ORGANOGENEZA ŽIVOTINJA I BILJAKA I NJIHOVE KARAKTERISTIKE - BIOLOGIJA - 2025

Organogeneza u razvoju biologije, je vrijeme promjena, gdje su tri sloja čine embrija postati broj tijela pronađenih u potpunosti razvijenih pojedinaca.

Stavljajući se privremeno u razvoj embrija, proces organogeneze započinje na kraju gastrulacije i nastavlja se do rođenja organizma. Svaki se zarazni sloj embrija diferencira u specifične organe i sustave.

Izvor: Anatomist90

Kod sisavaca ektoderma stvara vanjske epitelne strukture i živčane organe. Mezoderma notokordu, šupljine, organi cirkulacijskog, mišićni sustav, dio kostura i urogenitalni sustav. Konačno, endoderm stvara epitel respiratornog trakta, ždrijela, jetre, gušterače, sluznice mokraćnog mjehura i glatkih mišića.

Kao što možemo zaključiti, to je fino reguliran proces u kojem se početne stanice podvrgavaju specifičnoj diferencijaciji gdje su specifični geni izraženi. Taj proces je popraćen kaskadom staničnih signala, gdje se stimulusi koji moduliraju identitet stanice sastoje od vanjske i unutarnje molekule.

U biljkama se proces organogeneze događa sve do smrti organizma. Povrće uglavnom proizvodi organe tijekom svog života - poput lišća, stabljika i cvijeća. Pojava je orkestrirana biljnim hormonima, njihovom koncentracijom i odnosom među njima.

Što je organogeneza?

Jedan od najneobičnijih događaja u biologiji organizma je brza transformacija male oplođene stanice u jedinku koju čine višestruke i složene strukture.

Ova se stanica počinje dijeliti i dolazi do točke u kojoj možemo razlikovati klice slojeva. Formiranje organa nastaje tijekom procesa koji se naziva organogeneza i odvija se nakon segmentacije i gastrulacije (drugi stadiji embrionalnog razvoja).

Svako primarno tkivo koje je nastalo tijekom gastrulacije diferencira se u specifične strukture tijekom organogeneze. Kod kralježnjaka je taj proces vrlo homogen.

Organogeneza je korisna za određivanje starosti embrija koristeći identifikaciju razvojnog stadija svake strukture.

Organogeneza u životinja

Embrionalni slojevi

Tijekom razvoja organizama stvaraju se embrionalni ili zametni slojevi (da se ne brkaju s klice, to su ovule i sperme), strukture koje će stvarati organe. Skupina višećelijskih životinja ima dva klica sloja - endodermu i ektodermu - i nazivaju se diploblastični.

Morske anemone i druge životinje pripadaju ovoj skupini. Druga skupina ima tri sloja, spomenuta gore, i treći koji se nalazi između njih: mezodermu. Ova je skupina poznata kao triploblastična. Imajte na umu da ne postoji biološki pojam koji bi se odnosio na životinje sa jednim slojem klica.

Nakon što su sva tri sloja uspostavljena u embrionu, započinje proces organogeneze. Neki vrlo specifični organi i strukture izvedeni su iz određenog sloja, iako nije iznenađujuće da su neki formirani počevši od dvaju mikroba. U stvari, ne postoje organski sustavi koji potječu iz jednog sloja klica.

Važno je naglasiti da sloj strukture i proces diferencijacije samo po sebi ne određuje sloj. Suprotno tome, odlučujući faktor je položaj svake ćelije u odnosu na ostale.

Kako nastaje formiranje organa?

Kao što smo spomenuli, organi potiču iz određenih područja embrionalnih slojeva koji čine vaše embrije. Do formiranja može doći formiranjem nabora, podjela i kondenzacija.

Slojevi mogu početi stvarati nabore koji kasnije stvaraju strukture koje nalikuju na cijev - kasnije ćemo vidjeti da taj proces stvara neuralnu cijev kod kralježnjaka. Klijavi sloj se također može podijeliti i stvoriti vezikule ili ekstenzije.

Dalje ćemo opisati osnovni plan formiranja organa počevši od triju klica. Ti su obrasci opisani za uzorne organizme u kralježnjaka. Druge životinje mogu pokazati znatne razlike u postupcima.

ektoderm

Većina epitelnog i živčanog tkiva dolazi iz ektoderme i prvi su organi koji se pojave.

Notochord je jedna od pet dijagnostičkih karakteristika hordata - i odatle potječe naziv grupe. Ispod toga dolazi do zadebljanja ektoderme koja će stvoriti neuralnu ploču. Rubovi ploče su podignuti, a zatim savijeni, stvarajući izduženu, šuplju unutrašnju cijev, nazvanu šuplju neuralnu dorzalnu cijev, ili jednostavno neuralnu cijev.

Neuralna cijev stvara većinu organa i struktura koje čine živčani sustav. Prednja regija se širi, tvoreći mozak i kranijalne živce. Kako napreduje razvoj, formiraju se leđna moždina i spinalni motorički živci.

