- "تطور الجنين يلخص نسالة"
- منظور تاريخى
- الرؤية الحالية
- مراحل تطور الحيوان
- نضوج البويضات
- التخصيب
- التطور الجنيني
- أنواع البيض
- انفجار
- الجرح
- تشكيل الجوف
- تكوين الأعضاء
- التعبير الجيني أثناء تطور الجنين
- المراجع
في تطور الجنين هو العملية التي يحدث تطور الفرد. تبدأ الظاهرة بالتخصيب وتمتد إلى شيخوخة الكائنات العضوية. مجال علم الأحياء المسؤول عن دراسة تطور الجنين هو علم الأحياء التطوري.
في هذه العملية ، تحدث "ترجمة" النمط الجيني - جميع المعلومات الجينية للكيان البيولوجي - إلى النمط الظاهري الذي يمكننا ملاحظته. يحدث التحول الأكثر دراماتيكية في المراحل الأولى من التطور ، مع تحول الخلية إلى فرد كامل.
رومانيس ، جي جي ؛ تم الرفع على ويكيبيديا بواسطة en: User: Phlebas؛ مؤلفو صفحة الوصف: en: User: Phlebas، en: User: SeventyThree، via Wikimedia Commons
اليوم ، يعد اندماج علم الأحياء التطوري والنظرية التطورية ، المعروف باسم evo-devo ، مجموعة شائعة جدًا من المعرفة التي تنمو بسرعة فائقة. يهدف هذا المجال الجديد إلى شرح تطور التنوع الهائل للأشكال التي تظهرها الكائنات الحية.
"تطور الجنين يلخص نسالة"
منظور تاريخى
كانت العلاقة بين التكوّن والتطور السائد وجهة نظر سائدة طوال القرن الحادي والعشرين. من المعروف على نطاق واسع أن الأنواع المختلفة من الكائنات الحية تشبه بعضها البعض في مراحلها الجنينية أكثر من الأشكال البالغة. في عام 1828 ، لاحظ Karl Ernst von Baer هذا النمط في نظام Vertebrata sybphylum.
لاحظ باير أنه في الأنواع المختلفة من رباعيات الأرجل توجد بعض أوجه التشابه في الجنين ، مثل الخياشيم والحبل الظهري والتجزئة والأطراف على شكل زعنفة.
يتم تشكيلها قبل الخصائص النموذجية التي تسمح بتشخيص المجموعة المعنية في ترتيب تصنيف هرمي أكثر تحديدًا.
أعاد عالم الأحياء الألماني المولد إرنست هيجل صياغة هذه الفكرة - وأحد أكثر أتباع تشارلز داروين حماسةً.
يعود الفضل إلى هيجل في العبارة الشهيرة "نشأة الجنين يلخص نسالة". بعبارة أخرى ، يقترح التلخيص أن تطور الكائن الحي يكرر تاريخه التطوري من الأشكال البالغة لأسلافه.
الرؤية الحالية
على الرغم من أن العبارة معروفة جيدًا اليوم ، إلا أنه بحلول منتصف القرن الحادي والعشرين ، كان من الواضح أن اقتراح هيجل نادرًا ما يتم الوفاء به.
طرح SJ Gould ، عالم الحفريات الشهير وعالم الأحياء التطوري ، أفكاره المتعلقة بالتلخيص في ما أسماه "مبدأ الإضافة النهائية". بالنسبة لجولد ، يمكن أن يحدث التلخيص طالما أن التغيير التطوري يحدث عن طريق الإضافة المتتالية للمراحل في نهاية نشوء الأسلاف.
وبنفس الطريقة ، يجب أن يكون صحيحًا أيضًا أنه يجب تقصير المدة الزمنية لتطور الأسلاف مع تطور النسب.
اليوم ، تمكنت المنهجيات الحديثة من دحض مفهوم الإضافة الذي اقترحه قانون الوراثة الحيوية.
بالنسبة لهيجل ، حدثت هذه الإضافة بسبب الاستخدام المستمر الذي تم إعطاؤه للأعضاء. ومع ذلك ، فقد تم استبعاد الآثار التطورية لاستخدام الأعضاء وإهمالها.
من المعروف حاليًا أن الأقواس الخيشومية في المراحل الجنينية للثدييات والزواحف لا يكون لها أبدًا الشكل المقابل للأسماك البالغة.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك اختلافات في توقيت أو توقيت مراحل معينة من التطوير. في علم الأحياء التطوري ، يسمى هذا التغيير التغاير الزمني.
