ORGANOGENESE VAN DIEREN EN PLANTEN EN HUN KENMERKEN - BIOLOGIE - 2026

De organogenese in de ontwikkeling van de biologie is een tijd van verandering waarin de drie lagen die het embryo vormen, het aantal lichamen worden dat in volledig ontwikkelde individuen wordt aangetroffen.

Door ons tijdelijk in de ontwikkeling van het embryo te plaatsen, begint het proces van organogenese aan het einde van de gastrulatie en gaat door tot de geboorte van het organisme. Elke kiemlaag van het embryo is gedifferentieerd in specifieke organen en systemen.

Bron: Anatomist90

Bij zoogdieren veroorzaakt het ectoderm externe epitheliale structuren en zenuworganen. Het mesoderm naar de notochord, holtes, organen van de bloedsomloop, spierstelsel, deel van het skelet en urogenitaal systeem. Ten slotte produceert het endoderm het epitheel van de luchtwegen, de keelholte, de lever, de pancreas, de bekleding van de blaas en gladde spieren.

Zoals we kunnen afleiden, is het een fijn gereguleerd proces waarbij de initiële cellen een specifieke differentiatie ondergaan waarbij specifieke genen tot expressie worden gebracht. Dit proces gaat gepaard met cascades van celsignalering, waarbij de stimuli die de celidentiteit moduleren, zowel uit externe als interne moleculen bestaan.

In planten vindt het proces van organogenese plaats tot de dood van het organisme. Groenten produceren over het algemeen hun hele leven organen, zoals bladeren, stengels en bloemen. Het fenomeen wordt georkestreerd door plantenhormonen, hun concentratie en de relatie daartussen.

Wat is organogenese?

Een van de meest bijzondere gebeurtenissen in de biologie van organismen is de snelle transformatie van een kleine bevruchte cel in een individu dat is opgebouwd uit meerdere en complexe structuren.

Deze cel begint zich te delen en er komt een punt waarop we de kiemlagen kunnen onderscheiden. Orgaanvorming vindt plaats tijdens een proces dat organogenese wordt genoemd en vindt plaats na segmentatie en gastrulatie (andere stadia van embryonale ontwikkeling).

Elk primair weefsel dat tijdens gastrulatie is gevormd, differentieert zich tijdens de organogenese in specifieke structuren. Bij gewervelde dieren is dit proces erg homogeen.

Organogenese is nuttig om de leeftijd van embryo's te bepalen, met behulp van de identificatie van het ontwikkelingsstadium van elke structuur.

Organogenese bij dieren

Embryonale lagen

Tijdens de ontwikkeling van organismen ontstaan ​​embryonale of kiemlagen (niet te verwarren met kiemcellen, dit zijn de eitjes en het sperma), structuren waaruit de organen voortkomen. Een groep meercellige dieren heeft twee kiemlagen - endoderm en ectoderm - en wordt diploblastisch genoemd.

Zeeanemonen en andere dieren behoren tot deze groep. Een andere groep heeft drie lagen, die hierboven zijn genoemd, en een derde die zich ertussen bevindt: het mesoderm. Deze groep staat bekend als triploblastisch. Merk op dat er geen biologische term is om te verwijzen naar dieren met een enkele kiemlaag.

Zodra alle drie de lagen in het embryo zijn gevestigd, begint het proces van organogenese. Sommige zeer specifieke organen en structuren zijn afgeleid van een specifieke laag, hoewel het niet verwonderlijk is dat sommige worden gevormd uitgaande van twee kiemlagen. In feite zijn er geen orgaansystemen die uit een enkele kiemlaag komen.

Het is belangrijk om te benadrukken dat het niet de laag is die zelf het lot van de structuur en het differentiatieproces bepaalt. De bepalende factor daarentegen is de positie van elk van de cellen ten opzichte van de andere.

Hoe vindt orgaanvorming plaats?

Zoals we al zeiden, zijn organen afkomstig van specifieke delen van de embryonale lagen waaruit uw embryo's bestaan. De vorming kan plaatsvinden door vorming van vouwen, splitsingen en condensaties.

De lagen kunnen plooien gaan vormen die later aanleiding geven tot structuren die op een buis lijken - later zullen we zien dat dit proces aanleiding geeft tot de neurale buis bij gewervelde dieren. De kiemlaag kan zich ook delen en aanleiding geven tot blaasjes of extensies.

Vervolgens zullen we het basisplan van orgaanvorming beschrijven vanuit de drie kiemlagen. Deze patronen zijn beschreven voor modelorganismen bij gewervelde dieren. Andere dieren kunnen aanzienlijke variaties in het proces vertonen.

Ectoderm

De meeste epitheel- en zenuwweefsels zijn afkomstig van het ectoderm en zijn de eerste organen die verschijnen.

Het notochord is een van de vijf diagnostische kenmerken van chordaten - en daar komt de naam van de groep vandaan. Daaronder is er een verdikking van het ectoderm die aanleiding zal geven tot de neurale plaat. De randen van de plaat worden verhoogd en vervolgens gebogen, waardoor een langwerpige, holle binnenbuis ontstaat, een holle neurale dorsale buis of gewoon een neurale buis genoemd.

De neurale buis genereert de meeste organen en structuren waaruit het zenuwstelsel bestaat. Het voorste gebied wordt breder en vormt de hersenen en schedelzenuwen. Naarmate de ontwikkeling vordert, worden het ruggenmerg en de motorische zenuwen van de wervelkolom gevormd.

