Embryonale udvikling

Share

|

Der er fire stadier i vækst og udvikling af dyr. Den første er gametogenese, dannelsen af sædceller og æg. Den anden omfatter embryonale udvikling, som begynder med befrugtningen af ægget og fortsætter med at fødslen. Den tredje fase er den proces, der fører til reproduktiv løbetid (puberteten), og den fjerde er den ældningsproces til døden. Generelt forventer AP eksamen du at vide træk ved kun de to første udviklingsstadier, gametogenese og embryonale udvikling. Gametogenese er tidligere beskrevet, mens en diskussion af embryonale udvikling følger.

Nogle dyr ligner kønsmodne individer af deres arter ved fødslen, mens andre er fysisk forskellige fra den voksne form. For eksempel er haletudser og larver larval former for deres respektive voksne former, en frø og en flyvende insekt. Den Larvetilstand form af et søpindsvin, en Pluteus, er en mikroskopisk, frit svævende dyr, der driver som plankton, indtil det lægger vægt på en fast overflade. Ligesom andre larver, de Pluteus undergår yderligere udvikling (metamorfose), der forvandler larve til en voksen.

I andre dyr, fortsætter embryonale udvikling indtil fødslen af et spædbarn, der ligner den form af den voksne. I pattedyr, er den udviklingsmæssige periode ofte opdelt i to faser-embryonale udvikling efterfulgt af fostrets udvikling. Fosteret er et foster, der ligner spædbarnets form.

Mange af de begivenheder, der opstår under fosterudviklingen er bemærkelsesværdigt ens i alle dyr. Nedenfor tidlige udviklingsstadier er beskrevet som de forekommer i søpindsvin. Disse etaper er typisk for udviklingen i de fleste dyr. Men nogle udviklingsmæssige begivenheder beskrevet kun forekommer i visse grupper af dyr (for eksempel, deuterostomes, CHORDATES, amniotes, eller hvirveldyr), eller er specifikke for mennesker. Disse er klart beskrevet i beskrivelserne.

1. Befrugtning. Befrugtning sker, når sædcellerne trænger plasma membran af det sekundære oocyt. Befrugtning er ledsaget af følgende trin:

• Anerkendelse. Før penetration kan forekomme, spermen udskiller et protein, der binder med særlige receptor-molekyler, der er placeret på et glycoprotein lag omkring plasma membran af oocyt. Dette Vitelline lag (eller zona pellucida hos mennesker) forsikrer, at befrugtning kun opstår mellem æg og sædceller af samme art.

• penetration. Plasma membraner af sæd og ægcelle smelter, og sædcellerne kerne ind i oocyt.

• Dannelse af befrugtningen membran. Den Vitelline lag danner en befrugtning membran som blokerer for indgangen til yderligere sædceller.

• Afslutning af meiose II i den sekundære oocyt. Hos mennesker, udløser Sædpenetration meiose II i ægcelle, der producerer et æg (æg) og polære krop. Polar organ er udledes gennem plasma membranen.

• Fusion af cellekerner og replikation af DNA. Sæden og ægget atomkerner smelter og danner en Zygote kerne bestående af 23 par kromosomer (hos mennesker). Hvert kromosom replikater, således at den består af to identiske chromatids.

2. Kavalergang. Den Zygote nu begynder en række spaltning spaltning, hurtige celledelinger uden cellevækst. Som et resultat heraf, hver af de resulterende celler som kaldes blastomeres, indeholder væsentligt mindre cytoplasma end den oprindelige Zygote. Nogle karakteristika for tidlig kløfter følger:

• Embryo polaritet. Ægget har en øvre, dyre-stang og et lavere, vegetal pole. Celler dannet på vegetabilske stang indeholder mere æggeblomme, eller opbevares fødevarer, fordi blommesækken materiale, større massefylde end det omgivende cytoplasma, afregner til bunden af ægget.

