Entoderma surgiu no curso da evolução usada para Etoderma

Investigação das atividades de todos os genes durante o desenvolvimento do embrião do verme redondo Caenorhabditis elegans. Revelou novos detalhes ontogenéticos. Acontece que a folha-germinal interior - Entoderma - adquire suas características específicas antes do folheto externo - Etoderma. O mesmo procedimento para o desenvolvimento de folhas germinais foi encontrado em outras espécies animais. Além disso, os genes ativos no Entoderme estavam em média "mais antigos" do que os genes que trabalham em outras folhas germinais. Isso indica uma origem antiga do Entoderma no curso da evolução em comparação com o ectoderma.

No desenvolvimento embrionário de organismos até bastante dissimilares, os estágios semelhantes podem ser distinguidos. O ovo fertilizado é dividido, formando um pedaço de células na qual a cavidade é formada (o pedaço de células com a cavidade é chamada de blastula). Uma parte da superfície da bola oca começa a ser vaga por dentro (este processo é chamado de gastrojulação), e algo como um saco de duas camadas é formado (que é chamado de gastrole). Sua camada externa se torna um ectoderma de folheto embrionário, a partir do qual a cobertura do corpo e as células sensíveis são formadas. A partir da camada interna, que é chamada de entoderma, um sistema digestivo e outros órgãos internos são formados. Animais que se desenvolvem apenas por estes dois folhas germinais - Entoderms e Etodermas são chamados de duas camadas. Estes incluem intestinal e grãos - organismos simplesmente organizados com simetria radial, bem como esponjas - ainda mais facilmente arranjadas animais em geral, sem simetria e tecidos reais.

Em animais mais complexos organizados, o terceiro folheto embrionário - Mesoderma surge durante o desenvolvimento embrionário. Esta é a protrusão do entoderma, formando uma camada independente. Células musculares e esqueleto se originam da mesoderma. Animais que se desenvolvem a partir de três folhas germinais - bilaterais-simétricas: eles têm o lado direito e esquerdo do corpo, em contraste com, por exemplo, água-viva. Quanto ao fato de que a Mesoderma apareceu na evolução mais tarde, Entoderma e Etoderma, sem dúvida - ainda animais de duas camadas são mais fáceis que três camadas, e eles surgiram antes. E no artigo recentemente publicado na revista Natureza. [1], dados dos quais devem ser considerados uma conclusão revolucionária: Entoderma, acontece, originou Echtoderma . Parece que essas duas camadas - dois lados de um gastraul (Fig. 1). Será que um deles surgiu durante a evolução mais cedo?

Estágios de desenvolvimento do embrião

Figura 1. Estágios de desenvolvimento do embrião do óvulo fertilizado para a gastrula. Figura de stropedia.org (adaptado).

Os cientistas decidiram explorar os processos de formação de folhas germinais, concentrando-se em dados de atividade genética. Para não ficar bem e não perder algo importante, os pesquisadores classificaram a atividade de todos os genes que trabalham em todo o desenvolvimento embrionário de verme redondo (nematóides) do estágio de cinco células para uma larva adulta. Este verme é - Caenorhabditis elegans. - Um dos organismos estudados mais detalhados. Por exemplo, o destino de cada uma das cinco primeiras células do núcleo é conhecido. Isso se tornou possível, entre outras coisas, graças ao desenvolvimento surpreendentemente preciso de nematóides: qualquer parte hermafrodita adulta consiste exatamente de 959 células (para isso, a minhoca é caracterizada pelo Ewelle). Além disso, um pequeno número de células permite que em detalhes estude a estrutura de um corpo inteiro. Por exemplo, um sistema de verme nervoso que consiste em 302 neurônios é descrito com uma precisão de cada conexão.

Usando um método relativamente novo de estudar ARN de células individuais (CEL-SEQ) *, os cientistas receberam os perfis de expressão de todos os genes do verme, dependendo do tempo e local no embrião em desenvolvimento. O principal método do componente foi destacar grupos de genes especificamente expressos em ectoderm, entoderm e mesoderm. Os genes ativos na Mesoderm, esperados para serem transcritos mais tarde do que outros grupos. Foi inesperado que o programa de expressão do Entoderma foi lançado antes do que os genes Etoderma foram ativados. Acontece que essas folhas germinais adquirem suas características de características ao mesmo tempo.

