ОРГАНОГЕНЕЗ ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ И ИХ ОСОБЕННОСТИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Органогенез в развитии биологии, это время перемен , где три слоя , составляющие эмбрион , чтобы стать число тел , найденных в полностью развитых индивидов.

Временно участвуя в развитии зародыша, процесс органогенеза начинается в конце гаструляции и продолжается до рождения организма. Каждый зародышевый листок эмбриона дифференцируется на определенные органы и системы.

Источник: Anatomist90

У млекопитающих эктодерма дает начало внешним эпителиальным структурам и нервным органам. От мезодермы до хорды, полостей, органов кровообращения, мышечной системы, части скелета и мочеполовой системы. Наконец, энтодерма производит эпителий дыхательных путей, глотки, печени, поджелудочной железы, слизистой оболочки мочевого пузыря и гладких мышц.

Как мы можем заключить, это тонко регулируемый процесс, при котором исходные клетки претерпевают специфическую дифференцировку, в которой экспрессируются определенные гены. Этот процесс сопровождается сигнальными каскадами клеток, где стимулы, которые модулируют идентичность клеток, состоят как из внешних, так и из внутренних молекул.

У растений процесс органогенеза происходит вплоть до гибели организма. Овощи обычно производят органы на протяжении всей своей жизни, такие как листья, стебли и цветы. Это явление обусловлено растительными гормонами, их концентрацией и взаимосвязью между ними.

Что такое органогенез?

Одно из самых необычных событий в биологии организмов - это быстрое превращение маленькой оплодотворенной клетки в особь, состоящую из множества сложных структур.

Эта клетка начинает делиться, и наступает момент, когда мы можем различать зародышевые листки. Формирование органов происходит во время процесса, называемого органогенезом, и происходит после сегментации и гаструляции (другие стадии эмбрионального развития).

Каждая первичная ткань, образовавшаяся во время гаструляции, дифференцируется в определенные структуры во время органогенеза. У позвоночных этот процесс очень однороден.

Органогенез полезен для определения возраста эмбрионов, используя идентификацию стадии развития каждой структуры.

Органогенез у животных

Эмбриональные слои

Во время развития организмов образуются эмбриональные или зародышевые листки (не путать с половыми клетками, это яйцеклетки и сперматозоиды), структуры, которые дадут начало органам. Группа многоклеточных животных имеет два зародышевых листка - энтодерму и эктодерму - и называется диплобластической.

К этой группе принадлежат морские анемоны и другие животные. Другая группа состоит из трех слоев, упомянутых выше, и третьего, расположенного между ними: мезодермы. Эта группа известна как триплобластическая. Обратите внимание, что не существует биологического термина для обозначения животных с одним зародышевым листком.

Как только в эмбрионе созданы все три слоя, начинается процесс органогенеза. Некоторые очень специфические органы и структуры происходят из определенного слоя, хотя неудивительно, что некоторые образуются, начиная с двух зародышевых листков. На самом деле не существует систем органов, которые происходят из одного зародышевого листка.

Важно подчеркнуть, что не слой сам по себе решает судьбу структуры и процесс дифференциации. Напротив, определяющим фактором является положение каждой из ячеек по отношению к другим.

Как происходит формирование органов?

Как мы уже упоминали, органы происходят из определенных областей эмбриональных слоев, из которых состоят ваши эмбрионы. Образование может происходить путем образования складок, разделений и уплотнений.

Слои могут начать образовывать складки, которые позже образуют структуры, напоминающие трубку - позже мы увидим, что этот процесс дает начало нервной трубке у позвоночных. Зародышевый листок также может делиться и давать начало пузырькам или расширениям.

Далее мы опишем основной план формирования органов, начиная с трех зародышевых листков. Эти закономерности были описаны для модельных организмов позвоночных. Другие животные могут существенно отличаться от этого процесса.

Эктодерма

Большинство эпителиальных и нервных тканей происходят из эктодермы и появляются первыми органами.

Нотохорда - одна из пяти диагностических характеристик хордовых - отсюда и произошло название группы. Ниже находится утолщение эктодермы, из которого формируется нервная пластинка. Края пластинки приподняты, а затем изогнуты, образуя удлиненную полую внутреннюю трубку, называемую полой спинной нервной трубкой или просто нервной трубкой.

Нервная трубка генерирует большинство органов и структур, составляющих нервную систему. Передняя область расширяется, образуя мозг и черепные нервы. По мере развития формируются спинной мозг и спинномозговые двигательные нервы.

