ORGANOGENESE AV DYR OG PLANTER OG DERES EGENSKAPER - BIOLOGI - 2026

Den organogeneseperioden i biologi utvikling, er en tid med endring der de tre lagene som utgjør fosteret å bli nummer av organer som finnes i fullt utviklede individer.

Plasserer vi oss midlertidig i utviklingen av embryoet, begynner prosessen med organogenese ved slutten av gastrulering og fortsetter til fødselen av organismen. Hvert kimlag på embryoet er differensiert i spesifikke organer og systemer.

Kilde: Anatomist90

Hos pattedyr gir ektodermen ytre epitelstrukturer og nervesorganer. Mesoderm til notokord, hulrom, sirkulasjonsorganer, muskelsystem, del av skjelettet og urogenitalt system. Til slutt produserer endodermen epitel i luftveiene, svelget, leveren, bukspyttkjertelen, slimhinnen i blæren og glatt muskel.

Som vi kan utlede, er det en finregulert prosess der de innledende cellene gjennomgår en spesifikk differensiering der spesifikke gener kommer til uttrykk. Denne prosessen er ledsaget av celle-signaleringskaskader, der stimuliene som modulerer celleidentitet består av både eksterne og indre molekyler.

Hos planter skjer prosessen med organogenese til organismenes død. Grønnsaker produserer vanligvis organer gjennom livet - for eksempel blader, stilker og blomster. Fenomenet er orkestrert av plantehormoner, deres konsentrasjon og forholdet mellom dem.

Hva er organogenese?

En av de mest ekstraordinære hendelsene i biologien til organismer er den raske transformasjonen av en liten befruktet celle til et individ som består av flere og komplekse strukturer.

Denne cellen begynner å dele seg, og det kommer et punkt hvor vi kan skille kimlagene. Organdannelse skjer under en prosess som kalles organogenese og finner sted etter segmentering og gastrulering (andre stadier av embryonal utvikling).

Hvert primært vev som har dannet seg under gastrulering, skiller seg ut i spesifikke strukturer under organogenese. Hos virveldyr er denne prosessen veldig homogen.

Organogenese er nyttig for å bestemme embryoenes alder ved å identifisere utviklingsstadiet i hver struktur.

Organogenese hos dyr

Embryoniske lag

Under utviklingen av organismer genereres embryonale eller kimlag (ikke forveksles med kimceller, dette er eggene og sædcellene), strukturer som vil gi opphav til organene. En gruppe flercellede dyr har to kimlag - endoderm og ektoderm - og kalles diploblastisk.

Havanemoner og andre dyr tilhører denne gruppen. En annen gruppe har tre lag, de som er nevnt over, og en tredje som ligger mellom dem: mesodermen. Denne gruppen er kjent som triploblastisk. Merk at det ikke er noe biologisk begrep som refererer til dyr med et enkelt kimlag.

Når alle tre lag er etablert i embryoet, begynner prosessen med organogenese. Noen veldig spesifikke organer og strukturer er avledet fra et spesifikt lag, selv om det ikke er overraskende at noen dannes fra to kimlag. Det er faktisk ingen organsystemer som kommer fra et enkelt kimlag.

Det er viktig å merke seg at det ikke er laget som selv bestemmer skjebnen til strukturen og differensieringsprosessen. I kontrast er den bestemmende faktoren plasseringen av hver av cellene i forhold til de andre.

Hvordan oppstår organdannelse?

Som vi nevnte, er organer avledet fra spesifikke regioner i de embryonale lagene som utgjør embryoene dine. Dannelsen kan skje ved dannelse av folder, skiller og kondensasjoner.

Lagene kan begynne å danne folder som senere gir opphav til strukturer som ligner et rør - senere vil vi se at denne prosessen gir opphav til det nevrale røret i virveldyr. Kimlaget kan også dele seg og gi opphav til vesikler eller utvidelser.

Deretter beskriver vi den grunnleggende planen for organdannelse fra de tre kimlagene. Disse mønstrene er beskrevet for modellorganismer i virveldyr. Andre dyr kan vise betydelige variasjoner i prosessen.

ektoderm

De fleste epitelvev og nervøs vev kommer fra ektodermen og er de første organene som dukker opp.

Notokorden er en av de fem diagnostiske egenskapene til kordater - og det er her gruppens navn kommer fra. Under dette er det en fortykning av ektodermen som vil gi opphav til nevrale plate. Kantene på platen blir hevet, deretter bøyd, og skaper et langstrakt, hul indre rør kalt et hult nevralt ryggrør, eller ganske enkelt et nevralt rør.

Neuralrøret genererer de fleste organer og strukturer som utgjør nervesystemet. Den fremre regionen utvides og danner hjernen og kraniale nerver. Når utviklingen fortsetter, dannes ryggmargen og motorens ryggmargsnerver.

