POZNÁMKY K EMBRIOLÓGII
Embryológia skúma postupnosť foriem vývoja od zygoty k organizmu so všetkými jeho orgánmi a systémami.
V tomto ohľade je dobré si uvedomiť rozdiel medzi vývojom (postupnosť štrukturálnych a organizačných fáz rastúcej komplexnosti) a rastom, chápaným predovšetkým v kvantitatívnom zmysle.
V metazótoch stavovcov sme svedkami, stúpajúc v evolučnom rade až k človeku (cez cyklostómy, ryby, obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce), do vzhľadu dospelých foriem rastúcej zložitosti, pre ktoré je väčšia miera komplikácií fáz embryonálneho vývoja.
Na začiatku je zygota, vždy vybavená rezervným materiálom, rozdelená (následnou mitózou) do 2, potom 4, potom 8, atď. bunky nazývané blastoméry, bez rastu, až do dosiahnutia normálneho jadra / cytoplazmatického vzťahu daného druhu.
Táto počiatočná segmentácia sa môže líšiť v závislosti od množstva a distribúcie deutoplazmy.
Na začiatku je deutoplazma vzácna ("oligolecitické vajcia"), pre ktoré je segmentácia úplná a spôsobuje mierne odlišné blastoméry. Ako rastie zložitosť embrya, je potrebný viac času a materiálu, než jej vývoj umožní začať nezávislý život. Z tohto dôvodu je potrebné zvýšenie deutoplazmy ("telolecitické vajíčka"), ktoré má tendenciu byť umiestnené v časti zygoty. To spôsobuje rastúcu „anizotropiu“, ktorá súvisí s úpravami segmentácie, regulovanými dvoma všeobecnými zásadami:
- Hertwigov zákon hovorí, že v mitóze achromatické vreteno (ktorého rovník určuje rovinu delenia dcérskych buniek) má sklon disponovať v zmysle väčšej dĺžky cytoplazmy;
- Balfourov zákon hovorí, že rýchlosť segmentácie je nepriamo úmerná množstvu deutoplazmy.
Vidíme teda, že už v cyklostómoch av rybách je segmentácia nerovnomerná, s rýchlo segmentovaným zvieracím pólom (ktorý poskytne horným štruktúram embrya) a malému teľovému pólu, ktorý bude obsahovať väčšinu rezervného materiálu. Ešte väčšia je táto anizotropná tendencia u obojživelníkov (v ktorej je potrebné predisponovať orgány zodpovedné za dýchanie v lete), v ktorých teľový stĺp, aj keď je pomaly segmentovaný, zostáva relatívne inertný a končí tým, že je pokrytý bunkami odvodenými z rýchlo segmentovaného zvieracieho pólu. Do tohto evolučného kroku zahŕňa postupnosť hlavných embryonálnych štádií: zygota, blastoméry, morula (blastomérová klastra podobná blackberry), blastula (morula s regresnými vnútornými bunkami), gastrula (blastula, v ktorej sú bunky jednej strany invaginované) ), v ktorom sa objavuje primitívna dutina organizmu, s vonkajšou bunkovou vrstvou (ektoderm, z ktorej bude najprv odvodzovať nervový systém) a vnútornou (entoderm), medzi ktorými bude potom vložená tretia vrstva (mesoderm). Z týchto vrstiev alebo "embryonálnych letákov" potom budú v riadnom poradí odvodené všetky tkanivá, orgány a prístroje.
U pokročilejších druhov je zvýšenie deutoplazmy (alebo „teľa“) také, že nemôže ani segmentovať. Vidíme teda, že u vtákov segmentácia ovplyvňuje iba tenký povrchový disk, čo vedie k "discoblastule" a k sérii javov, ktoré zaručujú tvorbu embrya iným spôsobom ako je uvedené vyššie.
Ďalší nárast deutoplazmy by pravdepodobne nebol účinnejší, takže u cicavcov sa rozvoj a rast až do kapacity samostatného bývania získavajú iným systémom. V skutočnosti u cicavcov konštatujeme, že deutoplazma slúži len pre najskoršie štádiá vývoja; potom embryo vytvára metabolické vzťahy s materským organizmom (s výskytom placenty) a už nepoužíva deutoplazmu, ktorej prebytok je eliminovaný. V tomto okamihu sa vajcia vracajú k oligolecitiche a segmentácia sa môže vrátiť k úplnosti (a preto v prvých štádiách je podobná anfióze), ale po morule embryogenéza pokračuje podľa najrozvinutejšej schémy vtákov s "Blastocyst", po ktorom nasleduje implantácia na stenu maternice, takže metabolizmus embrya je zaistený skôr materským organizmom (cez placentu) ako deutoplazmou.
