ONTOGENESI: FASI DELLO SVILUPPO ANIMALE E LORO CARATTERISTICHE - BIOLOGIA - 2024

L' ontogenesi è il processo attraverso il quale avviene lo sviluppo di un individuo. Il fenomeno inizia con la fecondazione e si estende all'invecchiamento degli esseri organici. Il campo della biologia responsabile dello studio dell'ontogenesi è la biologia dello sviluppo.

In questo processo avviene la "traduzione" del genotipo - tutte le informazioni genetiche di un'entità biologica - nel fenotipo che possiamo osservare. La trasformazione più drammatica si verifica nelle prime fasi dello sviluppo, con la trasformazione di una cellula in un individuo completo.

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Oggi, la fusione tra biologia dello sviluppo e teoria evolutiva, nota come evo-devo, è un corpo di conoscenze molto popolare che sta crescendo a passi da gigante. Questo nuovo campo mira a spiegare l'evoluzione dell'immensa diversità di morfologie esibite dagli organismi viventi.

"L'ontogenesi ricapitola la filogenesi"

Prospettiva storica

La relazione tra l'ontogenesi e la filogenesi è stata una visione predominante per tutto il 21 ° secolo. È ampiamente noto che diverse specie di organismi sono molto più simili tra loro nei loro stadi embrionali che nelle forme adulte. Nell'anno 1828, Karl Ernst von Baer notò questo modello nella Vertebrata sybphylum.

Baer ha notato che in diverse specie di tetrapodi ci sono alcune somiglianze nell'embrione, come branchie, notocorda, segmentazione e arti a forma di pinna.

Queste si formano prima delle caratteristiche tipiche che consentono di diagnosticare il gruppo in questione secondo un più specifico ordine di classificazione gerarchica.

Questa idea è stata riformulata dal famoso - e uno dei più appassionati seguaci di Charles Darwin - il biologo tedesco Ernst Haeckel.

Haeckel è accreditato con la famosa frase "l'ontogenesi ricapitola la filogenesi". In altre parole, la ricapitolazione propone che lo sviluppo di un organismo ripeta la sua storia evolutiva dalle forme adulte dei suoi antenati.

Visione attuale

Sebbene la frase sia ben nota oggi, a metà del 21 ° secolo era chiaro che la proposta di Haeckel raramente veniva soddisfatta.

SJ Gould, il famoso paleontologo e biologo evoluzionista, espose le sue idee sulla ricapitolazione in quello che chiamava il "principio dell'addizione terminale". Per Gould, la ricapitolazione può avvenire fintanto che il cambiamento evolutivo avviene mediante l'aggiunta successiva di stadi alla fine di un'ontogenesi ancestrale.

Allo stesso modo, dovrebbe anche essere vero che la durata temporale dell'ontogenesi ancestrale doveva essere ridotta man mano che il lignaggio si evolveva.

Oggi le moderne metodologie sono riuscite a confutare il concetto di addizione proposto dalla legge biogenetica.

Per Haeckel, questa aggiunta è avvenuta a causa dell'uso continuo che è stato dato agli organi. Tuttavia, le implicazioni evolutive dell'uso e del disuso degli organi sono state scontate.

È noto attualmente che le arcate branchiali negli stadi embrionali di mammiferi e rettili non hanno mai la forma corrispondente a quella dei pesci adulti.

Inoltre, ci sono variazioni nei tempi o nei tempi di alcune fasi dello sviluppo. Nella biologia evolutiva, questo cambiamento è chiamato eterocronia.

Fasi dello sviluppo animale

L'ontogenesi comprende tutti i processi di sviluppo degli esseri organici, che iniziano con la fecondazione e terminano con l'invecchiamento.

Logicamente, le trasformazioni più drammatiche avvengono nelle prime fasi, dove una singola cellula è in grado di formare un intero individuo. Successivamente descriveremo il processo di ontogenesi, enfatizzando le fasi embrionali.

Maturazione degli ovociti

Durante il processo di oogenesi, un ovulo (il gamete femminile, chiamato anche uovo) si prepara per la fecondazione e le prime fasi di sviluppo. Ciò avviene accumulando materiale di riserva per il futuro.

Il citoplasma dell'ovulo è un ambiente ricco di diverse biomolecole, principalmente RNA messaggero, ribosomi, RNA di trasferimento e altri macchinari necessari per la sintesi delle proteine. Anche il nucleo cellulare subisce una crescita significativa.

Gli spermatozoi non richiedono questo processo; la loro strategia è eliminare quanto più citoplasma possibile e condensare il nucleo per preservare le piccole dimensioni.

Fecondazione

L'evento che segna l'inizio dell'ontogenesi è la fecondazione, che prevede l'unione di un gamete maschile e uno femminile, generalmente durante l'atto di riproduzione sessuale.

In caso di fecondazione esterna, come avviene in molti organismi marini, entrambi i gameti vengono espulsi in acqua e si ritrovano casualmente.

Nella fecondazione, il numero diploide dell'individuo viene reintegrato e consente i processi di combinazione tra i geni paterno e materno.

