UWAGI Z EMBRIOLOGII
Embriologia bada sekwencję form rozwoju z zygoty do organizmu ze wszystkimi jego organami i układami.
Dobrze jest pamiętać w tym względzie o rozróżnieniu między rozwojem (sukcesją faz strukturalnych i organizacyjnych o rosnącej złożoności) a wzrostem, rozumianym przede wszystkim w sensie ilościowym.
W metazorze kręgowców jesteśmy świadkami, wznosząc się w serii ewolucyjnej do człowieka (przez cyklostomy, ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki), do pojawienia się dorosłych form o coraz większej złożoności, dla których większa jest powikłanie faz rozwoju embrionalnego.
Na początku zygota, zawsze wyposażona w materiał rezerwowy, jest podzielona (przez kolejną mitozę) na 2, potem 4, potem 8 itd. komórki zwane blastomerami, bez wzrostu, aż do osiągnięcia normalnego związku / związku cytoplazmatycznego gatunku.
Ta początkowa segmentacja może przebiegać według różnych wzorów, w zależności od ilości i rozkładu deutoplazmy.
Na początku deutoplazma jest rzadka („jaja oligolekityczne”), dla których segmentacja jest całkowita i powoduje powstanie nieco innych blastomerów. Wraz ze wzrostem złożoności embrionu potrzeba więcej czasu i materiału, zanim jego rozwój pozwoli na samodzielne życie. Z tego powodu potrzebny jest wzrost deutoplazmy („jaja telolekityczne”), które zwykle umieszczane jest w części zygoty. Powoduje to rosnącą „anizotropię”, która jest związana z modyfikacjami segmentacji, regulowanymi dwiema ogólnymi zasadami:
- prawo Hertwiga mówi, że w mitozie, achromatyczne wrzeciono (którego równik określa płaszczyznę podziału komórek potomnych) ma tendencję do usuwania w sensie większej długości cytoplazmy;
- Prawo Balfoura mówi, że prędkość segmentacji jest odwrotnie proporcjonalna do ilości deutoplazmy.
Widzimy więc, że już w cyklostomach i u ryb segmentacja jest nierówna, z szybko podzielonym słupem zwierzęcym (który da górne struktury zarodka) i małym słupkiem cielęcym, który będzie zawierał większość rezerwowego materiału. Jeszcze większa jest ta anizotropowa tendencja u płazów (w której konieczne jest predysponowanie organów odpowiedzialnych za oddychanie powietrzne), w których biegun cielęcy, chociaż powoli podzielony na segmenty, pozostaje stosunkowo obojętny i kończy się pokryciem komórkami pochodzącymi z szybko segmentowanego bieguna zwierzęcego. Do tego etapu ewolucyjnego następstwo głównych stadiów embrionalnych obejmuje: zygotę, blastomery, morula (klaster blastomerów podobny do jeżyny), blastula (morula z cofniętymi komórkami wewnętrznymi), gastrula (blastula, w której komórki jednej strony są inwazowane) ), w którym pojawia się prymitywna wnęka organizmu, z zewnętrzną warstwą komórkową (ektoderma, z której najpierw wywodzi się układ nerwowy) i wewnętrzna (entoderma), między którymi następnie włączy się trzecia warstwa (mezoderma). Z tych warstw lub „zarodkowych ulotek” następnie, w uporządkowanej kolejności, wywodzą się wszystkie tkanki, narządy i aparaty.
W bardziej zaawansowanych gatunkach wzrost deutoplazmy (lub „łydki”) jest taki, że nie może nawet segmentować. Widzimy zatem, że u ptaków segmentacja dotyczy tylko cienkiego dysku powierzchniowego, prowadząc do „dyskoblastuli” i szeregu zjawisk, które gwarantują tworzenie się embrionu w inny sposób niż wspomniany powyżej.
Dalszy wzrost deutoplazmy prawdopodobnie nie byłby bardziej efektywny, tak że u ssaków rozwój i wzrost do możliwości samodzielnego życia uzyskuje się za pomocą innego systemu. Zauważamy w istocie u ssaków, że deutoplazma służy tylko do najwcześniejszych etapów rozwoju; następnie zarodek ustanawia związki metaboliczne z organizmem matki (z pojawieniem się łożyska) i nie wykorzystuje już deutoplazmy, której nadmiar jest wyeliminowany. W tym momencie jaja wracają do oligolecitiche, a segmentacja może powrócić do stanu całkowitego (a zatem w pierwszych etapach jest podobny do anfiosso), ale po morula embriogeneza trwa zgodnie z najbardziej rozwiniętym schematem ptaków, z „Blastocysta”, a następnie implantacja na ścianie macicy, dzięki czemu metabolizm zarodka jest zapewniony przez organizm matki (przez łożysko), a nie przez deutoplazmę.
