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23.3: Stadio embrionale - Biologia

23.3: Stadio embrionale - Biologia


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Il momento più importante della tua vita?

In molte culture, il matrimonio, insieme alla nascita e alla morte, è considerato l'evento più importante della vita. Per il pionieristico biologo dello sviluppo Lewis Wolpert, tuttavia, questi eventi della vita sono sopravvalutati. Secondo Wolpert, "Non è la nascita, il matrimonio o la morte, ma la gastrulazione, che è davvero il momento più importante della tua vita". La gastrulazione è un importante evento biologico che si verifica all'inizio della fase embrionale dello sviluppo umano.

Definizione dello stadio embrionale

Dopo che una blastocisti si è impiantata nell'utero verso la fine della prima settimana dopo la fecondazione, la sua massa cellulare interna, chiamata embrioblasto, è ora nota come embrione. Lo stadio embrionale dura fino all'ottava settimana successiva alla fecondazione, dopodiché l'embrione viene chiamato feto. La fase embrionale è breve, dura solo circa sette settimane in totale, ma gli sviluppi che si verificano durante questa fase determinano enormi cambiamenti nell'embrione. Durante la fase embrionale, l'embrione diventa non solo più grande ma anche molto più complesso. La figura (PageIndex{2}) mostra un embrione di otto-nove settimane. Sono visibili le dita, le dita dei piedi, la testa, gli occhi e altre strutture dell'embrione. Non è esagerato dire che la fase embrionale pone le basi necessarie per tutte le restanti fasi della vita.

Sviluppo embrionale

A partire dalla seconda settimana dopo la fecondazione, l'embrione inizia a sviluppare strati cellulari distinti, formare il sistema nervoso, produrre cellule del sangue e formare molti organi. Alla fine della fase embrionale, la maggior parte degli organi ha iniziato a formarsi, sebbene continueranno a svilupparsi e crescere nella fase successiva (quella del feto). Poiché l'embrione subisce tutti questi cambiamenti, le sue cellule subiscono continuamente la mitosi, consentendo all'embrione di crescere in dimensioni e complessità.

Gastrulazione

Alla fine della seconda settimana dopo la fecondazione, gastrulazione si verifica quando una blastula, costituita da uno strato, si piega verso l'interno e si allarga per creare una gastrula. Una gastrula ha 3 strati germinali: il ectoderma, il mesoderma, e il endoderma. Alcune delle cellule ectodermiche della blastula collassano verso l'interno e formano l'endoderma.

La fase finale della gastrulazione è la formazione dell'intestino primitivo che alla fine si svilupperà nel tratto gastrointestinale. Un minuscolo foro, chiamato blastopore, si sviluppa in un lato dell'embrione. Il blastoporo si approfondisce e diventa l'ano. Il blastoporo continua a scavare un tunnel attraverso l'embrione dall'altra parte, dove forma un'apertura che diventerà la bocca. Se questa blastospora si sviluppa in una bocca o in un ano determina se l'organismo è un protostoma o un deuterostomo. Con un tubo digerente funzionante, la gastrulazione è ora completa.

Ciascuno dei tre strati germinali dell'embrione alla fine darà origine a diverse cellule, tessuti e organi che compongono l'intero organismo, come illustrato nella Figura (PageIndex{4}). Ad esempio, lo strato interno (l'endoderma) alla fine formerà cellule di molte ghiandole e organi interni, inclusi polmoni, intestino, tiroide, pancreas e vescica. Lo strato intermedio (il mesoderma) formerà le cellule del cuore, del sangue, delle ossa, dei muscoli e dei reni. Lo strato esterno (l'ectoderma) formerà cellule dell'epidermide, del sistema nervoso, degli occhi, delle orecchie interne e di molti tessuti connettivi.

Tabella (PageIndex{1}): Gli strati germinali e ciò a cui danno origine
Strato di germiDà vita a
ectodermaL'epidermide, le ghiandole della pelle, alcune ossa del cranio, l'ipofisi e la midollare del surrene, il sistema nervoso, la bocca tra guancia e gengiva, l'ano
mesodermaTessuti connettivi, ossa, cartilagini, endotelio sanguigno dei vasi sanguigni, muscoli, membrane sinoviali, membrane sierose, reni, rivestimento delle gonadi
endodermaIl rivestimento delle vie aeree e dell'apparato digerente, ad eccezione della falena e della parte distale dell'apparato digerente. Ghiandole digerente, endocrino e della corteccia surrenale.

Neurulazione

Dopo la gastrulazione, il prossimo grande sviluppo nell'embrione è neurulazione, che si verifica durante le settimane tre e quattro dopo la fecondazione. Questo è un processo in cui l'embrione sviluppa strutture che alla fine diventeranno il sistema nervoso. La neurulazione è illustrata nella Figura (PageIndex{4}). Inizia quando una struttura di cellule differenziate chiamata piastra neurale si forma dall'ectoderma. La placca neurale inizia quindi a piegarsi verso l'interno finché i suoi bordi non convergono. La convergenza dei bordi della placca neurale determina anche la formazione di un tubo neurale. La maggior parte della tubo neurale alla fine diventerà il midollo spinale. Il tubo neurale sviluppa anche un rigonfiamento a un'estremità, che in seguito diventerà il cervello.

Organogenesi

Oltre alla neurulazione, la gastrulazione è seguita da organogenesi, quando gli organi si sviluppano all'interno degli strati germinali appena formati. La maggior parte degli organi inizia a svilupparsi durante la terza e l'ottava settimana dopo la fecondazione. Continueranno a svilupparsi e crescere durante il periodo fetale successivo.

Il cuore è il primo organo funzionale a svilupparsi nell'embrione. I vasi sanguigni primitivi iniziano a svilupparsi nel mesoderma durante la terza settimana dopo la fecondazione. Un paio di giorni dopo, il cuore inizia a formarsi nel mesoderma quando crescono due tubi endocardici. I tubi migrano l'uno verso l'altro e si fondono per formare un singolo tubo cardiaco primitivo. Verso il 21° o il 22° giorno, il cuore tubulare inizia a battere e pompare sangue, anche se continua a svilupparsi. Al giorno 23, il cuore primitivo ha formato cinque regioni distinte. Queste regioni si svilupperanno nelle camere del cuore e nei setti (pareti) che le separano entro la fine dell'ottava settimana dopo la fecondazione.

Altri sviluppi nell'embrione

Diversi altri importanti sviluppi che si verificano durante la fase embrionale sono riassunti cronologicamente di seguito, a partire dalla quinta settimana dopo la fecondazione.

Quinta settimana

Entro la quinta settimana dopo la fecondazione, l'embrione misura circa 4 mm (0,16 pollici) di lunghezza e ha iniziato a curvarsi a forma di C. Durante questa settimana, si verificano i seguenti sviluppi:

  • Si formano scanalature chiamate archi faringei. Questi si svilupperanno in viso e collo.
  • Le orecchie interne iniziano a formarsi.
  • I boccioli del braccio sono visibili.
  • Iniziano a formarsi il fegato, il pancreas, la milza e la cistifellea.

Sesta settimana

Entro la sesta settimana dopo la fecondazione, l'embrione misura circa 8 mm (0,31 pollici) di lunghezza. Durante la sesta settimana, alcuni degli sviluppi che si verificano includono:

  • Gli occhi e il naso iniziano a svilupparsi.
  • Le gemme delle gambe si formano e le mani si formano come pagaie piatte alle estremità delle braccia.
  • I precursori dei reni iniziano a formarsi.
  • Lo stomaco inizia a svilupparsi.

Settima settimana

Entro la settima settimana, l'embrione misura circa 13 mm (0,51 pollici) di lunghezza. Durante questa settimana, alcuni degli sviluppi che hanno luogo includono:

  • I polmoni iniziano a formarsi.
  • Le braccia e le gambe si sono allungate e le mani e i piedi hanno iniziato a sviluppare le dita.
  • Il sistema linfatico inizia a svilupparsi.
  • Inizia lo sviluppo prenatale primario degli organi sessuali.

Settimana otto

Entro l'ottava settimana - che è l'ultima settimana della fase embrionale - l'embrione misura circa 20 mm (0,79 pollici) di lunghezza. Durante questa settimana, alcuni degli sviluppi che si verificano includono:

  • I capezzoli e i follicoli piliferi iniziano a svilupparsi.
  • Le orecchie esterne iniziano a formarsi.
  • Il volto assume sembianze umane.
  • Il battito cardiaco fetale e i movimenti degli arti possono essere rilevati dagli ultrasuoni.
  • Tutti gli organi essenziali hanno almeno iniziato a formarsi.

Rischi genetici e ambientali per lo sviluppo embrionale

La fase embrionale è un periodo critico dello sviluppo. Gli eventi che si verificano nell'embrione gettano le basi per virtualmente Tutti delle diverse cellule, tessuti, organi e sistemi di organi del corpo. Difetti genetici o esposizioni ambientali dannose durante questa fase possono avere effetti devastanti sull'organismo in via di sviluppo. Possono causare la morte dell'embrione e l'aborto spontaneo (chiamato anche aborto spontaneo). Se l'embrione sopravvive e continua a svilupparsi e crescere come feto, è probabile che abbia difetti alla nascita.

