在个体发育是由发生在个体的发展过程。这种现象始于受精,并延伸到有机生物的衰老。负责个体发育研究的生物学领域是发育生物学。
在此过程中,基因型-生物实体的所有遗传信息-被“翻译”为我们可以观察到的表型。最显着的转化发生在发育的早期,即细胞转化为完整的个体。
罗曼斯(GJ);zh-cn用户:Plebas上传到Wikipedia;描述页面的作者:zh:用户:Phlebas,en:用户:SeventyThree,通过Wikimedia Commons
如今,发展生物学和进化论的融合被称为evo-devo,它是一种非常流行的知识体系,它正在突飞猛进地发展。这个新颖的领域旨在解释活生物体所展现的形态学多样性的演变。
“本体论概括了系统发育”
历史的角度
在整个21世纪,本体论与系统发育之间的关系一直是主流观点。众所周知,不同物种的生物在胚胎阶段比成年形式更加相似。在1828年,卡尔·恩斯特·冯·巴尔(Karl Ernst von Baer)注意到了在椎骨(Vertebrata sybphylum)中的这种图案。
巴尔指出,在不同种类的四足动物中,胚胎具有某些相似性,例如g,脊索,节段和鳍状肢体。
它们是在典型特征之前形成的,这些特征允许以更特定的层次分类顺序诊断相关组。
这个想法是由著名的-也是查尔斯·达尔文(Charles Darwin)最热情的追随者之一-德国出生的生物学家恩斯特·海克尔(Ernst Haeckel)提出的。
Haeckel以其著名的短语“本体论概括了系统发育”而著称。换句话说,概括提出一种生物的发展从其祖先的成年形式重复其进化历史。
当前愿景
尽管该短语在今天已广为人知,但到21世纪中叶,很明显Haeckel的建议很少得到满足。
著名的古生物学家和进化生物学家SJ Gould在他所谓的“末端加成原理”中提出了有关概括的观点。对于古尔德来说,只要在祖先个体发育结束时通过相继增加阶段来发生进化变化,就可以进行概括。
同样,随着世系的发展,祖先个体发育的时间长度也必须缩短。
如今,现代方法学已成功驳斥了生物遗传法提出的加法概念。
对于Haeckel而言,之所以出现这种添加是因为对器官的连续使用。但是,人们对使用和废弃器官的进化意义不屑一顾。
目前已知的是,哺乳动物和爬行动物的胚胎阶段中的弓形弓从未具有与成年鱼相对应的形状。
另外,开发中某些阶段的时间安排或时间安排也有所不同。在进化生物学中,这种变化称为异时。
动物发育阶段
个体发育涵盖了有机生物发展的所有过程,从受精开始到衰老结束。
从逻辑上讲,最戏剧性的转变发生在第一阶段,其中单个单元格能够形成整个个体。接下来,我们将描述个体发育过程,重点是胚胎阶段。
卵母细胞成熟
在卵子发生过程中,卵子(雌配子,也称卵子)准备受精和发育的早期阶段。这是通过为将来积累储备材料而发生的。
卵子的细胞质是一个富含不同生物分子的环境,主要是信使RNA,核糖体,转移RNA和其他蛋白质合成所需的机制。细胞核也经历明显的生长。
精子不需要这个过程;他们的策略是消除尽可能多的细胞质并浓缩细胞核以保持较小的尺寸。
受精
标志着个体发育开始的事件是受精,通常在有性生殖的过程中,它涉及雄配子和雌配子的结合。
在外部受精的情况下,就像许多海洋生物一样,两种配子都被排入水中并被随机发现。
在受精中,个体的二倍体数被重新整合,并允许父本和母本基因之间的组合过程。
在某些情况下,精子不是激活发育所必需的。但是在大多数人中,胚胎的发育方式不正确。同样,某些物种可以通过孤雌生殖繁殖,其中正常胚胎发育无需精子。