Strukture koje odgovaraju perifernom živčanom sustavu izvedene su iz stanica živčanog grebena. Međutim, greben ne samo da stvara živčane organe, već sudjeluje u stvaranju pigmentnih stanica, hrskavice i kostiju koji čine lubanju, ganglijima autonomnog živčanog sustava, nekim endokrinim žlijezdama.

endoderm

Organi grana

U većini kralježnjaka kanal za hranjenje formira se iz primitivnog crijeva, gdje se konačno područje cijevi otvara prema van i izravnava s ektodermom, dok se ostatak cijevi izjednačava s endodermom. Iz prednjeg dijela crijeva izlaze pluća, jetra i gušterača.

Dišni put

Jedan od derivata probavnog trakta uključuje faringealni divertikulum, koji se pojavljuje na početku embrionalnog razvoja svih kralježnjaka. U ribama škrge lukovi stvaraju škrge i druge potporne strukture koje postoje u odraslih i omogućuju izvlačenje kisika iz vodenih tijela.

U evolucijskoj evoluciji, kada su preci vodozemaca počeli razvijati život izvan vode, škrge više nisu potrebne ili korisne kao dišni organi zraka i funkcionalno ih zamjenjuju pluća.

Pa zašto embriji zemaljskih kralježnjaka posjeduju škrilne lukove? Iako nisu povezane s respiratornim funkcijama životinja, one su potrebne za stvaranje drugih struktura, poput čeljusti, struktura unutarnjeg uha, krajnika, paratireoidnih žlijezda i timusa.

mesoderm

Mezoderma je treći klijali sloj i dodatni sloj koji se pojavljuje kod triploblastičnih životinja. Povezana je s stvaranjem koštanog mišića i ostalih mišićnih tkiva, krvožilnim sustavom i organima koji sudjeluju u izlučivanju i reprodukciji.

Većina mišićnih struktura potječe iz mezoderme. Ovaj sloj klica stvara jedan od prvih funkcionalnih organa embrija: srce, koje počinje kucati u ranoj fazi razvoja.

Na primjer, jedan od najčešće korištenih modela za proučavanje embrionalnog razvoja je kokoš. U ovom eksperimentalnom modelu srce počinje kucati drugog dana inkubacije - cijeli proces traje tri tjedna.

Mezoderm također doprinosi razvoju kože. O epidermi možemo razmišljati kao o nekakvoj razvojnoj „himeri“, jer je u njenom stvaranju uključen više od jednog klijavog sloja. Vanjski sloj dolazi iz ektoderme i nazivamo ga epidermisom, dok je dermis nastao iz mezoderme.

Migracija stanica tijekom organogeneze

Istaknuti fenomen u biologiji organogeneze je stanična migracija koju neke stanice prolaze kako bi dostigle svoje konačno odredište. Odnosno, stanice potječu na jednom mjestu u embriju i sposobne su se kretati na velike udaljenosti.

Među stanicama koje su sposobne migrirati imamo stanice prekursora u krvi, stanice limfnog sustava, pigmentne stanice i gamete. U stvari, većina stanica koje su povezane s koštanim podrijetlom lubanje migriraju ventralno iz dorzalne regije glave.

Organogeneza u biljkama

Kao u životinja, organogeneza u biljkama sastoji se od procesa formiranja organa koji čine biljke. Postoji ključna razlika u obje linije: dok se organogeneza kod životinja događa u embrionalnim fazama i završava kada se pojedinac rodi, u biljkama organogeneza prestaje tek kad biljka umre.

Biljke pokazuju rast tijekom svih faza svog života, zahvaljujući regijama koje se nalaze u specifičnim regijama biljke koje se nazivaju meristems. Ta područja kontinuiranog rasta redovito proizvode grane, lišće, cvijeće i druge bočne strukture.

Uloga fitohormona

U laboratoriju je postignuto stvaranje strukture zvane kalus. Nastaje primjenom koktela fitohormona (uglavnom auksina i citokinina). Kalus je struktura koja nije diferencirana i totipotencijalna - to jest, može proizvesti bilo koju vrstu organa, poput dobro poznatih matičnih stanica u životinja.

Iako su hormoni ključni element, proces ukupne koncentracije hormona ne usmjerava organogenezu, već odnos citokinina i auksina.

Reference

1. Gilbert, SF (2005). Razvojna biologija. Panamerican Medical Ed.
2. Gilbert, SF, i Epel, D. (2009). Ekološka razvojna biologija: integriranje epigenetike, medicine i evolucije.
3. Hall, BK (2012). Evolucijska razvojna biologija. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, CP, Roberts, LS i Larson, A. (2007). Integrirani principi zoologije. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Razvojna biologija cvjetnica. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, FC (2005). Osnove proizvodnje životinja. Sveučilište Sevilla.