Ontogenia Tahapan perkembangan hewan dan karakteristiknya



itu ontogeni itu adalah proses di mana perkembangan individu terjadi. Fenomena ini dimulai dengan pembuahan, dan meluas ke penuaan makhluk organik. Bidang biologi yang membidangi studi ontogeni adalah biologi perkembangan.

Dalam proses ini, "terjemahan" genotipe - semua informasi genetik suatu entitas biologis - terjadi pada fenotipe yang dapat kita amati. Transformasi paling dramatis terjadi pada tahap awal perkembangan, dengan transformasi sel menjadi individu yang lengkap.

Saat ini, perpaduan biologi pembangunan dan teori evolusi, yang dikenal sebagai evo-devo, adalah kumpulan pengetahuan yang sangat populer yang tumbuh pesat. Bidang baru ini bertujuan untuk menjelaskan evolusi keanekaragaman morfologi yang diperlihatkan oleh organisme hidup.

Indeks

  • 1 "Ontogeny merekapitulasi filogeni"
    • 1.1 Perspektif sejarah
    • 1.2 Visi saat ini
  • 2 Tahapan perkembangan hewan
    • 2.1 Pematangan oosit
    • 2.2 Pemupukan
    • 2.3 Embriogenesis
    • 2.4 Jenis telur
    • 2.5 Blastulation
    • 2.6 Grastrulasi
    • 2.7 Pembentukan coelom
    • 2.8 Organogenesis
    • 2.9 Ekspresi gen selama ontogeni
  • 3 Referensi

"Ontogeny merekapitulasi filogeni"

Perspektif sejarah

Hubungan antara ontogeni dan filogeni adalah pandangan dominan sepanjang abad ke-21. Telah diketahui secara luas bahwa spesies organisme yang berbeda jauh lebih mirip satu sama lain dalam tahap embrioniknya daripada dalam bentuk dewasa. Pada tahun 1828, Karl Ernst von Baer memperhatikan pola ini dalam Vertebrata sybphylum.

Baer memperingatkan bahwa pada spesies tetrapoda tertentu ada kesamaan tertentu dalam embrio, seperti insang, notochord, segmentasi dan ekstremitas berbentuk sirip.

Ini terbentuk sebelum karakteristik khas yang memungkinkan untuk mendiagnosis kelompok tersebut dalam urutan klasifikasi hierarki yang paling spesifik.

Gagasan ini dirumuskan ulang oleh yang terkenal - dan salah satu pengikut Charles Darwin yang paling bersemangat - ahli biologi asli Jerman, Ernst Haeckel.

Haeckel dikreditkan dengan frasa terkenal "ontogeni merekapitulasi filogeni". Dengan kata lain, rekapitulasi mengusulkan bahwa pengembangan suatu organisme mengulangi sejarah evolusionernya dari bentuk-bentuk dewasa dari leluhurnya..

Tampilan saat ini

Meskipun hari ini frasa ini terkenal, di pertengahan abad ke-21 jelas bahwa usulan Haeckel jarang dipenuhi.

S. J. Gould, ahli paleontologi dan biologi evolusi yang terkenal, mempresentasikan ide-idenya mengenai rekapitulasi dalam apa yang disebutnya "prinsip penambahan terminal". Bagi Gould, rekapitulasi dapat terjadi selama perubahan evolusioner terjadi dengan penambahan tahapan pada akhir ontogeni leluhur..

Dengan cara yang sama, harus juga dipenuhi bahwa durasi temporal ontogeni leluhur harus dipersingkat ketika garis keturunan berevolusi..

Saat ini, metodologi modern telah berhasil menyangkal konsep penambahan yang diusulkan oleh hukum biogenetik.

Bagi Haeckel, penambahan ini terjadi karena penggunaan terus menerus yang diberikan pada organ. Namun, implikasi evolusi dari penggunaan dan tidak digunakannya organ telah dibuang.

Sekarang diketahui bahwa lengkungan cabang di negara bagian embrionik mamalia dan reptil tidak pernah memiliki bentuk yang sesuai dengan ikan dewasa..