相反,某些卵需要激活精子,但不将该雄配子的遗传物质掺入胚胎中。
必须正确识别精子和卵子,以便发生所有受精后事件。这种识别是由每个物种特有的一系列蛋白质介导的。还有一些障碍物阻止受精的卵被第二个精子到达。
胚胎发生
卵受精和激活后,发育的第一阶段开始。在分割过程中,胚胎反复分裂成一组细胞,称为卵裂球。
在最后一个阶段中,没有细胞生长发生,仅发生了团块的细分。最终,您有成百上千个细胞,进入囊胚状态。
随着胚胎的发展,它获得极性。因此,可以区分位于一端的植物极和富含细胞质的动物极。该轴为开发提供了参考点。
鸡蛋的种类
根据鸡蛋的卵黄量和所述物质的分布,可以将鸡蛋分类为寡核细胞,杂核细胞,端粒细胞和中心细胞。
顾名思义,前者有少量的蛋黄,蛋黄或多或少均匀地分布在整个鸡蛋中。通常,它的尺寸很小。杂核细胞比寡核细胞具有更多的卵黄,卵黄集中在营养极。
telelecitos存在大量蛋黄,几乎占据了整个卵。最后,centralecitos将所有蛋黄集中在蛋的中心区域。
爆破
囊泡是细胞团。在哺乳动物中,这种细胞分组称为胚泡,而在大多数动物中,这些细胞围绕着称为胚泡的中央液腔排列。
在囊胚状态下,DNA的数量有可能大大增加。但是,整个胚胎的大小不会比原始合子大很多。
放牧
胃碎将球形和简单的囊胚转变为具有两个胚芽层的更为复杂的结构。如果我们比较动物的不同血统,这个过程是异质的。在某些情况下,在不形成内部空腔的情况下形成第二层。
肠的开口称为胚孔。胚孔的命运对于两个大谱系的分化是非常重要的特征:原形孔和氘化孔。在第一组中,胚芽产生了嘴,而在第二组中,胚芽产生了肛门。
因此,腹股沟有两层:围绕胚泡的外层称为外胚层,而内层称为内胚层。
大多数动物在上述两层之间有第三个胚层,即中胚层。中胚层可以通过两种方式形成:细胞起源于芽生孔的唇的腹侧区域,并从那里增殖或起源于始祖细胞壁的中央区域。
胃造口结束时,外胚层覆盖胚胎,中胚层和内胚层位于内部。换句话说,单元格的开始位置与开始时的位置不同。
腔腔形成
体腔是被中胚层包围的体腔。发生这种情况是因为在胃形成过程中,胚泡几乎完全充满了中胚层。
这种腔腔可以以两种方式出现:精神分裂或肠结肠。但是,两种语言在功能上是等效的。
器官发生
器官发生包括每个器官形成的一系列过程。
最相关的事件包括特定细胞迁移到形成所述器官所必需的位置。
个体发育过程中的基因表达
在发展中,已经确定表观遗传发生在三个阶段:模式形成,身体位置确定以及对四肢和各个器官的正确位置的诱导。
为了产生反应,有一些基因产物称为吗啡原(这些实体的定义是理论上的,而不是化学上的)。这些工作归功于差分梯度的形成,可提供空间信息。
关于涉及的基因,同源基因在个体发育中起基本作用,因为它们定义了片段的身份。
参考文献
- Alberch,P.,Gould,SJ,Oster,GF和Wake,DB(1979)。个体发育和系统发育的大小和形状。古生物学,5(3),296-317。
- Curtis,H。和Barnes,NS(1994)。对生物学的邀请。麦克米伦。
- 古尔德(SJ)(1977)。个体发育和系统发育。哈佛大学出版社。
- 希克曼,CP,罗伯茨,LS,拉森,A。,奥伯,WC,和加里森,C。(2001)。生态学综合原理。麦格劳-希尔。
- Kardong,KV(2006)。脊椎动物:比较解剖,功能,进化。麦格劳-希尔。
- McKinney,ML和McNamara,KJ(2013)。异时性:个体发育的演变。施普林格科学与商业媒体。