Le esposizioni ambientali sono note per avere effetti negativi sull'embrione includono:

  • Consumo di alcol: l'esposizione dell'embrione all'alcol dal sangue della madre può causare disturbi dello spettro alcolico fetale. I bambini nati con questo disturbo possono avere deficit cognitivi, ritardi nello sviluppo, problemi comportamentali e caratteristiche facciali distintive.
  • Infezione da virus della rosolia: negli adulti, la rosolia (morbillo tedesco) è una malattia relativamente lieve, ma se il virus passa da una madre infetta al suo embrione, può avere gravi conseguenze. Il virus può causare la morte del feto o provocare una varietà di difetti alla nascita, come difetti cardiaci, microcefalia (testa anormalmente piccola), problemi di vista e udito, deficit cognitivi, problemi di crescita e danni al fegato e alla milza.
  • Radiazioni da raggi X diagnostici o radioterapia nella madre: le radiazioni possono danneggiare il DNA e causare mutazioni nelle cellule germinali embrionali. Quando le mutazioni si verificano in una fase così precoce dello sviluppo, vengono trasmesse alle cellule figlie in molti tessuti e organi, il che potrebbe avere gravi ripercussioni sulla prole.
  • Carenze nutrizionali: una dieta materna priva di determinati nutrienti può causare difetti alla nascita. Il difetto alla nascita chiamato spina bifida è causato da una mancanza di folato quando il sistema nervoso si sta formando per la prima volta, che avviene all'inizio della fase embrionale. In questo disturbo, il tubo neurale non si chiude completamente e può portare alla paralisi al di sotto della regione interessata del midollo spinale.

Diverse strutture si formano contemporaneamente all'embrione. Queste strutture aiutano l'embrione a crescere e svilupparsi. Queste strutture extraembrionali includono la placenta, il corion, il sacco vitellino e l'amnion.

Placenta

Il placenta è un organo temporaneo che fornisce una connessione tra un embrione in via di sviluppo (e in seguito il feto) e la madre. Serve come condotto dall'organismo materno alla prole per il trasferimento di nutrienti, ossigeno, anticorpi, ormoni e altre sostanze necessarie. Passa anche prodotti di scarto (come urea e anidride carbonica) dalla prole al sangue della madre per l'escrezione dal corpo della madre.

La placenta inizia a svilupparsi dopo che la blastocisti si è impiantata nel rivestimento uterino. La placenta è costituita da tessuti sia materni che fetali. La porzione materna della placenta si sviluppa dai tessuti endometriali che rivestono l'utero. La porzione fetale si sviluppa dal trofoblasto, che forma una membrana fetale chiamata corion (descritta di seguito). I villi simili a dita del corion penetrano nell'endometrio. I villi iniziano a ramificarsi ea sviluppare vasi sanguigni dall'embrione.

Come mostrato in Figura (PageIndex{5}), il sangue materno scorre negli spazi tra i villi coriali, consentendo lo scambio di sostanze tra il sangue fetale e il sangue materno senza che le due fonti di sangue si mescolino effettivamente. L'embrione è unito alla porzione fetale della placenta da uno stretto peduncolo di collegamento. Questo gambo si sviluppa nel cordone ombelicale, che contiene due arterie e una vena. Il sangue del feto entra nella placenta attraverso le arterie ombelicali, scambia gas e altre sostanze con il sangue della madre e torna al feto attraverso la vena ombelicale.

Corion, sacco vitellino e Amnion

Oltre alla placenta, il corion, sacco vitellino e amnion si formano anche intorno o vicino all'embrione in via di sviluppo nell'utero. Il loro sviluppo precoce nel disco embrionale bilaminare è illustrato nella Figura (PageIndex{5}).

  • Corion: The corion è una membrana formata da mesoderma extraembrionale e trofoblasto. Il corion subisce una rapida proliferazione e forma i villi coriali. Questi villi invadono il rivestimento uterino e aiutano a formare la porzione fetale della placenta.
  • Sacco vitellino: The sacco vitellino (o sacco) è un sacco membranoso attaccato all'embrione e formato da cellule dell'ipoblasto. Il sacco vitellino fornisce nutrimento all'embrione precoce. Dopo che il cuore tubolare si forma e inizia a pompare sangue durante la terza settimana dopo la fecondazione, il sangue circola attraverso il sacco vitellino, dove assorbe i nutrienti prima di tornare all'embrione. Alla fine della fase embrionale, il sacco vitellino sarà stato incorporato nell'intestino primitivo e l'embrione otterrà i suoi nutrienti dal sangue della madre attraverso la placenta.
  • Amnion: The amnios è una membrana che si forma dal mesoderma extraembrionale e dall'ectoderma. Crea un sacco, chiamato sacco amniotico, attorno all'embrione. Verso la quarta o quinta settimana di sviluppo embrionale, il liquido amniotico inizia ad accumularsi all'interno del sacco amniotico. Questo fluido consente movimenti liberi del feto durante le fasi successive della gravidanza e aiuta anche a proteggere il feto da potenziali lesioni.

Caratteristica: Il mio corpo umano

Supponiamo che tu stia cercando di concepire da molti mesi e che tu abbia appena scoperto che sei finalmente incinta. Potresti essere tentato di celebrare la buona notizia con un brindisi con champagne, ma non vale la pena rischiare. L'alcol può attraversare la placenta ed entrare nel sangue dell'embrione (o del feto). In sostanza, quando una donna incinta beve alcolici, anche il suo bambino non ancora nato. L'alcol nell'embrione (o nel feto) può causare molte anomalie nella crescita e nello sviluppo.

Un bambino esposto all'alcol in utero può nascere con un disturbo dello spettro alcolico fetale (FASD), il più grave dei quali è la sindrome alcolica fetale (FAS). Segni e sintomi di FAS possono includere aspetto craniofacciale anormale (Figura (PageIndex{6})), bassa statura, basso peso corporeo, deficit cognitivi e problemi comportamentali, tra gli altri. Il rischio di FASD e la loro gravità, se si verificano, dipendono dalla quantità e dalla frequenza del consumo di alcol, nonché dall'età dell'embrione o del feto quando l'alcol viene consumato. In generale, un consumo maggiore all'inizio della gravidanza è più dannoso. Tuttavia, non è nota la quantità, la frequenza o l'ora in cui si sa che bere è sicuro durante la gravidanza. La buona notizia è che i FASD sono completamente prevenibili astenendosi dall'alcol durante la gravidanza e durante il tentativo di concepire.

Recensione

  1. Quando avviene lo stadio embrionale?
  2. Cita alcuni dei principali sviluppi che si verificano durante la fase embrionale.
  3. Cos'è il disco embrionale? Quando e come si forma?
  4. Definire la gastrulazione. Quando si verifica?
  5. Identificare i tre strati germinali embrionali. Fornisci esempi di tipi cellulari specifici che hanno origine in ogni strato germinale.
  6. Cosa succede durante la neurulazione? Quando si verifica?
  7. Definire l'organogenesi. Quando avviene l'organogenesi nell'embrione?
  8. Qual è il primo organo funzionale a svilupparsi nell'embrione? Quando inizia a funzionare questo organo?
  9. Identificare alcuni degli sviluppi che si verificano durante le settimane dalla quinta all'ottava della fase embrionale.
  10. Elenca tre esposizioni ambientali che possono causare difetti alla nascita durante la fase embrionale.
  11. Identificare le strutture extraembrionali che si formano contemporaneamente all'embrione e aiutare l'embrione a crescere e svilupparsi. Assegna una funzione a ciascuna struttura.
  12. Metti i seguenti eventi in ordine di quando si verificano, dal più vecchio all'ultimo:
    1. formazione del tubo neurale
    2. formazione dei tre strati germinali
    3. formazione della striscia primitiva
    4. incorporazione del sacco vitellino nell'embrione
  13. Vero o falso: Il sistema nervoso si sviluppa dallo stesso strato germinale delle cellule della pelle.
  14. Vero o falso: I germogli delle gambe si formano durante la gastrulazione.
  15. Quali sono i due tessuti prodotti dall'ipoblasto?

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Scopri di più sulla spina bifida qui:


Sviluppo embrionale

Nella biologia dello sviluppo, sviluppo embrionale, conosciuto anche come embriogenesi, è lo sviluppo di un embrione animale o vegetale. Lo sviluppo embrionale inizia con la fecondazione di una cellula uovo (ovulo) da parte di uno spermatozoo (spermatozoo). [1] Una volta fecondato, l'ovulo diventa una singola cellula diploide nota come zigote. Lo zigote subisce divisioni mitotiche senza crescita significativa (un processo noto come scissione) e differenziazione cellulare, che porta allo sviluppo di un embrione multicellulare [2] dopo aver attraversato un checkpoint organizzativo durante l'embriogenesi intermedia. [3] Nei mammiferi, il termine si riferisce principalmente alle prime fasi dello sviluppo prenatale, mentre i termini feto e sviluppo fetale descrivono le fasi successive. [2] [4]


Serie di stadiazione degli embrioni Axolotl

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (primavera, 1979).

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1. Uovo fecondato nelle membrane

1. Polo animale

2. Due celle

3. Quattro celle

3. Otto celle

5. Sedici celle, vista laterale

5. Sedici cellule, polo animale

6. Trentadue celle

7. Sessantaquattro celle

Blastula e Gastrula - Fasi 8-12.5:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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8. blastula precoce

9. blastula tardiva

10. Prima gastrula I,
emisfero vegetale

10.5.Gastrula precoce II

10.75. gastrula media I

11. Gastrula media II

11.5. gastrula tardiva I

12. Tarda gastrula II

12.5. gastrula tardiva III

Neurula - Fasi 13-20:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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13. Primo neurula I,
emisfero vegetale

13. Primo neurula I,
vista laterale

14. Neurula precoce II

15. Neurula precoce III

16. Neurula media II

17. Neurula tardiva I

18. Neurula tardiva II

19. Neurula tardiva III

20. Neurula tardiva IV

Early Tailbud - Fasi 21-25:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989.Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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Coda centrale - Fasi 26-30:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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Tailbud tardivo - Fasi 31-35:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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Da pre-travaso a tratteggiato - Fasi 36-44:

Bordzilovskaya, N.P., A.T. Dettlaff, Susan T. Duhon e George M. Malacinski. 1989. Serie in fase di sviluppo di embrioni di axolotl. In Biologia dello sviluppo dell'Axolotl a cura di J.B. Armstrong e G.M. Malacinski. Oxford University Press, New York, pp. 201-219.