Para verificar se tal ordem de desenvolvimento de folhas germinais não é uma característica dos nematóides sozinhos, os cientistas investigaram perfis de expressão gênica e em outros organismos: esponjas ( Amphimedon Queenslandica. ), Actinia ( Nematostella Vectensis. ) e sapos ( Xenopus tropicalis. ). Em todos esses animais, a tendência era a mesma: os ortólogos de genes expressos em nematóides em Entoderma, "incluídos" durante o desenvolvimento embrionário foram primeiros (Fig. 2). Acontece que os embriões de diferentes animais, Entoderma aparecem mais cedo do que Etoderma. Mas isso significa que na evolução do Entoderma se originou anteriormente?

Genes ativos em entoderm e Etoderma

Figura 2. Genes ativos no Entoderm, "Start" em diferentes tipos de animais mais cedo do que os genes Etoderma e Mesoderm. Na última fila de dados relacionados à esponja, é mostrado que os genes da Etoderma começam a se expressar mais tarde do que entodificável. Isso se deve ao fato de que os genes ectodermais de esponjas mostram atividades apenas através das transcrições maternas que permanecem na célula de ovos. Figura de [1].

Como os cientistas identificaram os genes ativos em diferentes folhas germinais, então os métodos bioinformáticos tornou-se possível determinar a idade evolucionária desses genes. Em geral, isso é feito da seguinte forma: uma árvore filogenética é tomada com bastante variedade de organismos e para cada estudo genético é determinado, que também tem uma seqüência pela primeira vez, suficientemente semelhante a este gene. Então os cientistas descobriram que os genes expressavam no verme entodermo Caenorhabditis elegans. , em média, genes mais velhos ativos em outras folhas germinais. Este é um forte argumento a favor do fato de que entoderma surgiu durante a evolução mais cedo do que Etoderma.

Tal descoberta é extremamente importante para Teorias do surgimento da multicelularidade . De acordo com um deles, um dia uma célula com flagelas que se assemelham a Hoanoflagellyt moderno, "decidido" se unir em uma estrutura esférica com a cavidade digestiva dentro. Pesquisadores compararam os genes do representante desse grupo de unicelular ( MONOSIGA BREVICOLLI. ) Com genes, expressa seletivamente em três folhas germinais de nematodos. Acontece que a proporção de ortólogos genéticos MONOSIGA. Acima entre os genes, ativo em Entoderma. Isso não é surpreendente, dado que os genes que trabalham em Entoderme são principalmente responsáveis ​​pelas funções nutricionais: produção de energia, metabolismo e transporte, - isto é, as questões da importância prioritária para qualquer corpo.

Assim, tendo em conta o procedimento para a ocorrência das camadas, pode-se apresentar tal modelo de formação de multicelular:

  1. No começo havia uma bola de células com chamas, que por algum motivo era vantajoso formar uma estrutura única (por exemplo, eles poderiam capturar e digerir a produção de maiores), essas células se tornaram predecessores Entoderm. ;
  2. A bola estava coberta com outra camada de células especializadas em interação com o ambiente externo - apareceu Etoderma. ;
  3. Entre o entoderma e a Etoderma, a terceira camada foi formada - Mesoderma. De quais estruturas desenvolvidas para fazer movimentos complexos.

Todas as três camadas deram ao corpo oportunidades incríveis, e design de três camadas permitiu a variedade de organismos complexos. Mas tudo começou com entoderma - a folha germinal mais importante para a vida.

  1. Hashimshony T., Feder M., Levin M., Hall B.K., Yanai I. (2015). A transcriptômica Spatiotempor revela a história evolutiva da camada de germe endoderm. Natureza. . 519. , 219-222;
  2. Sequenciamento de células únicas (versão - metazóa);
  3. Um método desenvolveu um método para analisar a expressão gênica no nível de células individuais.

