Entoderma entstand im Verlauf der Evolution, der an Etoderma verwendet wurde

Untersuchung der Aktivitäten aller Gene während der Entwicklung des Embryos des runden Wurms Caenorhabditis elegans. Enthüllte neue ontogene Details. Es stellt sich heraus, dass das innere Keimblatt - Entoderma - seine spezifischen Merkmale vor dem externen Merkblatt - Etoderma erwirbt. Das gleiche Verfahren für die Entwicklung von Keimblättern wurde in anderen Tierarten gefunden. Darüber hinaus waren die in Entoderme tätigen Gene im Durchschnitt "älter" als Gene, die in anderen Keimplatten arbeitet. Dies deutet auf einen älteren Ursprung des Entoderma im Verlauf der Evolution im Vergleich zu ECTOrigalmas hin.

In der embryonalen Entwicklung von sogar unähnlichen Organismen können ähnliche Stufen unterschieden werden. Das befruchtete Ei ist unterteilt, der einen Klumpen von Zellen bildet, in dem der Hohlraum gebildet wird (der Klumpen von Zellen mit dem Hohlraum wird als Blastula genannt). Ein Teil der Oberfläche der hohlen Kugel beginnt, innen vage zu sein (dieser Prozess wird als Gastrojulation bezeichnet) und so etwas wie ein Zweischichtbeutel ist gebildet (der als Gastrohr bezeichnet wird). Seine äußere Schicht wird ein embryonales Bogode-Ektoderm, aus dem Körperabdeckung und empfindliche Zellen gebildet werden. Von der inneren Schicht, die als Entoderma bezeichnet wird, werden ein Verdauungssystem und andere innere Organe gebildet. Tiere, die sich nur von diesen beiden Keimplatten entwickeln - Entoderms und ETOtmas werden als zweischicht bezeichnet. Dazu gehören Darm und Körner - ganz einfach arrangierte Organismen mit radialer Symmetrie sowie Schwämme - sogar einfachere Tiere im Allgemeinen ohne Symmetrie und echte Gewebe.

In komplexer organisierter Tiere ergibt sich das dritte embryonale Messelet - Mesoderma während der embryonalen Entwicklung. Dies ist der Vorsprung des Entodermas, der eine unabhängige Schicht bildet. Muskelzellen und Skelett stammen aus der Mesodermie. Tiere, die sich aus drei Keimblättern entwickeln - bilateral-symmetrisch: Sie haben die rechte und linke Seite des Körpers, im Gegensatz zum Beispiel Qualle. Da die Tatsache, dass Mesoderma später in der Evolution erschien, Entoderma und ETODERMA, ohne Zweifel - noch zweischichtige Tiere sind einfacher als dreischichtig, und sie sind vorher entstanden. Und in dem kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Natur. [1], von denen Daten als revolutionärer Schlussfolgerung gesagt werden sollten: Entoderma, es stellt sich heraus, stammt Echtoderma . Es scheint, dass diese beiden Schichten - zwei Seiten eines Gastrauls (Abb. 1). Könnte es sein, dass einer von ihnen während der Evolution früher entstanden ist?

Entwicklung der Entwicklung des Embryos

Abbildung 1. Entwicklung der Entwicklung des Embryos aus dem befruchteten Ei bis zur Gastrula. Abbildung von studopedia.org (angepasst).

Wissenschaftler beschlossen, die Prozesse der Bildung von Keimblättern zu erkunden, die sich auf Genaktivitätsdaten konzentrieren. Um nicht in Ordnung zu sein und nicht etwas Wichtiges zu verpassen, bewerteten die Forscher die Aktivität aller Gene, die während der gesamten embryonalen Entwicklung von Rundwurm (Nematoden) aus der Bühne von fünf Zellen zu einem erwachsenen Larven arbeiten. Dieser Wurm ist - Caenorhabditis elegans. - einer der detailliertesten studierenden Organismen. Zum Beispiel ist das Schicksal jeder der fünf ersten Nukleuszellen bekannt. Dies wurde unter anderem dank der überraschend genauen Entwicklung von Nematoden möglich: Jeder erwachsene hermaphroditische Teil besteht aus genau 959 Zellen (dafür ist der Wurm von der Ewelle gekennzeichnet). Darüber hinaus erlaubt eine kleine Anzahl von Zellen im Detail, die Struktur eines ganzen Körpers zu studieren. Beispielsweise wird ein nervöses Wurmsystem, das aus 302 Neuronen besteht, mit einer Genauigkeit jeder Verbindung beschrieben.

