Κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη οποιουδήποτε ζώου, πραγματοποιούνται κρίσιμες διαδικασίες για το σχηματισμό νέων ατόμων. Οποιαδήποτε αποτυχία ή σφάλμα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στους απογόνους, ακόμη και το θάνατο του αγέννητου.
Η εμβρυϊκή ανάπτυξη των ψαριών είναι γνωστή, χάρη στο γεγονός ότι τα αυγά τους είναι διαφανή και η όλη διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί από έξω χρησιμοποιώντας όργανα όπως μεγεθυντικό φακό. Σε αυτό το άρθρο στον ιστότοπό μας θα σας διδάξουμε μερικές έννοιες για την εμβρυολογία και, συγκεκριμένα, πώς είναι η εμβρυϊκή ανάπτυξη των ψαριών
Βασικά στοιχεία εμβρυολογίας
Για να εμβαθύνουμε στην εμβρυϊκή ανάπτυξη των ψαριών, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε κάποιες βασικές έννοιες της εμβρυολογίας, όπως τα είδη των αυγών και τις φάσεις που αποτελούν την πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη.
Μπορούμε να βρούμε διαφορετικούς τύπους αυγών, ανάλογα με το πώς κατανέμεται ο κρόκος και πόσο περιέχει. Αρχικά, θα ονομάσουμε το ωάριο το κύτταρο που προκύπτει από την ένωση ωαρίου και σπερματοζωαρίου και, κρόκο, το σύνολο των θρεπτικών στοιχείων που βρίσκεται μέσα στο αυγό και θα χρησιμεύσει ως τροφή για το μελλοντικό έμβρυο.
Τύποι αυγών ανάλογα με την οργάνωση του κρόκου μέσα:
- Ισοκυτταρικά αυγά: Ο κρόκος κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το εσωτερικό του αυγού. Τυπικό για πορώδη ζώα, κνιδάρια, εχινόδερμα, νεμερτίνες και θηλαστικά.
- Τελοκυτταρικά αυγά: ο κρόκος μετατοπίζεται προς μια περιοχή του αυγού, που βρίσκεται απέναντι από το σημείο όπου θα αναπτυχθεί το έμβρυο. Τα περισσότερα ζώα αναπτύσσονται από αυτούς τους τύπους αυγών, για παράδειγμα μαλάκια, ψάρια, αμφίβια, ερπετά, πουλιά κ.λπ.
- Αυγά κεντροκυττάρων: ο κρόκος περιβάλλεται από κυτταρόπλασμα και αυτό, με τη σειρά του, περιβάλλει τον πυρήνα που θα δημιουργήσει το έμβρυο. Εμφανίζεται στα αρθρόποδα.
Τύποι αυγών ανάλογα με την ποσότητα του κρόκου:
- Αυγά ολιγοκυττάρων: είναι μικρά και έχουν λίγο κρόκο.
- Mesolecito Eggs: Μεσαίου μεγέθους με μέτρια ποσότητα κρόκου.
- Αυγά Macrolecithus: πρόκειται για μεγάλα αυγά με μεγάλη ποσότητα κρόκου.
Τυπικές φάσεις της εμβρυϊκής ανάπτυξης
- Τμηματοποίηση: σε αυτή τη φάση λαμβάνει χώρα μια σειρά κυτταρικών διαιρέσεων που αυξάνουν τον αριθμό των κυττάρων που χρειάζονται για τη δεύτερη φάση. Καταλήγει σε μια κατάσταση που ονομάζεται βλάστουλα.
- Gastrulation: λαμβάνει χώρα μια αναδιοργάνωση των βλαστωδών κυττάρων, προκαλώντας τα βλαστοδέρματα (πρωτόγονα βλαστικά στρώματα) που είναι το εξώδερμα, το ενδόδερμα, και, σε ορισμένα ζώα, το μεσόδερμα.
- Διαφοροποίηση και οργανογένεση: ιστοί και όργανα θα σχηματιστούν από τα βλαστικά στρώματα, καθιερώνοντας τη δομή του νέου ατόμου.
Σχέση ανάπτυξης και θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία σχετίζεται στενά με τον χρόνο επώασης των αυγών των ψαριών και την εμβρυϊκή τους ανάπτυξη (το ίδιο συμβαίνει και σε άλλα είδη ζώων). Υπάρχει γενικά ένα βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας για επώαση, το οποίο ποικίλλει κατά περίπου 8ºC.
Τα αυγά που επωάζονται εντός αυτού του εύρους θα έχουν μεγαλύτερες πιθανότητες να αναπτυχθούν και να εκκολαφθούν. Ομοίως, αυτά τα αυγά που επωάζονται για μεγάλες χρονικές περιόδους σε ακραίες θερμοκρασίες (εκτός του βέλτιστου εύρους του είδους) θα έχουν μικρότερη πιθανότητα εκκόλαψης και, εάν το κάνουν, τα γεννημένα άτομα μπορεί να υποφέρουν από σοβαρές ανωμαλίες
Στάδια εμβρυϊκής ανάπτυξης ψαριών
Τώρα που γνωρίζετε τις βασικές έννοιες της εμβρυολογίας, θα εμβαθύνουμε στην εμβρυϊκή ανάπτυξη των ψαριών. Τα ψάρια είναι telolecithal, δηλαδή προέρχονται από αυγά τελοκιτάλη, αυτά που είχαν τον κρόκο μετατοπισμένο σε μια περιοχή του αυγού.
