ONTOGENIJA: STADIJI RAZVOJA ŽIVOTINJA I NJIHOVE KARAKTERISTIKE - BIOLOGIJA - 2026

Ontogeneza je proces koji se događa na razvoj pojedinca. Fenomen započinje oplodnjom, a proteže se i do starenja organskih bića. Polje biologije odgovorno za proučavanje ontogenije je razvojna biologija.

U ovom procesu dolazi do "prevođenja" genotipa - svih genetskih podataka biološkog entiteta - u fenotip koji možemo promatrati. Najdramatičnija transformacija događa se u ranim fazama razvoja, s transformacijom stanice u kompletnu jedinku.

Romanes, GJ; upload Wikipedia od strane en: Korisnik: Phlebas; autori stranice s opisima: hr: Korisnik: Phlebas, hr: Korisnik: SeventyThree, putem Wikimedia Commons

Danas je fuzija razvojne biologije i evolucijske teorije, poznata kao evo-devo, vrlo popularno polje znanja koje raste skokom i granicom. Ovo novo polje želi objasniti evoluciju goleme raznolikosti morfologija izloženih živim organizmima.

"Ontogenija rekapitulira filogeniju"

Povijesna perspektiva

Odnos ontogenije i filogenije bio je prevladavajući pogled u cijelom 21. stoljeću. Općenito je poznato da su različite vrste organizama u svojim embrionalnim fazama međusobno mnogo sličnije nego u odraslim oblicima. Godine 1828. Karl Ernst von Baer primijetio je taj uzorak u sifilu Vertebrata.

Baer je napomenuo da kod različitih vrsta tetrapoda postoje određene sličnosti u embriju, poput škrge, notokorda, segmentacije i udova u obliku peraje.

Oni su formirani prije tipičnih karakteristika koje omogućuju dijagnosticiranje dotične skupine u specifičnijem hijerarhijskom redoslijedu klasifikacije.

Ovu je ideju preformulirao poznati - i jedan od najstrasnijih sljedbenika Charlesa Darwina - biolog rođen u Njemačkoj, Ernst Haeckel.

Haeckel je zaslužan za poznatu frazu "ontogenija rekapitulira filogeniju". Drugim riječima, rekapitulacijom se predlaže da razvoj organizma ponovi svoju evolucijsku povijest iz odraslih oblika svojih predaka.

Trenutna vizija

Iako je ta fraza danas dobro poznata, do sredine 21. stoljeća bilo je jasno da se Haeckelov prijedlog rijetko ispunjava.

SJ Gould, poznati paleontolog i evolucijski biolog, iznio je svoje ideje o rekapitulaciji u onome što je nazvao "principom dodavanja terminala". Za Goulda može doći do rekapitulacije sve dok se evolucijske promjene dogode uzastopnim dodavanjem faza na kraju ontogenije predaka.

Na isti način, također bi trebalo biti istina da se vremensko trajanje ontogenije predaka moralo skratiti s razvojem loze.

Danas su moderne metodologije uspjele pobiti koncept dodavanja koji je predložio biogenetski zakon.

Za Haeckela se ovaj dodatak dogodio zbog kontinuirane primjene organa. Međutim, evolucijske implikacije upotrebe i upotrebe organa su odbačene.

Trenutno je poznato da granasti lukovi u embrionalnim fazama sisavaca i gmazova nikada nemaju oblik koji odgovara odrasloj ribi.

Osim toga, postoje varijacije u vremenu ili vremenu određenih faza u razvoju. U evolucijskoj biologiji ta se promjena naziva heterohronija.

Faze razvoja životinja

Ontogenija obuhvaća sve procese razvoja organskih bića, počevši od oplodnje i završavajući starenjem.

Logično je da se najdramatičnije transformacije događaju u prvim fazama, kada je jedna stanica sposobna formirati čitavu jedinku. Zatim ćemo opisati postupak ontogenije, naglašavajući stupnjeve embriona.

Sazrijevanje oocita

Tijekom procesa oogeneze, jajolik (ženska gameta, koja se naziva i jaje) priprema se za oplodnju i ranu fazu razvoja. To se događa gomilanjem rezervnog materijala za budućnost.

Citoplazma jajnika je okruženje bogato različitim biomolekulama, uglavnom glasnicom RNA, ribosomima, prijenosnom RNK i ostalim strojevima potrebnim za sintezu proteina. Stanično jezgro je također podvrgnuto značajnom rastu.

Spermatozoi ne zahtijevaju ovaj postupak, njihova strategija je eliminirati što je više moguće citoplazme i kondenzirati jezgro radi očuvanja malih dimenzija.

oplodnja

Događaj koji označava početak ontogeneze je oplodnja, koja uključuje sjedinjenje muške i ženske gamete, uglavnom tijekom akta seksualne reprodukcije.

U slučaju vanjske oplodnje, kao što se događa u mnogim morskim organizmima, obje se gamete izbacuju u vodu i nalaze se nasumično.

U oplodnji se diploidni broj jedinke ponovno integrira i omogućava kombiniranje procesa između očeva i majki.