Mit einer relativ neuen Methode des Studiums von RNA der einzelnen Zellen (CEL-SEQ) * erhielten Wissenschaftler die Expressionsprofile aller Gene des Wurms, abhängig von der Zeit und dem Standort in der sich entwickelnden Embryo. Die Hauptkomponentenmethode bestand darin, Gruppen von Genen hervorzuheben, die speziell in Ektoderm, Entoderm und Mesoderm ausgedrückt sind. Gene, die in Mesoderm tätig sind, erwartet, dass sie später später transkribiert werden als andere Gruppen. Es war unerwartet, dass das Expressionsprogramm der Entoderma früher auf den Markt gebracht wurde, als die ETOtmeister-Gene aktiviert wurden. Es stellt sich heraus, dass diese Keimplatten gleichzeitig ihre charakteristischen Merkmale erwerben.

Um zu prüfen, ob eine solche Reihenfolge der Entwicklung von Keimplatten nicht nur ein Merkmal von Nematodes ist, untersuchten Wissenschaftler Genexpressionsprofile und in anderen Organismen: Schwämme ( Amphimedon Queenslandica. ), Actinia ( Nematostella vectensis. ) und Frösche ( Xenopus tropicalis. ). Bei all diesen Tieren war der Trend gleich: Die Orthologen der Gene, die in Nematoden in Entoderma ausgedrückt wurden, "inklusive" während der embryonalen Entwicklung enthalten waren zuerst (Abb. 2). Es stellt sich heraus, dass Embryonen verschiedener Tiere, Entoderma, früher als Etoderma erscheint. Bedeutet das aber, dass in der Evolution von Entoderma früher stammt?

Gene tätig in Entoderm und Etoderma

Abbildung 2. Gene, die in Entoderm aktiv sind, "Start" in verschiedenen Tierenarten früher als Etodermie und Mesoderm-Gene. In der letzten Reihe von Daten, die sich auf den Schwamm beziehen, wird gezeigt, dass ETOtmeister-Gene spätestens nicht später als Entodermal ausdrücken. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die ektodermischen Gene von Schwämmen die Aktivität nur durch die mütterlichen Transkripten zeigen, die in der Eizelle bleiben. Figur von [1].

Da Wissenschaftler die in verschiedenen Keimplatten tätigen Genen identifiziert haben, dann ermöglicht es den bioinformatischen Verfahren, das Evolutionsalter dieser Gene zu bestimmen. Im Allgemeinen erfolgt dies wie folgt: Ein phylogenetischer Baum wird mit einer Vielzahl von Organismen eingenommen, und für jedes Genstudium wird ermittelt, wer auch zum ersten Mal eine Sequenz hat, ausreichend ähnlich diesem Gen ähnlich ist. Daher fanden Wissenschaftler heraus, dass Gene in Entoderm Wurm exprimiert Caenorhabditis elegans. , im Durchschnitt ältere Gene, die in anderen Keimplatten tätig sind. Dies ist ein starkes Argument dafür, dass sich Entoderma während der Evolution früher als Etoderma entstand.

