ONTOGENY: ขั้นตอนของการพัฒนาสัตว์และลักษณะของพวกมัน - ชีววิทยา

ontogenyเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในการพัฒนาของแต่ละบุคคล ปรากฏการณ์นี้เริ่มต้นด้วยการปฏิสนธิและขยายไปสู่ความชราของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ สาขาชีววิทยาที่รับผิดชอบในการศึกษาการเกิดมะเร็งคือชีววิทยาพัฒนาการ

ในกระบวนการนี้ "การแปล" ของจีโนไทป์ซึ่งเป็นข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของเอนทิตีทางชีวภาพไปยังฟีโนไทป์ที่เราสามารถสังเกตได้เกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งที่สุดเกิดขึ้นในช่วงแรกของการพัฒนาโดยมีการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เป็นบุคคลที่สมบูรณ์

โรมาเนส GJ; อัปโหลดไปยัง Wikipedia โดย en: User: Phlebas; ผู้เขียนหน้าคำอธิบาย: en: User: Phlebas, en: User: SeventyThree, ผ่าน Wikimedia Commons

ปัจจุบันการหลอมรวมของชีววิทยาพัฒนาการและทฤษฎีวิวัฒนาการที่เรียกว่า evo-devo เป็นองค์ความรู้ที่ได้รับความนิยมอย่างมากซึ่งเติบโตอย่างก้าวกระโดด สาขาใหม่นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่ออธิบายวิวัฒนาการของความหลากหลายของสัณฐานวิทยาที่จัดแสดงโดยสิ่งมีชีวิต

"ออนโทจีนีสรุปสายวิวัฒนาการ"

มุมมองทางประวัติศาสตร์

ความสัมพันธ์ระหว่าง ontogeny และ phylogeny เป็นมุมมองที่โดดเด่นตลอดศตวรรษที่ 21 เป็นที่ทราบกันอย่างแพร่หลายว่าสิ่งมีชีวิตต่างชนิดมีความคล้ายคลึงกันในระยะเอ็มบริโอมากกว่าในรูปแบบตัวเต็มวัย ในปี พ.ศ. 2371 Karl Ernst von Baer สังเกตเห็นรูปแบบนี้ใน Vertebrata sybphylum

เยอร์สังเกตว่าในเอ็มบริโอสายพันธุ์ต่าง ๆ มีความคล้ายคลึงกันบางประการในตัวอ่อนเช่นเหงือกโนโทคอร์ดการแบ่งส่วนและแขนขารูปครีบ

สิ่งเหล่านี้ก่อตัวขึ้นก่อนลักษณะทั่วไปที่อนุญาตให้วินิจฉัยกลุ่มที่มีปัญหาตามลำดับการจำแนกตามลำดับชั้นที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น

ความคิดนี้ได้รับการปรับรูปแบบใหม่โดยผู้ที่มีชื่อเสียงและหนึ่งในสาวกที่หลงใหลมากที่สุดของ Charles Darwin นั่นคือ Ernst Haeckel นักชีววิทยาชาวเยอรมันโดยกำเนิด

Haeckel ได้รับการยกย่องจากวลีที่มีชื่อเสียง "ontogeny recapitulate phylogeny" กล่าวอีกนัยหนึ่งการสรุปซ้ำเสนอว่าการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตนั้นซ้ำประวัติศาสตร์วิวัฒนาการจากรูปแบบผู้ใหญ่ของบรรพบุรุษ

วิสัยทัศน์ปัจจุบัน

แม้ว่าวลีนี้จะเป็นที่รู้จักกันดีในปัจจุบัน แต่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 21 ก็เห็นได้ชัดว่าข้อเสนอของ Haeckel แทบจะไม่บรรลุผล

SJ Gould นักบรรพชีวินวิทยาที่มีชื่อเสียงและนักชีววิทยาวิวัฒนาการได้วางแนวคิดของเขาเกี่ยวกับการสรุปในสิ่งที่เขาเรียกว่า "หลักการเติมขั้ว" สำหรับ Gould การเกิดซ้ำอาจเกิดขึ้นได้ตราบเท่าที่การเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการเกิดขึ้นโดยการเพิ่มขั้นตอนต่อเนื่องในตอนท้ายของการก่อกำเนิดบรรพบุรุษ

