- Principis de desenvolupament embrionari
- Passos crucials durant el desenvolupament
- Pas 1. Fecundació
- Pas 2. Segmentació i formació de la blàstula
- Pas 3. Gastrulació i formació de dues capes germinals
- Pas 4. Organogènesi
- capes embrionàries
- Què és la gastrulació?
- Gastrulació: origen de les tres capes germinals
- La gastrulació és un procés molt variable
- Classificació dels animals bilaterals segons la destinació de l'blastoporo
- Tipus de moviments durant la gastrulació
- Gastrulació per invaginació
- Grastrulación per epibolia
- Gastrulació per involució
- Gastrulació per delaminació
- Gastrulació per ingresión
- referències
La gastrulació és un esdeveniment de el desenvolupament embrionari on ocorre una reorganització massiva des d'una simple massa de cèl·lules - la blàstula - fins a una estructura altament organitzada, formada per diverses capes embrionàries.
Per situar-nos temporalment en les etapes de desenvolupament embrionari, primer ocorre la fecundació, després la segmentació i la formació de la blàstula i l'organització d'aquesta massa cel·lular és la gastrulació. És l'esdeveniment més important de la tercera setmana de gestació en els humans.
Font: Pidalka44
Els animals diploblásticos estan formats per dues capes embrionàries: el endoderm i el ectoderma, mentre que els triblàstics estan formats per tres capes embrionàries: el endoderm, mesoderm i ectoderm. L'organització correcta d'aquestes estructures i la localització cel·lular apropiada de les mateixes ocorre durant la gastrulació.
Cadascuna de les capes embrionàries formades durant la gastrulació donarà origen a òrgans i sistemes específics de l'organisme adult.
El procés varia depenent de la nissaga animal estudiat. No obstant això, hi ha certs esdeveniments comuns com canvis en la motilitat de les cèl·lules, en la forma de les mateixes i en la manera en què es troben connectades.
Principis de desenvolupament embrionari
Passos crucials durant el desenvolupament
Per entendre el concepte de la gastrulació, cal conèixer certs aspectes claus de el desenvolupament d'un embrió. Enumerarem i descriurem breument cada un dels passos previs a la gastrulació per entrar en context.
Tot i que el desenvolupament dels animals és un esdeveniment altament variable entre els llinatges, hi ha quatre etapes comunes: la fecundació, la formació de la blàstula, la gastrulació i l'organogènesi.
Pas 1. Fecundació
El primer pas és la fecundació: la unió entre els gàmetes femenins i masculins. Després d'aquest esdeveniment, ocorren una sèrie de canvis i transformacions en el zigot. El fenomen que involucra el pas d'una sola cèl·lula a un embrió totalment format és l'objectiu de la biologia de el desenvolupament embrionari.
Pas 2. Segmentació i formació de la blàstula
Després de la fecundació, ocorre la divisió repetitiva i massiva de cèl·lules, que en aquesta etapa rep el nom de blastòmer. En aquest període anomenat segmentació no passa augment de grandària, només divisions de la gran massa cel·lular inicial. Com aquest procés finalitza, s'ha format una massa de cèl·lules anomenada blàstula.
En la majoria dels animals, les cèl·lules s'arreglen envoltant a una cavitat central plena de líquid anomenada blastocele. Aquí es forma una capa germinal, i és un pas que experimenten tots els animals pluricel·lulars durant el seu desenvolupament.
És important esmentar que durant el fenomen de la segmentació l'embrió pren una polaritat. És a dir, es diferencien en pols animal i vegetal. L'animal es caracteritza per ser ric en citoplasma i poc sac vitel·lí.
Pas 3. Gastrulació i formació de dues capes germinals
Després de la formació de la primera capa germinal, ocorre la formació d'una segona capa. Aquest procés serà descrit amb detall en aquest article.
Pas 4. Organogènesi
Una vegada que les tres capes germinals han estat establertes, les cèl·lules comencen a interactuar amb les seves companyes i ocorre la formació de teixits i òrgans en un esdeveniment anomenat organogènesi.
Diversos òrgans contenen cèl·lules provinents de més d'una capa germinal. No és inusual que l'exterior de l'òrgan es derivi de certa capa germinal i l'interior d'una altra. L'exemple més clar d'aquest origen heterogeni és la pell, la qual es deriva de l'ectoderm i també de l'mesoderma.
A l'igual que a la gastrulació, durant l'organogènesi, les cèl·lules migren llargues distàncies fins a arribar a la seva posició final.
capes embrionàries
L'esdeveniment crucial de la gastrulació és l'organització cel·lular en diverses capes embrionàries. El nombre de capes embrionàries permet la classificació dels animals en dues categories: diblásticos i tripoblásticos.
Els diblásticos són animals d'estructura molt senzilla i només presenten dues capes germinals: el endoderm i el ectoderma.
En contrast, els organismes triblásticos tenen tres capes embrionàries: les que posseeixen els diblásticos, i una addicional, el mesoderma.
Què és la gastrulació?
Gastrulació: origen de les tres capes germinals
Durant la gastrulació, la blàstula esfèrica descrita a l'apartat anterior comença a incrementar la seva complexitat, portant a la formació les capes germinals a partir de les cèl·lules totipotencials de la capa epiblástica.
Inicialment, el terme gastrulació era usat per a descriure l'esdeveniment de la formació de l'intestí. No obstant això, ara es fa servir en un sentit molt més ampli, descrivint la formació d'un embrió trilaminar.