Eine solche Entdeckung ist äußerst wichtig für Theorien der Entstehung der Multicellularität . Laut eines von ihnen, eines Tages eine Zelle mit Flagellen, die modernem Hoanoflagellyt ähnelt, entschied sich, sich in eine sphärische Struktur mit der Verdauungshöhle innen zu vereinen. Forscher verglichen die Gene des Vertreters dieser einzellennösen Gruppe ( Monosiga Brevicolli. ) Mit Genen, selektiv in drei Keimplatten von Nematoden ausgedrückt. Es stellte sich heraus, dass der Anteil der Gen-Orthologisten Monosiga. Oben zwischen Genen, aktiv in Entoderma. Dies ist nicht überraschend, da die Gene, da die Gene, die in Entodermus arbeiten, hauptsächlich für Ernährungsfunktionen verantwortlich sind: Energieerzeugung, Stoffwechsel und Transport, - das heißt, die Fragen der vorrangigen Bedeutung für jeden Körper.

Unter Berücksichtigung des Verfahrens für das Auftreten der Schichten kann man ein solches Bildungsbild von Multicellular einreichen:

  1. Zunächst gab es einen Kugel von Zellen mit Flammen, das aus irgendeinem Grund vorteilhaft war, eine einzelne Struktur zu bilden (zum Beispiel konnten sie zusammenfassen und die Herstellung von größeren Fangen fangen und verdauen), wurden diese Zellen Vorgänger Entdedigung ;
  2. Der Ball war mit einer anderen Zellschicht bedeckt, die sich auf die Interaktion mit der äußeren Umgebung spezialisiert hat - erschienen ETODERMA ;
  3. Zwischen dem Entoderma und der ETODERMA wurde die dritte Schicht gebildet - Mesoderma Von den Strukturen entwickelten, um komplexe Bewegungen zu erstellen.

Alle drei Ebenen gaben den Körper unglaubliche Möglichkeiten, und dreischichtige Design ermöglichte die Vielzahl komplexer Organismen. Aber alles begann mit Entoderma - das wichtigste Keimblatt für das Leben.

  1. Hashimshony T., Feder M., Levin M., Halle B.K., Yanai I. (2015). Spatiotemor-Trancriptomics offenbart die Evolutionsgeschichte der Endoderm-Keimschicht. Natur. . 519. , 219-222;
  2. Sequenzierung von einzelnen Zellen (Version - Metazoa);
  3. Eine Methode hat ein Verfahren zum Analysieren der Genexpression auf der Ebene einzelner Zellen entwickelt.

Ontogenese - Individuelle Entwicklung des Körpers ab dem Beginn der Existenz bis zum Ende des Lebens.

Bei der Ontogenese von Tieren werden zwei Zeiträume unterschieden - embryonisch и Posthambrium .

Embryonale (Keime) Entwicklung deckt die Prozesse aus der ersten Aufteilung der Zygoten ab, bevor er ein Ei oder eine Geburt austritt, und in den meisten Tieren beinhaltet drei Hauptstadien: Zerkleinerung, Gastration und Organogenese.

Sich trennen - Dies sind sieben oder acht aufeinanderfolgende mitotische Spalten der Zygota.

Beim Zerkleinern, Tochtergesellschaften ( Blastomeren ) Divergieren Sie nicht und erhöhen Sie nicht die Größe. Mit jeder folgenden Abteilung nehmen ihre Abmessungen ab.

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Eier mit geringer Nährstoffversorgung sind vollständig aufgeteilt, d. H. Die vollständige Zerkleinerung tritt auf. Wenn das Ei eine große Menge an Eigelb enthält, wird dann eine teilweise Zerkleinerung beobachtet - nur die Zytoplasmasscheibe mit dem Kernel ist aufgeteilt, und das Eigelb selbst bleibt unverändert (zum Beispiel in Vögeln).

Beendet das Zerkleinern der Bildung einer einschichtigen multizelligen Embryo - blockig.

Blastula - Dies ist ein sphärischer Embryo, dessen Wand ( Blastoderm ) wird von einer Zellschicht und Innenhöhle ( Blastozel ).

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Nach dem Zerkleinern gibt es einen Prozess Gastralisierung das ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bewegung eines Teils des Zellmaterials von der Oberfläche von Blastlich innen, an den Orten der zukünftigen Organe ist. Infolge dieser Bewegungen wird Gastrol gebildet.

