- "La ontogènia recapitula la filogènia"
- perspectiva històrica
- visió actual
- Etapes de desenvolupament animal
- Maduració de l'oòcit
- fertilització
- embriogènesi
- Tipus d'ous
- blastulación
- Grastrulación
- Formació de l'celoma
- organogènesi
- Expressió gènica durant la ontogènia
- referències
La ontogènia és el procés pel qual passa el desenvolupament d'un individu. El fenomen comença amb la fecundació, i s'estén fins l'envelliment dels éssers orgànics. El camp de la biologia encarregat d'estudi de la ontogènia és la biologia de el desenvolupament.
En aquest procés ocorre la "traducció" de l'genotip - tota la informació genètica d'un ens biològic - a el fenotip que podem observar. La transformació més dramàtica ocorre en les primeres etapes de desenvolupament, amb la transformació d'una cèl·lula a un individu complet.
Romanes, GJ; uploaded to Wikipedia by en: User: Phlebas; authors of the description page: en: User: Phlebas, en: User: SeventyThree, via Wikimedia Commons
Actualment, la fusió de la biologia de el desenvolupament i la teoria de l'evolució, coneguda com evo-devo, és un cos de coneixement molt popular que creix a passos de gegant. Aquest nou camp pretendre explicar l'evolució de la immensa diversitat de morfologies que exhibeixen els organismes vius.
"La ontogènia recapitula la filogènia"
perspectiva històrica
La relació entre la ontogènia i la filogènia va ser una visió predominant al llarg de segle XXI. És àmpliament conegut que diferents espècies d'organismes són molt més similars entre si en les seves etapes embrionàries que en les formes adultes. L'any 1828, Karl Ernst von Baer va notar aquest patró en el sybphylum Vertebrata.
Baer va advertir que en diferents espècies de tetràpodes ha certes similituds en l'embrió, com les ganyes, la notocorda, la segmentació i extremitats en forma d'aleta.
Aquestes es formen abans que les característiques típiques que permet diagnosticar a el grup en qüestió en un ordre de la classificació jeràrquica més específica.
Aquesta idea va ser reformulada pel famós - i un dels més apassionats seguidors de Charles Darwin - biòleg oriünd d'Alemanya, Ernst Haeckel.
A Haeckel se li atribueix la famosa frase "l'ontogènia recapitula la filogènia". En altres paraules, la recapitulació proposa que el desenvolupament d'un organisme repeteix la seva història evolutiva de les formes adultes dels seus ancestres.
visió actual
Encara que avui dia la frase és molt coneguda, a mitjan el segle XXI va estar clar que la proposta de Haeckel poques vegades es compleix.
SJ Gould, el famós paleontòleg i biòleg evolutiu, va exposar les seves idees referents a la recapitulació en el que ell va anomenar "principi d'addició terminal". Per Gould, la recapitulació pot ocórrer sempre que el canvi evolutiu passi per l'addició successiva d'etapes a el final d'una ontogènia ancestral.
De la mateixa manera, també havia de complir-se que la durada temporal de la ontogènia ancestral havia escurçar a mida el llinatge evolucionés.
Avui dia, les metodologies modernes han aconseguit rebatre el concepte de l'addició que proposava la llei biogenètica.
Per Haeckel, aquesta addició passava per l'ús continu que se li donava als òrgans. No obstant això, les implicacions evolutives de l'ús i desús dels òrgans han estat descartades.
Actualment es coneix que els arcs branquials en els estats embrionaris dels mamífers i rèptils mai posseeix la forma corresponent als peixos adults.
A més, existeixen variacions en el temps o en la sincronització en què ocorren certes etapes en el desenvolupament. En biologia evolutiva, aquest canvi es denomina heterocronia.
Etapes de desenvolupament animal
La ontogènia engloba tots els processos de desenvolupament dels éssers orgànics, començant amb la fecundació i acabant amb l'envelliment.
Lògicament, les transformacions més dramàtiques ocorren en les primeres atapas, on una sola cèl·lula és capaç de formar un individu sencer. A continuació descriurem el procés de ontogènia, fent èmfasi en les etapes embrionàries.
Maduració de l'oòcit
Durant el procés de la oogènesi, un òvul (el gàmeta femení, també anomenat ou) es prepara per a la fertilització i per a les primeres etapes de desenvolupament. Això passa mitjançant l'acumulació de material de reserva per al futur.
El citoplasma de l'òvul és un ambient ric en diferents biomolècules, majorment ARN missatgers, ribosomes, RNA de transferència i altres tipus de maquinària necessària per a la síntesi de les proteïnes. El nucli de la cèl·lula també experimenta un creixement significatiu.
Els espermatozoides no requereixen d'aquest procés, la seva estratègia és eliminar tot el citoplasma possible i condensar el nucli per conservar dimensions petites.
fertilització
L'esdeveniment que marca l'inici de la ontogènia és la fertilització, el qual involucra la unió d'un gàmeta masculí i un femení, generalment durant l'acte de la reproducció sexual.
En cas de ser fecundació externa, com passa en molts organismes marins, els dos gàmetes són expulsats a l'aigua i es troben de manera aleatòria.
A la fertilització es reintegra el nombre diploide de l'individu i permet els processos de combinació entre els gens paterns i materns.