La serie di allestimenti Bordzilovskaya e Dettlaff è disponibile anche nella Axolotl Newsletter #7 (Primavera, 1979).

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16 principali stadi embriologici dell'embrione | Biologia

1. È una struttura multicellulare a quattro angoli, circondata da uno strato di epidermide.

2. In ogni angolo si sviluppa una o più iniziali archesporial.

3. Queste iniziali si dividono da una parete periclinale in cellula parietale primaria esterna e cellula sporogena primaria interna.

4. La cellula parietale primaria si divide sia periclinalmente che anticlinalmente e forma da 3 a 5 strati concentrici di cellule.

5. Lo strato più interno della parete è chiamato tapetum, che ha una funzione nutritiva.

6. Dal tessuto sporigeno si sviluppano i granuli di polline.

7. Alcune cellule formano il filamento procambiale al centro dell'antera.

Palcoscenico # 2. T. S. Anther che mostra quattro sacche di polline mature:

1. È una struttura a quattro angoli contenente un sacco pollinico. (fig. 56).

2. L'antera è completamente circondata da uno strato di epidermide.

3. Ogni sacco pollinico è circondato da epidermide, uno strato endoteliale, da uno a tre strati intermedi o strati di parete e lo strato più interno di tapetum.

4. In ogni sacco pollinico o camera sono presenti molte tetradi polliniche che per separazione formano microspore.

5. Al centro è presente un giunto sotto forma di connettivo.

Palcoscenico # 3. T. S. Antera matura che mostra deiscenza:

1. Corpo multicellulare con quattro angoli, quattro camere circondato da uno strato di epidermide.

2. La parete divisoria tra i due sacchi pollinici viene dissolta (Fig. 57).

3. Molti granuli pollinici o microspore sono presenti nei sacchi pollinici sotto forma di massa fine, polverosa o granulare.

4. L'endotecio, gli strati intermedi e gli strati tapetali sono presenti sotto l'epidermide.

5. Lungo la linea di deiscenza di ciascun lobo, le cellule a parete sottile dell'endotecio formano lo stomio.

6. Un connettivo è molto chiaro.

Palcoscenico # 4. Tetradi polliniche:

(A) Tetrade isobilaterali:

Tutte e quattro le spore sono formate su un piano perché i fusi della prima e della seconda divisione meiotica rimangono ad angolo retto l'uno rispetto all'altro, ad esempio Zea mays.

Delle due spore inferiori, solo una è visibile. Entrambi quelli superiori sono chiari, ad esempio Magnolia.

Nella meiosi II la cellula superiore si divide per formare due cellule presenti fianco a fianco e la cellula inferiore forma due cellule che si trovano una sopra l'altra, ad esempio Arislolochia.

Tutte e quattro le spore sono presenti una sopra l'altra in modo lineare, ad esempio Halophila.

(E) Granello di polline composto:

A volte le tetradi di microspore aderiscono l'una all'altra e formano il granello di polline composto, ad esempio Typha, Cryptostegia.

I granelli di polline di un sacco pollinico a volte rimangono insieme per formare un'unica massa chiamata pollinio. Ogni pollinio è costituito da carpusculum, caudicle e pollinia, ad esempio Asclepiadaceae.

Palcoscenico # 5. Grano di polline:

1. È una struttura unicellulare, uninucleata (Fig. 59). Ma i grani di polline sono sempre 2- o 3 nucleati quando vengono versati.

2. È circondato da un muro a doppio strato, cioè esino esterno e intestino interno.

3. Exine è spessa, cutinizzata, pigmentata, scolpita e perforata da pori germinali.

4. Intine è sottile, incolore, liscio ed è costituito da cellulosa.

5. Nel citoplasma sono presenti acqua, proteine, grassi, carboidrati, ecc.

Palcoscenico # 6. Vari tipi di ovuli (Fig. 60):

(A) Ortotropo (Orto, tropo diritto, tornito):

Quando micropilo, calaza e funicolo giacciono in una linea retta, ad esempio Polygonaceae, Urticaceae.

(B) Anatropo (Ana, tropo all'indietro, girato):

Qui, il corpo dell'ovulo ruota all'indietro di un angolo di 180° e quindi il micropilo si avvicina all'ilo e alla placenta Sympetalae.

(C) Emitropo (Hemi, mezzo tropo, girato):

Qui il corpo dell'ovulo è posto trasversalmente o alquanto ad angolo retto rispetto al funicolo. Chalaza e micropilo sono qui presenti in una linea retta, ad es. Ranuncolo.

(D) Campilotropo. (Kampylos, curvo):

Qui il corpo dell'ovulo è curvo in modo che la calaza e il micropilo non giacciano sulla stessa linea retta, ad esempio Leguminosae.

Qui la curvatura dell'ovulo è più pronunciata e il sacco embrionale diventa a forma di ferro di cavallo, ad esempio Butomaceae.

Qui il funicolo è molto lungo e l'ovulo ruota di un angolo di 360° in modo tale da essere completamente circondato dal funicolo. Il micropilo è rivolto verso l'alto, ad esempio Cactaceae.

Palcoscenico # 7. L. S. Ovulo anatropo (fig. 61):

1. È attaccato alla placenta con un gambo chiamato funicolo.

2. Il punto di attacco del funicolo con il corpo dell'ovulo è noto come ilo che si estende sopra sotto forma di cresta, cioè rafe.

3. Il nucleo è costituito da cellule parenchimatose.

4. Il nucleo rimane coperto da uno o due rivestimenti chiamati tegumenti.

5. I tegumenti rimangono disconnessi in un punto formando un passaggio chiamato micropilo.

6. Il sacco embrionale è costituito da tre antipodali, due sinergidi, una cellula uovo e un nucleo secondario.

7. Gli antipodi si trovano vicino all'estremità del calaza e la cellula uovo e le sinergie verso l'estremità del micropilo.

Palcoscenico # 8. Iniziale Archesporiale (Fig. 62):

1. È di origine ipodermica.

2. L'iniziale archesporiale è più grande di quella delle cellule circostanti.

3. In esso è presente un nucleo cospicuo e un citoplasma denso.

4. Nelle sue fasi successive, si divide in due cellule formando una cellula parietale esterna che formano il tessuto parietale e la cellula madre megaspore interna.

Palcoscenico # 9. Stadio bicellulare della cellula madre Megaspore:

1. Sono presenti due celle una sopra l'altra.

2. Questi si formano dopo la divisione per riduzione e quindi ogni cellula contiene un set aploide di cromosomi.

3. Da queste due cellule si forma la tetrade.

Palcoscenico # 10. Tetrade lineare di megaspore:

1. Quattro megaspore sono disposte in modo lineare.

2. Questi sono di natura aploide.

3. Dei quattro, solo uno rimane funzionante che si trova vicino all'estremità del calaza. Restanti tre degeneri (Fig. 64).

4. Il megaspore funzionale è la prima cellula del gametofito femminile e si sviluppa nel sacco embrionale.

Palcoscenico # 11. Ovulo con embrio-sacco binucleato:

1. Nel sacco embrionale sono presenti due nuclei.

2. Questi due nuclei sono formati dalla divisione del nucleo della megaspore funzionale.

3. Dopo qualche tempo due nuclei sono separati da un grande vacuolo e raggiungono gli angoli.

Palcoscenico # 12. Ovulo con embrione-sacco 4-nucleato:

1. Nel sacco embrionale sono presenti quattro nuclei (Fig. 66).

2. Dei quattro, due nuclei sono presenti vicino all'estremità calazale e gli altri due vicino all'estremità micropilare.

3. Al centro è presente un grande vacuolo centrale.

4. Si osservano anche tracce di megaspore degenerate all'estremità del micropilo.

Palcoscenico # 13. OvIe con 8 – Nucleate, Polygonum type Embryo-sac:

1. Vicino all'estremità del micropilo è presente l'apparato dell'uovo.

2. L'apparato dell'uovo è costituito da un uovo e due sinergidi.

3. In prossimità dell'estremità calazale sono presenti tre antipodali (Fig. 67).

4. Al centro sono presenti due nuclei polari che alla fine si fondono e formano un nucleo secondario.

5. Molti piccoli vacuoli sono presenti ovunque.

Palcoscenico # 14. Endosperma:

1. L'endosperma si forma a causa della fusione di due nuclei polari e uno dei gameti maschili.

2. Ha un numero triploide di cromosomi.

3. È di tre tipi diversi (Fig. 68).

Diversi tipi di endosperma:

Il nucleo dell'endosperma si divide molte volte formando così molti nuclei liberi che negli stadi successivi possono essere separati da pareti.

In questo tipo tutte le divisioni nucleari sono accompagnate da formazione di muri.

In questo tipo, prima le divisioni nucleari sono accompagnate dalla formazione di pareti, ma in seguito non c'è formazione di pareti e i nuclei rimangono liberi. Quindi è uno stadio intermedio tra nucleare e cellulare.

Palcoscenico # 15. Embrione monocotiledone:

1. È presente un solo cotiledone (Fig. 69).