Gastroller - ein zweischichtiger Embryo, bestehend aus zwei Keimblätter: Outdoor ( ETODERMA ) und intern ( Entdedigung ).

Der Gastrolus-Lancer entsteht im Fleck von Blastoderma in der Bustizerhöhle.

Der innere Hohlraum des Gastrauls wird genannt Primärdarm . Es bindet an das äußere mittlere Loch ( Blastopor ) das wird. Primärer Mund .

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In der Bühne von zwei Keimblättern endet die Entwicklung von Schwämmen und Hirten.

Alle anderen Tiere haben die Entwicklung fortgesetzt, und das dritte keimhafte Blatt wird gebildet - Mesoderma . Es ist aus der Entoderma gebildet und befindet sich immer zwischen dem Ecto und dem Entoderm in der Primärkörperhöhle.

Eine weitere Differenzierung von Zellen jedes embryonalen Blattes führt zur Bildung von Geweben und Organen, d. H. Histoom и Organogenese. .

Von Entoderma Formen Akkord - Das innere Skelett in Form eines flexiblen schweren Strangs, der sich auf der dorsalen Seite befindet. Anschließend wird der Akkord das Wirbeltier durch die Wirbelsäule ersetzt, und nur bei einigen Tieren (zum Beispiel in Knorpelfisch) werden seine Rückstände während des gesamten Lebens gelagert.

Von ETODERMA Befindet sich über dem Akkord selbst, zeichnen sich heraus Nervenplatte . Dann steigen die Kanten der Platte auf und geschlossen. Formen Nervenschlauch - Konzept des zentralen Nervensystems. Bildung Neurel .

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Frühe Neurel

Nervensuche, Akkord und Darm erstellen Axiale komplexe Organe. Der Embryo, der die bilaterale Symmetrie des Körpers bestimmt.

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Späte Neurel

Gewebe und Organe entwickeln sich in allen dreischichtigen Tieren gleichermaßen.

Von ETODERMA Die Wirbeltiere werden durch das Nervensystem, die Sinne, das Epithel mit seinen Drüsen und derivativen Strukturen (Haar, Federn, Hufe, Klauen usw.) gebildet.

Von Entdedigung Die Organe des Verdauungs- und Atmungssystems werden gebildet: das mittlere Darm-Epithel, Leber und Bauchspeicheldrüse, Kiemen, Licht, Schwimmblase sowie Schilddrüse.

Von Mesoderm Muskeltuch werden gebildet, alle Arten von Bindegewebe (zum Beispiel der Dermis der Haut, des Körpers der Wirbel), des Blutsystems, der Isolationsorgane, der Sexualdrüsen.

Der Embryo entwickelt sich als einzelner Organismus, in dem alle Zellen, Gewebe und Organe in enger Zusammenarbeit sind.

Die Untersuchung der Biologie wird oft in der Struktur und in den Keimplatten erwähnt. Was ist das? Welche Informationen über Sie müssen sich daran erinnern, diese Fragen ohne Schwierigkeiten zu beantworten? Lass uns umgehen!

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Strukturen und Keimplatten

Theoretischer Teil.

Nachdem das Spermatozoid das Ei befruchtet, verschmilzt ihre genetischen Informationen und die diploiale Zygote. Danach beginnt das Zellenereignis unangefocht zu teilen und rechtzeitig bildet ein dreischichtiges Neurulu. Hier sind diese Schichten und werden Keimplatten genannt.

Strukturen und Keimplatten

Es gibt einen einfachen Weg, sich an den Ort der Blätter zu erinnern. Etoderma ist eine äußere Schicht, und Entoderma ist intern. Der Buchstabe "K" im Alphabet geht früher als der Buchstabe "H", so dass sich die ECTOtma an der Außenseite des Embryos befindet. Mesoderma ist ein durchschnittliches embryonales Blatt und so ist es passiert, dass der Buchstabe "M" zwischen "k" und "n" ist.

