit, gol, numit tub dorsal neural gol, sau pur și simplu tub neural.

Tubul neural generează majoritatea organelor și structurilor care alcătuiesc sistemul nervos. Regiunea anterioară se lărgește, formând creierul și nervii cranieni. Pe măsură ce se dezvoltă, măduva spinării și nervii motorii coloanei vertebrale sunt formate.

Structurile corespunzătoare sistemului nervos periferic sunt derivate din celulele crestei neuronale. Cu toate acestea, creasta nu dă naștere numai organelor nervoase, ci participă și la formarea de celule pigmentare, cartilaj și os care alcătuiesc craniul, ganglionii sistemului nervos autonom, unele glande endocrine, printre altele.

endoderm

Organe de sucursală

În majoritatea vertebrelor, canalul de alimentare este format dintr-un intestin primitiv, unde regiunea finală a tubului se deschide spre exterior și se aliniază cu ectodermul, în timp ce restul tubului se aliniază cu endodermul. Din regiunea anterioară a intestinului apar plămânii, ficatul și pancreasul.

Tractului respirator

Unul dintre derivații tractului digestiv include diverticulul faringian, care apar la începutul dezvoltării embrionare a tuturor vertebratelor. La pești, arcadele branhiale dau naștere branhiilor și a altor structuri de susținere care persistă la adulți și permit extragerea oxigenului din corpurile de apă.

În evoluție evolutivă, când strămoșii amfibienilor încep să-și dezvolte o viață în afara apei, branhioanele nu mai sunt necesare sau utile ca organe respiratorii aerului și sunt înlocuite funcțional de plămâni.

Atunci de ce embrionii vertebrati ai terestrei au arcade branhiale? Deși nu au legătură cu funcțiile respiratorii ale animalelor, ele sunt necesare pentru generarea altor structuri, cum ar fi maxilarul, structurile urechii interne, amigdalele, glandele paratiroide și timusul.

mezoderm

Mesodermul este al treilea strat germinativ și stratul suplimentar care apare la animalele triploblastice. Este legată de formarea mușchiului scheletului și a altor țesuturi musculare, a sistemului circulator și a organelor implicate în excreție și reproducere.

Majoritatea structurilor musculare sunt derivate din mezoderm. Acest strat germinativ dă naștere unuia dintre primele organe funcționale ale embrionului: inima, care începe să bată într-un stadiu incipient de dezvoltare.

De exemplu, unul dintre cele mai utilizate modele pentru studiul dezvoltării embrionare este puiul. În acest model experimental, inima începe să bată în a doua zi de incubare - întregul proces durează trei săptămâni.

Mesodermul contribuie, de asemenea, la dezvoltarea pielii. Putem gândi la epidermă ca un fel de „himeră” de dezvoltare, deoarece mai multe straturi germinale sunt implicate în formarea sa. Stratul exterior provine de la ectoderm și îl numim epidermă, în timp ce dermul este format din mezoderm.

Migrarea celulelor în timpul organogenezei

Un fenomen proeminent în biologia organogenezei este migrația celulară prin care unele celule suferă pentru a ajunge la destinația finală. Adică, celulele își au originea într-un singur loc din embrion și sunt capabile să se deplaseze pe distanțe lungi.

Printre celulele care sunt capabile să migreze, avem celule precursoare din sânge, celule ale sistemului limfatic, celule pigmentare și gameți. De fapt, majoritatea celulelor care au legătură cu originea osoasă a craniului migrează ventral din regiunea dorsală a capului.

Organogeneza la plante

Ca și la animale, organogeneza la plante constă în procesul de formare a organelor care alcătuiesc plante. Există o diferență cheie în ambele linii: în timp ce organogeneza la animale are loc în stadiile embrionare și se încheie când individul se naște, la plante organogeneza nu se oprește decât atunci când planta moare.

Plantele prezintă o creștere în toate etapele vieții lor, datorită regiunilor situate în regiuni specifice ale plantei numite meristeme. Aceste zone de creștere continuă produc în mod regulat ramuri, frunze, flori și alte structuri laterale.

Rolul fitohormonilor

În laborator s-a realizat formarea unei structuri numite calus. Este indus prin aplicarea unui cocktail de fitohormone (în principal auxine și citokinine). Calusul este o structură care nu este diferențiată și este totipotențială - adică poate produce orice tip de organ, cum ar fi celulele stem cunoscute la animale.

Deși hormonii sunt un element cheie, nu concentrația totală a hormonului este cea care conduce procesul de organogeneză, ci relația dintre citokinine și auxine.

Referințe

1. Gilbert, SF (2005). Biologie dezvoltării. Editura Medicală Panamericană.
2. Gilbert, SF, & Epel, D. (2009). Biologia dezvoltării ecologice: integrarea epigeneticii, medicamentelor și evoluției.
3. Hall, BK (2012). Biologie evolutivă de dezvoltare. Springer Media științifică și de afaceri.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (2007). Principii integrate de zoologie. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Biologia dezvoltării plantelor cu flori. Springer Media științifică și de afaceri.
6. Rodríguez, FC (2005). Bazele producției animale. Universitatea din Sevilla.