2. La plumula forma lo stelo e la radichetta forma la radice.

3. Sono presenti anche ipocotile e un piccolo sospensore.

Fase # 16. Embrione di Dicot:

1. Sono presenti due grandi cotiledoni

2. Entrambi i cotiledoni bramano un piccolo apice dello stelo.

4. Vicino al sospensore è presente la cappa radicolare.

5. La regione centrale forma il procambium che è presente tra l'apice della radice e l'apice dello stelo (Fig. 70).


La differenza tra cellule staminali embrionali e adulte

Esistono anche altri tipi di cellule staminali, da non confondere con una cellula staminale embrionale. Le cellule staminali embrionali derivano da embrioni. Ci sono anche cellule staminali adulte, cellule staminali del cordone ombelicale e cellule staminali fetali. Non solo queste cellule staminali a volte sono più sfidanti dal punto di vista etico, ma sono solo multipotente, il che significa che possono diventare solo una piccola gamma di tipi di cellule.

Un esempio è cellule staminali del sangue del cordone ombelicale, che sono stati utilizzati nei trattamenti medici per trattare varie malattie del sangue e sistemi immunitari soppressi. Le cellule staminali nel sangue del cordone ombelicale possono differenziarsi in quasi tutti i tipi di sangue o cellule immunitarie, rendendole multipotenti. Tuttavia, questo limita il loro uso in altre aree della medicina.

Ci sono anche cellule staminali adulte, che sopravvivono in vari organi in tutto il corpo. Queste cellule sono anche multipotenti e possono differenziarsi solo nei tipi di tessuto in cui si trovano. Un uso comune delle cellule staminali adulte è il trapianto di midollo osseo. In questa procedura, un donatore sano deve farsi estrarre il midollo dalle ossa. Il midollo è una sostanza simile al sangue all'interno di grandi ossa che crea cellule del sangue e cellule immunitarie.

I malati di cancro, dopo aver subito radiazioni e chemioterapia, perdono la maggior parte delle loro cellule immunitarie e diventano immunocompromessi. Spesso è necessario un trapianto di midollo osseo per sostituire questi tessuti. Le nuove cellule staminali iniziano a produrre nuove cellule immunitarie, che aiutano il paziente a riprendersi e a combattere infezioni e malattie.


Contenuti

Meckel, Serres, Geoffroy Modifica

L'idea della ricapitolazione fu formulata per la prima volta in biologia dal 1790 in poi dai filosofi naturalisti tedeschi Johann Friedrich Meckel e Carl Friedrich Kielmeyer, e da Étienne Serres [5] dopo di che, afferma Marcel Danesi, ottenne presto lo status di una presunta legge biogenetica . [6]

La teoria embriologica fu formalizzata da Serres nel 1824-1826, sulla base del lavoro di Meckel, in quella che divenne nota come la "Legge Meckel-Serres". Questo ha tentato di collegare l'embriologia comparata con un "modello di unificazione" nel mondo organico. Fu sostenuto da Étienne Geoffroy Saint-Hilaire e divenne una parte importante delle sue idee. Suggeriva che le passate trasformazioni della vita avrebbero potuto essere dovute a cause ambientali che lavoravano sull'embrione, piuttosto che sull'adulto come nel lamarckismo. Queste idee naturalistiche hanno portato a disaccordi con Georges Cuvier. La teoria fu ampiamente supportata nelle scuole di anatomia superiore di Edimburgo e Londra intorno al 1830, in particolare da Robert Edmond Grant, ma fu contrastata dalle idee di divergenza di Karl Ernst von Baer e attaccata da Richard Owen nel 1830. [7]

Haeckel Modifica

Ernst Haeckel (1834-1919) tentò di sintetizzare le idee del lamarckismo e di Goethe Naturfilosofia con i concetti di Charles Darwin. Sebbene sia spesso visto come un rifiuto della teoria darwiniana dell'evoluzione ramificata per una visione lamarckiana più lineare dell'evoluzione progressiva, ciò non è accurato: Haeckel ha usato l'immagine lamarckiana per descrivere la storia ontogenetica e filogenetica delle singole specie, ma era d'accordo con Darwin sulla ramificazione di tutte le specie da uno o pochi antenati originari. [9] Dall'inizio del ventesimo secolo, la "legge biogenetica" di Haeckel è stata confutata su molti fronti. [10]

Haeckel ha formulato la sua teoria come "L'ontogenesi ricapitola la filogenesi". La nozione in seguito divenne semplicemente nota come teoria della ricapitolazione. L'ontogenesi è la crescita (cambiamento di dimensione) e lo sviluppo (cambiamento di struttura) di un organismo individuale la filogenesi è la storia evolutiva di una specie. Haeckel ha affermato che lo sviluppo delle specie avanzate passa attraverso fasi rappresentate da organismi adulti di specie più primitive. [10] In altre parole, ogni fase successiva nello sviluppo di un individuo rappresenta una delle forme adulte che sono apparse nella sua storia evolutiva.

Ad esempio, Haeckel ha proposto che i solchi faringei tra gli archi faringei nel collo dell'embrione umano non solo assomigliassero approssimativamente a fessure branchiali di pesce, ma rappresentassero direttamente uno stadio di sviluppo adulto "simile a un pesce", a significare un antenato simile a un pesce. Le fessure faringee embrionali, che si formano in molti animali quando le sottili placche branchiali che separano le tasche faringee e i solchi faringei si perforano, aprono la faringe verso l'esterno. Gli archi faringei compaiono in tutti gli embrioni di tetrapodi: nei mammiferi, il primo arco faringeo si sviluppa nella mascella inferiore (cartilagine di Meckel), nel martello e nella staffa.

Haeckel ha prodotto diversi disegni di embrioni che spesso enfatizzavano eccessivamente le somiglianze tra embrioni di specie affini. La biologia moderna rifiuta la forma letterale e universale della teoria di Haeckel, come la sua possibile applicazione all'ontogenesi comportamentale, cioè lo sviluppo psicomotorio dei giovani animali e dei bambini umani. [11]

Critica contemporanea Modifica

I disegni di Haeckel travisano lo sviluppo embrionale umano osservato a tal punto da attirare l'opposizione di diversi membri della comunità scientifica, tra cui l'anatomista Wilhelm His, che aveva sviluppato una "teoria causa-meccanica" rivale dello sviluppo embrionale umano. [12] [13] Il suo lavoro criticava specificamente la metodologia di Haeckel, sostenendo che le forme degli embrioni erano causate più immediatamente da pressioni meccaniche derivanti da differenze locali nella crescita. Queste differenze erano, a loro volta, causate da "ereditarietà". Ha paragonato le forme delle strutture embrionali a quelle dei tubi di gomma che potevano essere tagliati e piegati, illustrando questi confronti con disegni accurati. Stephen Jay Gould ha notato nel suo libro del 1977 Ontogenesi e filogenesi che l'attacco di His alla teoria della ricapitolazione di Haeckel era molto più fondamentale di quello di qualsiasi critico empirico, poiché affermava efficacemente che la "legge biogenetica" di Haeckel era irrilevante. [14] [15]

Darwin propose che gli embrioni si somigliassero poiché condividevano un antenato comune, che presumibilmente aveva un embrione simile, ma che lo sviluppo non ricapitolava necessariamente la filogenesi: non vedeva alcun motivo per supporre che un embrione in qualsiasi fase assomigliasse a un adulto di qualsiasi antenato. Darwin supponeva inoltre che gli embrioni fossero soggetti a una pressione selettiva meno intensa rispetto agli adulti, e che quindi fossero cambiati meno. [16]

Stato moderno Modifica

La moderna biologia evolutiva dello sviluppo (evo-devo) segue von Baer, ​​piuttosto che Darwin, nell'indicare l'evoluzione attiva dello sviluppo embrionale come mezzo significativo per cambiare la morfologia dei corpi adulti. Due dei principi chiave dell'evo-devo, vale a dire che i cambiamenti nei tempi (eterocronia) e nel posizionamento (eterotopia) all'interno del corpo di aspetti dello sviluppo embrionale avrebbero cambiato la forma del corpo di un discendente rispetto a quello di un antenato, sono stati tuttavia formulati per la prima volta da Haeckel nel 1870. Questi elementi del suo pensiero sullo sviluppo sono quindi sopravvissuti, mentre la sua teoria della ricapitolazione no. [17]

La forma haeckeliana della teoria della ricapitolazione è considerata defunta. [18] Gli embrioni subiscono un periodo o una fase filotipica in cui la loro morfologia è fortemente modellata dalla loro posizione filogenetica, [19] piuttosto che da pressioni selettive, ma ciò significa solo che assomigliano ad altri embrioni in quella fase, non ad adulti ancestrali come aveva affermato Haeckel . [20] La visione moderna è riassunta dal Museo di Paleontologia dell'Università della California:

Gli embrioni riflettono il corso dell'evoluzione, ma quel corso è molto più intricato e bizzarro di quanto affermato da Haeckel. Parti diverse dello stesso embrione possono anche evolvere in direzioni diverse. Di conseguenza, la Legge Biogenetica è stata abbandonata e la sua caduta ha permesso agli scienziati di apprezzare l'intera gamma di cambiamenti embrionali che l'evoluzione può produrre, un apprezzamento che ha prodotto risultati spettacolari negli ultimi anni quando gli scienziati hanno scoperto alcuni dei geni specifici che controllano lo sviluppo . [21]

L'idea che l'ontogenesi ricapitoli la filogenesi è stata applicata ad alcune altre aree.

