HVA ER GASTRULERING? - BIOLOGI - 2026

Den gastrulation er en hendelse av embryonal utvikling der en massiv omlegging skjer fra en masse av celler - blastula - til et høyt organisert struktur, dannet av flere kimlag.

For å plassere oss midlertidig i stadiene av embryonal utvikling, skjer befruktning først, deretter segmentering og dannelsen av blastulaen og organiseringen av denne cellemassen er gastrulering. Det er den viktigste hendelsen i den tredje svangerskapsuke hos mennesker.

Kilde: Pidalka44

Diploblastiske dyr består av to embryonale lag: endoderm og ektoderm, mens triblastiske dyr består av tre embryonale lag: endoderm, mesoderm og ektoderm. Riktig organisering av disse strukturene og passende cellulær lokalisering av dem skjer under gastrulering.

Hvert av de embryonale lagene dannet under gastrulering vil gi opphav til spesifikke organer og systemer i den voksne organismen.

Prosessen varierer avhengig av dyret avstamning. Imidlertid er det visse vanlige hendelser som endringer i mobiliteten til celler, i deres form og i måten de er koblet på.

Prinsipper for embryonal utvikling

Avgjørende skritt under utviklingen

For å forstå gastruleringsbegrepet er det nødvendig å kjenne til visse viktige sider ved utviklingen av et embryo. Vi vil liste opp og kort beskrive hvert av trinnene før gastrulering for å komme i kontekst.

Selv om dyreutvikling er en svært variabel hendelse mellom linjer, er det fire vanlige stadier: befruktning, dannelse av blastula, gastrulering og organogenese.

Trinn 1. Gjødsling

Det første trinnet er befruktning: foreningen mellom kvinnelige og mannlige gameter. Etter denne hendelsen skjer en serie endringer og transformasjoner i zygoten. Fenomenet som involverer overgangen fra en enkelt celle til et fullt dannet embryo er målet med embryonal utviklingsbiologi.

Trinn 2. Segmentering og dannelse av blastelen

Etter befruktning skjer den repeterende og massive delingen av celler, som på dette stadiet kalles blastomere. I denne perioden kalt segmentering er det ingen økning i størrelse, bare divisjoner av den store begynnende cellemassen. Når denne prosessen er ferdig, har det dannet seg en masse celler som kalles en blastula.

I de fleste dyr arrangerer cellene seg rundt et væskefylt sentralt hulrom kalt en blastocele. Her dannes et kimlag, og det er et trinn som alle flercellede dyr gjennomgår under utviklingen.

Det er viktig å nevne at under segmenteringsfenomenet tar embryoet en polaritet. Det vil si at de er forskjellige i dyre- og plantestenger. Dyret er preget av å være rik på cytoplasma og liten eggeplomme.

Trinn 3. Gastrulering og dannelse av to kimlag

Etter dannelsen av det første kimlaget, oppstår dannelsen av et andre lag. Denne prosessen vil bli beskrevet i detalj i denne artikkelen.

Trinn 4. Organogenese

Når alle tre kimlagene er etablert, begynner cellene å samhandle med partnerne sine, og dannelsen av vev og organer skjer i en hendelse som kalles organogenese.

Flere organer inneholder celler fra mer enn ett kimlag. Det er ikke uvanlig at utsiden av orgelet er avledet fra ett kimlag og interiøret fra et annet. Det tydeligste eksemplet på denne heterogene opprinnelsen er huden, som er avledet fra ektodermen og også fra mesodermen.

Som ved gastrulering, migrerer celler lange avstander under organogenese for å nå sin endelige stilling.

Embryoniske lag

Den avgjørende hendelsen av gastrulering er cellulær organisering i forskjellige embryonale lag. Antallet embryonale lag tillater klassifisering av dyr i to kategorier: diblastisk og triploblastisk.

Diblastics er dyr med en veldig enkel struktur og har bare to kimlag: endoderm og ektoderm.

I kontrast har triblastiske organismer tre embryonale lag: de som er besatt av diblastics, og en ytterligere en, mesoderm.

Hva er gastrulering?

Gastrulering: opprinnelse til de tre kimlagene

Under gastrulering begynner den sfæriske blastulaen som er beskrevet i forrige seksjon å øke i kompleksitet, noe som fører til dannelse av kimlag fra totipotensielle celler i det epiblastiske laget.

Opprinnelig ble begrepet gastrulering brukt for å beskrive hendelsen av tarmdannelse. Imidlertid er det nå brukt i mye bredere forstand, og beskriver dannelsen av et trilaminært embryo.

I denne prosessen etableres kroppsplanen for den utviklende organismen. Cellene som er en del av endoderm og mesoderm er plassert inne i gastrulaen, mens cellene som utgjør huden og nervesystemet er spredt på overflaten av den.

Cellebevegelse - eller migrasjoner - under gastrulering involverer hele embryoet og er en hendelse som må koordineres fint.