Структуры, соответствующие периферической нервной системе, происходят из клеток нервного гребня. Однако гребень не только дает начало нервным органам, но также участвует в образовании пигментных клеток, хрящей и костей, из которых состоит череп, ганглии вегетативной нервной системы, некоторые эндокринные железы и другие.

Эндодерма

Филиальные органы

У большинства позвоночных канал питания формируется из примитивной кишки, где последняя область трубки открывается наружу и выстраивается в линию с эктодермой, а остальная часть трубки выстраивается в энтодерму. Из передней части кишечника возникают легкие, печень и поджелудочная железа.

Дыхательные пути

К одной из производных пищеварительного тракта относятся дивертикулы глотки, которые появляются в начале эмбрионального развития у всех позвоночных. У рыб жаберные дуги дают начало жабрам и другим поддерживающим структурам, которые сохраняются у взрослых особей и позволяют извлекать кислород из водоемов.

В ходе эволюционной эволюции, когда предки земноводных начинают вести жизнь за пределами воды, жабры больше не нужны или полезны в качестве органов воздушного дыхания и функционально заменяются легкими.

Так почему же у эмбрионов наземных позвоночных есть жаберные дуги? Хотя они не связаны с дыхательными функциями животных, они необходимы для образования других структур, таких как челюсть, структуры внутреннего уха, миндалины, паращитовидные железы и тимус.

Мезодерма

Мезодерма - это третий зародышевый листок и дополнительный слой, который появляется у триплобластных животных. Это связано с формированием скелетных мышц и других мышечных тканей, системы кровообращения и органов, участвующих в выделении и размножении.

Большинство мышечных структур происходит из мезодермы. Этот зародышевый листок дает начало одному из первых функциональных органов эмбриона: сердце, которое начинает биться на ранней стадии развития.

Например, одной из наиболее часто используемых моделей для изучения эмбрионального развития является курица. В этой экспериментальной модели сердце начинает биться на второй день инкубации - весь процесс занимает три недели.

Мезодерма также способствует развитию кожи. Мы можем рассматривать эпидермис как своего рода «химеру» развития, поскольку в его формировании участвует более одного зародышевого листка. Внешний слой происходит от эктодермы, и мы называем его эпидермисом, а дерма образована из мезодермы.

Миграция клеток во время органогенеза

Выдающимся явлением в биологии органогенеза является клеточная миграция, которой подвергаются некоторые клетки, чтобы достичь своего конечного пункта назначения. То есть клетки зарождаются в одном месте эмбриона и способны перемещаться на большие расстояния.

Среди клеток, способных к миграции, есть клетки-предшественники крови, клетки лимфатической системы, пигментные клетки и гаметы. Фактически, большинство клеток, связанных с костным происхождением черепа, мигрируют вентрально из дорсальной области головы.

Органогенез у растений

Как и у животных, органогенез у растений состоит из процесса формирования органов, из которых состоят растения. Существует ключевое различие в обеих ветвях: в то время как органогенез у животных происходит на эмбриональных стадиях и заканчивается при рождении особи, у растений органогенез прекращается только после смерти растения.

Растения демонстрируют рост на всех этапах своей жизни благодаря участкам, расположенным в определенных областях растения, называемых меристемами. Эти области непрерывного роста регулярно дают ветви, листья, цветы и другие боковые структуры.

Роль фитогормонов

В лаборатории было достигнуто формирование структуры, называемой каллусом. Это индуцируется применением коктейля из фитогормонов (в основном ауксинов и цитокининов). Каллус - это недифференцированная структура, которая является тотипотенциальной, то есть может продуцировать любой тип органа, например, хорошо известные стволовые клетки животных.

Хотя гормоны являются ключевым элементом, не общая концентрация гормона направляет процесс органогенеза, а взаимосвязь между цитокининами и ауксинами.

Ссылки

1. Гилберт, С.Ф. (2005). Биология развития. Panamerican Medical Ed.
2. Гилберт, С.Ф., и Эпель, Д. (2009). Экологическая биология развития: интеграция эпигенетики, медицины и эволюции.
3. Холл, Б.К. (2012). Эволюционная биология развития. Springer Science & Business Media.
4. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., и Ларсон, А. (2007). Интегральные принципы зоологии. McGraw-Hill
5. Рагхаван, В. (2012). Биология развития цветковых растений. Springer Science & Business Media.
6. Родригес, ФК (2005). Основы животноводства. Севильский университет.