Ontogênese - Desenvolvimento individual do corpo desde o início da existência até o fim da vida.

Na ontogênese dos animais, dois períodos são distinguidos - embrionário и Posthambrium. .

O desenvolvimento embrionário (germes) cobre os processos da primeira divisão dos zigotos antes de sair de um ovo ou nascimento e na maioria dos animais inclui três fases principais: esmagamento, gastration e organogênese.

Dividindo-se - Estas são sete ou oito fitas mitóticas consecutivas da Zygota.

Quando esmagadora, subsidiárias ( Blastomeres. ) Não divergem e não aumente de tamanho. Com cada divisão seguinte, suas dimensões diminuem.

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Ovos com um pequeno suprimento de nutrientes são totalmente divididos, ou seja, ocorre completa. Se o ovo contiver uma grande quantidade de gema, então um esmagamento parcial é observado - apenas o disco do citoplasma com o kernel é dividido, e a própria gema permanece inalterada (por exemplo, em aves).

Ends esmagando a formação de um embrião multicelular de camada única - blasticamente.

Blastula. - Este é um embrião esférico, cuja parede ( blastoderme ) é formado por uma camada de célula e dentro - cavidade ( Blastocel. ).

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Depois de esmagar, há um processo Gastralização que caracteriza-se pelo movimento de uma parte do material celular da superfície do interior, para os locais dos órgãos futuros. Como resultado desses movimentos, o gastrol é formado.

Gastrol - um embrião de duas camadas, consistindo de dois folhetos germinais: ao ar livre ( Etoderma. ) e interno ( Entoderm. ).

O lanceiro gastrolo surge no patch de blastoderma na cavidade budiqueta.

A cavidade interna do gastraul é chamada Intestino primário . Liga-se ao orifício do meio externo ( blastopor. ) que se torna Boca primária .

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No palco de duas folhas germinais, o desenvolvimento de esponjas e pastores é termina.

Todos os outros animais têm continuação do desenvolvimento, e a terceira folha germística é formada - Mesoderma. . É formado a partir do Entoderma e está sempre localizado entre o ECO e Entoderm na cavidade do corpo primário.

Mais diferenciação de células de cada folha embrionária leva à formação de tecidos e órgãos, isto é. Histoom и Orgenogênese .

De Entoderma. Formulários acorde - o esqueleto interno na forma de uma faixa pesada flexível, localizada no lado dorsal. Posteriormente, acorde o vertebrado é substituído pela espinha, e apenas em alguns animais (por exemplo, em peixes de cartilagem), seus resíduos são armazenados ao longo da vida.

De Etoderma. Localizado sobre o próprio acorde, se destaque placa nervosa . Então as bordas do prato subiram e fechadas. Formulários tubo nervoso - Conceito do sistema nervoso central. Formando Neurula .

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Neurula inicial

Tubo nervoso, acorde e intestinos criam Órgãos complexos axiais. O embrião que determina a simetria bilateral do corpo.

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Neurula tardia

Tecidos e órgãos desenvolvem igualmente em todos os animais de três camadas.

De Etoderma. Os vertebrados são formados pelo sistema nervoso, os sentidos, abranger epitélio com suas glândulas e estruturas derivadas (cabelos, penas, cascos, garras, etc.).

De Entoderm. Os órgãos do sistema digestivo e respiratório são formados: o epitélio do intestino médio, fígado e pâncreas, brânquias, luz, natação bolha, bem como glândula tireóide.

De Mesoderm. O pano muscular é formado, todos os tipos de tecido conjuntivo (por exemplo, a derme da pele, corpo do vertebral), o sistema sanguíneo, os órgãos de isolamento, glândulas sexuais.

O embrião está se desenvolvendo como um único organismo no qual todas as células, tecidos e órgãos estão em estreita cooperação.

O exame da biologia é frequentemente mencionado na estrutura e folhas germinais. O que é isso? Quais informações sobre você precisa lembrar de responder a essas perguntas sem dificuldade? Vamos lidar com!

