SVILUPPO EMBRIONALE

Lo sviluppo embrionale comprende tutti quei processi che, a partire da uno zigote (o da un uovo), portano alla formazione di un individuo dotato delle caratteristiche proprie della sua specie e che consentono la vita attiva.

Le “istruzioni” fondamentali sono contenute in un gruppo di geni, detti omeotici, ma lo sviluppo è influenzato dall’interazione con l’ambiente

I geni omeotici sono molto conservativi e sono in gran parte condivisi da tutti i gruppi animali. Le tappe fondamentali dello sviluppo embrionale sono dunque simili in tutti gli animali

Lo sviluppo di un animale inizia da una singola cellula, il gamete femminile, che può essere fecondato (zigote), oppure no.

Grazie allo sviluppo, dallo zigote si forma un organismo costituito da moltissime cellule diverse organizzate in tessuti, organi e sistemi di organi.

Il differenziamento nei vari tipi cellulari dipende in larga misura da informazioni di posizione, ovvero dalla collocazione di determinate cellule che ricevono ed elaborano le informazioni che influiscono sul loro sviluppo in base alla loro posizione nell’embrione.

Le tappe fondamentali dello sviluppo embrionale sono:

fecondazione

segmentazionegastrulazioneorganogenesi

FECONDAZIONE

La fecondazione consiste nell’unione tra uno spermatozoo e una cellula uovo con formazione di uno zigote diploide.

La segmentazione consiste di una serie di divisioni mitotiche, non seguite dall’accrescimento delle cellule figlie.

Essa dà origine ad un elevato numero di cellule di dimensioni via via minori, chiamate blastomeri.

Alla fine della segmentazione al centro di questa massa di cellule viene a formarsi una cavità, definita blastocele.

Questo stadio di sviluppo è chiamato blastula.

SEGMENTAZIONE

La segmentazione è influenzata principalmente da due fattori:

quantità e distribuzione del materiale di riserva accumulato nella cellula uovo e chiamato vitello, tuorlo, lecite o deutoplasma;

proteine e mRNA accumulate nel gamete femminile, che guidano la formazione dei fusi mitotici e determinano il momento in cui si verificano le divisioni cellulari.

In base alla quantità e alla distribuzione del tuorlo le uova si distinguono in:

•Isolecitiche se il tuorlo è poco e distribuito in modo abbastanza uniforme (Riccio di mare)

•Telolecitiche se il tuorlo è abbondante e si concentra ad un polo della cellula, detto polo vegetativo, mentre il citoplasma si trova nel polo animale (Rettili, Uccelli)

•Mesolecitiche se il tuorlo è distribuito in modo non uniforme, più abbondante al polo vegetativo (Anfibi)

•Centrolecitiche se il tuorlo sta all’interno, circondato dal citoplasma (Insetti)

Uovo telolecitico di pollo

Tipi di segmentazione

Oloblastica (totale): con blastomeri uguali (uova isolecitiche) o con micromeri e macromeri (uova mesolecitiche)

Meroblastica (parziale): discoidale (uova telolecitiche) o superficiale: (uova centrolecitiche)

Tipi di segmentazione

Protostomi

Deuterotostomi

GASTRULAZIONEDurante la gastrulazione, alcuni blastomeri organizzati in una struttura laminare migrano all’interno dell’embrione, dove danno un foglietto germinativo interno, l’endoderma, che formerà i tessuti dell’intestino. Nella gastrula l’endoderma costituisce l’archenteron, o intestino primitivo, la cui apertura è detta blastoporo. Il blastocele si riduce.

Le cellule che rimangono sul versante esterno si trasformano in foglietto germinativo esterno, l’ectoderma, e daranno origine all’epidermide e ad altri tessuti (nervoso).

Altre cellule, infine, vanno a stabilirsi fra l’endoderma e l’ectoderma e costituiscono il foglietto intermedio, o mesoderma, che contribuirà alla formazione di numerosi tessuti di molti organi (connettivi, sangue, muscoli) e, nei Celomati, alle pareti del celoma.

In definitiva il termine gastrulazione indica un processo mediante il quale i foglietti germinativi si formano e assumono specifiche posizioni gli uni rispetto agli altri.

I rapporti spaziali che vengono in questo modo a stabilirsi fra le cellule permettono l’instaurarsi di fenomeni di induzione e ciò porta al differenziamento dei tessuti e alla formazione degli organi.

ORGANOGENESI

Durante la organogenesi molti organi e sistemi di organi si sviluppano contemporaneamente e interagiscono gli uni con gli altri.

Nei Vertebrati un processo cruciale dell’organogenesi riguarda la formazione del tubo neurale, che darà origine al sistema nervoso, e viene definito neurulazione.

Sviluppo dell’uovo di rana

SVILUPPO POST-EMBRIONALE

Quando il nuovo nato ha completato lo sviluppo embrionale, ha cioè sviluppato tutti gli organi che gli consentono una vita attiva, non è ancora del tutto simile ad un adulto della sua specie.

Dovrà quindi subire un ulteriore processo di sviluppo, definito post-embrionale, che potrà essere: diretto, se il giovane differisce dall’adulto solo per le dimensioni e per non avere ancora maturato le gonadi (es. uomo, lucertole, uccelli, ragni, chiocciole terrestri). In questo caso lo sviluppo post-embrionale consiste essenzialmente nell’accrescimento.

indiretto, se il giovane differisce dall’adulto anche nella forma e nella struttura corporea. In questo caso il giovane si chiama larva e dovrà subire una o più metamorfosi prima di raggiungere la condizione adulta (es. rane, insetti, chiocciole marine, stelle di mare).

Significato biologico delle larve

Frequenti negli organismi acquatici, consentono la rapida formazione di un individuo semplice, in grado di nutrirsi, da un uovo con scarso vitello

Le larve acquatiche, mobili, favoriscono la disseminazione delle specie fisse al substrato

Se si nutrono in modo diverso dagli adulti (Insetti) evitano la competizione con questi per le risorse

In alcune specie parassite moltiplicano gli stadi infettivi a carico di diversi ospiti