De structuren die overeenkomen met het perifere zenuwstelsel zijn afgeleid van de cellen van de neurale top. De top geeft echter niet alleen aanleiding tot de zenuworganen, het neemt ook deel aan de vorming van pigmentcellen, kraakbeen en botten waaruit de schedel bestaat, de ganglia van het autonome zenuwstelsel en enkele endocriene klieren.

Endoderm

Branch organen

Bij de meeste gewervelde dieren wordt het voedingskanaal gevormd uit een primitieve darm, waar het laatste deel van de buis naar buiten opent en op één lijn ligt met het ectoderm, terwijl de rest van de buis op één lijn ligt met het endoderm. Vanuit het voorste deel van de darm ontstaan ​​de longen, lever en pancreas.

Luchtwegen

Een van de derivaten van het spijsverteringskanaal omvat het faryngeale divertikel, dat verschijnt aan het begin van de embryonale ontwikkeling van alle gewervelde dieren. Bij vissen geven de kieuwbogen aanleiding tot de kieuwen en andere ondersteunende structuren die bij volwassenen blijven bestaan ​​en die de extractie van zuurstof uit watermassa's mogelijk maken.

In de evolutionaire evolutie, wanneer de voorouders van amfibieën een leven buiten het water beginnen te ontwikkelen, zijn de kieuwen niet langer nodig of nuttig als luchtademhalingsorganen en worden ze functioneel vervangen door de longen.

Dus waarom hebben terrestrische embryo's van gewervelde dieren kieuwbogen? Hoewel ze geen verband houden met de ademhalingsfuncties van dieren, zijn ze nodig voor het genereren van andere structuren, zoals de kaak, de structuren van het binnenoor, amandelen, de bijschildklieren en de thymus.

Mesoderm

Het mesoderm is de derde kiemlaag en de extra laag die voorkomt bij triploblastische dieren. Het is gerelateerd aan de vorming van skeletspieren en ander spierweefsel, de bloedsomloop en de organen die betrokken zijn bij uitscheiding en voortplanting.

De meeste spierstructuren zijn afgeleid van het mesoderm. Uit deze kiemlaag ontstaat een van de eerste functionele organen van het embryo: het hart, dat in een vroeg ontwikkelingsstadium begint te kloppen.

Een van de meest gebruikte modellen voor het bestuderen van de embryonale ontwikkeling is bijvoorbeeld de kip. In dit experimentele model begint het hart te kloppen op de tweede dag van de incubatie - het hele proces duurt drie weken.

Het mesoderm draagt ​​ook bij aan de ontwikkeling van de huid. We kunnen de epidermis zien als een soort ontwikkelingschimera, aangezien er meer dan één kiemlaag bij de vorming betrokken is. De buitenste laag is afkomstig van het ectoderm en noemen we de epidermis, terwijl de dermis wordt gevormd uit het mesoderm.

Celmigratie tijdens organogenese

Een prominent fenomeen in de biologie van organogenese is de celmigratie die sommige cellen ondergaan om hun eindbestemming te bereiken. Dat wil zeggen, de cellen ontstaan ​​op één plaats in het embryo en kunnen lange afstanden afleggen.

Onder de cellen die kunnen migreren, hebben we bloedprecursorcellen, cellen van het lymfestelsel, pigmentcellen en gameten. In feite migreren de meeste cellen die verband houden met de benige oorsprong van de schedel ventraal vanuit het dorsale gebied van het hoofd.

Organogenese in planten

Net als bij dieren bestaat organogenese in planten uit het proces van vorming van de organen waaruit planten bestaan. Er is een belangrijk verschil in beide lijnen: terwijl organogenese bij dieren plaatsvindt in de embryonale stadia en eindigt wanneer het individu wordt geboren, stopt de organogenese in planten pas wanneer de plant sterft.

Planten vertonen groei tijdens alle stadia van hun leven, dankzij regio's in specifieke regio's van de plant, meristemen genaamd. Deze gebieden met continue groei produceren regelmatig takken, bladeren, bloemen en andere zijstructuren.

Rol van fytohormonen

In het laboratorium is de vorming van een structuur genaamd callus bereikt. Het wordt veroorzaakt door een cocktail van fytohormonen toe te passen (voornamelijk auxines en cytokinines). De callus is een structuur die niet gedifferentieerd is en totipotentieel is, dat wil zeggen dat het elk type orgaan kan produceren, zoals de bekende stamcellen bij dieren.

Hoewel hormonen een sleutelelement zijn, is het niet de totale concentratie van het hormoon die het organogenese proces stuurt, maar de relatie tussen cytokinines en auxines.

Referenties

1. Gilbert, SF (2005). Ontwikkelingsbiologie . Panamerican Medical Ed.
2. Gilbert, SF en Epel, D. (2009). Ecologische ontwikkelingsbiologie: integratie van epigenetica, geneeskunde en evolutie.
3. Hall, BK (2012). Evolutionaire ontwikkelingsbiologie. Springer Science & Business Media.
4. Hickman, CP, Roberts, LS en Larson, A. (2007). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill
5. Raghavan, V. (2012). Ontwikkelingsbiologie van bloeiende planten. Springer Science & Business Media.
6. Rodríguez, FC (2005). Basis van dierlijke productie. Sevilla Universiteit.