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Estruturas e folhas germinais

Parte teórica

Depois que o espermatozóide fertiliza o ovo, suas mesmas de informação genética e o zigoto diploide é formado. Depois disso, o evento de célula começa a compartilhar e no tempo forma um Neurulu de três camadas. Aqui estão essas camadas e são chamadas folhas germinais.

Estruturas e folhas germinais

Há uma maneira simples de lembrar a localização das folhas. Etoderma é uma camada externa, e Entoderma é interna. A letra "K" no alfabeto vai mais cedo do que a letra "H", então a ectoderma está localizada no exterior do embrião. Mesoderma é uma folha embrionária média e, por isso aconteceu que a letra "M" é entre "k" e "n".

Há outra maneira para aqueles que se opõem à química: você pode se lembrar de produtos químicos exotérmicos e endotérmicos. Com reações exotérmicas, a energia é destacada Fora (do latim "exo" - para fora), e com energia endotérmica absorvida lado de dentro (de "endo" - dentro). E a mesoderma é um folheto entre Etoderm e Entoderma.

Depois que nos lembramos exatamente onde cada uma das folhas germinais estão localizadas, é importante perceber quais tecidos, órgãos e sistemas de sistemas são formados de cada um deles.

O que é formado pela Etoderma?

  1. O sistema nervoso é um tecido nervoso que forma uma cabeça e medula espinhal, nervos e algumas células de diferentes analisadores (por exemplo, uma lente do olho).
  2. Epitélio e seus derivados (couro, unhas, garras, chifres), bem como glândulas da pele. Todas essas estruturas são formadas por pano epitelial.
  3. esmalte dentário.

Lyfhak para memorização. Você pode tocar seus olhos? Ou eles se sentem tocando as terminações nervosas na pele? E tocar a pele ou cabelo? sim. Passe um paralelo, ectoderma - a camada externa e o que você pode tocar, principalmente colocado do ectoderma.

O que é formado a partir do entoderma?

  1. sistema digestivo
  2. sistema respiratório
  3. Sistema seletivo
  4. glândulas endócrinas

Lyfhak para memorização. Esses sistemas de órgãos chamamos de corpos internos. Entoderma - a camada interna e os órgãos internos são formados a partir dele.

O que é formado a partir do mesoderme?

  1. Músculos.
  2. Esqueleto - cartilagem e ossos
  3. rim
  4. Cardiovary - sistema vascular sserder, vasos sanguíneos e células
  5. Sexuais e ovários

Lyfhak para memorização. Todas essas estruturas consistem em tecidos musculares e conjuntivos, são esses tipos de tecidos que são colocados fora do mesoderme.

Estruturas e folhas germinais

Estruturas e folhas germinais: parte prática

Vamos resolver as tarefas onde a estrutura e as folhas germinais são mencionadas. Eu chamo sua atenção que este tópico é encontrado nas tarefas para 2 e 3 pontos.

Exemplo 1. O estabelecimento entre a estrutura do corpo humano e o folheto dos germes, foi formado.

A estrutura do corpo Folha de germe
A) receptores de dor b) cabelo b) linf g) sangue d) pregar pratos 1) mesoderma 2) Etoderma

Agora, após a discussão do material teórico, esta tarefa não parece difícil de nós. Ectoderma - Inglês Inglês, é formado por essas estruturas que podemos "tocar". Ou seja, das opções listadas aqui - estes são receptores de dor, placas de cabelo e pregos. A Mesoderma é um folheto embrionário médio, o tecido de conexão e muscular é desativado. O sangue e a linfa são formados com um pano conífero e são formados a partir do mesoderme.

Responder: 22112.

Exemplo 2. Nomeie os germes do animal espinhal, indicado na figura do número 2. Quais tipos de tecidos e sistemas de sistema são formados a partir dele?

Estruturas e folhas germinais

Um desenho semelhante a isso, já consideramos hoje. A figura 2 marcou uma folha embrionária, que é entre dois outros e, portanto, - mesoderma. O mesoderm é formado por conectando e do tecido muscular, sistema cardiovascular e musculoesquelético.

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