ОРГАНОГЕНЕЗА ЖИВОТИЊА И БИЉАКА И ЊИХОВЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Органогенеза у развоју биологије, је време промена у којој су три слоја чине ембрион да постане број тела која су пронађена у потпуности развијених особа.

Смештајући се привремено у развој ембриона, процес органогенезе започиње на крају гаструлације и наставља се до рођења организма. Сваки заметни слој ембриона је диференциран у посебне органе и системе.

Извор: Анатомист90

Код сисара, ектодерма ствара спољашње епителне структуре и нервне органе. Мезодерма на нотокорду, шупљинама, органима крвотока, мишићном систему, делу скелета и урогениталном систему. Коначно, ендодерма ствара епител респираторног тракта, ждрела, јетре, панкреаса, слузнице бешике и глатких мишића.

Као што можемо закључити, то је фино регулисан процес где почетне ћелије пролазе кроз специфичну диференцијацију где су специфични гени изражени. Овај процес је праћен каскадним ћелијама сигнализације, где се стимулуси који модулирају ћелијски идентитет састоје од спољних и унутрашњих молекула.

У биљкама се процес органогенезе одвија до смрти организма. Поврће углавном производи органе током свог живота - као што су лишће, стабљика и цвеће. Феномен је оркестриран биљним хормонима, њиховом концентрацијом и односом међу њима.

Шта је органогенеза?

Један од најнеобичнијих догађаја у биологији организама је брза трансформација мале оплођене ћелије у јединку коју чине вишеструке и сложене структуре.

Ова ћелија почиње да се дели и долази до тачке у којој можемо разликовати слојеве клица. Формирање органа настаје током процеса који се зове органогенеза и одвија се након сегментације и гаструлације (друге фазе ембрионалног развоја).

Свако примарно ткиво које се формира током гаструлације диференцира се у специфичне структуре током органогенезе. Код кичмењака је овај процес врло хомоген.

Органогенеза је корисна за одређивање старости ембриона користећи идентификацију развојне фазе сваке структуре.

Органогенеза код животиња

Ембрионални слојеви

Током развоја организама стварају се ембрионални или заметни слојеви (да се не мешају са клице-ћелијама, ово су овуле и сперме), структуре које ће стварати органе. Група вишећелијских животиња има два микроба (ендодерм и ектодерм) и називају се диплобластични.

Морске анемоне и друге животиње припадају овој групи. Друга група има три слоја, поменутих горе, и трећи који се налази између њих: мезодерма. Ова група је позната као триплобластична. Имајте на уму да не постоји биолошки израз који би се односио на животиње са једним клице слоја.

Једном када су сва три слоја успостављена у ембриону, започиње процес органогенезе. Неки сасвим специфични органи и структуре потичу из одређеног слоја, мада није изненађујуће да су неки формирани почевши од два слоја клица. У ствари, не постоје органски системи који потичу из једног слоја клица.

Важно је нагласити да није слој који сам по себи одлучује о судбини структуре и процесу диференцијације. Супротно томе, одлучујући фактор је положај сваке ћелије у односу на остале.

Како настаје формирање органа?

Као што смо споменули, органи потичу из одређених подручја ембрионалних слојева који чине ваше ембрионе. До формирања може доћи формирањем набора, подјела и кондензација.

Слојеви могу почети да формирају наборе који касније стварају структуре које личе на цев - касније ћемо видети да овај процес ствара неуралну цев у кичмењака. Зародни слој се такође може поделити и створити везикуле или екстензије.

Затим ћемо описати основни план формирања органа почевши од три слојна клица. Ови обрасци су описани за моделне организме у кичмењака. Друге животиње могу показати знатне разлике у процесу.

Ецтодерм

Већина епителног и нервног ткива потичу из ектодерме и први су се органи који се појаве.

Нотохорд је једна од пет дијагностичких карактеристика хордата - одатле и води назив групе. Испод тога долази до задебљања ектодерме која ће створити неуралну плочу. Рубови плоче се подижу, затим савијају, стварајући издужену, шупљу унутрашњу цев, која се назива шупља нервна дорзална цев, или једноставно неурална цев.

Неурална цев генерише већину органа и структура које чине нервни систем. Предња регија се шири, формирајући мозак и кранијалне живце. Како напредује развој, формирају се кичмена мождина и мотори кичме.