Ζυγωτική φάση
Το πρόσφατα γονιμοποιημένο ωάριο παραμένει στην κατάσταση ζυγώτης μέχρι την πρώτη διαίρεση, ο κατά προσέγγιση χρόνος κατά τον οποίο συμβαίνει αυτή η διάσπαση εξαρτάται από το είδος και τη θερμοκρασία του μέσου. Στο ψάρι ζέβρα, Danio rerio (το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ψάρι στην έρευνα), η πρώτη διάσπαση εμφανίζεται γύρω στο 40 λεπτά μετά τη γονιμοποίηση. Αν και φαίνεται ότι δεν γίνονται αλλαγές κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, αποφασιστικές διεργασίες για τη μετέπειτα ανάπτυξη λαμβάνουν χώρα μέσα στο αυγό.
Φάση τμηματοποίησης
Το ωάριο εισέρχεται στη φάση της διάσπασης όταν συμβεί η πρώτη διαίρεση του ζυγωτού. Στα ψάρια, η τμηματοποίηση είναι μεροβλαστική, επειδή η διαίρεση δεν περνάει εντελώς από το αυγό αφού εμποδίζεται από τον κρόκο, αλλά περιορίζεται στην περιοχή όπου γίνεται βρίσκεται το έμβρυο Οι πρώτες διαιρέσεις είναι κάθετες και οριζόντιες ως προς το έμβρυο, είναι πολύ γρήγορες και σύγχρονες. Δημιουργούν ένα σωρό κύτταρα που κάθονται πάνω στον κρόκο, αποτελώντας το δισκοειδές βλάστουλα
Φάση γαστρορραγίας
Κατά τη φάση της γαστρορραγίας, συμβαίνει μια αναδιάταξη των δισκοειδών βλαστουλών με μορφογενετικές κινήσεις, δηλαδή τις πληροφορίες που περιέχονται στους πυρήνες των διαφορετικών κυττάρων που έχουν ήδη σχηματιστεί, μεταγράφεται με τρόπο που αναγκάζει τα κύτταρα να αποκτήσουν μια νέα χωρική διαμόρφωση. Στην περίπτωση των ψαριών, αυτή η αναδιοργάνωση ονομάζεται involution Ομοίως, αυτό το στάδιο χαρακτηρίζεται από μείωση του ρυθμού κυτταρικής διαίρεσης και μικρή ή καθόλου ανάπτυξη κινητού τηλεφώνου.
Κατά τη διάρκεια της ενέλιξης, ορισμένα κύτταρα της δισκοβλάστουλας ή της δισκοειδής βλαστούλας μεταναστεύουν στον κρόκο, σχηματίζοντας ένα στρώμα πάνω του. Αυτό το στρώμα θα είναι το ενδόδερμα Το στρώμα των κυττάρων που απομένουν πάνω από το ανάχωμα θα σχηματίσει το εκτόδερμα Al Στο τέλος της διαδικασίας, θα οριστεί η γαστρούλα ή, στην περίπτωση των ψαριών, η discogastrula με τα δύο κύρια βλαστικά στρώματα ή βλαστοδερμία, το εξώδερμα και το ενδόδερμα.
Φάση διαφοροποίησης και οργανογένεση
Κατά τη φάση της διαφοροποίησης, στα ψάρια, εμφανίζεται το τρίτο εμβρυϊκό στρώμα, που βρίσκεται μεταξύ του ενδοδερμίου και του εξωδερμίου, που ονομάζεται μεσόδερμα.
Το ενδοδερμικό κολπίζεται σχηματίζοντας μια κοιλότητα που ονομάζεται αρχεντερό Η είσοδος σε αυτή την κοιλότητα θα μετονομαστεί blastopore και θα οδηγεί στον πρωκτό του ψαριού. Από αυτό το σημείο, μπορείτε να διακρίνετε το κεφαλικό κυστίδιο (εγκέφαλος σε σχηματισμό) και, και στις δύο πλευρές, τα οπτικά κυστίδια (μελλοντικά μάτια). Μετά το κεφαλικό κυστίδιο, θα σχηματιστεί ο νευρικός σωλήνας και, εκατέρωθεν, οι σωμίτες, δομές που τελικά θα σχηματίσουν τα οστά της σπονδυλικής στήλης και τις πλευρές, τους μύες και άλλα όργανα.
Σε όλη αυτή τη φάση, κάθε στιβάδα μικροβίων θα παράγει τελικά πολλά όργανα ή ιστούς, έτσι:
Εκτόδερμα
- Επιδερμίδα και νευρικό σύστημα
- Αρχή και τέλος του πεπτικού σωλήνα
Μεσόδερμα
- Δέρμα
- Μυϊκά όργανα, απεκκριτικά και αναπαραγωγικά όργανα
- Coelom, περιτόναιο και κυκλοφορικό σύστημα
Ενδόδερμα
- Όργανα που εμπλέκονται στην πέψη: εσωτερικό επιθήλιο της πεπτικής οδού και σχετικοί αδένες.
- Όργανα υπεύθυνα για την ανταλλαγή αερίων.