Strukturene som tilsvarer det perifere nervesystemet er avledet fra cellene i den nevrale kammen. Imidlertid gir crest ikke bare opphav til nervesorganene, den deltar også i dannelsen av pigmentceller, brusk og bein som utgjør hodeskallen, ganglia i det autonome nervesystemet, noen endokrine kjertler, blant andre.

endoderm

Filialorganer

I de fleste virveldyr dannes næringskanalen fra en primitiv tarm, der den endelige regionen av røret åpnes mot utsiden og stiller opp med ektemermen, mens resten av røret stiller opp med endodermen. Fra den fremre regionen av tarmen oppstår lungene, leveren og bukspyttkjertelen.

Luftveier

Et av derivater av fordøyelseskanalen inkluderer svelget divertikulum, som vises i begynnelsen av embryonal utvikling av alle virveldyr. I fisk gir gjellbuene gjellene og andre bærende strukturer som vedvarer hos voksne og tillater ekstraksjon av oksygen fra vannmasser.

I evolusjonær evolusjon, når forfedrene til amfibier begynner å utvikle et liv utenfor vann, er gjellene ikke lenger nødvendige eller nyttige som luft respiratoriske organer og erstattes funksjonelt av lungene.

Så hvorfor har landlige virveldyrembryoer gjellingsbuer? Selv om de ikke er relatert til respirasjonsfunksjonene til dyr, er de nødvendige for generering av andre strukturer, for eksempel kjeven, strukturene i det indre øret, mandlene, skjoldbruskkjertlene og tymusen.

mesoderm

Mesoderm er det tredje kimlaget og det ekstra laget som vises i triploblastiske dyr. Det er relatert til dannelse av skjelettmuskulatur og annet muskelvev, sirkulasjonssystemet og organene som er involvert i utskillelse og reproduksjon.

De fleste muskelstrukturer er avledet fra mesoderm. Dette kimlaget gir opphav til et av de første funksjonelle organene i embryoet: hjertet, som begynner å slå på et tidlig stadium av utviklingen.

For eksempel er en av de mest brukte modellene for studiet av embryonal utvikling kyllingen. I denne eksperimentelle modellen begynner hjertet å slå på den andre dagen av inkubasjonen - hele prosessen tar tre uker.

Mesodermen bidrar også til utviklingen av huden. Vi kan tenke på overhuden som en slags utviklingsmessig "chimera", siden mer enn ett kimlag er involvert i dens dannelse. Det ytre laget kommer fra ektodermen og vi kaller det overhuden, mens dermis dannes fra mesodermen.

Cellemigrasjon under organogenese

Et fremtredende fenomen innen biologogenesen er cellemigrasjonen som noen celler gjennomgår for å nå sitt endelige mål. Det vil si at cellene har sitt utspring på ett sted i embryoet og er i stand til å bevege seg lange avstander.

Blant cellene som er i stand til å migrere, har vi blodforløperceller, celler i lymfesystemet, pigmentceller og gameter. Faktisk vandrer de fleste celler som er relatert til skallbenets opprinnelse ventralt fra ryggregionen til hodet.

Organogenese i planter

Som hos dyr, består organogenese i planter av prosessen med dannelse av organene som utgjør planter. Det er en sentral forskjell i begge avstamninger: mens organogenese hos dyr forekommer i embryonale stadier og slutter når individet blir født, stopper organogenesen i planter bare når planten dør.

Planter viser vekst i alle livsfaser, takket være regioner som ligger i spesifikke regioner av planten kalt meristemer. Disse områdene med kontinuerlig vekst produserer jevnlig grener, blader, blomster og andre sidestrukturer.

Fytohormons rolle

I laboratoriet er det oppnådd dannelsen av en struktur som kalles kallus. Det induseres ved påføring av en cocktail med fytohormoner (hovedsakelig auxiner og cytokininer). Kallus er en struktur som ikke er differensiert og er totipotensiell - det vil si at den kan produsere hvilken som helst type organ, for eksempel de velkjente stamcellene hos dyr.

Selv om hormoner er et sentralt element, er det ikke den totale konsentrasjonen av hormonet som styrer organogeneseprosessen, men forholdet mellom cytokininer og auxiner.

referanser

1. Gilbert, SF (2005). Utviklingsbiologi. Panamerican Medical Ed.
2. Gilbert, SF, & Epel, D. (2009). Økologisk utviklingsbiologi: integrering av epigenetikk, medisin og evolusjon.
3. Hall, BK (2012). Evolusjonær utviklingsbiologi. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (2007). Integrerte zoologiske prinsipper. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Utviklingsbiologi av blomstrende planter. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, FC (2005). Baser av dyreproduksjon. Sevilla University.