ONTOGENESE: STADIEN DER TIERENTWICKLUNG UND IHRE EIGENSCHAFTEN - BIOLOGIE - 2025

Die Ontogenese ist der Prozess, durch den die Entwicklung eines Individuums geschieht. Das Phänomen beginnt mit der Befruchtung und erstreckt sich auf das Altern organischer Wesen. Das Gebiet der Biologie, das für das Studium der Ontogenese verantwortlich ist, ist die Entwicklungsbiologie.

In diesem Prozess erfolgt die "Übersetzung" des Genotyps - aller genetischen Informationen einer biologischen Einheit - in den Phänotyp, den wir beobachten können. Die dramatischste Transformation findet in den frühen Stadien der Entwicklung statt, mit der Transformation einer Zelle zu einem vollständigen Individuum.

Romanes, GJ; hochgeladen auf Wikipedia von en: Benutzer: Phlebas; Autoren der Beschreibungsseite: de: Benutzer: Phlebas, de: Benutzer: SeventyThree, über Wikimedia Commons

Die Verschmelzung von Entwicklungsbiologie und Evolutionstheorie, bekannt als evo-devo, ist heute ein sehr beliebter Wissensbestand, der sprunghaft wächst. Dieses neuartige Gebiet soll die Entwicklung der immensen Vielfalt von Morphologien erklären, die lebende Organismen aufweisen.

"Ontogenese rekapituliert Phylogenie"

Historische Perspektive

Die Beziehung zwischen Ontogenese und Phylogenie war im 21. Jahrhundert eine vorherrschende Ansicht. Es ist allgemein bekannt, dass verschiedene Arten von Organismen in ihren embryonalen Stadien einander viel ähnlicher sind als in adulten Formen. Im Jahr 1828 bemerkte Karl Ernst von Bär dieses Muster im Vertebrata sybphylum.

Baer stellte fest, dass es bei verschiedenen Tetrapodenarten gewisse Ähnlichkeiten im Embryo gibt, wie Kiemen, Notochord, Segmentierung und flossenförmige Gliedmaßen.

Diese werden vor den typischen Merkmalen gebildet, mit denen die betreffende Gruppe in einer spezifischeren hierarchischen Klassifizierungsreihenfolge diagnostiziert werden kann.

Diese Idee wurde vom berühmten - und einem der leidenschaftlichsten Anhänger Charles Darwins - dem in Deutschland geborenen Biologen Ernst Haeckel neu formuliert.

Haeckel wird der berühmte Satz "Ontogenese rekapituliert Phylogenie" zugeschrieben. Mit anderen Worten, die Zusammenfassung schlägt vor, dass die Entwicklung eines Organismus seine Evolutionsgeschichte aus den erwachsenen Formen seiner Vorfahren wiederholt.

Aktuelle Vision

Obwohl der Satz heute bekannt ist, war Mitte des 21. Jahrhunderts klar, dass Haeckels Vorschlag selten erfüllt wird.

SJ Gould, der berühmte Paläontologe und Evolutionsbiologe, legte seine Ideen zur Rekapitulation in dem so genannten "Prinzip der terminalen Addition" dar. Für Gould kann eine Rekapitulation erfolgen, solange eine evolutionäre Veränderung durch sukzessives Hinzufügen von Stadien am Ende einer angestammten Ontogenese erfolgt.

In gleicher Weise sollte es auch wahr sein, dass die zeitliche Dauer der Ahnenontogenese verkürzt werden musste, während sich die Linie entwickelte.

Moderne Methoden haben es heute geschafft, das vom biogenetischen Gesetz vorgeschlagene Konzept der Addition zu widerlegen.

Für Haeckel erfolgte diese Zugabe aufgrund der kontinuierlichen Verwendung der Organe. Die evolutionären Auswirkungen des Gebrauchs und Nichtgebrauchs von Organen wurden jedoch ausgeschlossen.

Es ist derzeit bekannt, dass die Astbögen im Embryonalstadium von Säugetieren und Reptilien niemals die Form haben, die erwachsenen Fischen entspricht.

Darüber hinaus gibt es Unterschiede im Timing oder Timing bestimmter Entwicklungsstadien. In der Evolutionsbiologie wird diese Änderung als Heterochronie bezeichnet.