ในทำนองเดียวกันก็ควรจะเป็นจริงเช่นกันที่ระยะเวลาชั่วขณะของการสร้างบรรพบุรุษของบรรพบุรุษจะต้องสั้นลงเมื่อเชื้อสายที่วิวัฒนาการมา

ปัจจุบันวิธีการสมัยใหม่ได้จัดการเพื่อหักล้างแนวคิดของการเพิ่มที่เสนอโดยกฎทางชีวภาพ

สำหรับ Haeckel การเพิ่มนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้งานอย่างต่อเนื่องที่ให้กับอวัยวะ อย่างไรก็ตามผลกระทบเชิงวิวัฒนาการของการใช้และการเลิกใช้อวัยวะได้รับการลดราคา

ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าส่วนโค้งแขนงในระยะเอ็มบริโอของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์เลื้อยคลานไม่เคยมีรูปร่างตรงกับปลาที่โตเต็มวัย

นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลาหรือระยะเวลาของขั้นตอนบางอย่างในการพัฒนา ในชีววิทยาวิวัฒนาการการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่า heterochrony

ขั้นตอนของการพัฒนาสัตว์

Ontogeny ครอบคลุมกระบวนการทั้งหมดของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตอินทรีย์เริ่มต้นด้วยการปฏิสนธิและสิ้นสุดด้วยความชรา

ตามเหตุผลแล้วการเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งที่สุดเกิดขึ้นในขั้นตอนแรกโดยที่เซลล์เดียวสามารถสร้างบุคคลทั้งหมดได้ ต่อไปเราจะอธิบายขั้นตอนการเกิดมะเร็งโดยเน้นระยะของตัวอ่อน

การเจริญเติบโตของไข่

ในระหว่างขั้นตอนของการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ไข่ (gamete ตัวเมียเรียกอีกอย่างว่าไข่) เตรียมการปฏิสนธิและระยะแรกของการพัฒนา สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการสะสมวัสดุสำรองสำหรับอนาคต

ไซโทพลาซึมของไข่เป็นสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยสารชีวโมเลกุลที่แตกต่างกันส่วนใหญ่เป็นสาร RNA ไรโบโซมการถ่ายโอน RNA และเครื่องจักรอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน นิวเคลียสของเซลล์ยังได้รับการเจริญเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ

สเปิร์มมาโตซัวไม่ต้องการกระบวนการนี้กลยุทธ์ของพวกมันคือกำจัดไซโทพลาสซึมให้ได้มากที่สุดและทำให้นิวเคลียสควบแน่นเพื่อรักษาขนาดเล็ก ๆ ไว้

การผสมพันธุ์

เหตุการณ์ที่เป็นจุดเริ่มต้นของการสืบพันธุ์คือการปฏิสนธิซึ่งเกี่ยวข้องกับการรวมตัวกันของเพศชายและเพศหญิงโดยทั่วไปในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ

ในกรณีของการปฏิสนธิภายนอกเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตในทะเลหลายชนิดเซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองจะถูกขับออกไปในน้ำและพบแบบสุ่ม

ในการปฏิสนธิจำนวน diploid ของแต่ละบุคคลจะถูกรวมเข้าด้วยกันอีกครั้งและอนุญาตให้เกิดกระบวนการผสมผสานระหว่างยีนของพ่อและยีนของมารดา

ในบางกรณีไม่จำเป็นต้องใช้อสุจิเพื่อกระตุ้นการพัฒนา แต่ในบุคคลส่วนใหญ่ตัวอ่อนจะไม่พัฒนาด้วยวิธีที่ถูกต้อง ในทำนองเดียวกันสิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถแพร่พันธุ์ได้โดยการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งการพัฒนาของตัวอ่อนตามปกติจะเกิดขึ้นโดยไม่ต้องใช้ตัวอสุจิ