مراحل تطور الحيوان
يشمل علم الوجود جميع عمليات تطور الكائنات العضوية ، بدءًا من الإخصاب وانتهاءً بالشيخوخة.
منطقيا ، تحدث التحولات الأكثر دراماتيكية في المراحل الأولى ، حيث تكون خلية واحدة قادرة على تكوين فرد كامل. بعد ذلك سنصف عملية التكون ، مع التركيز على المراحل الجنينية.
نضوج البويضات
أثناء عملية تكوين البويضات ، تستعد البويضة (الأمشاج الأنثوية ، وتسمى أيضًا البويضة) للإخصاب والمراحل المبكرة من التطور. يحدث هذا من خلال تراكم المواد الاحتياطية للمستقبل.
السيتوبلازم في البويضة هو بيئة غنية بالجزيئات الحيوية المختلفة ، بشكل رئيسي RNA الرسول ، الريبوسومات ، RNA الناقل والآليات الأخرى اللازمة لتخليق البروتينات. تخضع نواة الخلية أيضًا لنمو كبير.
لا تتطلب الحيوانات المنوية هذه العملية ؛ تتمثل استراتيجيتها في التخلص من أكبر قدر ممكن من السيتوبلازم وتكثيف النواة للحفاظ على أبعاد صغيرة.
التخصيب
الحدث الذي يمثل بداية تطور الجنين هو الإخصاب ، والذي يتضمن اتحاد ذكر وأنثى ، بشكل عام أثناء عملية التكاثر الجنسي.
في حالة الإخصاب الخارجي ، كما يحدث في العديد من الكائنات البحرية ، يتم طرد كلا الأمشاج في الماء ويتم العثور عليه بشكل عشوائي.
في الإخصاب ، يتم إعادة دمج العدد الثنائي الصبغية للفرد ويسمح بعمليات الجمع بين جينات الأب والأم.
في بعض الحالات ، لا تكون الحيوانات المنوية ضرورية لتنشيط النمو. لكن في معظم الأفراد ، لا يتطور الجنين بالطريقة الصحيحة. وبالمثل ، يمكن لبعض الأنواع أن تتكاثر عن طريق التوالد العذري ، حيث يحدث التطور الطبيعي للجنين دون الحاجة إلى الحيوانات المنوية.
في المقابل ، تتطلب بعض البويضات تنشيط الحيوانات المنوية ، لكن لا تدمج المادة الوراثية لهذا الأمشاج الذكري في الجنين.
يجب التعرف على الحيوانات المنوية والبويضة بشكل صحيح حتى تحدث جميع أحداث ما بعد الإخصاب. يتم التوسط في هذا الاعتراف من خلال سلسلة من البروتينات الخاصة بكل نوع. هناك أيضًا حواجز تمنع البويضة ، بمجرد إخصابها ، من الوصول إلى حيوان منوي آخر.
التطور الجنيني
بعد إخصاب البويضة وتنشيطها ، تحدث المراحل الأولى من التطور. عند التقسيم ، ينقسم الجنين بشكل متكرر ليصبح مجموعة من الخلايا تسمى blastomeres.
خلال هذه الفترة الأخيرة ، لم يحدث نمو للخلايا ، يحدث فقط التقسيم الفرعي للكتلة. في النهاية لديك مئات أو آلاف الخلايا ، مما يفسح المجال لحالة الأريمة.
مع تطور الجنين يكتسب قطبية. لذلك ، يمكن للمرء أن يميز بين قطب النبات ، الموجود في أحد الأطراف ، والقطب الحيواني الغني بالسيتوبلازم. يوفر هذا المحور نقطة مرجعية للتنمية.
أنواع البيض
اعتمادًا على كمية صفار البيض ، وتوزيع المادة المذكورة ، يمكن تصنيف البويضة على أنها جزيئات قليلة ، وجزيئات غير متجانسة ، وجزيئات جزيئية ، وخلايا مركزية.
تحتوي الأولى ، كما يشير اسمها ، على كمية صغيرة من صفار البيض ويتم توزيعها بشكل موحد إلى حد ما في جميع أنحاء البيضة. عموما حجمها صغير. تحتوي الجزيئات المغايرة على صفار أكثر من الجزيئات القليلة ، ويتركز الصفار في القطب الخضري.
تقدم telolecitos كمية وفيرة من صفار البيض ، وتحتل البيضة بأكملها تقريبًا. أخيرًا ، تتركز جميع الصفار في centrolecitos في المنطقة الوسطى من البيضة.