Stadien der Tierentwicklung

Die Ontogenese umfasst alle Entwicklungsprozesse organischer Wesen, beginnend mit der Befruchtung und endend mit dem Altern.

Logischerweise treten die dramatischsten Transformationen in den ersten Stufen auf, in denen eine einzelne Zelle ein ganzes Individuum bilden kann. Als nächstes werden wir den Ontogeneseprozess beschreiben und die embryonalen Stadien hervorheben.

Eizellenreifung

Während des Oogeneseprozesses bereitet sich eine Eizelle (die weibliche Gamete, auch Ei genannt) auf die Befruchtung und die frühen Entwicklungsstadien vor. Dies geschieht durch das Sammeln von Reservematerial für die Zukunft.

Das Zytoplasma der Eizelle ist eine Umgebung, die reich an verschiedenen Biomolekülen ist, hauptsächlich Messenger-RNA, Ribosomen, Transfer-RNA und anderen für die Proteinsynthese erforderlichen Maschinen. Der Zellkern erfährt ebenfalls ein signifikantes Wachstum.

Spermatozoen benötigen diesen Prozess nicht. Ihre Strategie besteht darin, so viel Zytoplasma wie möglich zu eliminieren und den Kern zu kondensieren, um kleine Dimensionen zu erhalten.

Düngung

Das Ereignis, das den Beginn der Ontogenese markiert, ist die Befruchtung, bei der ein männlicher und ein weiblicher Gamet im Allgemeinen während der sexuellen Fortpflanzung vereint werden.

Bei der äußeren Befruchtung, wie sie bei vielen Meeresorganismen auftritt, werden beide Gameten ins Wasser ausgestoßen und zufällig gefunden.

Bei der Befruchtung wird die diploide Nummer des Individuums wieder integriert und ermöglicht die Kombinationsprozesse zwischen den väterlichen und mütterlichen Genen.

In bestimmten Fällen ist Sperma nicht erforderlich, um die Entwicklung zu aktivieren. Bei den meisten Menschen entwickelt sich der Embryo jedoch nicht richtig. In ähnlicher Weise können sich einige Arten durch Parthenogenese vermehren, wobei eine normale Embryonalentwicklung ohne die Notwendigkeit eines Spermas auftritt.

Im Gegensatz dazu erfordern einige Eier die Aktivierung des Spermas, bauen jedoch nicht das genetische Material dieses männlichen Gameten in den Embryo ein.

Das Sperma und die Eizelle müssen korrekt erkannt werden, damit alle Ereignisse nach der Befruchtung stattfinden können. Diese Erkennung wird durch eine Reihe von Proteinen vermittelt, die für jede Spezies spezifisch sind. Es gibt auch Barrieren, die verhindern, dass ein einmal befruchtetes Ei von einem zweiten Sperma erreicht wird.

Embryogenese

Nach der Befruchtung und Aktivierung des Eies treten die ersten Entwicklungsstadien auf. Bei der Segmentierung teilt sich der Embryo wiederholt und bildet eine Gruppe von Zellen, die als Blastomere bezeichnet werden.

Während dieser letzten Periode tritt kein Zellwachstum auf, nur die Unterteilung der Masse findet statt. Am Ende haben Sie Hunderte oder Tausende von Zellen, die dem Blastula-Zustand weichen.

Während sich der Embryo entwickelt, erhält er eine Polarität. Daher kann man zwischen dem an einem Ende befindlichen Pflanzenpol und dem an Zytoplasma reichen Tierpol unterscheiden. Diese Achse bietet einen Bezugspunkt für die Entwicklung.

Arten von Eiern

Abhängig von der Menge an Eigelb, die das Ei enthält, und der Verteilung dieser Substanz kann das Ei als Oligolecyten, Heterolecyten, Telolecyten und Zentrolecyten klassifiziert werden.

Die ersteren haben, wie der Name schon sagt, eine kleine Menge Eigelb und es ist mehr oder weniger gleichmäßig im Ei verteilt. Im Allgemeinen ist seine Größe klein. Heterolecyten haben mehr Eigelb als Oligolecyten, und Eigelb ist am vegetativen Pol konzentriert.

Die Telolecitos enthalten reichlich Eigelb und nehmen fast das gesamte Ei ein. Schließlich haben die Centrolecitos das gesamte Eigelb im zentralen Bereich des Eies konzentriert.