ในทางตรงกันข้ามไข่บางชนิดต้องการการกระตุ้นของอสุจิ แต่ไม่รวมสารพันธุกรรมของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้นี้เข้าไปในตัวอ่อน

ต้องรู้จักตัวอสุจิและไข่อย่างถูกต้องเพื่อให้สามารถเกิดเหตุการณ์หลังการปฏิสนธิได้ทั้งหมด การรับรู้นี้เป็นสื่อกลางโดยชุดของโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละชนิด นอกจากนี้ยังมีอุปสรรคที่ขัดขวางไม่ให้ไข่ที่เพิ่งปฏิสนธิไปถึงอสุจิตัวที่สอง

การกำเนิดตัวอ่อน

หลังจากการปฏิสนธิและการกระตุ้นไข่ขั้นตอนแรกของการพัฒนาจะเกิดขึ้น ในการแบ่งส่วนเอ็มบริโอจะแบ่งตัวซ้ำ ๆ จนกลายเป็นกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่าบลาสโตเมียร์

ในช่วงสุดท้ายนี้ไม่มีการเติบโตของเซลล์เกิดขึ้นมีเพียงการแบ่งย่อยของมวลเท่านั้น ในที่สุดคุณมีเซลล์หลายร้อยหรือหลายพันเซลล์เพื่อให้เข้าสู่สถานะบลาสทูลา

ในขณะที่ตัวอ่อนพัฒนาขึ้นจะได้มาซึ่งขั้ว ดังนั้นเราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างขั้วพืชซึ่งอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งและขั้วสัตว์ที่อุดมไปด้วยไซโทพลาซึม แกนนี้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับการพัฒนา

ประเภทของไข่

ขึ้นอยู่กับปริมาณของไข่แดงที่ไข่มีและการกระจายตัวของสารดังกล่าวไข่สามารถจำแนกได้ว่าเป็นโอลิโกเลไซท์เฮเทอโรไซต์เทโลเลไซท์และเซนโตรเลไซต์

ในอดีตมีไข่แดงจำนวนเล็กน้อยและมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งไข่ โดยทั่วไปมีขนาดเล็ก Heterolecytes มีไข่แดงมากกว่า oligolecytes และไข่แดงมีความเข้มข้นที่ขั้วของพืช

Telolecitos มีไข่แดงจำนวนมากครอบครองเกือบทั้งไข่ ในที่สุด centrolecitos จะมีไข่แดงทั้งหมดที่เข้มข้นในภาคกลางของไข่

Blastulation

บลาสทูลาคือมวลของเซลล์ ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมการจัดกลุ่มเซลล์นี้เรียกว่าบลาสโตซิสต์ในขณะที่ในสัตว์ส่วนใหญ่เซลล์จะถูกจัดเรียงรอบโพรงของเหลวส่วนกลางเรียกว่าบลาสโตเซเล

ในสถานะบลาสทูลามีหลักฐานการเพิ่มขึ้นอย่างมากในแง่ของปริมาณดีเอ็นเอ อย่างไรก็ตามขนาดของตัวอ่อนทั้งหมดไม่ใหญ่กว่าไซโกตเดิมมากนัก

Grastrulation

Gastrulation แปลงบลาสทูลาทรงกลมและเรียบง่ายให้เป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยมีชั้นเชื้อโรคสองชั้น กระบวนการนี้มีความแตกต่างกันหากเราเปรียบเทียบเชื้อสายของสัตว์ต่างๆ ในบางกรณีชั้นที่สองจะเกิดขึ้นโดยไม่ต้องสร้างโพรงภายใน

การเปิดสู่ลำไส้เรียกว่า blastopore ชะตากรรมของบลาสโตพอร์เป็นลักษณะที่สำคัญมากสำหรับการแบ่งสองเชื้อสายที่ยิ่งใหญ่: โปรโตสโตเมตและดิวเทอโรสโตม ในกลุ่มแรก blastopore ก่อให้เกิดปากในขณะที่ในกลุ่มที่สอง blastopore ก่อให้เกิดทวารหนัก

