Podczas rozwoju embrionalnego każdego zwierzęcia zachodzą procesy kluczowe dla formowania się nowych osobników. Każda awaria lub błąd w tym okresie może spowodować poważne uszkodzenie potomstwa, a nawet śmierć nienarodzonego dziecka.
Rozwój embrionalny ryb jest dobrze poznany, dzięki temu, że ich jaja są przezroczyste, a cały proces można obserwować z zewnątrz przy pomocy np. lupy. W tym artykule na naszej stronie nauczymy Cię pewnych pojęć dotyczących embriologii, a w szczególności jak wygląda rozwój embrionalny ryb
Podstawy embriologii
Aby zagłębić się w rozwój embrionalny ryb, musimy najpierw poznać podstawowe pojęcia embriologiczne, takie jak rodzaje jaj i fazy, które składają się na wczesny rozwój embrionalny.
Możemy znaleźć różne rodzaje jaj, w zależności od tego, jak żółtko jest rozprowadzone i ile zawiera. Na początek nazwiemy komórkę jajową powstałą w wyniku połączenia zalążka i plemnika oraz, żółtko, zestaw składników odżywczych, które znajdują się w komórce jajowej i będą służyć jako pokarm dla przyszłego zarodka.
Rodzaje jaj według organizacji żółtka w środku:
- Jaja izolocytarne: żółtko jest równomiernie rozmieszczone we wnętrzu jaja. Typowe dla zwierząt porowatych, parzydełkowatych, szkarłupni, nemertynek i ssaków.
- Jaja telecytowe: żółtko jest przemieszczane w kierunku obszaru jaja, znajdującego się naprzeciwko miejsca, w którym rozwija się zarodek. Większość zwierząt rozwija się z tych rodzajów jaj, na przykład mięczaków, ryb, płazów, gadów, ptaków itp.
- Jaja centrolocytów: żółtko jest otoczone cytoplazmą, a ta z kolei otacza jądro, z którego powstanie zarodek. Występuje u stawonogów.
Rodzaje jaj według ilości żółtka:
- Jaja oligocytów: są małe i mają mało żółtka.
- Jaja Mesolecito: średniej wielkości z umiarkowaną ilością żółtka.
- Jaja makrolecitu: są to duże jaja z dużą ilością żółtka.
Typowe fazy rozwoju embrionalnego
- Segmentacja: w tej fazie ma miejsce seria podziałów komórek, które zwiększają liczbę komórek potrzebnych do drugiej fazy. Kończy się w stanie zwanym blastulą.
- Gastrulacja: następuje reorganizacja komórek blastuli, w wyniku której powstają blastodermy (prymitywne listki zarodkowe), które są ektodermą, endodermą, a u niektórych zwierząt mezoderma.
- Zróżnicowanie i organogeneza: tkanki i narządy utworzą się z listków zarodkowych, tworząc strukturę nowego osobnika.
Zależność między rozwojem a temperaturą
Temperatura jest ściśle związana z czasem inkubacji ikry i rozwojem embrionalnym (to samo dzieje się u innych gatunków zwierząt). Na ogół istnieje optymalny zakres temperatur dla inkubacji, który zmienia się o około 8ºC.
Jaja inkubowane w tym zakresie będą miały większą szansę na rozwój i wyklucie. Podobnie jaja inkubowane przez długi czas w ekstremalnych temperaturach (poza optymalnym zakresem gatunku) będą miały niższe prawdopodobieństwo wyklucia a jeśli tak, osoby urodzone mogą cierpieć na poważne anomalie
Etapy rozwoju embrionalnego ryb
Teraz, gdy znasz już podstawowe pojęcia embriologii, zagłębimy się w rozwój embrionalny ryb. Ryby te są telolelecytal, czyli pochodzą z jaj telelecytalowych, czyli tych, w których żółtko zostało przesunięte do obszaru jaja.
Faza jarzmowa
Nowo zapłodnione jajo pozostaje w stan zygoty do pierwszego podziału, przybliżony czas, w którym nastąpi to rozszczepienie, zależy od gatunku i temperatura medium. U danio pręgowanego, Danio rerio (najczęściej wykorzystywanej w badaniach ryby), pierwsze rozszczepienie następuje około 40 minut po zapłodnieniu. Chociaż wydaje się, że w tym okresie nie zachodzą żadne zmiany, wewnątrz jaja zachodzą decydujące procesy dla dalszego rozwoju.
Faza segmentacji
Jajo wchodzi w fazę rozpadu, kiedy następuje pierwszy podział zygoty. U ryb segmentacja jest meroblastyczna, ponieważ podział nie przechodzi całkowicie przez jajo, ponieważ uniemożliwia to żółtko, ale ogranicza się do obszaru, w którym znajduje się embrion Pierwsze podziały są pionowe i poziome względem zarodka, są bardzo szybkie i synchroniczne. Dają one początek kopcu komórek siedzących na żółtku, stanowiących blaszka tarczowata
Faza gastrulacji
Podczas fazy gastrulacji następuje rearanżacja tarczowatych komórek blastuli poprzez ruchy morfogenetyczne, czyli informacje zawarte w jądrze różnych już utworzonych komórek, jest transkrybowany w sposób, który zmusza komórki do uzyskania nowej konfiguracji przestrzennej. W przypadku ryb, reorganizacja ta nazywa się inwolucja Podobnie, ten etap charakteryzuje się spadkiem szybkości podziału komórki i niewielkim wzrostem lub brakiem wzrostu telefonu komórkowego.
Podczas inwolucji niektóre komórki dyskoblastuli lub dyskoidalnej blastuli migrują do żółtka, tworząc na nim warstwę. Ta warstwa będzie endodermą Warstwa komórek pozostawiona nad kopcem utworzy ektodermę Al Pod koniec procesu zostanie zdefiniowana gastrula lub, w przypadku ryb, discogastrula z jej dwoma podstawowymi listkami zarodkowymi lub blastodermami, ektodermą i endoderma.
Faza różnicowania i organogenezy
W fazie różnicowania u ryb pojawia się trzecia warstwa zarodkowa zlokalizowana pomiędzy endodermą a ektodermą, zwana mezoderma.
Enderma wnika, tworząc jamę zwaną archenteronWejście do tej jamy zostanie przemianowane na blastopore i będzie prowadzić do odbytu ryby. Od tego momentu można odróżnić pęcherzyk głowowy (formacja mózgu) i po obu stronach pęcherzyki wzrokowe (przyszłe oczy). Podążając za pęcherzykiem głowy, cewa nerwowa utworzy się i po obu stronach somity, struktury, które ostatecznie uformują kości kręgosłupa i żeber, mięśnie i inne narządy.
W tej fazie każdy listek zarodkowy w końcu wytworzy kilka narządów lub tkanek, więc:
Ektoderma
- Naskórek i układ nerwowy
- Początek i koniec przewodu pokarmowego
Mezoderma
- Skóra właściwa
- Mięśnie, narządy wydalnicze i rozrodcze
- Coelom, otrzewna i układ krążenia
Endoderma
- Narządy biorące udział w trawieniu: nabłonek wewnętrzny przewodu pokarmowego i powiązane gruczoły.
- Organy odpowiedzialne za wymianę gazową.