Sviluppo cognitivo Modifica

Il filosofo inglese Herbert Spencer è stato uno dei più energici sostenitori delle idee evoluzionistiche per spiegare molti fenomeni. Nel 1861, cinque anni prima che Haeckel pubblicasse per la prima volta sull'argomento, Spencer propose una possibile base per una teoria della ricapitolazione culturale dell'educazione con la seguente affermazione: [22]

Se c'è un ordine in cui la razza umana ha padroneggiato i suoi vari tipi di conoscenza, sorgerà in ogni bambino l'attitudine ad acquisire questi tipi di conoscenza nello stesso ordine. L'educazione è una ripetizione della civiltà in poco. [23]

G. Stanley Hall ha usato le teorie di Haeckel come base per le sue teorie sullo sviluppo del bambino. La sua opera più influente, "L'adolescenza: la sua psicologia e le sue relazioni con la fisiologia, l'antropologia, la sociologia, il sesso, il crimine, la religione e l'educazione" nel 1904 [24] suggeriva che il corso della vita di ogni individuo ricapitolava l'evoluzione dell'umanità dalla "ferocia" alla "civiltà" . Sebbene abbia influenzato le teorie sullo sviluppo dell'infanzia successiva, la concezione di Hall è ora generalmente considerata razzista.[25] Lo psicologo dello sviluppo Jean Piaget ha favorito una versione più debole della formula, secondo la quale l'ontogenesi paralleli filogenesi perché i due sono soggetti a vincoli esterni simili. [26]

Anche il pioniere austriaco della psicoanalisi, Sigmund Freud, era favorevole alla dottrina di Haeckel. Fu formato come biologo sotto l'influenza della teoria della ricapitolazione durante il suo periodo di massimo splendore e mantenne una prospettiva lamarckiana con giustificazione dalla teoria della ricapitolazione. [27] Freud distingueva anche tra ricapitolazione fisica e mentale, in cui le differenze sarebbero diventate un argomento essenziale per la sua teoria delle nevrosi. [27]

Alla fine del XX secolo, gli studi sul simbolismo e l'apprendimento nel campo dell'antropologia culturale hanno suggerito che "sia l'evoluzione biologica che le fasi dello sviluppo cognitivo del bambino seguono più o meno la stessa progressione delle fasi evolutive di quella suggerita dalla documentazione archeologica". [28]

Critica musicale Modifica

Il musicologo Richard Taruskin nel 2005 ha applicato la frase "l'ontogenesi diventa filogenesi" al processo di creazione e rifusione della storia della musica, spesso per affermare una prospettiva o un argomento. Ad esempio, lo sviluppo peculiare delle opere del compositore modernista Arnold Schoenberg (qui una "ontogenesi") è generalizzato in molte storie in una "filogenesi" - uno sviluppo storico ("evoluzione") della musica occidentale verso stili atonali di cui Schoenberg è un rappresentante. Tali storiografie del "crollo della tonalità tradizionale" sono accusate dagli storici della musica di affermare un punto retorico piuttosto che storico sul "crollo" della tonalità. [29]

Taruskin ha anche sviluppato una variazione del motto nel gioco di parole "l'ontogenesi ricapitola l'ontologia" per confutare il concetto di "musica assoluta" avanzando le teorie socio-artistiche del musicologo Carl Dahlhaus. L'ontologia è l'indagine su cosa sia esattamente qualcosa, e Taruskin afferma che un oggetto d'arte diventa ciò che la società e le generazioni successive ne hanno fatto. Ad esempio, Johann Sebastian Bach Passione di San Giovanni, composto negli anni '20, fu stanziato dal regime nazista negli anni '30 per la propaganda. Taruskin sostiene lo sviluppo storico del Passione di San Giovanni (la sua ontogenesi) come opera con un messaggio antisemita, infatti, informa l'identità dell'opera (la sua ontologia), anche se questa era una preoccupazione improbabile del compositore. La musica o anche un'opera d'arte visiva astratta non può essere veramente autonoma ("assoluta") perché è definita dalla sua ricezione storica e sociale. [29]


Fasi dello sviluppo embrionale dei mammiferi

Sebbene ci siano alcune differenze intrinseche tra le specie, gli embrioni della maggior parte delle specie di vertebrati coinvolgono gli stessi processi durante l'embriogenesi. La maggior parte delle differenze notevoli tendono a diventare più evidenti durante le fasi successive dello sviluppo. Nei mammiferi, l'embriogenesi procede nelle seguenti fasi distinte:

Scollatura

Dopo la fecondazione, lo zigote inizia a dividersi per mitosi in un modo in cui vi è una mancanza di crescita e il gruppo di cellule risultante rimane delle stesse dimensioni della cellula fecondata iniziale (mostrata sotto). Dopo quattro cicli di scissione, l'ammasso a 16 cellule è chiamato morula. Le cellule che compongono la morula alla fine formano uno strato esterno chiamato trofoblasto e un gruppo di cellule interno, chiamato massa cellulare interna, che formerà l'embrione. Il fluido riempirà quindi lo spazio tra il trofoblasto e le cellule interne, con le due formazioni cellulari che si collegano a un polo, chiamato polo embrionale.

Stadio Blastula

Dopo sette cicli di scissione, il gruppo di cellule composto da 128 cellule è noto come blastula. La blastula è caratterizzata da uno strato circolare di cellule chiamato blastoderma che circonda una massa cellulare interna chiamata blastocisti (mostrata sotto). La cavità piena di liquido che risiede tra i due gruppi di cellule è chiamata blastocele. Durante questa fase, il trofoblasto come descritto sopra è diviso in uno strato esterno chiamato sinciziotrofoblasto e uno strato interno chiamato citotrofoblasto. Questi strati non formano l'embrione, ma alla fine aiuteranno a formare la placenta. Anche il gruppo di cellule interno, chiamato massa cellulare interna, inizia a subire un'organizzazione durante questa fase. Al centro della massa cellulare interna c'è uno strato di cellule piatte e differenziate chiamate endoderma. L'endoderma forma il sacco vitellino che fornirà all'embrione in crescita sostanze nutritive e una fonte di apporto di sangue fino al completamento della formazione della placenta. Tra le cellule rimanenti si forma la cavità amniotica, il cui fondo è composto da cellule prismatiche chiamate ectoderma, e forma una struttura chiamata disco embrionale. Il disco embrionale inizia quindi a cambiare conformazione e forma un poro con il sacco vitellino. Le cellule dell'ectoderma scendono gradualmente per incontrare l'endoderma. Si forma anche un terzo strato di cellule, situato lateralmente tra l'endoderma e l'ectoderma. Questi strati sono chiamati strati germinali e alla fine formeranno i vari tessuti dell'organismo. È anche durante questa fase che avviene l'impianto dell'embrione nella parete uterina.

Stadio della gastrula

Una volta che i tre strati germinali si sono formati e si spostano verso il centro della blastula, l'embrione è chiamato gastrula (mostrato sotto). Sebbene la differenziazione dei vari tipi cellulari avvenga durante la fase di blastula, l'organizzazione della cellula in tre strati distinti è nota come gastrulazione. La gastrulazione si verifica tipicamente durante la terza settimana di gravidanza e il processo inizia con la formazione di una struttura spessa lungo la linea mediana del disco embrionale, denominata striscia primitiva. La striscia primitiva definisce gli assi maggiori dell'embrione (lato sinistro, destro, craniale e caudale). All'estremità craniale del disco embrionale, la striscia primitiva si espande fino a formare un nodo primitivo e inizia ad estendersi lungo la linea mediana fino all'estremità caudale ea formare un solco primitivo. A questo punto, lo strato esterno delle cellule inizia a piegarsi verso l'interno e distaccarsi lungo la striatura primitiva attraverso un processo chiamato invaginazione. Le prime cellule che si muovono verso l'interno spostano lo strato esterno di cellule e vengono sostituite da un nuovo strato cellulare chiamato endoderma definitivo. All'interno dell'embrione, le cellule interiorizzate si uniscono e formano l'ectoderma definitivo. Il gruppo di cellule che risiedono tra l'ectoderma definitivo e l'endoderma formano il mesoderma definitivo.

Stadio di organogenesi


Studiare le fasi dello sviluppo embrionale umano

La crescita embrionale dipende direttamente da mitosi. Attraverso questo tipo di divisione cellulare, il zigote divide, producendo una serie di cellule che compongono anche differenziate fazzoletti e organi via mitosi fino alla formazione di un individuo completo.

Altre domande e risposte di dimensioni ridotte di seguito

2. Qual è la funzione del vitello nelle uova dei vertebrati? Come vengono classificate queste uova in base alla quantità di vitello al loro interno?

Vitello (tuorlo) è il materiale nutritivo che si accumula nel citoplasma della uovo (zigote), e ha la funzione di nutrire la embrione. A seconda della quantità di vitellus in esse, le uova dei vertebrati sono classificate come oligolecithal (tuorlo piccolo), centrolecitale, o eterolecita (più tuorlo distribuito diffusamente) e telolecithal (più tuorlo concentrato ad un'estremità dell'uovo).

3. Cosa sono il polo animale e il polo vegetale delle uova dei vertebrati?

Il polo animale di un uovo telolecitale è la porzione dell'uovo con th piccolo vitellus. È opposto a palo vegetale, che è la regione in cui si concentra il tuorlo.

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Le fasi dello sviluppo embrionale

4. Quali sono le quattro fasi iniziali dello sviluppo embrionale?

Le quattro fasi iniziali dello sviluppo embrionale sono le morula palcoscenico, il blastula palcoscenico, il gastrula palco e il neurula palcoscenico.

5. Come si chiama la divisione cellulare durante la prima fase dello sviluppo embrionale? Come si può descrivere questa fase?

La divisione cellulare durante la prima fase dello sviluppo embrionale è chiamata scollatura, o segmentazione. Durante questa fase, diversi mitosi avvengono all'interno dello zigote per formare il nuovo embrione.

6. Come si chiamano le cellule prodotte durante la prima fase dello sviluppo embrionale?

Le cellule che vengono prodotte durante scollatura (il primo stadio dello sviluppo embrionale) sono chiamati blastomeri. In questa fase l'embrione è chiamato la morula (simile a un “morus”, o gelso).