ดังนั้น gastrula จึงมีสองชั้นคือชั้นนอกที่ล้อมรอบ blastocele เรียกว่า ectoderm และชั้นในเรียกว่า endoderm

สัตว์ส่วนใหญ่มีชั้นเชื้อโรคที่สามคือ mesoderm ซึ่งอยู่ระหว่างสองชั้นดังกล่าวข้างต้น mesoderm สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี: เซลล์เกิดขึ้นจากบริเวณหน้าท้องของริมฝีปากของ blastopore และจากที่นั่นพวกมันแพร่กระจายหรือเกิดขึ้นจากบริเวณกลางของผนัง archnteron

ในตอนท้ายของการย่อยอาหาร ectoderm จะครอบคลุมตัวอ่อนและ mesoderm และ endoderm จะอยู่ในส่วนด้านใน กล่าวอีกนัยหนึ่งเซลล์มีตำแหน่งสิ้นสุดที่แตกต่างจากเซลล์ที่เริ่มต้นด้วย

การสร้าง Coelom

coelom เป็นโพรงในร่างกายที่ล้อมรอบด้วย mesoderm สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากในระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร blastocele จะเต็มไปด้วย mesoderm เกือบทั้งหมด

โพรงสีร่วมนี้สามารถปรากฏได้สองวิธี: schizocelic หรือ enterocelic อย่างไรก็ตาม coeloms ทั้งสองมีฟังก์ชันเทียบเท่ากัน

Organogenesis

Organogenesis ประกอบด้วยชุดของกระบวนการที่แต่ละอวัยวะถูกสร้างขึ้น

เหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องมากที่สุด ได้แก่ การย้ายเซลล์เฉพาะไปยังสถานที่ที่จำเป็นในการสร้างอวัยวะดังกล่าว

การแสดงออกของยีนระหว่างการก่อกำเนิด

ในการพัฒนามีการพิจารณาแล้วว่า epigenesis ดำเนินไปใน 3 ขั้นตอน ได้แก่ การสร้างรูปแบบการกำหนดตำแหน่งของร่างกายและการเหนี่ยวนำตำแหน่งที่ถูกต้องสำหรับแขนขาและอวัยวะต่างๆ

ในการสร้างการตอบสนองมีผลิตภัณฑ์ยีนบางอย่างเรียกว่า morphogens (คำจำกัดความของเอนทิตีเหล่านี้เป็นทฤษฎีไม่ใช่สารเคมี) งานเหล่านี้ต้องขอบคุณการก่อตัวของการไล่ระดับสีที่แตกต่างซึ่งให้ข้อมูลเชิงพื้นที่

เกี่ยวกับยีนที่เกี่ยวข้องยีน homeotic มีบทบาทพื้นฐานในการพัฒนาของแต่ละบุคคลเนื่องจากเป็นตัวกำหนดเอกลักษณ์ของกลุ่มต่างๆ

อ้างอิง

Alberch, P. , Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979) ขนาดและรูปร่างในการกำเนิดและวิวัฒนาการ บรรพชีวินวิทยา, 5 (3), 296-317.
Curtis, H. , & Barnes, NS (1994). ขอเชิญเข้าร่วมชีววิทยา Macmillan
โกลด์, SJ (1977) Ontogeny และ phylogeny สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A. , Ober, WC, & Garrison, C. (2001). หลักการบูรณาการของสัตววิทยา McGraw - ฮิลล์
การ์ดอง, KV (2549). สัตว์มีกระดูกสันหลัง: กายวิภาคเปรียบเทียบฟังก์ชันวิวัฒนาการ McGraw-Hill
McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Heterochrony: วิวัฒนาการของ ontogeny Springer Science & Business Media

ONTOGENY: ขั้นตอนของการพัฒนาสัตว์และลักษณะของพวกมัน - ชีววิทยา - 2026