En certs casos, l'esperma no és necessari per activar el desenvolupament. Però en la majoria dels individus, l'embrió no arribar a desenvolupar-se de la manera correcta. De la mateixa manera, algunes espècies poden reproduir-se per partenogènesi, on ocorre el desenvolupament normal de l'embrió sense la necessitat d'un esperma.
En contrast, alguns ous requereixen l'activació de l'espermatozoide, però no incorporar el material genètic d'aquest gàmeta masculí en l'embrió.
L'espermatozoide i l'òvul s'han de reconèixer correctament perquè puguin tenir lloc tots els esdeveniments posteriors a la fecundació. Aquest reconeixement és mediat per una sèrie de proteïnes específiques de cada espècie. També hi ha barreres que impedeixen que un ou, un cop fecundat, sigui aconseguit per un segon esperma.
embriogènesi
Després de la fecundació i de l'activació de l'ou, ocorren les primeres etapes de desenvolupament. A la segmentació, l'embrió es divideix de manera repetitiva per convertir-se en un grup de cèl·lules anomenades blastòmers.
Durant aquest últim període, no passa creixement cel·lular, només té lloc la subdivisió de la massa. A la fin es tenen centenars o milers de cèl·lules, donant pas a l'estat de blàstula.
A mesura que l'embrió es va desenvolupant adquireix una polaritat. Per això, es poden distingir entre el pol vegetal, situat en un dels extrems, i el pol animal, ric en citoplasma. Aquest eix proporciona un punt de referència per al desenvolupament.
Tipus d'ous
Depenent de la quantitat de vitel que l'ou posseeix, i de la distribució d'aquesta substància, l'ou es pot classificar com oligolecitos, heterolecitos, telolecitos, i centrolecitos.
Els primers posseeixen, com el seu nom indica, poca quantitat de vitel i està distribuït més o menys uniforme per tot l'ou. Generalment la seva grandària és petit. Els heterolecitos posseeixen més vitel que els oligolecitos i el vitel es concentra en el pol vegetatiu.
Els telolecitos presenten una quantitat de vitel abundant, ocupant gairebé tot l'ou. Finalment, els centrolecitos posseeixen tot el vitel concentrat a la regió central de l'ou.
blastulación
La blàstula és una massa formada de cèl·lules. En els mamífers, aquesta agrupació cel·lular és cridada blastòcit, mentre que en la majoria dels animals les cèl·lules de arreglen envoltant una cavitat de fluid central, anomenada blastocele.
En l'estat de blàstula, s'ha pogut evidenciar un gran increment en termes de la quantitat d'ADN. No obstant això, la mida de tot l'embrió no és molt més gran que el zigot original.
Grastrulación
La gastrulació converteix la blàstula de forma esfèrica i simple, en una estructura molt més complexa amb dues capes germinals. Aquest procés és heterogeni si comparem el diferents llinatges d'animals. En alguns casos, una segona capa es forma sense fer una cavitat interna.
L'obertura a l'intestí es denomina blastoporo. El destí de l'blastoporo és una característica molt important per a la divisió de dos grans llinatges: els protostomados i els deuterostomados. En el primer grup, el blastoporo dóna origen a la boca, mentre que en el segon, el blastoporo origina l'anus.
Així, la gàstrula posseeix dues capes: una exterior que envolta el blastocele, anomenat ectoderm i una interna anomenada endoderm.
La majoria dels animals posseeix una tercera capa germinal, el mesoderma, situada entre els dos capes abans esmentades. El mesoderma pot formar-se per dues vies: les cèl·lules sorgeixen d'una regió ventral de el llavi de l'blastoporo i d'allà proliferen o bé, sorgeixen de la regió central de les parets de l'arquénteron.
A la fi de la gastrulació, l'ectodermo cobreix a l'embrió i el mesoderma i l'endoderma s'ubiquen a la porció interior. En altres paraules, les cèl·lules posseeixen una posició final diferent a la que van iniciar.
Formació de l'celoma
El celoma és una cavitat corporal que es troba envoltada per mesoderma. Això passa ja que durant el procés de la gastrulació, el blastocele s'omple gairebé completament de mesoderma.
Aquesta cavitat celomática pot aparèixer per dues vies: esquizocélica o enterocélica. No obstant això, funcionalment els dos celomas són equivalents.
organogènesi
La organogènesi comprèn una sèrie de processos on es formen cada un dels òrgans.
Els esdeveniments més rellevants inclouen la migració de cèl·lules particulars a el lloc on són necessàries per formar aquest òrgan.
Expressió gènica durant la ontogènia
En el desenvolupament s'ha determinat que la epigènesi procedeix en tres estats: formació dels patrons, determinació de la posició de el cos i en la inducció de la posició correcta per a les extremitats i els diferents òrgans.
Per generar una resposta, hi ha certs productes gènics, denominats morfógenos (la definició d'aquests ens és teòrica, no química). Aquests funcionen gràcies a la formació d'una gradient diferencial, subministrant informació espacial.
Pel que fa als gens involucrats, els gens homeòtics tenen un paper fonamental en el desenvolupament dels individus, ja que defineixen la identitat dels segments.
referències
- Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Size and shape in Ontogeny and Phylogeny. Paleobiology, 5 (3), 296-317.
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitation to biology. Macmillan.
- Gould, SJ (1977). Ontogeny and Phylogeny. Harvard University Press.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology. McGraw-Hill.
- Kardong, KV (2006). Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. McGraw-Hill.
- McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterochrony: the evolution of Ontogeny. Springer Science & Business Mitjana.