7. Dopo la fase di morula, qual è la fase successiva? Qual è la caratteristica morfologica che definisce questo stadio?

Dopo aver superato lo stadio della morula in cui l'embrione è una massa compatta di cellule, lo stadio successivo è il blastula palcoscenico. Nel blastula stadio, la compattezza si perde e al suo interno compare una cavità interna piena di fluido, detta blastocele.

8. Dopo la fase di blastula, qual è la fase successiva dello sviluppo embrionale? Come si chiama il passaggio dalla blastula allo stadio successivo?

La blastula si trasforma in la gastrula attraverso un processo noto come gastrulazione.

9. Che cos'è la gastrulazione? Come si formano i primi due strati germinali durante la gastrulazione? Cosa sono questi strati germinali?

La gastrulazione è il processo attraverso il quale una porzione della parete della blastula invagina all'interno del blastocele, formando un tubo chiamato l'archenteron (un primitivo intestino). Le cellule del lato interno del tubo formano il endoderma (uno strato germinale) e le cellule del lato esterno formano il ectoderma (un altro strato germinale). Questo è l'inizio della differenziazione dei tessuti nello sviluppo embrionale.

10. Cosa sono l'archenteron e il blastoporo? In quale fase dello sviluppo embrionale si formano queste strutture? Cosa succede all'archenteron e al blastoporo?

L'archenteron è il tubo formatosi durante gastrulazione per mezzo dell'invaginazione del blastula parete all'interno del਋lastocoel. Si trasforma nel gastrointestinale tratto. Il blastoporo è l'apertura esterna dell'archenteron . Il blastoporo produce una delle estremità del tubo digerente: il bocca in organismi protostomi, o l'ano in deuterostomo organismi.

11. Come si forma il mesoderma (terzo strato germinale) degli animali triploblastici?

Il mesoderma si forma attraverso la differenziazione delle cellule endodermiche che ricoprono la regione dorsale del archenteron.

Strati germinali, animali diploblastici e triploblastici

12. Quali sono i tre tipi di strati germinali che formano tessuti e organi negli animali?

I tre strati germinali sono i ectoderma, il mesoderma e il endoderma.

13. Come vengono classificati gli animali in base agli strati germinali presenti durante il loro sviluppo embrionale?

Cnidari sono diploblastico, nel senso che hanno solo un endoderma e un ectoderma. Ad eccezione dei poriferi, tutti gli animali rimanenti sono triploblastico. I poriferi non hanno un'organizzazione tissutale differenziata e, di conseguenza, non hanno una classificazione per quanto riguarda i foglietti germinali (sebbene a volte siano considerati diploblastici).

Il tubo neurale e la notocorda

14. Come si trasforma l'embrione nella neurula dalla gastrula? Come si forma il tubo neurale? Qual è l'origine embrionale del sistema nervoso nei vertebrati?

Lo stadio della neurula è caratterizzato dalla comparsa del tubo neurale lungo la regione dorsale dell'embrione. La crescita del mesoderma in quella regione provoca la differenziazione delle cellule ectodermiche appena sopra di essa. Queste cellule poi si differenziano per formare il tubo neurale. Pertanto, l'origine del sistema nervoso è la ectoderma (lo stesso strato germinale che produce il pelle).

15. Cos'è la notocorda? Come si forma questa struttura?

La notocorda è una struttura a bastoncino che forma l'asse portante dell'embrione e che produce il colonna vertebrale nei vertebrati. Si forma attraverso la differenziazione delle cellule mesodermiche.

Il celoma

16. Cos'è il celoma? Quali strutture sono prodotte dal celoma? Tutti gli animali sono celomati?

I celomi sono cavità delimitato da un mesoderma. I celomi si trasformano in cavità dove si trovano gli organi interni del corpo, come il pericardico cavità, il peritoneale cavità e il pleurico cavità.

Oltre agli animali celomati, ci sono anche acelomato animali, come i platelminti, e pseudocelomato animali, come i nematodi.

17. Da quale strato germinale vengono prodotti i celomi?

I celomi sono prodotti dal mesoderma.

18. Cosa sono la pleura, il pericardio e il peritoneo?

La pleura è la membrana che ricopre il polmoni e la parete interna del il petto il pericardio è la membrana che ricopre il cuore e il peritoneo è la membrana che ricopre la maggior parte degli organi del tratto gastrointestinale e parte della cavità addominale. Tutte queste membrane circondano i celomi (cavità interne).

Somiti

19. Dopo lo stadio della neurula, come si può descrivere la morfologia dell'embrione, partendo dalla sua porzione ventrale e terminando nella sua porzione dorsale?

In una sezione longitudinale schematica di un embrione dopo lo stadio della neurula, lo strato più esterno di cellule è il ectoderma. Nella regione ventrale, il archenteron tubo è formato da cellule endodermiche. In entrambi i lati dell'embrione, celoma ricoperti da un mesoderma sono presenti. Nella regione centrale sopra l'archenteron e nel mezzo dei celomi, il notocorda si trova. Nella regione dorsale appena sopra la notocorda, il tubo neurale si trova.

20. Cosa sono i somiti?

I somiti sono porzioni differenziate di tessuto mesodermico che sono distribuite longitudinalmente lungo l'embrione. I somiti si trasformano in muscolo tessuto e porzioni di connettivo tessuti.

Istogenesi e organogenesi

21. Cosa sono l'istogenesi e l'organogenesi?

L'istogenesi è il processo di fazzoletto di carta formazione durante lo sviluppo embrionale. L'organogenesi è il processo di organo formazione. Prima dell'istogenesi e dell'organogenesi, si sono già formate strutture embrionali primitive: strati germinali, tubo neurale, notocorda, celomi e somiti.

22. Da quale strato germinale vengono prodotti l'epidermide e il sistema nervoso? Quali altri organi e tessuti sono costituiti da quello strato germinale?

L'epidermide e il sistema nervoso hanno la stessa origine embrionale: la ectoderma. Anche le appendici epidermiche (come unghie, capelli, ghiandole sudoripare e ghiandole sebacee), le ghiandole mammarie, l'adenoipofisi, la cornea, il cristallino e la retina sono prodotte dal ectoderma.

23. Da quale strato germinale vengono prodotte le cellule del sangue? Quali altri organi e tessuti sono costituiti da quello strato germinale?

Le cellule del sangue hanno un'origine embrionale mesodermica. Altri organi realizzati dal mesoderma sono: membrane sierose come il pericardio, il peritoneo e il pleura, muscoli, cartilagine, derma, adiposo tessuto, i reni, gli ureteri, il Vescica urinaria, l'uretra, le gonadi, i vasi sanguigni e linfatici, e ossatura.

24. Da quale strato germinale vengono prodotti il ​​fegato e il pancreas? Quali altri organi e tessuti sono costituiti da quello strato germinale?

Il fegato e il pancreas sono prodotti dal endoderma. Anche di origine endodermica sono i epitelio delle vie aeree, l'epitelio della vescica, l'epitelio dell'uretra e l'epitelio del tratto gastrointestinale (ad eccezione della bocca e dell'ano), le cellule alveolari del polmoni e la tiroide e paratiroideo ghiandole.

Gemelli e poliembrioni

25. Cosa sono i gemelli? Geneticamente, quali sono i due tipi di gemelli che possono verificarsi?

I gemelli vengono generati simultaneamente (all'interno dell'utero della madre) prole. I gemelli sono classificati in base alla zigosità come monozigote o dizigote Gemelli.

Gemelli monozigoti, detti anche identico gemelli, sono quelli che originano da un unico ovulo fecondato (quindi da un unico zigote) i gemelli monozigoti sono geneticamente identici, nel senso che hanno identici genotipi e sono necessariamente uguali sesso. Gemelli dizigoti, noti anche come fraterno gemelli, sono quelli generati da due differenti ovuli fecondato da due diversi cellule spermatiche quindi, non sono geneticamente identici e non sono necessariamente dello stesso sesso.

26. Che cos'è il poliembrione?

Il poliembrione è il fenomeno in cui un singolo embrione nella sua fase embrionale iniziale divide stesso per formare molti nuovi individui dello stesso sesso e geneticamente identici. Questo è il modo, ad esempio, in cui la riproduzione avviene negli armadilli del genere Dasypus. Il poliembrione è un esempio di “clonazione” naturale.

Ora che hai finito di studiare lo sviluppo embrionale, queste sono le tue opzioni:


Durante il processo di sviluppo fetale, il feto in crescita attraversa tre fasi distinte, ciascuna caratterizzata da eventi specifici.

Da 2 a 4 mesi

Quando l'embrione entra nella fase di sviluppo fetale, la placenta diventa funzionale. Il feto misura tipicamente 30 mm dalla corona alla groppa e pesa circa 8 g (mostrato sotto). Alla fine di questa fase, il feto è di circa 15 cm. Durante questo periodo, si possono osservare diversi organi, tra cui mani, piedi, cuore e cervello. Il pancreas e il fegato iniziano a secernere liquidi. Inoltre, i genitali iniziano a formarsi e la testa è prominente, comprendendo quasi la metà del corpo fetale. Il feto mostra anche movimenti non regolati necessari per il polmone, i muscoli e lo sviluppo neurologico che si sta verificando.

