Wat is gastrulatie?

4820
Egbert Haynes

De gastrulatie is een embryonale ontwikkelingsgebeurtenis waarbij een enorme reorganisatie plaatsvindt van een eenvoudige massa cellen - de blastula - tot een sterk georganiseerde structuur, gevormd door verschillende embryonale lagen.

Om ons tijdelijk in de stadia van embryonale ontwikkeling te plaatsen, vindt eerst bevruchting plaats, daarna segmentatie en de vorming van de blastula en de organisatie van deze celmassa is gastrulatie. Het is de belangrijkste gebeurtenis van de derde zwangerschapsweek bij mensen.

Bron: Pidalka44 [publiek domein]

Diploblastische dieren bestaan ​​uit twee embryonale lagen: het endoderm en het ectoderm, terwijl triblastische dieren bestaan ​​uit drie embryonale lagen: het endoderm, mesoderm en ectoderm. De juiste organisatie van deze structuren en de juiste cellulaire lokalisatie ervan vindt plaats tijdens gastrulatie.

Elk van de embryonale lagen die tijdens gastrulatie worden gevormd, zal aanleiding geven tot specifieke organen en systemen van het volwassen organisme..

Het proces varieert afhankelijk van de bestudeerde dierlijke afstamming. Er zijn echter bepaalde veelvoorkomende gebeurtenissen, zoals veranderingen in de beweeglijkheid van cellen, in de vorm van de cellen en in de manier waarop ze zijn verbonden.

Artikel index

  • 1 Principes van embryonale ontwikkeling
    • 1.1 Cruciale stappen tijdens de ontwikkeling
    • 1.2 Embryonale lagen
  • 2 Wat is gastrulatie?
    • 2.1 Gastrulatie: oorsprong van de drie kiemlagen
    • 2.2 Gastrulatie is een zeer variabel proces
    • 2.3 Classificatie van bilaterale dieren volgens het lot van de blastopore
  • 3 soorten bewegingen tijdens gastrulatie
    • 3.1 Gastrulatie door invaginatie
    • 3.2 Grastrulatie door epibolia
    • 3.3 Gastrulatie door involutie
    • 3.4 Gastrulatie door delaminatie
    • 3.5 Intrusie gastrulatie
  • 4 referenties

Principes van embryonale ontwikkeling

Cruciale stappen tijdens de ontwikkeling

Om het concept van gastrulatie te begrijpen, is het noodzakelijk om bepaalde belangrijke aspecten van de ontwikkeling van een embryo te kennen. We zullen elk van de stappen voorafgaand aan gastrulatie opsommen en kort beschrijven om in de juiste context te komen.

Hoewel de ontwikkeling van dieren een zeer variabele gebeurtenis is tussen geslachten, zijn er vier gemeenschappelijke stadia: bevruchting, vorming van blastula, gastrulatie en organogenese..

Stap 1. Bemesting

De eerste stap is bevruchting: de vereniging tussen de mannelijke en vrouwelijke gameten. Na deze gebeurtenis vindt een reeks veranderingen en transformaties plaats in de zygote. Het fenomeen van de overgang van een enkele cel naar een volledig gevormd embryo is het doel van de embryonale ontwikkelingsbiologie.

Stap 2. Segmentatie en vorming van de blastula

Na bevruchting vindt repetitieve en massale celdeling plaats, die in dit stadium wordt genoemd blastomere. In deze periode die segmentatie wordt genoemd, is er geen toename in grootte, alleen delen van de grote initiële celmassa. Wanneer dit proces is voltooid, heeft zich een massa cellen gevormd die een blastula wordt genoemd..

Bij de meeste dieren rangschikken de cellen zich rond een met vloeistof gevulde centrale holte die een blastocele wordt genoemd. Hier wordt een kiemlaag gevormd, en het is een stap die alle meercellige dieren ondergaan tijdens hun ontwikkeling..

Het is belangrijk om te vermelden dat tijdens het segmentatieverschijnsel het embryo een polariteit aanneemt. Dat wil zeggen, ze verschillen in stokken van dieren en planten. Het dier wordt gekenmerkt doordat het rijk is aan cytoplasma en een kleine dooierzak.