انفجار
الأريمة عبارة عن كتلة من الخلايا. في الثدييات ، يُطلق على هذه المجموعة من الخلايا اسم الكيسة الأريمية ، بينما في معظم الحيوانات ، يتم ترتيب الخلايا حول تجويف سائل مركزي يسمى القيلة الأريمية.
في حالة الأريمة ، كان من الممكن إظهار زيادة كبيرة في كمية الحمض النووي. ومع ذلك ، فإن حجم الجنين بأكمله ليس أكبر بكثير من البيضة الملقحة الأصلية.
الجرح
يحول الجهاز الهضمي الأريمة الكروي والبسيط إلى بنية أكثر تعقيدًا مع طبقتين من الجرثومة. هذه العملية غير متجانسة إذا قارنا الأنساب المختلفة للحيوانات. في بعض الحالات ، يتم تشكيل طبقة ثانية دون عمل تجويف داخلي.
تسمى فتحة الأمعاء بـ blastopore. يعتبر مصير الحفرة المتفجرة خاصية مهمة للغاية لتقسيم سلالتين عظيمتين: البروتستومات و deuterostomes. في المجموعة الأولى ، يؤدي ثقب الانفجار إلى الفم ، بينما في المجموعة الثانية ، يؤدي ثقب الانفجار إلى فتحة الشرج.
وهكذا ، فإن المعدة لها طبقتان: طبقة خارجية تحيط بالقيلة الأريمية ، تسمى الأديم الظاهر ، وطبقة داخلية تسمى الأديم الباطن.
معظم الحيوانات لديها طبقة جرثومية ثالثة ، الأديم المتوسط ، تقع بين الطبقتين المذكورتين أعلاه. يمكن تكوين الأديم المتوسط بطريقتين: تنشأ الخلايا من المنطقة البطنية من شفة الانفجار المتفجر ومن هناك تتكاثر أو تنشأ من المنطقة المركزية لجدران القوس.
في نهاية عملية المعدة ، تغطي الأديم الظاهر الجنين ويوجد الأديم المتوسط والأديم الباطن في الجزء الداخلي. بمعنى آخر ، الخلايا لها موضع نهائي مختلف عن الذي بدأت به.
تشكيل الجوف
اللولب هو تجويف جسدي محاط بالأديم المتوسط. يحدث هذا لأنه أثناء عملية المعدة ، تمتلئ القيلة الأريمية بالكامل تقريبًا بالأديم المتوسط.
يمكن أن يظهر هذا التجويف اللولبي بطريقتين: فصامي أو معوي. ومع ذلك ، فإن كلا اللولب متكافئ وظيفيًا.
تكوين الأعضاء
يتكون تكوين الأعضاء من سلسلة من العمليات حيث يتم تكوين كل عضو.
تشمل الأحداث الأكثر صلة هجرة خلايا معينة إلى المكان الذي تكون فيه ضرورية لتكوين العضو المذكور.
التعبير الجيني أثناء تطور الجنين
في مرحلة التطوير ، تم تحديد أن التخلق اللاجيني يستمر على ثلاث مراحل: تشكيل النمط ، وتحديد موضع الجسم ، وتحريض الوضع الصحيح للأطراف والأعضاء المختلفة.
لتوليد استجابة ، هناك منتجات جينية معينة تسمى المورفوجينات (تعريف هذه الكيانات نظري وليس كيميائيًا). هذه تعمل بفضل تشكيل التدرج التفاضلي ، وتوفير المعلومات المكانية.
فيما يتعلق بالجينات المعنية ، تلعب الجينات المثلية دورًا أساسيًا في تطور الأفراد ، لأنها تحدد هوية الشرائح.
المراجع
- Alberch ، P. ، Gould ، SJ ، Oster ، GF ، & Wake ، DB (1979). الحجم والشكل في نشأة ونسالة. علم الأحياء القديمة ، 5 (3) ، 296-317.
- كورتيس ، هـ. ، وبارنز ، إن إس (1994). دعوة إلى علم الأحياء. ماكميلان.
- جولد ، إس جيه (1977). التكوُّن والتطور. مطبعة جامعة هارفارد.
- هيكمان ، سي بي ، روبرتس ، إل إس ، لارسون ، إيه ، أوبر ، دبليو سي ، وجاريسون سي (2001). المبادئ المتكاملة لعلم الحيوان. ماكجرو - هيل.
- كاردونج ، ك.ف. (2006). الفقاريات: التشريح المقارن ، الوظيفة ، التطور. ماكجرو هيل.
- McKinney، ML، & McNamara، KJ (2013). Heterochrony: تطور تطور الجنين. Springer Science & Business Media.