Da 4 ¼ a 6 ¼ mesi

Durante questo periodo di sviluppo fetale, la madre inizia a sentire i movimenti del feto in crescita, che cresce da circa 15 cm a 38 cm e pesa circa 500 g entro la fine di questa fase (mostrato sotto). Durante questa fase si formano le sopracciglia e le ciglia, lo sviluppo muscolare aumenta e il feto diventa più attivo, il polmone continua a svilupparsi con la formazione degli alveoli. Inoltre, il sistema nervoso si sviluppa rapidamente, manifestato dallo sviluppo dell'orecchio interno, dal controllo dell'apertura e della chiusura delle palpebre, nonché da altri processi corporei. I genitali sono completamente formati e il sesso può essere individuato in modo affidabile.

Da 6 ½ a 9 ½ mesi

In questa fase, il feto inizia ad aumentare di peso man mano che aumenta il grasso corporeo. I polmoni continuano a maturare e diventano capaci di scambio di gas. Inoltre, i capelli iniziano ad ispessirsi sulla testa e compaiono i boccioli del seno. Il feto è considerato a termine a circa 38 settimane (tra 36 e 40 settimane) di gravidanza (mostrato di seguito). Mentre i feti nati prima delle 36 settimane possono sopravvivere al di fuori dell'utero, è necessario un intervento medico per promuovere la sopravvivenza, in particolare a causa del sottosviluppo dei polmoni nei neonati prematuri.

1.Quale delle seguenti affermazioni è VERA:
UN. I polmoni sono uno dei primi organi a maturare completamente in un feto in via di sviluppo.
B. Il cuore è uno dei primi organi a formarsi nel feto in via di sviluppo.
C. Il sesso del feto può essere osservato già a 13 settimane.
D. Un feto nato a 37 settimane ha una bassa probabilità di sopravvivenza.


Embriogenesi somatica: processo e applicazioni | Impianti

In questo articolo parleremo di: 1. Processo di embriogenesi somatica 2. Maturazione e sincronizzazione degli embrioni 3. Condizioni culturali 4. Embriogenesi ricorrente e produzione di massa 5. Applicazioni.

Dopo la fecondazione, lo zigote si trasforma in stato adulto attraverso una serie di processi embriogeni. Nonostante gli stessi costituenti genetici, le cellule somatiche, d'altra parte, non si riorientano verso la produzione embrionale. Tuttavia, le cellule somatiche isolate in condizioni in vitro hanno il potenziale per svilupparsi in embrioni sotto l'influenza di fattori di crescita.

Le cellule somatiche sono in grado di svilupparsi in tutta la pianta attraverso le fasi dell'embriogenesi senza fusione gametica. Pertanto, gli embrioni somatici sono embrioni non zigoti originati da cellule sporofite. La produzione di embrioni somatici è diretta o indiretta in vitro. Gli embrioni somatici possono essere diretti quando le cellule embrionali si sviluppano direttamente dalle cellule espianti’ o indirette quando si sviluppano attraverso il callo.

Le cellule vegetali che subiscono l'embriogenesi somatica sono cellule determinate pro-embrionali (PEDC) o cellule determinate embriogeniche indotte (IEDC). Ci sono state segnalazioni sull'induzione di embrioni somatici frequentemente da vari tessuti come piantine, meristema dei germogli, giovani infiorescenze ed embrioni zigotici. Inoltre, anche altri tessuti come la radice, il nucleo ha prodotto embrioni somatici.

Le risposte favorevoli di alcuni dei suddetti tessuti contengono effettivamente cellule determinanti proembriogeniche (PEDC) o queste cellule possono richiedere una riprogrammazione minore per entrare nello stato embriogenico. Il primo rapporto sulla produzione di embrioni somatici in cellule di sospensione di carota fu pubblicato da Steward e collaboratori nel 1958. Successivamente furono inondati i rapporti sulla produzione di embrioni somatici nelle piante.

Processo di embriogenesi somatica:

Significato dell'auxina:

La riprogrammazione delle cellule somatiche e il loro ingresso nello stato embriogenico richiede una proliferazione ex­tensive attraverso il ciclo del callo non organizzato e l'esposizione ad alte dosi di auxina sintetica come 2, 4-D o picloram. L'induzione somatica dell'embrione può essere ottenuta anche mediante plasmolisi di cellule espiantate.

Il significato dell'auxina per lo stato di induzione dell'embrione da cellule e tessuti vegetativi è stato riconosciuto come il principale fattore di controllo. Questo si basa su una valutazione critica in specie come Daucus carota, Atropa belladona e Ranunculus sceleratus. La trasformazione delle cellule embriogene nel sistema del callo a causa della differenziazione delle singole cellule è seguita dalla comparsa di citoplasma denso, nucleo prominente e alti profili di organelli.

Questi gruppi di piccole cellule citoplasmatiche densamente ammassate nascono per divisione interna. Questi gruppi di cellule costituiscono pro-embrioni che possono svilupparsi in embrioni globulari. La formazione di un embrione maturo e di una piantina attraverso gli stadi a forma di cuore e siluro può procedere indisturbata anche quando l'auxina esogena rimane presente alla concentrazione più bassa nello sviluppo successivo.

Il processo successivo nella condizione media prevalente, tuttavia, può disturbare l'ulteriore insediamento dell'embriogenesi a meno che l'auxina non sia completamente omessa. È stato anche dimostrato che il processo embriogenico può essere completamente arrestato durante la transizione dall'embrione alla pianta. Pertanto l'auxina viene ridotta o completamente soppressa una volta che tale anomalia si manifesta durante la coltura.

Nella coltura del tessuto della palma da datteri, i mezzi liquidi arricchiti con una bassa quantità di regolatore di crescita delle piante hanno portato alla differenziazione di un gran numero di embrioni somatici. Un'alta concentrazione di auxina potrebbe non incoraggiare la formazione dell'embrione. Pertanto, si possono trarre due conclusioni distinte dal ruolo dell'auxina nell'intero episodio embriogenico.

Primo, induzione di cellule con competenza embriogenica riprogrammata sotto l'influenza dell'auxina. Il secondo è dirigere le cellule embriogene verso lo sviluppo completo prelevando l'auxina dai media. Un basso livello di auxina endogena può ugualmente determinare l'induzione dell'embrione.

La privazione dell'auxina agisce come un interruttore di sviluppo dalle unità embriogeniche non polari per indurre l'embriogenesi somatica nel mais. Questo interruttore dello sviluppo è accompagnato da riarrangiamenti del citoscheletro nelle cellule embrionali. L'intero processo embriogenetico somatico può far deragliare l'instaurazione della polarità se viene fornita auxina esogena.

Uno dei fattori negativi implicati nell'embriogenesi somatica è la pro­duction dell'etilene in presenza di auxina per un considerevole periodo di tempo nei terreni di coltura. La produzione di etilene a sua volta eleva l'attività degli enzimi, probabilmente cellulasi e pectinasi, che degradano i composti della pectina e di conseguenza disturbano l'instaurazione della polarità riducendo l'interazione cellula-cellula e il contatto dovuto alla separazione.

Il ruolo di 2, 4-D in particolare, per l'induzione dell'embriogenesi somatica è esemplare. Indagini in letteratura hanno mostrato che questa auxina sintetica è molto spesso adatta a indurre l'embriogenesi somatica nella maggior parte delle specie. Un'altra auxina sintetica NAA è risultata adatta e timida per l'induzione di embrioni somatici.

Tuttavia, il ruolo dei fitormoni nell'induzione dell'embrione somatico è un processo molto complesso e varia a seconda della specie vegetale e della sua concentrazione endogeno. In nessun caso, l'acido gibberellico è utile per l'induzione dell'embrione somatico. Ma il suo ruolo è stato implicato nella maturazione degli embrioni somatici.

Ruolo dell'azoto ridotto:

Le cellule competenti embriogeniche sembrano preferire un'elevata concentrazione salina e una specifica fonte di azoto. Questo era considerato un secondo prerequisito per l'induzione dell'embrione somatico dopo l'auxina. La forma ridotta di azoto, l'ammoniaca, fornisce fattori scatenanti per l'embriogenesi.

Allo stesso modo, l'azoto sotto forma di idrolizzato di caseina può ugualmente contribuire alla stimolazione degli embrioni somatici ed è stato valutato criticamente nella carota come pianta modello. Nella pianta di carota è stata segnalata la presenza di prolina e serina, in grado di stimolare l'induzione somatica dell'embrione.

Aggiunta di azoto ridotto, ione ammonio (NH4 + sale) o aminoacidi nel mezzo è conduttivo per l'embriogenesi dopo aver spostato il callo dall'auxina ai mezzi privi di auxina. Tuttavia, è la concentrazione di auxina e azoto, piuttosto che la concentrazione critica di azoto e azoto ridotto, che è cruciale nel potenziamento dell'embriogenesi.

Un'alta frequenza di embriogenesi somatica è stata ottenuta nella pianta di cetriolo. L'aggiunta di diazuron e il trattamento con saccarosio (3-6%) hanno esercitato un effetto positivo sulla posizione relativa dell'induzione dell'embrione somatico. L'aggiunta di solfato di rame nel terreno induce l'induzione di embrioni somatici ad alta frequenza.

Allo stesso modo, il tiadiazuron quando integrato nel mezzo induceva l'organogenesi del germoglio a bassa concentrazione e l'embriogenesi somatica ad alta concentrazione. Una maggiore produzione di embrioni somatici e maturazione in piante normali in cotone è stata ottenuta quando i calli sono stati coltivati ​​su terreni MS a metà forza.

Un esame approfondito del ruolo dell'ammoniaca azotata ridotta mostra che la formazione dell'embrione è promossa quando viene fornito solo 0,1 mM di cloruro di ammonio per nitrato me­dia. L'embriogenesi è promossa da nitrato di potassio 40 mM e cloruro di ammonio 30 mM come concentrazione ottimale.