En aquest procés, s'estableix el pla corporal de l'organisme en desenvolupament. Les cèl·lules que formen part de l'endoderm i el mesoderma s'ubiquen a l'interior de la gàstrula, mentre que les cèl·lules que formaran la pell i el sistema nerviós es troben disperses en la superfície de la mateixa.
El moviment cel·lular - o migracions - durant la gastrulació involucra la totalitat de l'embrió i és un esdeveniment que ha d'estar finament coordinat.
La gastrulació és un procés molt variable
Depenent de el grup animal estudiat, trobem variacions marcades en el procés de gastrulació
Particularment, aquest procés varia en les diferents classes de vertebrats. Això passa, en part, per les restriccions geomètriques que exhibeix cada gàstrula.
Malgrat aquestes variacions tan marcades, les etapes posteriors a la gàstrula són molt similars entre els grups. De fet, la semblança entre els embrions dels vertebrats és un fet de coneixement popular.
És molt difícil - fins per a les autoritats més destacades en embriologia - diferenciar un embrió d'una au i d'un rèptil en les seves etapes incipients.
Classificació dels animals bilaterals segons la destinació de l'blastoporo
Durant la gastrulació, es forma una obertura anomenada blastoporo. La destinació final d'aquest permet la classificació dels animals bilaterados en dos grans grups: els protostomados i els deuterostomados.
En els protostomados - terme provinent de les arrels gregues "primera boca" - l'obertura esmentada dóna origen a la boca. Aquest llinatge conté als mol·luscs, artròpodes i diversos phyla d'animals vermiformes.
En els deuterostomados, el blastoporo dóna origen a l'anus, i la boca es forma a partir d'una altra obertura secundària. En aquest grup trobem els equinoderms i als cordats - nosaltres, els humans, ens trobem dins dels cordats.
Altres característiques embrionàries i moleculars han ajudat a validar l'existència d'aquests dos llinatges evolutius.
Tipus de moviments durant la gastrulació
El destí de la blàstula depèn de diversos factors, entre aquests el tipus d'ou i de segmentació. Els tipus de gastrulació més comuns són els següents:
Gastrulació per invaginació
En la major part de grups animals, la segmentació és de el tipus holoblástica, on la blàstula recorda a una bola sense res a l'interior i la cavitat es denomina blastocele.
Durant la gastrulació per invaginació, una porció de la blàstula s'invagina cap a l'interior i dóna origen a la segona capa germinal: el endoderm. A més, passa l'aparició d'una nova cavitat, anomenada el arquénteron.
És anàleg a que prenguem una pilota o bola de plàstic suau, i amb el dit pressionem fins a formar un buit: aquesta és la invaginació a la qual fem referència. Els eriçons de mar exhibeixen aquest tipus de gastrulació.
Grastrulación per epibolia
Aquest tipus de gastrulació ocorre en els ous que posseeixen quantitats apreciables de vitel en el pol vegetatiu. Per aquestes raons, es fa difícil crear una invaginació (el procés que descrivim en el tipus de gastrulació anterior).
Per a la formació de les capes germinals, ocorren una multiplicació dels micrómeros localitzats en el pol animal, enfonsant-se i envoltant als macrómeros. En aquest punt ja s'ha format el blastoporo en el pol vegetatiu, El ectoderma estarà format pels micrómeros, mentre que els macrómeros donaran origen a l'endoderm.
Aquest tipus de gastrulació el trobem en la formació de l'ectoderm de grups animals molt heterogenis, com els amfibis, eriçons de mar i tunicats (també coneguts com ascidis de mar o xeringues de mar).
Gastrulació per involució
Aquest procés ocorre quan l'ou exhibeix quantitat enormes de vitel - més que en el cas de la gastrulació per epibolia. El procés consisteix en l'enfonsament de les cèl·lules localitzades a la perifèria del disc.
Després, aquestes cèl·lules es dirigeixen cap enrere i formen una segona capa que es plega a l'interior, formant el endoderma i el ectoderma. El mesoderma dels amfibis es forma seguint aquest patró de desenvolupament.
Gastrulació per delaminació
L'endodermo s'origina per divisions de les cèl·lules ectodérmincas. A més, aquestes cèl·lules migren i s'enfonsen. Després, passa la separació en dues capes de cèl·lules que seran el ectoderm i l'endoderm.
Aquest tipus de gastrulació no és freqüent i no hi ha un blastoporo. La formació de l'hipoblasto d'aus i mamífers passa per delaminació.
Gastrulació per ingresión
S'assembla en diversos aspectes a la gastrulació per delaminació, amb l'excepció que el endoderm és format a partir de el moviment de cèl·lules provinents de l'ectoderma.
A l'igual que en la gastrulació per delaminació, no ocorre la formació d'un blastoporo i és característic d'animals poc complexos, com les esponges de mar i les medulas. El mesoderma dels eriçons de mar és format d'aquesta manera, i també els neuroblasts en el gènere Drosophila.
referències
- Carlson, BM (2018). Human Embryology and Developmental Biology E-Book. Elsevier.
- Hall, BK (2012). Evolutionary developmental biology. Springer Science & Business Mitjana.
- Hickman, CP (2007). Integrated principles of zoology. McGraw-Hill.
- Holtfreter, J. (1944). A study of the mechanics of gastrulation. Journal of experimental zoology, 95 (2), 171-212.
- Kalthoff, K. (1996). Analysis of biological development. New York: McGraw-Hill.
- Nance, J., Lee, JI, & Goldstein, B. (2005). Gastrulation in C. elegans. In WormBook: The Online Review of C. elegans Biology. WormBook.