• Polar og ækvatoriale kløfter. Tidlig kløfter er polære, dividere æg i segmenter, der strækker sig fra pol til pol (som dele af en appelsin). Andre kløfter er parallelle med ækvator (vinkelret på polære skel).

• Radial og spiral kløfter. I deuterostomes, er tidligt kløfter radial, formende celler på dyret og vegetabilsk poler, der flugter sammen, den øverste celler direkte over bunden celler. I protostomes, er kløfter spiral, formende celler på toppen, der er forskudt i forhold til dem under dem.

• Ubestemt og traeffe beslutning kløfter. En spaltning er uendelig, hvis den producerer blastomeres at, hvis de er adskilt, kan individuelt fuldstændig normal udvikling. Derimod produceret blastomeres af en traeffe beslutning spaltning kan ikke udvikle sig til et fuldstændigt foster hvis de er adskilt fra andre blastomeres. Stedet, deres udviklingsmæssige program er begrænset til produktion af bestemte (eller fastlagt) celler, der bidrager til at kun en del af en komplet foster. Radial spaltning af deuterostomes er normalt ubestemt, mens spiral spaltning af protostomes ofte er traeffe beslutning.

3. Morula. Successive spaltning spaltning resultere i en fast kugle af celler som kaldes en morula.

4. Blastula. Som celledelinger fortsætte, flydende fylder morula og skubber de celler ud til at danne et cirkulært hulrum omgivet af et enkelt lag af celler. Denne hule kugle af celler kaldes blastula, og hulrummet er blastocoel.

5. Gastrula. Dannelse af gastrula, eller gastrulation, opstår, når en gruppe af celler invaginate (bevæger sig ind) i blastula, danner en to-lags foster med en åbning udefra ind i et center hulrum. Følgende karakteristika er forbundet med gastrula.

• Tre kim lag. En tredje cellelag blanketter mellem de ydre og indre lag af invaginated foster. Disse tre celle lag, den ectoderm, mesoderm, og Endoderm (udenfor, mellemledere, og inde i lag, henholdsvis) er de primære kimen lag, hvorfra alle senere væv udvikle.

• Archenteron. Den midterste hulrum dannet ved gastrulation kaldes archenteron. Det er helt omgivet af Endoderm celler.

• Blastopore. Åbningen i archenteron er blastopore. Det bliver i munden (i protostomes) eller anus (i deuterostomes).

6. Extraembryonic membran udvikling. I fugle, kollektivt krybdyr, og mennesker, kaldet amniotes, extraembryonic (uden embryonet korrekt) membraner udvikle sig, som følger:

• Chorion. Det chorion er den ydre membran. I fugle og krybdyr den fungerer som en membran for gas udveksling. I pattedyr, det chorion implantater i endometriet. Senere chorion, sammen med maternelle væv, danner moderkagen. Moderkagen er en blanding af mødres og væv fra fostre på tværs, der gasser, næringsstoffer, og affald, der udveksles.

• Allantois. Den allantois begynder som en sæk som knopper ud fra archenteron. Til sidst, den omslutter embryonet og danner et lag under chorion. I fugle og krybdyr, i første omgang det gemmer affald produkter (i form af urinsyre). Senere i udvikling, det sikringer med chorion, og sammen de fungerer som en membran for gas udveksling med blodkar nedenfor. I pattedyr, transporterer allantois affaldsprodukter til moderkagen. Efter senere udvikling, danner det den navlestreng, der transporterer gas, næringsstoffer, og affald mellem foster og placenta.

• Amnion. Den amnion, som denne gruppe af hvirveldyr kaldes, omslutter amnionhulen, en væskefyldt hulrum, at puder embryo under udvikling ligesom det coelom puder indre organer i coelomate dyr.

• blommesækken. I fugle og krybdyr, fordøjer blommesækken membran vedlagte æggeblomme. Blodkar overføre næringsstoffer til embryo under udvikling. I placenta pattedyr, er blommesækken tom. Stedet, ernæring er opnået gennem moderkagen.