Stap 3. Gastrulatie en vorming van twee kiemlagen

Na de vorming van de eerste kiemlaag vindt de vorming van een tweede laag plaats. Dit proces wordt in dit artikel in detail beschreven..

Stap 4. Organogenese

Zodra de drie kiemlagen zijn gevormd, beginnen cellen te interageren met hun partners en vindt de vorming van weefsels en organen plaats in een gebeurtenis die organogenese wordt genoemd..

Meerdere organen bevatten cellen uit meer dan één kiemlaag. Het is niet ongebruikelijk dat de buitenkant van het orgel is afgeleid van de ene kiemlaag en het interieur van een andere. Het duidelijkste voorbeeld van deze heterogene oorsprong is de huid, die is afgeleid van het ectoderm en ook van het mesoderm..

Net als bij gastrulatie migreren cellen tijdens de organogenese lange afstanden om hun uiteindelijke positie te bereiken.

Embryonale lagen

De cruciale gebeurtenis van gastrulatie is cellulaire organisatie in verschillende embryonale lagen. Door het aantal embryonale lagen kunnen dieren in twee categorieën worden ingedeeld: diblastisch en tripoblastisch..

Diblastics zijn dieren met een zeer eenvoudige structuur en hebben slechts twee kiemlagen: het endoderm en het ectoderm..

Triblastische organismen daarentegen hebben drie embryonale lagen: die welke worden bezeten door diblastics, en een extra, het mesoderm..

Wat is gastrulatie?

Gastrulatie: oorsprong van de drie kiemlagen

Tijdens gastrulatie begint de sferische blastula die in de vorige sectie is beschreven, complexer te worden, wat leidt tot de vorming van kiemlagen uit de totipotentiële cellen van de epiblastische laag..

In eerste instantie de term gastrulatie het werd gebruikt om het geval van darmvorming te beschrijven. Het wordt nu echter in een veel bredere zin gebruikt en beschrijft de vorming van een drielaags embryo..

In dit proces wordt het lichaamsplan van het zich ontwikkelende organisme vastgesteld. De cellen die deel uitmaken van het endoderm en het mesoderm bevinden zich in de gastrula, terwijl de cellen waaruit de huid en het zenuwstelsel bestaan, verspreid zijn over het oppervlak ervan..

Celbeweging - of migraties - tijdens gastrulatie omvat het hele embryo en is een gebeurtenis die nauwkeurig moet worden gecoördineerd.

Gastrulatie is een zeer variabel proces

Afhankelijk van de onderzochte diergroep vinden we duidelijke variaties in het gastrulatieproces

In het bijzonder varieert dit proces in de verschillende klassen van gewervelde dieren. Dit gebeurt gedeeltelijk vanwege de geometrische beperkingen die elke gastrula vertoont.

Ondanks deze opvallende variaties, lijken de postgastrula-stadia sterk op elkaar tussen de groepen. In feite is de gelijkenis tussen embryo's van gewervelde dieren een feit dat algemeen bekend is..

Het is erg moeilijk - zelfs voor de meest vooraanstaande autoriteiten in de embryologie - om een ​​embryo te onderscheiden van een vogel en een reptiel in de beginfase..

Classificatie van bilaterale dieren volgens het lot van de blastopore.

Tijdens gastrulatie wordt een opening gevormd genaamd blastopore. De uiteindelijke bestemming hiervan maakt het mogelijk om bilaterale dieren in twee grote groepen in te delen: protostomaten en deuterostomes.

In de protostomaten - term uit de Griekse wortels "eerste mond”- de genoemde opening geeft aanleiding tot de mond. Deze lijn bevat weekdieren, geleedpotigen en verschillende phyla van wormvormige dieren..

In deuterostomes leidt de blastopore tot de anus en de mond wordt gevormd door een andere secundaire opening. In deze groep vinden we stekelhuidigen en chordaten - wij mensen bevinden ons in chordaten.