RÓŻNICA EMBRYONOWA
Gdy segmentacja zygoty doprowadzi do związku jądra / cytoplazmy z normą gatunku, konieczne jest, aby równolegle z rozwojem zaczął się również wzrost. Z tego powodu rozpoczyna się metabolizm wraz z pojawieniem się syntezy jąder i białek. Tak rozpoczęta synteza białek wynika z genów odpowiedzialnych za pierwsze fazy rozwoju embrionalnego. Geny te są tłumione przez substancje obecne w różnych blastomerach słupa zwierzęcego i cielęcia. Z kolei produkty tych początkowych genów mogą reprezentować operony genów odpowiedzialnych za kolejne etapy. Produkty tej drugiej serii genów będą w stanie działać zarówno w sensie konstruowania nowych struktur embrionalnych, jak i tłumienia poprzednich operonów i derepronowania kolejnych, w uporządkowanej sekwencji, która prowadzi do budowy nowego organizmu, dzięki zgromadzonej informacji genetycznej od genomu przez tysiąclecia w coraz bardziej rozwiniętych gatunkach.
Słynne wyrażenie „ontogeneza Haeckela” rekapituluje filogenezę ”, w rzeczywistości dokładnie wyraża fakt, że wyższe gatunki powtarzają się, w stadiach rozwoju embrionalnego, sukcesji, która znajduje się już w ewolucyjnie wcześniejszych gatunkach.
Początkowe stadia zarodków wydają się być podobne u kręgowców, szczególnie do pojawienia się skrzeli.
W gatunkach, które przechodzą do oddychania powietrznego, skrzela są następnie ponownie wchłaniane i ponownie wykorzystywane (na przykład do tworzenia gruczołów dokrewnych), ale informacja genetyczna związana z tworzeniem skrzeli jest zachowana także u ludzi. Jest to wyraźnie przykład embrionalnych genów strukturalnych, które są obecne w genomie wszystkich kręgowców i muszą pozostać stłumione po przepracowaniu momentu ontogenetycznego.
Interpretacja embriogenezy w sensie regulacji działania genów pozwala nam ujednolicić złożone, tradycyjne doświadczenia embriologii eksperymentalnej.
TWINS
Zygota i pierwsze blastomery, aż do rozpoczęcia syntezy białka, są totipotencjalne, zdolne do nadania życia całemu organizmowi. Do tego dochodzą eksperymenty Spemanna, który uzyskał dwa zarodki z dławienia zygoty płazów. Podobne zjawisko wydaje się być podstawą zjawiska identycznych bliźniąt u ludzi, które z tego powodu są nazywane monozygotycznymi (MZ). Eksperymentalne bliźniaki Spemanna były o połowę mniejsze od normalnych, podczas gdy u ludzi są całkowicie normalne. Jest to wyjaśnione, ponieważ u płazów dwa embriony musiały podzielić jedyne już otrzymane żółtko, podczas gdy u ludzi embriony mogą otrzymywać przez łożysko wszystko, co jest niezbędne do ich rozwoju i wzrostu.
Dobrze jest pamiętać, że u człowieka dwie trzecie przypadków bliźniąt ma inne pochodzenie: pochodzą one od czasu do czasu ze współczesnego dojrzewania dwóch pęcherzyków, z uwolnieniem dwóch jaj, które zapłodnione dają dwie zygoty; w tym przypadku mówimy o bliźniakach dizygotycznych (DZ).
Ponieważ bliźniaki MZ, podzielone przez mitozę z jedynej zygoty, mają ten sam genom, różnice między nimi muszą być pochodzenia środowiskowego. Zamiast tego genom dwóch bliźniąt DZ przypomina tylko dwóch braci. Ta podwójna metoda opiera się na tej zasadzie, szeroko stosowanej w genetyce człowieka, a także w dziedzinie sportu.
U ludzi, gdzie pewne przyczyny etyczne zabraniają eksperymentowania, można stwierdzić, że każda postać jest regulowana przez czynniki dziedziczne: w rzeczywistości ściśle odziedziczone postacie (takie jak grupy krwi) są zawsze zgodne tylko w bliźniakach MZ; ponieważ zgodność jednej postaci w MZ zbliża się do zgodności z DZ, można wywnioskować, że czynniki środowiskowe przeważają nad czynnikami dziedzicznymi przy określaniu tego fenotypowego charakteru.
Pod redakcją: Lorenzo Boscariol