7. Organogenesen. Som celler fortsat kløft efter gastrulation, de bliver forskellige fra hinanden (celle differentiering), idet den følger af specifikke væv og organer. Denne udvikling af organer kaldes organogenesen. Dannelsen af følgende organer er karakteristiske for CHORDATES:

• Notochord. Celler langs ryggens overflade mesoderm kimen lag danner notochord, en stiv stang, der yder støtte i lavere CHORDATES. Hvirvlerne højere CHORDATES dannes fra nærliggende celler i mesoderm.

• neuralrøret. I ectoderm lag direkte over notochord, et lag af celler danner neurale pladen. Pladen led, der udgør det neurale rillen, så ruller op i en cylinder, det neuralrøret. Den neuralrøret udvikler sig til det centrale nervesystem. Yderligere celler roll off toppen af udviklingslandene neuralrøret og danner neurale toppen. Disse celler danner de forskellige væv, herunder tænder, knogler og muskler i kraniet, pigment celler i huden og andre væv. Stadier af fosterudviklingen sammenfattet ovenfor, fra befrugtning til gastrulation, er typiske for et søpindsvin (en pighuder) . Selv om disse faser er generelle, betydelige forskelle, der opstår mellem tre dyr, der almindeligvis studeret i udviklingsmæssige biologi følger:

1. Frog (en amfibieflyvemaskine)

• Gray halvmåne. Når sædcellerne trænger en frø æg, en reorganisering af cytoplasma resulterer i fremkomsten af en grå, halvmåneformede region, kaldes det grå halvmåne. Hans Spemann, i et berømt eksperiment, adskilles de celler, der dannes i den tidlige kløfter og viste, at hver enkelt celle kan udvikle sig til en normal frøen, hvis det indeholdt en del af den grå halvmåne.

• Gastrulation. Under gastrulation vandrer celler over den øverste kant af blastopore. Overkant, kaldet dorsale læbe, formularer fra samme region tidligere besat af den grå halvmåne. Bunden og siderne af blastopore kant kaldes ventrale læben og laterale læber, hhv.

• blomme. Blommesækken materiale er langt mere omfattende i de frøen end i søpindsvin. Celler fra vegetabilsk pole rig på blomme materiale danner en æggeblomme stik i nærheden af ryggens læben.

2. Bird

• blastocysten. Blommesækken af fuglens æg er meget stor, og det meste af det er ikke involveret i kløfter. I stedet for spaltning opstår i en blastula der består af en fladtrykt, diskshaped region, der sidder på toppen af æggeblomme. Denne form for blastula kaldes en blastocysten.

• primitivstriberne. Når gastrulation begynder, invagination forekommer langs en linje (snarere end en cirkel) kaldes primitivstriberne. Som celler vandre over i den primitivstriberne, de dannede revne bliver en langstrakt blastopore (snarere end en cirkulær blastopore, som findes i søpindsvin og frøer).

3. Mennesker og de fleste andre pattedyr

• blastocyst. Den blastula fase, kaldet blastocyst, består af to dele, en ydre ring af celler, trofoblast, og en indvendig masse af celler, embryonale disken.

• trofoblasten. Den ydre ring af celler, eller trofoblast, tjener flere funktioner. For det første udretter implantation ved at indarbejde endometriet af livmoderen. For det andet producerer humant choriongonadotropin (hCG) til at opretholde progesteron produktion af corpus luteum (hvilket igen vil bevare endometriet). Senere trofoblast danner chorion, den extraembryonic membran, der sammen med moderen væv, danner moderkagen.

• Embryonale disken. Inden for de hulrum skabt af trofoblast, et bundt af celler som kaldes den indre cellemasse (ICM), klynger på den ene pol og flader i embryonale disken. Den embryonale disken er analog med den blastocysten af fugle og krybdyr. En primitivstriberne udvikler, gastrulation følger, og udviklingen af embryo og extraembryonic membraner (undtagen chorion) ensues.

---