Andere embryonale en moleculaire kenmerken hebben geholpen het bestaan ​​van deze twee evolutionaire lijnen te valideren..

Soorten bewegingen tijdens gastrulatie

Het lot van de blastula hangt af van verschillende factoren, waaronder het type ei en segmentatie. De meest voorkomende soorten gastrulatie zijn de volgende:

Gastrulatie door invaginatie

In de meeste diergroepen is segmentatie van het holoblastische type, waarbij de blastula lijkt op een bal met niets erin en de holte een blastocele wordt genoemd..

Tijdens gastrulatie van invaginatie dringt een deel van de blastula naar binnen en ontstaat de tweede kiemlaag: het endoderm. Bovendien verschijnt er een nieuwe holte, de archenteron genaamd..

Het is analoog aan het nemen van een zachte plastic bal of bal, en met onze vinger drukken we om een ​​gat te vormen: dit is de invaginatie waarnaar we verwijzen. Zee-egels vertonen dit type gastrulatie.

Grastrulatie door epibolia

Dit type gastrulatie komt voor in eieren met een aanzienlijke hoeveelheid dooier in de vegetatieve pool. Om deze redenen wordt het moeilijk om een ​​intussusceptie te creëren (het proces dat we beschrijven in het vorige type gastrulatie)..

Voor de vorming van de kiemlagen is er een vermenigvuldiging van de micromeren die zich in de dierenpool bevinden, zinken en de macromeren omringen. Op dit punt heeft de blastopore zich al gevormd bij de vegetatieve pool.,

Het ectoderm wordt gevormd door de micromeren, terwijl de macromeren aanleiding geven tot het endoderm.

Dit type gastrulatie wordt aangetroffen bij de vorming van het ectoderm van zeer heterogene diergroepen, zoals amfibieën, zee-egels en manteldieren (ook bekend als zeeschuiten of zeespuiten).

Gastrulatie door involutie

Dit proces vindt plaats wanneer het ei enorme hoeveelheden dooier vertoont - meer dan in het geval van epibolische gastrulatie. Het proces bestaat uit het ineenstorten van de cellen in de periferie van de schijf.

Deze cellen gaan dan achteruit en vormen een tweede laag die naar binnen vouwt en het endoderm en ectoderm vormt. Amfibieënmesoderm wordt gevormd door dit ontwikkelingspatroon te volgen.

Gastrulatie door delaminatie

Het endoderm is afkomstig van delen van ectodermale cellen. Bovendien migreren en zinken deze cellen. Vervolgens vindt de scheiding plaats in twee lagen cellen die het ectoderm en het endoderm zullen zijn.

Dit type gastrulatie is zeldzaam en er is geen blastopore. Hypoblastvorming bij vogels en zoogdieren vindt plaats door delaminatie.

Intrusion gastrulatie

Het lijkt in verschillende opzichten op gastrulatie door delaminatie, behalve dat het endoderm wordt gevormd door de beweging van cellen uit het ectoderm..

Net als bij gastrulatie door delaminatie komt de vorming van een blastopore niet voor en is kenmerkend voor minder complexe dieren, zoals zeesponzen en merg. Het mesoderm van zee-egels wordt op deze manier gevormd, evenals neuroblasten in het geslacht Drosophila.

Referenties

  1. Carlson, B. M. (2018). E-book over menselijke embryologie en ontwikkelingsbiologie. Elsevier.
  2. Hall, B. K. (2012). Evolutionaire ontwikkelingsbiologie. Springer Science & Business Media.
  3. Hickman, C. P. (2007​Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
  4. Holtfreter, J. (1944). Een studie van de mechanica van gastrulatie. Journal of experimentele zoölogie95(2), 171-212.
  5. Kalthoff, K. (1996). Analyse van biologische ontwikkeling. New York: McGraw-Hill.
  6. Nance, J., Lee, J. Y., & Goldstein, B. (2005). Gastrulatie bij C. elegans. In WormBook: The Online Review of C. elegans Biology [internet]. Wormbook.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.