UWAGI Z EMBRIOLOGII
Embriologia bada kolejność form rozwoju od zygoty do organizmu wyposażonego we wszystkie jego narządy i układy.
W związku z tym warto pamiętać o rozróżnieniu między rozwojem (sukcesja faz strukturalnych i organizacyjnych o coraz większej złożoności) a wzrostem, rozumianym przede wszystkim w sensie ilościowym.
W kręgowcach metazoan obserwujemy, wznoszące się w ewolucyjnych seriach aż do człowieka (poprzez cyklostomy, ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki), pojawianie się postaci dorosłych o coraz większej złożoności, dla których komplikuje się etapy rozwoju embrionalnego.
Na początku zygota, zawsze wyposażona w materiał zapasowy, dzieli się (poprzez następną mitozę) na 2, potem 4, potem 8 itd. komórek zwanych blastomerami, bez wzrostu, aż do osiągnięcia prawidłowego stosunku jądro/cytoplazma gatunku .
Ta początkowa segmentacja może przebiegać według różnych wzorców, w zależności od ilości i rozmieszczenia deutoplazmy.
Na początku deutoplazma jest rzadka ("jaja oligolecytyczne"), więc segmentacja jest całkowita i daje początek bardzo różnym blastomerom. Wraz ze wzrostem złożoności zarodka potrzeba więcej czasu i materiału, zanim jego rozwój pozwoli na jego rozpoczęcie. niezależne życie. Wymaga to wzrostu deutoplazmy ("jaja telocytowe"), która ma tendencję do układania się w części zygoty. Powoduje to narastającą „anizotropię”, co wiąże się z modyfikacjami segmentacji, rządzącej się dwiema ogólnymi zasadami:
- Prawo Hertwiga mówi, że w mitozie wrzeciono achromatyczne (którego równik określa płaszczyznę podziału komórek potomnych) ma tendencję do układania się w kierunku największej długości cytoplazmy;
- Prawo Balfoura mówi, że prędkość segmentacji jest odwrotnie proporcjonalna do ilości deutoplazmy.
Widzimy więc, że już w cyklostomach iu ryb segmentacja jest nierówna, z szybko segmentowanym biegunem zwierzęcym (co da górne struktury zarodka) i biegunem żółtka, który będzie zawierał większość materiału zapasowego.Ta tendencja jest jeszcze większa anizotropowy u płazów (w którym konieczne jest przygotowanie narządów odpowiedzialnych za oddychanie powietrza), w którym biegun żółtka, segmentując się powoli, pozostaje względnie obojętny i ostatecznie zostaje pokryty komórkami pochodzącymi z szybko segmentującego się bieguna zwierzęcego. główne stadia embrionalne to: zygota, blastomery, morula (zlepek blastomerów podobny do jeżyny), blastula (morula z cofniętymi komórkami wewnętrznymi), gastrula (blastula, w której komórki z jednej strony zostały wszczepione), w której pierwotna jama organizmu, z zewnętrzną warstwą komórkową (ektodermą, z której będzie przede wszystkim wywodził się układ nerwowy) i int. erno (entoderma), pomiędzy którymi następnie wstawia się trzecia warstwa (mezoderma). Z tych warstw lub „arkuszy embrionalnych” powstaną w uporządkowanej kolejności wszystkie tkanki, narządy i układy.
U jeszcze bardziej rozwiniętych gatunków wzrost deutoplazmy (lub „cielęcia") jest taki, że nie można go nawet podzielić. Widzimy zatem, że u ptaków segmentacja dotyczy tylko cienkiego, powierzchownego dysku, prowadząc do „dyskoblastuli" i serii zjawiska, które gwarantują powstanie zarodka w inny sposób niż wspomniany powyżej.
Dalszy wzrost deutoplazmy prawdopodobnie nie byłby bardziej wydajny, więc u ssaków rozwój i wzrost do zdolności do samodzielnego życia uzyskuje się za pomocą innego systemu.W rzeczywistości zauważamy, że u ssaków deutoplazma jest używana tylko w pierwszych stadiach rozwoju, wtedy zarodek nawiązuje stosunki metaboliczne z organizmem matki (wraz z pojawieniem się łożyska) i nie wykorzystuje już deutoplazmy, której nadmiar jest eliminowany.W tym momencie jaja wracają do stanu oligolectycznego i może się cofnąć segmentacja do bycia całkowitym (a zatem we wczesnych stadiach jest podobny do tego z „amphioxus”), ale po moruli embriogeneza przebiega zgodnie z najbardziej rozwiniętym wzorem ptaków, z „blastocystą”, po której następuje implantacja na ścianie macicy, aby metabolizm zarodka był zabezpieczony przez organizm matki (poprzez łożysko), a nie przez deutoplazmę.