Es gibt einen anderen Weg für diejenigen, die sich der Chemie befinden: Sie können exotherme und endothermische Chemikalien erinnern. Mit exothermen Reaktionen wird die Energie hervorgehoben aus (von latein "Exo" - nach außen) und mit endothermischer Energie absorbiert Innerhalb (von "Endo" - innen). Und Mesoderma ist ein Merkblatt, das zwischen Etoderm und Entoderma ist.

Nachdem wir uns genau erinnerten, wo sich jeder der Keimblätter befinden, ist es wichtig, zu erkennen, welche Gewebe, Organe und Systemsysteme von jedem von ihnen gebildet werden.

Was wird aus Etoderma gebildet?

  1. Das Nervensystem ist ein nervöser Gewebe, der einen Kopf und Rückenmark, Nerven und einige Zellen verschiedener Analysatoren bildet (zum Beispiel eine Linse des Auges).
  2. Epithel und seine Derivate (Leder, Nägel, Klauen, Hörner) sowie Hautdrüsen. Alle diese Strukturen werden von Epitheletuch gebildet.
  3. Zahnschmelz

Lyfhak zur Memorisierung. Kannst du deine Augen berühren? Oder fühlen sie das Berühren der Nervenenden auf der Haut? Und berühren Sie die Haut oder ihre Haare? Ja. Verbringen Sie eine Parallele, Ectoderma - die äußere Schicht und das, was Sie berühren können, hauptsächlich aus der ECTODERMA.

Was wird aus der Entoderma gebildet?

  1. Verdauungssystem
  2. Atmungssystem
  3. Selektives System.
  4. endokrine Drüsen

Lyfhak zur Memorisierung. Diese Organsysteme nennen wir interne Körper. Entoderma - Die innere Schicht und die inneren Organe werden daraus gebildet.

Was ist aus dem Mesoderm gebildet?

  1. Muskeln
  2. Skelett - Knorpel und Knochen
  3. Niere
  4. Kardiovary - vaskuläres Sserder-System, Blutgefäße und Zellen
  5. Sexuelle und Eierstöcke.

Lyfhak zur Memorisierung. Alle diese Strukturen bestehen aus Muskel- und Bindegewebe, es ist diese Arten von Stoffen, die aus dem Mesoderm ausgelegt sind.

Strukturen und Keimplatten

Strukturen und Keimplatten: Praktischer Teil

Lassen Sie uns die Aufgaben lösen, in denen die Struktur und Keimbögen erwähnt werden. Ich zeichne Ihre Aufmerksamkeit, dass dieses Thema in den Aufgaben für 2 und 3 Punkte gefunden wird.

Beispiel 1. Die Etablierung zwischen der menschlichen Körperstruktur und der Keimebroschüre wurde gebildet.

Die Struktur des Körpers Keimblatt
A) Schmerzrezeptoren b) Haar B) Lymphe G) Blut d) Nagelplatten 1) Mesoderma 2) Etodermie

Nach der Diskussion des theoretischen Materials scheint diese Aufgabe nicht schwer zu sein. ECTOtherma -Nage English SEDILE, davon wird von diesen Strukturen gebildet, die wir "berühren" können. Das heißt, von den hier aufgeführten Optionen - dies sind Schmerzrezeptoren, Haare und Nagelplatten. Mesoderma ist ein durchschnittliches embryonales Merkblatt, das Verbindungs- und Muskelgewebe ist nicht planiert. Blut und Lymphe sind mit einem Nadeltuch ausgebildet und aus dem Mesoderm gebildet.

Antworten: 22112.

Beispiel 2. Nennen Sie die Keime des Wirbelsäulens, das in der Figur der Nummer 2 angegeben ist. Welche Gewebe- und Systemsysteme werden daraus gebildet?

Strukturen und Keimplatten

Eine ähnliche Zeichnung, die wir heute ähneln, haben wir heute bereits in Betracht gezogen. Fig. 2 markiert ein embryonales Blatt, das zwischen zwei anderen und daher ist - Mesoderma. Das Mesoderm wird durch Verbinden und Muskelgewebe, Herz-Kreislauf- und Muskukuloskelettsystem gebildet.

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