Embryo
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Chez les animaux, la fécondation commence le processus de développement embryonnaire par la création d’un zygote, une cellule unique résultant de la fusion des gamètes (par exemple ovule et sperme). Le développement d’un zygote en embryon multicellulaire passe par une série d’étapes reconnaissables, souvent divisées en clivage, blastula, gastrulation et organogenèse.
Le clivage est la période de divisions cellulaires mitotiques rapides qui se produisent après la fécondation. Pendant le clivage, la taille globale de l’embryon ne change pas, mais la taille des cellules individuelles diminue rapidement à mesure qu’elles se divisent pour augmenter le nombre total de cellules. Le clivage entraîne une blastula.
Selon les espèces, un embryon au stade de blastula peut apparaître comme une boule de cellules au-dessus du jaune, ou comme une sphère creuse de cellules entourant une cavité médiane. Les cellules de l’embryon continuent de se diviser et d’augmenter en nombre, tandis que les molécules à l’intérieur des cellules telles que les ARN et les protéines favorisent activement les processus de développement clés tels que l’expression des gènes, la spécification du destin cellulaire et la polarité.
La gastrulation est la phase suivante du développement embryonnaire et implique le développement de deux couches ou plus de cellules (couches germinales). Les animaux qui forment deux couches (comme les Cnidaires) sont appelés diploblastiques, et ceux qui en forment trois (la plupart des autres animaux, des vers plats aux humains) sont appelés triploblastiques. Lors de la gastrulation d’animaux triploblastiques, les trois couches germinales qui se forment sont appelées ectoderme, mésoderme et endoderme. Tous les tissus et organes d’un animal mature peuvent remonter à l’une de ces couches. Par exemple, l’ectoderme donnera naissance à l’épiderme cutané et au système nerveux, le mésoderme donnera naissance au système vasculaire, aux muscles, aux os et aux tissus conjonctifs, et l’endoderme donnera naissance aux organes du système digestif et à l’épithélium du système digestif et du système respiratoire. De nombreux changements visibles dans la structure embryonnaire se produisent tout au long de la gastrulation lorsque les cellules qui composent les différentes couches germinales migrent et font que l’embryon précédemment rond se plie ou s’invaginera en forme de coupe.
Après la gastrulation, un embryon continue de se développer en un organisme multicellulaire mature en formant des structures nécessaires à la vie en dehors de l’utérus ou de l’œuf. Comme son nom l’indique, l’organogenèse est le stade du développement embryonnaire lorsque les organes se forment. Au cours de l’organogenèse, les interactions moléculaires et cellulaires incitent certaines populations de cellules des différentes couches germinales à se différencier en types cellulaires spécifiques à l’organe. Par exemple, dans la neurogenèse, une sous-population de cellules de l’ectoderme se sépare des autres cellules et se spécialise davantage pour devenir le cerveau, la moelle épinière ou les nerfs périphériques.
La période embryonnaire varie d’une espèce à l’autre. Dans le développement humain, le terme fœtus est utilisé à la place de l’embryon après la neuvième semaine après la conception, alors que chez le poisson zèbre, le développement embryonnaire est considéré comme terminé lorsqu’un os appelé cleithrum devient visible. Chez les animaux qui éclosent d’un œuf, comme les oiseaux, un jeune animal n’est généralement plus appelé embryon une fois qu’il a éclos. Chez les animaux vivapares (animaux dont la progéniture passe au moins un certain temps à se développer dans le corps d’un parent), la progéniture est généralement appelée embryon à l’intérieur du parent et n’est plus considérée comme un embryon après la naissance ou la sortie du parent. Cependant, l’étendue du développement et de la croissance réalisés à l’intérieur d’un œuf ou d’un parent varie considérablement d’une espèce à l’autre, à tel point que les processus qui ont lieu après l’éclosion ou la naissance chez une espèce peuvent avoir lieu bien avant ces événements chez une autre. Par conséquent, selon un manuel, il est courant que les scientifiques interprètent largement la portée de l’embryologie comme l’étude du développement des animaux.
Embryons de plant
Les plantes à fleurs (angiospermes) créent des embryons après la fécondation d’une graine de ginkgo. ovule haploïde par le pollen. L’ADN de l’ovule et du pollen se combinent pour former un zygote diploïde unicellulaire qui se développera en embryon. Le zygote, qui se divisera plusieurs fois à mesure qu’il progressera tout au long du développement embryonnaire, fait partie d’une graine. D’autres composants de la graine comprennent l’endosperme, qui est un tissu riche en nutriments qui aidera à soutenir l’embryon de la plante en croissance, et le tégument, qui est un revêtement extérieur protecteur. La première division cellulaire d’un zygote est asymétrique, ce qui donne un embryon avec une petite cellule (la cellule apicale) et une grande cellule (la cellule basale). La petite cellule apicale donnera éventuellement naissance à la plupart des structures de la plante mature, telles que la tige, les feuilles et les racines. La cellule basale plus grande donnera naissance au suspenseur, qui relie l’embryon à l’endosperme afin que les nutriments puissent passer entre eux. Les cellules embryonnaires de la plante continuent de se diviser et de progresser à travers des stades de développement nommés pour leur aspect général: globulaire, cardiaque et torpille. Au stade globulaire, trois types de tissus de base (dermique, terrestre et vasculaire) peuvent être reconnus. Le tissu dermique donnera naissance à l’épiderme ou à la couverture externe d’une plante, le tissu moulu donnera naissance à du matériel végétal interne qui fonctionne dans la photosynthèse, le stockage des ressources et le soutien physique, et le tissu vasculaire donnera naissance à du tissu conjonctif comme le xylème et le phloème qui transportent le liquide, les nutriments et les minéraux dans toute la plante. Au stade cardiaque, un ou deux cotylédons (feuilles embryonnaires) se formeront. Les méristèmes (centres d’activité des cellules souches) se développent au stade de la torpille et finiront par produire de nombreux tissus matures de la plante adulte tout au long de sa vie. À la fin de la croissance embryonnaire, la graine dormira généralement jusqu’à la germination. Une fois que l’embryon commence à germer (à partir de la graine) et forme sa première vraie feuille, on l’appelle un plant ou une plantule.
Les plantes qui produisent des spores au lieu de graines, comme les bryophytes et les fougères, produisent également des embryons. Chez ces plantes, l’embryon commence son existence attaché à l’intérieur de l’archégonium sur un gamétophyte parental à partir duquel l’ovule a été généré. La paroi interne de l’archégonium est en contact étroit avec le « pied » de l’embryon en développement; ce « pied » est constitué d’une masse bulbeuse de cellules à la base de l’embryon qui peut recevoir la nutrition de son gamétophyte parent. La structure et le développement du reste de l’embryon varient selon le groupe de plantes.
Comme toutes les plantes terrestres créent des embryons, elles sont collectivement appelées embryophytes (ou par leur nom scientifique, Embryophyta). Ceci, ainsi que d’autres caractéristiques, distingue les plantes terrestres des autres types de plantes, telles que les algues, qui ne produisent pas d’embryons.
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