Explosion

Die Blastula ist eine Masse von Zellen. Bei Säugetieren wird diese Zellgruppe als Blastozyste bezeichnet, während bei den meisten Tieren die Zellen um einen zentralen Flüssigkeitshohlraum angeordnet sind, der als Blastozele bezeichnet wird.

Im Blastula-Zustand konnte ein starker Anstieg der DNA-Menge nachgewiesen werden. Die Größe des gesamten Embryos ist jedoch nicht viel größer als die ursprüngliche Zygote.

Grastrulation

Die Gastrulation wandelt die kugelförmige und einfache Blastula in eine viel komplexere Struktur mit zwei Keimschichten um. Dieser Prozess ist heterogen, wenn wir die verschiedenen Abstammungslinien von Tieren vergleichen. In einigen Fällen wird eine zweite Schicht gebildet, ohne einen inneren Hohlraum zu bilden.

Die Öffnung zum Darm wird als Blastopore bezeichnet. Das Schicksal der Blastopore ist ein sehr wichtiges Merkmal für die Teilung zweier großer Linien: der Protostomate und der Deuterostome. In der ersten Gruppe entsteht aus der Blastopore der Mund, während in der zweiten Gruppe aus der Blastopore der Anus entsteht.

Somit besteht die Gastrula aus zwei Schichten: einer äußeren Schicht, die die Blastozele umgibt, die als Ektoderm bezeichnet wird, und einer inneren Schicht, die als Endoderm bezeichnet wird.

Die meisten Tiere haben eine dritte Keimschicht, das Mesoderm, das sich zwischen den beiden oben genannten Schichten befindet. Das Mesoderm kann auf zwei Arten gebildet werden: Die Zellen entstehen aus einem ventralen Bereich der Lippe der Blastopore und von dort aus vermehren sie sich oder entstehen aus dem zentralen Bereich der Wände des Archnterons.

Am Ende der Gastrulation bedeckt das Ektoderm den Embryo und das Mesoderm und Endoderm befinden sich im inneren Teil. Mit anderen Worten, die Zellen haben eine andere Endposition als die, mit der sie begonnen haben.

Koelombildung

Das Koelom ist eine Körperhöhle, die von Mesoderm umgeben ist. Dies liegt daran, dass während des Gastrulationsprozesses die Blastozele fast vollständig mit Mesoderm gefüllt ist.

Dieser coelomatische Hohlraum kann auf zwei Arten auftreten: schizocelic oder enterocelic. Beide Koelome sind jedoch funktionell äquivalent.

Organogenese

Die Organogenese umfasst eine Reihe von Prozessen, bei denen jedes der Organe gebildet wird.

Die wichtigsten Ereignisse umfassen die Migration bestimmter Zellen an den Ort, an dem sie zur Bildung des Organs erforderlich sind.

Genexpression während der Ontogenese

In der Entwicklung wurde festgestellt, dass die Epigenese in drei Stadien abläuft: Musterbildung, Bestimmung der Körperposition und Induktion der richtigen Position für die Extremitäten und verschiedene Organe.

Um eine Antwort zu erzeugen, gibt es bestimmte Genprodukte, die als Morphogene bezeichnet werden (die Definition dieser Einheiten ist theoretisch und nicht chemisch). Diese funktionieren dank der Bildung eines Differentialgradienten, der räumliche Informationen liefert.

In Bezug auf die beteiligten Gene spielen homöotische Gene eine grundlegende Rolle bei der Entwicklung von Individuen, da sie die Identität der Segmente definieren.

Verweise

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF & Wake, DB (1979). Größe und Form in Ontogenese und Phylogenie. Paleobiology, 5 (3), 296 & ndash; 317.
2. Curtis, H. & Barnes, NS (1994). Einladung zur Biologie. Macmillan.
3. Gould, SJ (1977). Ontogenese und Phylogenie. Harvard University Press.
4. CP Hickman, LS Roberts, A. Larson, WC Ober & C. Garrison (2001). Integrierte Prinzipien der Zoologie. McGraw - Hill.
5. Kardong, KV (2006). Wirbeltiere: vergleichende Anatomie, Funktion, Evolution. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML & McNamara, KJ (2013). Heterochronie: die Evolution der Ontogenese. Springer Science & Business Media.