U određenim slučajevima sperma nije potrebna za aktiviranje razvoja. No kod većine pojedinaca zametak se ne razvija na ispravan način. Slično tome, neke se vrste mogu razmnožavati partenogenezom, pri čemu se normalno razvija embrij bez potrebe za spermom.

Suprotno tome, neka jajašca zahtijevaju aktiviranje sperme, ali ne uključuju genetski materijal ove muške gamete u embrion.

Mora se pravilno prepoznati spermatozoid i jajašca kako bi se mogli dogoditi svi događaji koji se odvijaju nakon oplodnje. To prepoznavanje posreduje niz proteina specifičnih za svaku vrstu. Postoje i prepreke koje sprečavaju da jaje, jednom oplođeno, ne nađe drugu spermu.

embriogeneze

Nakon oplodnje i aktivacije jajašca nastaju prve faze razvoja. U segmentaciji zametak se opetovano dijeli i postaje skupina stanica zvanih blastomeres.

Tijekom ovog posljednjeg razdoblja ne dolazi do rasta stanica, odvija se samo podjela mase. Na kraju imate stotine ili tisuće stanica, ustupajući mjesto blastuli.

Kako se zametak razvija stječe polaritet. Stoga se može razlikovati biljni pol, smješten na jednom kraju, i životinjski pol, bogat citoplazmom. Ova os pruža referentnu točku za razvoj.

Vrste jaja

Ovisno o količini žumanjka koju jaje ima i o distribuciji navedene tvari, jaje se može klasificirati kao oligoleciti, heteroleciti, teloleciti i centroleciti.

Prvi imaju, kako im ime govori, malu količinu žumanjka, a on se distribuira više ili manje jednoliko po cijelom jajetu. Općenito je njegova veličina mala. Heteroleciti imaju više žumanjka od oligolecita, a žumanjk je koncentriran na vegetativnom polu.

Tlolecitoti predstavljaju obilnu količinu žumanjka, koji zauzimaju gotovo cijelo jaje. Napokon, centrolecitos je sav žumanjc koncentriran u središnjoj regiji jajeta.

Blastulation

Blastula je masa stanica. U sisavaca se ovo grupiranje stanica naziva blastocista, dok su kod većine životinja stanice raspoređene oko središnje šupljine tekućine, nazvane blastocele.

U stanju blastule, bilo je moguće pokazati veliko povećanje količine DNK. Međutim, veličina cijelog embrija nije puno veća od izvorne zigote.

Grastrulation

Gastrulacija pretvara sfernu i jednostavnu blastulu u mnogo složeniju strukturu s dva klica sloja. Ovaj je postupak heterogen ako usporedimo različite rodove životinja. U nekim se slučajevima formira drugi sloj bez izrade unutarnje šupljine.

Otvor u crijevima naziva se blastopore. Sudbina blastopora vrlo je važna karakteristika za podjelu dviju velikih loza: protostomata i deuterostoma. U prvoj skupini blastopore potiču usta, dok u drugoj blastopore stvaraju anus.

Dakle, gastrula ima dva sloja: vanjski sloj koji okružuje blastocelu, zvan ektoderm, i unutarnji sloj koji se zove endoderma.

Većina životinja ima treći zarazni sloj, mezodermu, smješten između dva spomenuta sloja. Mezoderma se može oblikovati na dva načina: stanice nastaju iz ventralne regije usne blastopore i odatle se razmnožavaju ili nastaju iz središnjeg područja zidova arhterona.

Na kraju gastrulacije, ektoderma pokriva zametak, a mezoderm i endoderma nalaze se u unutarnjem dijelu. Drugim riječima, stanice imaju krajnji položaj od onog s kojim su započele.

Tvorba koeloma

Kolom je tjelesna šupljina koja je okružena mesodermom. To se događa jer je tijekom procesa gastrulacije blastocela gotovo u potpunosti ispunjena mesodermom.

Ova se koelomatska šupljina može pojaviti na dva načina: šizokcelični ili enterocelični. Međutim, oba su koloma funkcionalno jednaka.

organogeneze

Organogeneza obuhvaća niz procesa u kojima se formira svaki od organa.

Najvažniji događaji uključuju migraciju pojedinih stanica na mjesto gdje su potrebne za formiranje navedenog organa.

Ekspresija gena tijekom ontogeneze

U razvoju je utvrđeno da se epigeneza odvija u tri stadija: formiranje uzorka, utvrđivanje položaja tijela i indukcija ispravnog položaja za ekstremitete i različite organe.

Da bi se stvorio odgovor, postoje određeni genski proizvodi koji se nazivaju morfogeni (definicija ovih entiteta je teorijska, a ne kemijska). Oni djeluju zahvaljujući stvaranju diferencijalnog gradijenta, opskrbljujući prostornim informacijama.

Što se tiče gena koji sudjeluju, homeotski geni igraju temeljnu ulogu u razvoju pojedinaca, jer definiraju identitet segmenata.

Reference

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Veličina i oblik u ontogeniji i filogeniji. Paleobiologija, 5 (3), 296-317.
2. Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogenija i filogenija. Harvard University Press.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirani principi zoologije. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Kralježnjaci: komparativna anatomija, funkcija, evolucija. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterohronija: evolucija ontogenije. Springer Science & Business Media.