Selain itu, ada variasi dalam waktu atau waktu di mana tahap perkembangan tertentu terjadi. Dalam biologi evolusi, perubahan ini disebut heterochrony.

Tahapan perkembangan hewan

Ontogeny mencakup semua proses pengembangan makhluk organik, dimulai dengan pemupukan dan berakhir dengan penuaan.

Secara logis, transformasi paling dramatis terjadi pada ataps pertama, di mana sel tunggal mampu membentuk seluruh individu. Selanjutnya kita akan menggambarkan proses ontogeni, menekankan tahap embrionik.

Pematangan oosit

Selama proses oogenesis, sel telur (gamet betina, juga disebut telur) disiapkan untuk pembuahan dan untuk tahap pertama perkembangan. Ini terjadi melalui akumulasi bahan cadangan untuk masa depan.

Sitoplasma ovula adalah lingkungan yang kaya akan berbagai biomolekul, sebagian besar pembawa RNA, ribosom, transfer RNA dan mesin lain yang diperlukan untuk sintesis protein. Inti sel juga mengalami pertumbuhan yang signifikan.

Sperma tidak memerlukan proses ini, strateginya adalah untuk menghilangkan semua kemungkinan sitoplasma dan memadatkan nukleus untuk menghemat dimensi kecil..

Pemupukan

Peristiwa yang menandai awal ontogeni adalah pembuahan, yang melibatkan penyatuan gamet jantan dan betina, biasanya selama tindakan reproduksi seksual..

Dalam kasus pembuahan eksternal, seperti pada banyak organisme laut, kedua gamet dikeluarkan ke air dan ditemukan secara acak..

Dalam fertilisasi, jumlah diploid individu diintegrasikan dan memungkinkan proses kombinasi antara gen paternal dan maternal.

Dalam kasus-kasus tertentu, sperma tidak perlu untuk mengaktifkan perkembangan. Tetapi pada kebanyakan individu, embrio tidak akan berkembang dengan cara yang benar. Dengan cara yang sama, beberapa spesies dapat bereproduksi dengan partenogenesis, di mana perkembangan normal embrio terjadi tanpa memerlukan sperma.

Sebaliknya, beberapa sel telur memerlukan aktivasi sperma, tetapi tidak memasukkan bahan genetik gamet jantan ini ke dalam embrio.

Sperma dan sel telur harus dikenali dengan benar sehingga semua peristiwa pasca-pembuahan dapat terjadi. Pengakuan ini dimediasi oleh serangkaian protein spesifik dari masing-masing spesies. Ada juga penghalang yang mencegah sel telur, setelah dibuahi, tidak dapat dijangkau oleh sperma kedua.

Embriogenesis

Setelah pembuahan dan aktivasi sel telur, tahap pertama perkembangan terjadi. Dalam segmentasi, embrio membelah secara berulang untuk menjadi sekelompok sel yang disebut blastomer.

Selama periode terakhir ini, pertumbuhan sel tidak terjadi, hanya pembagian massa yang terjadi. Pada akhirnya Anda memiliki ratusan atau ribuan sel, memberi jalan pada keadaan blastula.

Ketika embrio berkembang, ia memperoleh polaritas. Oleh karena itu, kita dapat membedakan antara kutub tanaman, yang terletak di satu ujung, dan kutub hewan, kaya sitoplasma. Sumbu ini memberikan titik referensi untuk pengembangan.

Jenis telur

Tergantung pada jumlah kuning telur yang dimiliki telur, dan distribusi zat tersebut, telur dapat diklasifikasikan sebagai oligolecitos, heterolecitos, telolecitos, dan centrolecitos.

Yang pertama memiliki, seperti namanya, sejumlah kecil kuning telur dan didistribusikan kurang lebih seragam di seluruh telur. Umumnya ukurannya kecil. Heterolekul memiliki lebih banyak kuning daripada oligolekul dan kuning telur terkonsentrasi di kutub vegetatif.