Gastrulering er en svært variabel prosess

Avhengig av dyregruppen som er studert, finner vi markante variasjoner i gastruleringsprosessen

Spesielt varierer denne prosessen i forskjellige klasser av virveldyr. Dette skjer delvis på grunn av de geometriske restriksjonene som hver gastrula utviser.

Til tross for disse markante variasjonene, er post-gastrula-stadiene veldig like mellom gruppene. Faktisk er likheten mellom virveldyrembryoer et faktum av populær kunnskap.

Det er veldig vanskelig - selv for de ledende myndighetene innen embryologi - å skille et embryo fra en fugl og et krypdyr i begynnende stadier.

Klassifisering av bilaterale dyr i henhold til skjebnen til blastopore.

Under gastrulering dannes en åpning kalt blastopore. Den endelige destinasjonen for dette gjør det mulig å klassifisere bilatererte dyr i to store grupper: protostomer og deuterostomer.

I protostomatene - et begrep fra de greske røttene "første munn" - gir den nevnte åpningen opphav til munnen. Denne avstamningen inneholder bløtdyr, leddyr og forskjellige phyla av vermiform dyr.

I deuterostomer gir blastopore anus, og munnen dannes fra en annen sekundær åpning. I denne gruppen finner vi pigghuder og kordater - vi mennesker befinner oss innenfor kordater.

Andre embryonale og molekylære egenskaper har bidratt til å validere eksistensen av disse to evolusjonslinjene.

Typer bevegelser under gastrulering

Skjebnen til blastulaen avhenger av flere faktorer, inkludert egget og segmenteringen. De vanligste typene gastrulering er følgende:

Gastrulering ved invaginasjon

I de fleste dyregrupper er segmenteringen av holoblastisk type, der blastula ligner en ball uten noe inni og hulrommet kalles en blastocele.

Under gastrisk invaginasjon invaginerer en del av blastulaen innover og gir opphav til det andre kimlaget: endodermen. I tillegg dukker det opp et nytt hulrom, kalt archenteron.

Det er analogt med å ta en ball eller en myk plastkule, og med fingeren trykker vi til vi danner et hull: dette er invaginasjonen vi henviser til. Sjøpindsvin viser denne typen gastrulering.

Grastrulering ved epibolia

Denne typen gastrulering forekommer i egg som har betydelig mengde eggeplomme i den vegetative polen. Av disse grunnene blir det vanskelig å skape en intussusception (prosessen vi beskrev i forrige type gastrulering).

For dannelse av kimlagene, er det en multiplikasjon av mikromerer som er plassert i dyrepolen, som synker og omgir makromerer. På dette tidspunktet har blastopore allerede dannet seg på den vegetative polen,

Ektodermen vil bli dannet av mikromerer, mens makromerer vil gi opphav til endodermen.

Denne typen gastrulering finnes i dannelsen av ektodermen til veldig heterogene dyregrupper, for eksempel amfibier, kråkeboller og tunikaer (også kjent som sjøsprut eller sjøsprøyter).

Utvikling gastrulering

Denne prosessen skjer når egget viser enorme mengder eggeplomme - mer enn ved epibolisk gastrulering. Prosessen består av kollapsen av cellene som ligger på periferien av platen.

Disse cellene beveger seg deretter bakover og danner et andre lag som bretter seg inni, og danner endoderm og ektoderm. Mesoderm av amfibier dannes ved å følge dette utviklingsmønsteret.

Gastrulering ved delaminering

Endodermen kommer fra divisjoner av ektodermale celler. I tillegg migrerer og synker disse cellene. Deretter skjer separasjonen i to lag med celler, som vil være ektodermen og endodermen.

Denne typen gastrulering er ikke hyppig, og det er ingen blastopore. Hypoblastdannelse hos fugler og pattedyr skjer ved delaminering.

Ingres gastrulering

Det ligner gastrulering ved delaminering i flere henseender, med unntak av at endoderm dannes fra bevegelsen av celler fra ektodermen.

Som ved gastrulering ved delaminering forekommer ikke dannelsen av en blastopore og er karakteristisk for ikke veldig kompliserte dyr som havsvamp og marg. Mesoderm av sjøaure dannes på denne måten, og det samme er nevroblaster i slekten Drosophila.

referanser

1. Carlson, BM (2018). Human Embryology and Developmental Biology E-Book. Elsevier.
2. Hall, BK (2012). Evolusjonær utviklingsbiologi. Springer Science & Business Media.
3. Hickman, CP (2007). Integrerte zoologiske prinsipper. McGraw-Hill.
4. Holtfreter, J. (1944). En studie av mekanismen i gastrulering. Journal of experimentell zoologi, 95 (2), 171-212.
5. Kalthoff, K. (1996). Analyse av biologisk utvikling. New York: McGraw-Hill.
6. Nance, J., Lee, JY, & Goldstein, B. (2005). Gastrulering i C. elegans. I WormBook: The Online Review of C. elegans Biology. WormBook.