In alcuni casi, lo sperma non è necessario per attivare lo sviluppo. Ma nella maggior parte degli individui, l'embrione non si sviluppa nel modo corretto. Allo stesso modo, alcune specie possono riprodursi per partenogenesi, dove il normale sviluppo dell'embrione avviene senza la necessità di uno sperma.

Al contrario, alcune uova richiedono l'attivazione dello sperma, ma non incorporano il materiale genetico di questo gamete maschile nell'embrione.

Lo sperma e l'ovulo devono essere riconosciuti correttamente in modo che tutti gli eventi post-fecondazione possano aver luogo. Questo riconoscimento è mediato da una serie di proteine ​​specifiche per ciascuna specie. Esistono anche barriere che impediscono a un ovulo, una volta fecondato, di essere raggiunto da un secondo sperma.

Embriogenesi

Dopo la fecondazione e l'attivazione dell'uovo, si verificano le prime fasi di sviluppo. Nella segmentazione, l'embrione si divide ripetutamente per diventare un gruppo di cellule chiamate blastomeri.

Durante quest'ultimo periodo non si verifica alcuna crescita cellulare, avviene solo la suddivisione della massa. Alla fine hai centinaia o migliaia di cellule, lasciando il posto allo stato di blastula.

Man mano che l'embrione si sviluppa, acquisisce una polarità. Pertanto, si può distinguere tra il polo vegetale, situato ad un'estremità, e il polo animale, ricco di citoplasma. Questo asse fornisce un punto di riferimento per lo sviluppo.

Tipi di uova

A seconda della quantità di tuorlo che ha l'uovo e della distribuzione di detta sostanza, l'uovo può essere classificato come oligoleciti, eteroleciti, teloleciti e centroleciti.

I primi hanno, come indica il nome, una piccola quantità di tuorlo e si distribuisce più o meno uniformemente in tutto l'uovo. Generalmente la sua dimensione è piccola. Gli eteroleciti hanno più tuorlo degli oligoleciti e il tuorlo è concentrato al polo vegetativo.

I telolecitos presentano un'abbondante quantità di tuorlo, che occupa quasi tutto l'uovo. Infine, i centrolecitos hanno tutto il tuorlo concentrato nella regione centrale dell'uovo.

Blastulation

La blastula è una massa di cellule. Nei mammiferi, questo raggruppamento cellulare è chiamato blastocisti, mentre nella maggior parte degli animali le cellule sono disposte attorno a una cavità centrale del fluido, chiamata blastocele.

Nello stato di blastula è stato possibile mostrare un notevole aumento in termini di quantità di DNA. Tuttavia, la dimensione dell'intero embrione non è molto più grande dello zigote originale.

Grastrulation

La gastrulazione converte la blastula sferica e semplice in una struttura molto più complessa con due strati germinali. Questo processo è eterogeneo se confrontiamo le diverse linee di animali. In alcuni casi, si forma un secondo strato senza creare una cavità interna.

L'apertura all'intestino è chiamata blastopore. Il destino del blastopore è una caratteristica molto importante per la divisione di due grandi lignaggi: i protostomati e i deuterostomi. Nel primo gruppo il blastopore dà origine alla bocca, mentre nel secondo il blastopore dà origine all'ano.

Pertanto, la gastrula ha due strati: uno strato esterno che circonda il blastocele, chiamato ectoderma, e uno strato interno chiamato endoderma.

La maggior parte degli animali ha un terzo strato germinale, il mesoderma, situato tra i due strati sopra menzionati. Il mesoderma può essere formato in due modi: le cellule nascono da una regione ventrale del labbro del blastopore e da lì proliferano o sorgono dalla regione centrale delle pareti dell'arcaterone.

Alla fine della gastrulazione, l'ectoderma copre l'embrione e il mesoderma e l'endoderma si trovano nella porzione interna. In altre parole, le celle hanno una posizione finale diversa da quella con cui sono iniziate.

Formazione di Coelom

Il celoma è una cavità corporea circondata dal mesoderma. Ciò si verifica perché durante il processo di gastrulazione, il blastocele è quasi completamente riempito di mesoderma.

Questa cavità celomatica può apparire in due modi: schizocelico o enterocelico. Tuttavia, entrambi i celomi sono funzionalmente equivalenti.

Organogenesi

L'organogenesi comprende una serie di processi in cui si formano ciascuno degli organi.

Gli eventi più rilevanti includono la migrazione di particolari cellule nel luogo in cui sono necessarie per formare detto organo.

Espressione genica durante l'ontogenesi

Nello sviluppo, è stato determinato che l'epigenesi procede in tre fasi: formazione del modello, determinazione della posizione del corpo e induzione della posizione corretta per le estremità e i vari organi.

Per generare una risposta, ci sono alcuni prodotti genici, chiamati morfogeni (la definizione di queste entità è teorica, non chimica). Questi funzionano grazie alla formazione di un gradiente differenziale, fornendo informazioni spaziali.

Per quanto riguarda i geni coinvolti, i geni omeotici svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo degli individui, poiché definiscono l'identità dei segmenti.

Riferimenti

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