Telolecito menyajikan jumlah kuning yang berlimpah, menempati hampir semua telur. Akhirnya, centrolecitos memiliki semua kuning telur yang terkonsentrasi di wilayah tengah telur.

Blastulasi

Blastula adalah massa yang terdiri dari sel. Pada mamalia, kluster sel ini disebut blastokista, sedangkan pada kebanyakan hewan sel-sel tersebut diatur di sekitar rongga cairan sentral, yang disebut blastocoel..

Dalam keadaan blastula, sangat mungkin untuk melihat peningkatan besar dalam hal jumlah DNA. Namun, ukuran keseluruhan embrio tidak jauh lebih besar dari zigot asli.

Grastrulasi

Gastrulasi mengubah blastula dengan cara yang sederhana dan sederhana, menjadi struktur yang jauh lebih kompleks dengan dua lapisan kuman. Proses ini heterogen jika kita membandingkan garis keturunan hewan yang berbeda. Dalam beberapa kasus, lapisan kedua terbentuk tanpa membuat rongga internal.

Bukaan ke usus disebut blastoporo. Nasib blastopore adalah karakteristik yang sangat penting untuk pembagian dua garis keturunan besar: protostomado dan deuterostoma. Pada kelompok pertama, blastopore memberi asal ke mulut, sedangkan pada kelompok kedua, blastopore berasal dari anus..

Jadi, gastrula memiliki dua lapisan: lapisan luar yang mengelilingi blastocoel, yang disebut ektoderm dan lapisan internal yang disebut endoderm..

Sebagian besar hewan memiliki lapisan germinal ketiga, mesoderm, yang terletak di antara dua lapisan yang disebutkan di atas. Mesoderm dapat dibentuk dengan dua cara: sel-sel muncul dari daerah ventral bibir blastopore dan dari sana mereka berkembang biak atau muncul dari daerah pusat dinding archonteron..

Pada akhir gastrulasi, ektoderm menutupi embrio dan mesoderm dan endoderm terletak di bagian dalam. Dengan kata lain, sel-sel memiliki posisi ujung yang berbeda dari yang mereka mulai.

Pembentukan coelom

Coelom adalah rongga tubuh yang dikelilingi oleh mesoderm. Ini terjadi karena selama proses gastrulasi, blastokel hampir sepenuhnya terisi dengan mesoderm.

Rongga celomática ini dapat muncul dengan dua rute: schizocélica atau enterocélica. Namun, secara fungsional kedua kumparan sama.

Organogenesis

Organogenesis terdiri dari serangkaian proses di mana masing-masing organ terbentuk.

Peristiwa paling relevan termasuk migrasi sel-sel tertentu ke tempat di mana mereka diperlukan untuk membentuk organ tersebut.

Ekspresi gen selama ontogeni

Dalam perkembangannya telah ditentukan bahwa epigenesis berlangsung dalam tiga tahap: pembentukan pola, penentuan posisi tubuh dan dalam induksi posisi yang benar untuk ekstremitas dan organ yang berbeda..

Untuk menghasilkan respons, ada produk gen tertentu, yang disebut morfogen (definisi entitas ini adalah teoretis, bukan kimia). Ini bekerja berkat pembentukan gradien diferensial, memberikan informasi spasial.

Mengenai gen yang terlibat, gen homeotik memiliki peran mendasar dalam pengembangan individu, karena mereka menentukan identitas segmen.

Referensi

  1. Alberch, P., Gould, S. J., Oster, G. F., & Wake, D. B. (1979). Ukuran dan bentuk dalam ontogeni dan filogeni. Paleobiologi, 5(3), 296-317.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Undangan untuk biologi. Macmillan.
  3. Gould, S. J. (1977). Ontogeny dan filogeni. Harvard University Press.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw-Hill.
  5. Kardong, K. V. (2006). Vertebrata: anatomi komparatif, fungsi, evolusi. McGraw-Hill.
  6. McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Heterochrony: evolusi ontogeni. Sains Springer & Media Bisnis.