13.2 Развитие и органогенез – Концепции биологии – 1-е канадское издание
Глава 13: Введение в репродукцию и развитие животных
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
- Объяснять, как эмбрион формируется из зиготы
- Обсудите роль дробления и гаструляции в развитии животных
- Описать органогенез
Процесс, посредством которого организм развивается из одноклеточной зиготы в многоклеточный организм, сложен и хорошо регулируется. Регуляция происходит посредством передачи сигналов между клетками и тканями и ответов в виде дифференциальной экспрессии генов.
Оплодотворение — это процесс, при котором гаметы (яйцеклетка и сперматозоид) сливаются, образуя зиготу (рис. 13.8). Чтобы у потомства был только один полный диплоидный набор хромосом, только один сперматозоид должен слиться с одной яйцеклеткой. У млекопитающих яйцеклетку защищает слой, называемый zona pellucida. На кончике головки сперматозоида находится структура, похожая на лизосому, называемая акросомой, которая содержит ферменты.
Чтобы гарантировать, что не более одного спермия оплодотворит яйцеклетку, как только акросомальные реакции происходят в одном месте яйцевой оболочки, яйцеклетка высвобождает белки в других местах, чтобы предотвратить другие сперматозоиды. сливаясь с яйцом.
Развитие многоклеточных организмов начинается с этой одноклеточной зиготы, которая претерпевает быстрое клеточное деление, называемое дроблением (рис. 13.9). a ), образуя полый шар из клеток, называемый бластулой (рис. 13.9 b ).
Концепция в действии
Посетите проект «Виртуальный человеческий эмбрион» на сайте Фонда развития человека, чтобы просмотреть интерактивную информацию об этапах развития эмбриона, включая микрофотографии и вращающиеся трехмерные изображения.
Клетки бластулы затем пространственно перестраиваются, образуя три слоя клеток. Этот процесс называется гаструляцией. Во время гаструляции бластула сворачивается, и клетки мигрируют, образуя три слоя клеток (рис. 13.10) в структуре, гаструле, с полым пространством, которое станет пищеварительным трактом. Каждый из слоев клеток называется зародышевым слоем и будет дифференцироваться в разные системы органов.
Рис. 13.10. Гаструляция — это процесс, при котором клетки бластулы перестраиваются, образуя зародышевые листки. (кредит: модификация работы Эбигейл Пайн)Органогенез
Гаструляция приводит к образованию трех зародышевых листков, которые в ходе дальнейшего развития дают начало различным органам тела животного.
Органы развиваются из зародышевых листков в процессе дифференцировки. Во время дифференцировки эмбриональные стволовые клетки экспрессируют определенные наборы генов, которые определяют их окончательный тип клеток. Например, некоторые клетки эктодермы будут экспрессировать гены, специфичные для клеток кожи. В результате эти клетки приобретут форму и характеристики клеток эпидермиса. Процесс дифференцировки регулируется специфическими для местоположения химическими сигналами из эмбриональной среды клетки, которые запускают каскад событий, регулирующих экспрессию генов.
Ранние стадии эмбрионального развития начинаются с оплодотворения. Процесс оплодотворения строго контролируется, чтобы гарантировать, что только один сперматозоид сливается с одной яйцеклеткой. После оплодотворения зигота делится на бластулу. Бластула, которая у некоторых видов представляет собой полый шар клеток, подвергается процессу, называемому гаструляцией, во время которого формируются три зародышевых листка.
Глоссарий
бластоциста: структура, образующаяся, когда клетки бластулы млекопитающих разделяются на внутренний и внешний слои
гаструляция: процесс, при котором бластула складывается, образуя три зародышевых листка
внутренняя ячейка масса: внутренний слой клеток бластоцисты, который становится эмбрионом
органогенез: процесс формирования органов в процессе развития
трофобласт: внешний слой клеток бластоцисты, из которого происходит вклад эмбриона в плаценту
zona pellucida:
Зародышевый слой | Определение, первичные слои и эмбриональное развитие
формирование нервной трубки в пренатальном развитии
Смотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Рихард фон Хертвиг
- Похожие темы:
- энтодерма эктодерма мезодерма триплобластная клеточная система диплобластная клеточная система
Просмотреть все связанные материалы →
зародышевый слой , любой из трех слоев первичных клеток, формирующихся на самых ранних стадиях эмбрионального развития и состоящий из энтодермы (внутренний слой), эктодермы (внешний слой) и мезодермы (средний слой).
Энтодерма называется так потому, что она является самым внутренним из трех зародышевых листков. Клетки, полученные из энтодермы, в конечном итоге образуют многие внутренние оболочки тела, в том числе оболочки большей части желудочно-кишечного тракта, легких, печени, поджелудочной железы и других желез, открывающихся в желудочно-кишечный тракт, а также некоторых других органов, таких как как верхних отделов мочеполового тракта и женского влагалища.
Клетки, происходящие из мезодермы, которая лежит между энтодермой и эктодермой, дают начало всем другим тканям организма, включая дерму кожи, сердце, мышечную систему, мочеполовую систему, кости и костный мозг (и, следовательно, кровь). Мезодерма — это зародышевый слой, который отличает эволюционно более высокие формы жизни (т. е. формы с билатеральной симметрией) от низших форм жизни (т. е. формы тела с радиальной симметрией). Мезодерма позволяет более высокоразвитым организмам иметь внутреннюю полость тела, которая вмещает и защищает органы, омывая их жидкостями и поддерживая их соединительной тканью.
Leave A Comment