Animal embryosEdit

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lo sviluppo Embrionale di salamandra, circa 1920

Embrioni (e un girino) del rugosa rana (Rana rugosa)

Negli animali, la fecondazione inizia il processo di sviluppo embrionale, con la creazione di uno zigote, una singola cellula che deriva dalla fusione di gameti (es. uovo e spermatozoi). Lo sviluppo di uno zigote in un embrione multicellulare procede attraverso una serie di fasi riconoscibili, spesso suddivise in scissione, blastula, gastrulazione e organogenesi.

La scissione è il periodo di rapide divisioni cellulari mitotiche che si verificano dopo la fecondazione. Durante la scissione, la dimensione complessiva dell’embrione non cambia, ma la dimensione delle singole cellule diminuisce rapidamente mentre si dividono per aumentare il numero totale di cellule. La scissione provoca una blastula.

A seconda della specie, un embrione di stadio blastula può apparire come una palla di cellule sopra il tuorlo, o come una sfera cava di cellule che circondano una cavità centrale. Le cellule dell’embrione continuano a dividersi e ad aumentare di numero, mentre le molecole all’interno delle cellule come gli RNA e le proteine promuovono attivamente i processi di sviluppo chiave come l’espressione genica, la specifica del destino cellulare e la polarità.

La gastrulazione è la fase successiva dello sviluppo embrionale e comporta lo sviluppo di due o più strati di cellule (strati germinali). Gli animali che formano due strati (come Cnidaria) sono chiamati diploblastici e quelli che formano tre (la maggior parte degli altri animali, dai vermi piatti agli esseri umani) sono chiamati triploblastici. Durante la gastrulazione di animali triploblastici, i tre strati germinali che si formano sono chiamati ectoderma, mesoderma ed endoderma. Tutti i tessuti e gli organi di un animale maturo possono risalire alla loro origine a uno di questi strati. Ad esempio, l’ectoderma darà origine all’epidermide della pelle e al sistema nervoso, il mesoderma darà origine al sistema vascolare, ai muscoli, alle ossa e ai tessuti connettivi e l’endoderma darà origine agli organi dell’apparato digerente e all’epitelio dell’apparato digerente e dell’apparato respiratorio. Molti cambiamenti visibili nella struttura embrionale avvengono durante la gastrulazione mentre le cellule che compongono i diversi strati germinali migrano e fanno piegare o invaginare l’embrione precedentemente rotondo in un aspetto simile a una tazza.

Passata la gastrulazione, un embrione continua a svilupparsi in un organismo multicellulare maturo formando strutture necessarie per la vita al di fuori dell’utero o dell’uovo. Come suggerisce il nome, l’organogenesi è lo stadio dello sviluppo embrionale quando si formano gli organi. Durante l’organogenesi, le interazioni molecolari e cellulari spingono alcune popolazioni di cellule dai diversi strati germinali a differenziarsi in tipi di cellule organo-specifiche. Ad esempio, nella neurogenesi, una sottopopolazione di cellule dell’ectoderma si separa da altre cellule e si specializza ulteriormente per diventare il cervello, il midollo spinale o i nervi periferici.

Il periodo embrionale varia da specie a specie. Nello sviluppo umano, il termine feto è usato al posto dell’embrione dopo la nona settimana dopo il concepimento, mentre nel pesce zebra, lo sviluppo embrionale è considerato finito quando un osso chiamato cleithrum diventa visibile. Negli animali che si schiudono da un uovo, come gli uccelli, un giovane animale in genere non è più indicato come un embrione una volta che si è schiuso. Negli animali vivapari (animali la cui prole trascorre almeno un po ‘ di tempo a svilupparsi all’interno del corpo di un genitore), la prole viene tipicamente indicata come embrione all’interno del genitore e non è più considerata un embrione dopo la nascita o l’uscita dal genitore. Tuttavia, l’entità dello sviluppo e della crescita compiuta all’interno di un uovo o di un genitore varia significativamente da specie a specie, tanto che i processi che avvengono dopo la schiusa o la nascita in una specie possono avvenire ben prima di quegli eventi in un altro. Pertanto, secondo un libro di testo, è comune per gli scienziati interpretare la portata dell’embriologia in senso lato come lo studio dello sviluppo degli animali.

Impianto di embryosEdit

All’interno di un Ginkgo seme, che mostra l’embrione

piante da fiore (angiosperme) creazione di embrioni dopo la fecondazione di un aploide ovulo da polline. Il DNA dell’ovulo e del polline si combinano per formare uno zigote diploide e unicellulare che si svilupperà in un embrione. Lo zigote, che si dividerà più volte mentre progredisce durante lo sviluppo embrionale, è una parte di un seme. Altri componenti del seme includono l’endosperma, che è tessuto ricco in sostanze nutrienti che aiuteranno a sostenere l’embrione crescente della pianta ed il cappotto del seme, che è un rivestimento esterno protettivo. La prima divisione cellulare di uno zigote è asimmetrica, risultando in un embrione con una piccola cellula (la cellula apicale) e una grande cellula (la cellula basale). La piccola cellula apicale alla fine darà origine alla maggior parte delle strutture della pianta matura, come il gambo, le foglie e le radici. La cellula basale più grande darà origine al suspensor, che collega l’embrione all’endosperma in modo che i nutrienti possano passare tra di loro. Le cellule embrionali vegetali continuano a dividersi e progredire attraverso fasi di sviluppo chiamate per il loro aspetto generale: globulare, cuore e siluro. Nella fase globulare, si possono riconoscere tre tipi di tessuto di base (dermico, macinato e vascolare). Il tessuto dermico darà origine all’epidermide o al rivestimento esterno di una pianta, il tessuto macinato darà origine a materiale vegetale interno che funziona nella fotosintesi, nello stoccaggio delle risorse e nel supporto fisico, e il tessuto vascolare darà origine a tessuto connettivo come lo xilema e il floema che trasportano liquidi, nutrienti e minerali in tutta la pianta. Nello stadio del cuore si formeranno uno o due cotiledoni (foglie embrionali). I meristemi (centri di attività delle cellule staminali) si sviluppano durante la fase di siluro e alla fine produrranno molti dei tessuti maturi della pianta adulta per tutta la sua vita. Alla fine della crescita embrionale, il seme di solito va dormiente fino alla germinazione. Una volta che l’embrione inizia a germinare (crescere dal seme) e forma la sua prima vera foglia, si chiama piantina o piantina.

Le piante che producono spore invece di semi, come briofite e felci, producono anche embrioni. In queste piante, l’embrione inizia la sua esistenza attaccato all’interno dell’archegonio su un gametofito parentale da cui è stata generata la cellula uovo. La parete interna dell’archegonio si trova in stretto contatto con il “piede” dell’embrione in via di sviluppo; questo “piede” è costituito da una massa bulbosa di cellule alla base dell’embrione che può ricevere nutrimento dal suo gametofito genitore. La struttura e lo sviluppo del resto dell’embrione variano a seconda del gruppo di piante.

Poiché tutte le piante terrestri creano embrioni, vengono collettivamente denominate embriofite (o con il loro nome scientifico, Embryophyta). Questo, insieme ad altre caratteristiche, distingue le piante terrestri da altri tipi di piante, come le alghe, che non producono embrioni.