EMBRYONICKÉ ROZDIELY
Keď segmentácia zygoty priniesla jadro / cytoplazmatický vzťah k norme daného druhu, je nevyhnutné, aby začala, paralelne s vývojom, aj rast. Z tohto dôvodu začína metabolizmus s výskytom jadier a syntézy proteínov. Takto zahájená syntéza proteínov je spôsobená génmi zodpovednými za prvé fázy embryonálneho vývoja. Tieto gény sú dereprimované látkami prítomnými v rôznych blastomeroch zvieracieho pólu a teliat. Produkty týchto počiatočných génov môžu naopak prezentovať operóny génov zodpovedných za nasledujúce štádiá. Produkty tejto druhej série génov budú schopné pôsobiť tak v zmysle konštrukcie nových embryonálnych štruktúr, ako aj v zmysle potlačenia predchádzajúcich operónov a derepronounkovania nasledujúcich, v usporiadanej sekvencii, ktorá vedie k vytvoreniu nového organizmu, vďaka akumulovanej genetickej informácii z genómu cez tisícročia v čoraz viac vyvinutých druhoch.
Slávne vyjadrenie Haeckelovho „ontogénneho rekapitulovania fylogenézy“ v skutočnosti vyjadruje presne to, že vyššie druhy sa v štádiách embryonálneho vývoja opakujú v postupnosti, ktorá sa už nachádza v evolučne starších druhoch.
Počiatočné štádiá embrya majú tendenciu byť podobné u stavovcov, najmä kým sa neobjavia žiabre.
V druhoch, ktoré prechádzajú do vzdušného dýchania, sa žiabre reabsorbujú a znovu používajú (napríklad na tvorbu žliaz s vnútornou sekréciou), ale genetické informácie súvisiace s tvorbou žiabier sa zachovávajú aj u ľudí. Toto je jasne príklad embryonálnych štruktúrnych génov, ktoré sú prítomné v genóme všetkých stavovcov a musia zostať potlačené po tom, čo pracovali v ich ontogenetickom momente.
Interpretácia embryogenézy v zmysle regulácie génového pôsobenia nám umožňuje zjednotiť komplexné tradičné skúsenosti experimentálnej embryológie.
TWINS
Zygota a prvé blastoméry až do začiatku syntézy proteínov sú totipotentné, ktoré sú schopné poskytnúť život celému organizmu. K tomu sú pripojené experimenty Spemann, ktorí získali dve embryá z škrtenia obojživelníka zygota. Podobný jav sa javí ako základ fenoménu identických dvojčiat u ľudí, ktorý sa z tohto dôvodu nazýva monozygotný (MZ). Spemannove experimentálne dvojčatá mali polovičnú veľkosť, zatiaľ čo u ľudí sú úplne normálne. To je vysvetlené preto, že u obojživelníkov museli dve embryá rozdeliť jediný žĺtok, ktorý už dostal, zatiaľ čo u ľudí môžu embryá dostať cez placentu všetko, čo je nevyhnutné pre ich vývoj a rast.
Je dobré si uvedomiť, že v človeku majú dve tretiny prípadov dvojčiat iný pôvod: pochádzajú z občasného súčasného dozrievania dvoch folikulov, s uvoľňovaním dvoch vajíčok, ktoré oplodnili dve zygoty; v tomto prípade hovoríme o dizygotných dvojčatách (DZ).
Keďže dvojčatá MZ, delené mitózou z jedinej zygoty, majú rovnaký genóm, rozdiely medzi nimi musia byť environmentálneho pôvodu. Namiesto toho sa genóm dvoch dvojčiat DZ podobá len na dvojicu dvoch bratov. Dvojitá metóda je založená na tomto princípe, široko používanom v ľudskej genetike a tiež v oblasti športu.
U ľudí, kde by určité etické dôvody zakazovali experimentovanie, je možné zistiť, že akýkoľvek charakter je regulovaný dedičnými faktormi: v skutočnosti sú striktne zdedené znaky (napríklad krvné skupiny) v dvojčatách MZ vždy zhodné; keďže zhoda jedného znaku v MZs sa blíži zhodnosti s charakterom DZ, možno konštatovať, že pri určovaní tohto fenotypového charakteru prevládajú faktory životného prostredia nad dedičnými faktormi.
Upravil: Lorenzo Boscariol