La glutammina e l'alanina possono servire come unica fonte di azoto per la crescita e la formazione dell'embrione. Sebbene il nitrato sia necessario per l'embriogenesi in diversi casi, l'ammonio da solo può produrre embrioni nella coltura in sospensione di carota, a condizione che il pH del terreno contenente cloruro di ammonio 10 mM e cloruro di potassio 20 mM sia controllato a pH 5,4.

Il livello di ossigeno disciolto ha un ruolo da svolgere nell'embriogenesi somatica, almeno nella pianta di carota, dove l'embriogenesi avviene solo al di sotto del livello critico di ossigeno disciolto (cioè al di sopra di 1,5 ppm). Il livello più alto favorisce la rizogenesi. L'aggiunta di carbone attivo nei terreni di coltura può favorire l'induzione dell'embrione assorbendo le sostanze inibenti prodotte dai tessuti.

Maturazione e sincronizzazione degli embrioni:

Gli studi sul processo di germinazione dell'embrione mostrano che lo sviluppo dell'embrione si completa senza anomalie in assenza di auxina nei media. Tuttavia, qualsiasi anomalia dovuta agli ormoni endogeni può essere evitata integrando concentrazioni bilanciate di acido abscissico (ABA), zeatina e GA3. L'aggiunta di carbone può aumentare la maturazione dell'embrione somatico.

La presenza di carbone nei media riduce il livello di auxina come IAA a causa del suo effetto legante. La maturazione dell'embrione somatico può essere migliorata sottoponendo ad essiccazione osmotica. Il saccarosio viene generalmente utilizzato a diverse concentrazioni per ottenere la crescita e la maturazione embrionali. Ciò si ottiene fornendo una concentrazione di saccarosio tra il 4 e il 6%.

In alcune specie è richiesto per la maturazione un progressivo aumento della concentrazione di saccarosio fino al 4%, che di conseguenza produce piantine vigorose. Allo stesso modo, l'imposizione di un'essiccazione temporanea prima della germinazione dell'embrione facilita la conversione in piantine. L'imposizione dell'essiccamento può essere avanzata ponendo gli embrioni somatici in una vasca di Petri vuota e incubati in condizioni essiccate per 2-3 settimane e alcune piante fino a diverse settimane.

Gli embrioni somatici, quando sono ridotti al 50% del loro volume originale, assorbono rapidamente acqua quando vengono reidratati mediante trasferimento su terreno. L'intero esercizio di essiccazione nell'embrione è quello di influenzare il processo metabolico per la germinazione. Gli embrioni somatici quando sottoposti a mostrare essiccazione, stimola la produzione di alta frequenza di rigenerazione dei germogli.

L'imposizione dell'essiccamento migliora la conversione in piantine molte volte la frequenza degli embrioni non essiccati. Nella coltura di erba medica, gli embrioni somatici sono stati addestrati a resistere all'essiccamento trattandoli con ABA allo stadio di siluro. Il trattamento ABA può favorire lo sviluppo di cotiledoni e bloccare la produzione di cluster embrionali.

Condizioni culturali dell'embriogenesi somatica:

L'elevata intensità della luce può influenzare il processo dell'embriogenesi somatica. Tuttavia, cul­tures sono stati incubati in periodi sia di luce che di buio. La maturazione precoce avviene più prevalentemente in condizioni di completa oscurità.

I rapporti sull'influenza della temperatura sull'embriogenesi somatica sono scarsi. Nella coltura del nucleo di agrumi, il potenziale embriogeno diminuisce quando la temperatura viene ridotta da 27°C a 12°C. Allo stesso modo, il condizionamento degli embrioni somatici mediante il trattamento a freddo può sfuggire alla dormienza e facilitare lo sviluppo.

Embriogenesi ricorrente e produzione di massa dell'embriogenesi somatica:

L'embrione somatico primario quando non riesce a maturare può entrare in continui cicli successivi di embrioni. Alcune specifiche cellule superficiali dell'ipocotilo o del cotiledone mostrano questa tendenza a provocare cicli successivi di embrioni o in altre parole una produzione continua di embrioni soprannumerari dagli stessi embrioni somatici.

Questo fenomeno è anche noto come embriogenesi secondaria, embriogenesi ricorrente, embriogenesi ripetitiva o accessoria (Fig. 8.1). Il ciclo embriogenico ricorrente può essere mantenuto in coltura mediante la rimozione dei regolatori di crescita e i cicli possono essere spontanei come è stato evidenziato nell'erba medica (Medicago sativa).

Il ciclo di embriogenesi ricorrente può essere reso spontaneo bloccando lo sviluppo di embrioni così timidi particolarmente allo stato proembriogenico, oltre il quale non possono procedere a svilupparsi. Ciò può essere ottenuto mediante l'esposizione iniziale a una concentrazione molto elevata di 2, 4-D fino a 40 mg/L per un breve periodo seguito dall'esposizione a una concentrazione più bassa (3-5 mg/L).

Questa alta concentrazione di trattamento con auxina può essere coinvolta nella riprogrammazione delle cellule e ridurre la competenza embriogenica. L'embriogenesi ripetitiva può essere un problema serio durante i cicli spontanei e timidi della produzione di embrioni somatici quando è richiesta la germinazione e l'ulteriore sviluppo.

Programma di espressione genica nell'embriogenesi somatica:

Una delle caratteristiche più sorprendenti dell'embriogenesi somatica è il successo repressivo sull'espressione dell'RNA nei tessuti embriogenici e non embriogeni. Diverse somiglianze sorprendenti sono state citate nei prodotti genici espressi in colture embriogeniche e non embriogene. Le condizioni di coltura tissutale sono tipicamente definite come non embriogene. Il modello di espressione genica­sion tra i sistemi embriogenici e non embriogenici mostra la minor diversità sui profili di ex­pression RNA.

Un numero limitato di cambiamenti è stato registrato nel pattern di espressione delle proteine ​​durante l'embriogenesi somatica. Allo stesso modo, i cambiamenti nelle popolazioni di mRNA avvengono durante la transizione da non embriogeno a vari stadi embrionali. La rimozione dell'auxina dai media durante l'induzione dell'embrione innesca nuovi profili di espressione genica che sono eventualmente accoppiati per osservare eventi morfogenetici.

Applicazioni dell'embriogenesi somatica:

Industrie di micropropagazione:

Una delle applicazioni più promettenti dell'embriogenesi somatica è la propagazione su larga scala di embrioni somatici, che mostra numerosi vantaggi come un numero innumerevole di produzione di embrioni (60.000-70.000 embrioni per litro di terreno), presenza di meristemi sia radice che germogli, facile scalabilità e convertirli in piantine in modo efficiente per quanto riguarda l'importanza commerciale. Gli embrioni somatici sono geneticamente ben programmati per creare una pianta completa. Pertanto, a differenza di altri sistemi di micropropagazione, l'embriogenesi somatica evita alcune fasi della micropropagazione in particolare, la fase di radicazione.

Produzione di semi sintetici:

I semi sintetici o artificiali sono gli embrioni somatici incapsulati dalla soluzione di intrappolamento e inibizione del gel. I semi artificiali sono generalmente prodotti in specie vegetali che mostrano sterilità e timidezza dei semi e difficoltà o fase lenta di propagazione vegetativa.

Questo può essere preparato ponendo embrioni somatici in un impasto di alginato (2%) come matrice di intrappolamento del gel e successivamente trasferiti in una soluzione di cloruro di calcio (100 mM) per formare perline in cui gli embrioni vengono intrappolati. I semi artificiali possono essere conservati a 4°C per un periodo di tempo considerevole e utilizzati come sistema efficiente per la conservazione del germoplasma. Per la rigenerazione, i semi possono essere posti in terreni di coltura o in terreno sterile per facilitare la germinazione e lo sviluppo delle piantine (Fig. 8.2).

L'embriogenesi ripetitiva fornisce spesso un numero innumerevole di embrioni somatici, che a sua volta è utile nella produzione di massa di propaguli vegetali. È possibile recuperare diversi metaboliti specifici dell'embrione come le proteine ​​di deposito dei semi e i lipidi di valore industriale. La mancanza di tessuto del seme che circonda gli embrioni somatici si rivela un vantaggio significativo per alcuni lipidi come l'acido α-linolenico presente ad alto livello nei semi di borragine.

Questo lipide è di grande importanza commerciale nel trattamento dell'eczema atopico. Sorprendentemente, gli embrioni somatici come un analogo dell'embrione zigotico sintetizzano anche la stessa quantità di acido α-linolenico. Allo stesso modo, la pianta di jojoba contiene un lubrificante industriale di alta qualità e timidezza nei suoi semi.

Embrioni somatici ottenuti da embrioni zigotici in quanto l'espianto possiede cere identiche a quelle degli embrioni zigotici. Inoltre, durante la stagione possono essere prodotti nuovi metaboliti negli embrioni somatici.

Embrioni somatici nel trasferimento genico:

Gli embrioni somatici sono un sistema ideale per il processo di trasferimento genico. Questo particolare approccio può evitare la rigenerazione mediata da protoplasti delle piante trasformate che generalmente richiede cure aggiuntive. Inoltre, le piante rigenerate mediate da protoplasti possono mostrare variazioni genetiche. Poiché gli embrioni somatici mantengono la stabilità genetica, le piante rigenerate non sono suscettibili alla variazione somaclonale.

Gli embrioni somatici possono essere trasformati incubandoli in una soluzione di Agrobacterium o sottoposti a bombardamento di particelle. La clonazione di embrioni mediante un approccio ricorrente è particolarmente adatta per il trasferimento genico diretto alla massa di embrioni somatici. Gli embrioni somatici stabilmente trasformati possono essere sottoposti a un ciclo embriogenico ricorrente per procurarsi milioni di piante transgeniche.


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