Структуре које одговарају периферном нервном систему потичу из ћелија неуронског гребена. Међутим, гребен не само да ствара нервне органе, већ учествује и у стварању пигментних ћелија, хрскавице и костију који чине лобању, ганглије аутономног нервног система, неке ендокрине жлезде, између осталих.

Ендодерм

Органи грана

Код већине кичмењака, хранидбени канал формира се из примитивног црева, где се крајњи део епрувете отвара према спољашњем делу и повезује са ектодермом, док се остатак цеви поставља уз ендодерму. Из предњег дела црева излазе плућа, јетра и панкреас.

Респираторног тракта

Један од деривата дигестивног тракта укључује фарингеални дивертикулум, који се појављује на почетку ембрионалног развоја свих кичмењака. Код риба шкрилни лукови стварају шкрге и друге потпорне структуре које остају код одраслих и омогућавају извлачење кисеоника из водених тела.

У еволуцијској еволуцији, када су преци водоземаца почели да развијају живот изван воде, шкрге више нису потребне или корисне као дисајни органи за ваздух и функционално их замењују плућа.

Па зашто ембриони копнених краљежњака поседују шкрлетне лукове? Иако нису повезане са респираторним функцијама животиња, оне су неопходне за стварање других структура, као што су вилица, структуре унутрашњег уха, крајници, паратиреоидне жлезде и тимус.

Месодерм

Мезодерма је трећи слој клица и додатни слој који се појављује код триплобластичних животиња. Повезана је са формирањем скелетног мишића и осталих мишићних ткива, крвожилног система и органа који учествују у излучивању и репродукцији.

Већина мишићних структура потиче из мезодерме. Овај слој клица ствара један од првих функционалних органа ембриона: срце, које почиње да се куца у раној фази развоја.

На пример, један од најчешће коришћених модела за проучавање ембрионалног развоја је пилетина. У овом експерименталном моделу срце почиње куцати другог дана инкубације - цео процес траје три недеље.

Мезодерм такође доприноси развоју коже. О епидерми можемо размишљати као о некаквој развојној "химери", јер је у њеном формирању укључен више од једног клијавог слоја. Спољни слој долази из ектодерме и називамо га епидермис, док се дермис ствара од мезодерме.

Миграција ћелија током органогенезе

Истакнути феномен у биологији органогенезе је ћелијска миграција коју неке ћелије пролазе да би достигле коначно одредиште. Односно, ћелије потичу на једном месту у ембриону и способне су да се крећу на велике удаљености.

Међу ћелијама које су способне да се мигрирају, имамо ћелије прекурсора крви, ћелије лимфног система, пигментне ћелије и гамете. У ствари, већина ћелија које су повезане са коштаним пореклом лобање мигрирају вентрално из дорзалне регије главе.

Органогенеза у биљкама

Као и код животиња, органогенеза у биљкама састоји се од процеса формирања органа који чине биљке. Постоји кључна разлика у обе линије: док се органогенеза код животиња догађа у ембрионалним фазама и завршава када се појединац роди, у биљкама органогенеза престаје тек када биљка умре.

Биљке показују раст током свих фаза свог живота, захваљујући регионима смештеним у специфичним регионима биљке који се називају меристемс. Ова подручја континуираног раста редовно производе гране, лишће, цвеће и друге бочне структуре.

Улога фитохормона

У лабораторији је постигнуто стварање структуре која се зове калус. Иницира се применом коктела фитохормона (углавном ауксина и цитокинина). Калус је структура која није диференцирана и тотипотенцијална - то јест, може произвести било коју врсту органа, попут добро познатих матичних ћелија код животиња.

Иако су хормони кључни елеменат, процес органогенезе није усмерен на укупну концентрацију хормона, већ на однос између цитокинина и ауксина.

Референце

1. Гилберт, СФ (2005). Развојна биологија. Панамерицан Медицал Ед.
2. Гилберт, СФ, и Епел, Д. (2009). Еколошка развојна биологија: интеграција епигенетике, медицине и еволуције.
3. Халл, БК (2012). Еволуциона развојна биологија. Спрингер наука и пословни медији.
4. Хицкман, ЦП, Робертс, ЛС и Ларсон, А. (2007). Интегрисани принципи зоологије. МцГрав-Хилл
5. Рагхаван, В. (2012). Развојна биологија цветних биљака. Спрингер наука и пословни медији.
6. Родригуез, ФЦ (2005). Основе производње животиња. Универзитет у Севиљи.