RÓŻNICOWANIE ZARODKÓW
Kiedy segmentacja zygoty doprowadziła stosunek jądra / cytoplazmy do normy gatunku, równolegle z rozwojem musi rozpocząć się wzrost, dlatego zaczyna się metabolizm, z pojawieniem się jąderek i syntezą białek. Zainicjowana w ten sposób synteza białek jest spowodowana genami odpowiedzialnymi za wczesne etapy rozwoju embrionalnego. Geny te są hamowane przez substancje obecne w różnych blastomerach bieguna zwierzęcego i cielęcego. Z kolei produkty tych wczesnych genów mogą derepresować operony genów odpowiedzialnych za późniejsze etapy. Produkty tej drugiej serii genów będą mogły działać zarówno w sensie konstruowania nowych struktur embrionalnych, jak i wypierania poprzednich operonów i derepresji następnych, w uporządkowanej kolejności prowadzącej do budowy nowego organizmu , dzięki informacji genetycznej zgromadzonej od genomu przez tysiąclecia do coraz bardziej rozwiniętych gatunków.
Słynne wyrażenie Haeckela „ontogenia” podsumowuje filogenezę „w rzeczywistości wyraża fakt, że wyższe gatunki powtarzają w stadiach rozwoju embrionalnego następstwo znalezione już w gatunkach ewolucyjnie poprzedzających.
Wczesne stadia embrionalne są podobne u kręgowców, szczególnie aż do pojawienia się skrzeli.
U gatunków, które przestawiają się na oddychanie powietrzne, skrzela są następnie ponownie wchłaniane i ponownie wykorzystywane (na przykład do tworzenia gruczołów dokrewnych), ale informacja genetyczna związana z tworzeniem się skrzeli jest również zachowywana u ludzi. Jest to oczywiście przykład embrionalnych genów strukturalnych, które są obecne w genomie wszystkich kręgowców i muszą pozostać stłumione po tym, jak funkcjonowały w swoim momencie ontogenetycznym.
Interpretacja embriogenezy w sensie regulacji działania genów umożliwia ujednolicenie złożonych tradycyjnych doświadczeń embriologii eksperymentalnej.
BLIŹNIĘTA
Zygota i pierwsze blastomery do momentu rozpoczęcia syntezy białek są totipotentne, czyli zdolne do ożywienia całego organizmu. Wiążą się z tym eksperymenty Spemanna, który uzyskał dwa zarodki z uduszenia zygoty płazów. Podobne zjawisko pojawia się u podstaw zjawiska bliźniąt jednojajowych u człowieka, które właśnie z tego powodu nazywane są monozygotycznymi (MZ), bliźnięta doświadczalne Spemanna były o połowę mniejsze od normalnych, podczas gdy u człowieka są zupełnie normalne. Tłumaczy się to tym, że u płazów dwa embriony musiały dzielić jedyne już otrzymane żółtko, podczas gdy u człowieka embriony mogą otrzymać przez łożysko wszystko, co jest niezbędne do ich rozwoju i wzrostu.
Należy pamiętać, że u „człowieka dwie trzecie przypadków bliźniąt ma” inne pochodzenie: wywodzą się one ze sporadycznego jednoczesnego dojrzewania dwóch pęcherzyków, z uwolnieniem dwóch zalążków, które po zapłodnieniu dają dwie zygoty; w tym przypadku mówimy o bliźniętach dwuzygotycznych (DZ).
Ponieważ bliźnięta MZ, oddzielone przez mitozę od pojedynczej zygoty, mają ten sam genom, różnice między nimi muszą być pochodzenia środowiskowego.Zamiast tego genom dwóch bliźniąt DZ jest podobny tylko w takim stopniu, jak genom dowolnych dwóch braci. szeroko stosowany w genetyce człowieka, a także w sporcie.
W „człowieku, u którego pewne względy etyczne zabraniają eksperymentowania, można stwierdzić, na ile jakikolwiek charakter jest regulowany przez czynniki dziedziczne: w rzeczywistości cechy ściśle dziedziczone (takie jak grupy krwi) są zawsze zgodne tylko u bliźniąt MZ; zgodność cechy w MZ jest zbliżona do DZ, wywnioskowano, że czynniki środowiskowe przeważają nad dziedzicznymi w określaniu tej cechy fenotypowej.
