CONTEXTUL EMBRIOLOGIEI
Embriologia studiază secvența formelor de dezvoltare de la zigot la organismul înzestrat cu toate organele și sistemele sale.
În acest sens, merită să ne amintim distincția dintre dezvoltare (succesiunea fazelor structurale și organizaționale cu complexitate tot mai mare) și creșterea, înțeleasă mai presus de toate într-un sens cantitativ.
În metazoa vertebrate ne găsim, urcând seria evolutivă până la om (prin ciclostomi, pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere), la apariția formelor adulte de complexitate tot mai mare, pentru care tot mai mare este complicarea etapelor dezvoltării embrionare.
La început, zigotul, întotdeauna echipat cu material de rezervă, este împărțit (prin mitoze ulterioare) în 2, apoi 4, apoi 8, etc. celulele numite blastomeri, fără creștere, până la atingerea raportului nucleu / citoplasm normal de la specie.
Această segmentare inițială poate urma modele diferite, în funcție de cantitatea și distribuția deutoplasmei.
La început, deutoplasmul este sărac ("ouăle oligolecite"), astfel încât segmentarea este totală și dă naștere unor blastomere ușor diferite. Pe masura ce embrionul devine mai mare, este nevoie de mai mult timp si material inainte ca dezvoltarea sa sa permita sa inceapa viata independenta. De aceea, este necesară o creștere a deutoplasmei ("ouălor telolecite"), care tinde să fie aranjată într-o parte a zigotului. Aceasta determină o creștere a "anizotropiei", care este legată de schimbările în segmentare, reglementate de două principii generale:
- legea lui Hertwig spune că, în mitoză, topitura achromatică (a cărei ecuator determină planul de divizare a celulelor fiice) tinde să fie aranjată în sensul unei lungimi mai mari a citoplasmei;
- Legea lui Balfour spune că viteza de segmentare este invers proporțională cu cantitatea de deutoplasmă.
Să vedem atunci că deja în ciclism și în pești segmentarea este inegală, cu un pol de animale rapid segmentat (care va da structurile superioare ale embrionului) și un pol mic de vițel care va conține majoritatea materialului de rezervă. Tendința anizotropică la amfibieni (în care trebuie să fie dispuse organele responsabile pentru respirația aerului) este mai mare, în care polul de gălbenuș, deși segmentează lent, rămâne relativ inert și se termină prin acoperirea cu celule derivate din polul animal segmentat rapid. Până la această etapă evolutivă, succesiunea principalelor etape embrionare include: zygote, blastomeri, morula (cluster blastomeri asemănători cu o mure), blastule (morula cu celule interne regresate), gastrula (blastule în care celulele unei părți au invaginat ), în care apare cavitatea primitivă a organismului, cu un strat celular extern (ectoderm, din care sistemul nervos va deriva mai întâi) și unul intern (entoderm), între care se interpolează un al treilea strat (mesoderm). Din aceste straturi sau "coli embrionare" se vor obține, într-o ordine ordonată, toate țesuturile, organele și aparatele.
În speciile chiar mai evoluate, creșterea deutoplasmei (sau "vițelului") este de așa natură încât nu se poate chiar să se segmenteze. Astfel vedem că la păsări segmentarea afectează doar un disc subțire subțire, ducând la o "discoblaste" și la o serie de fenomene care garantează formarea embrionului într-un mod diferit de cel menționat anterior.
O creștere suplimentară a deutoplasmului nu ar fi fost probabil mai eficientă, deci dezvoltarea și creșterea mamelor până la capacitatea de viață independentă sunt atinse de un alt sistem. Observăm de fapt în Mamifere că deutoplasma servește doar pentru primele etape de dezvoltare; apoi embrionul stabilește relații metabolice cu organismul mamei (cu apariția placentei) și nu mai utilizează deutoplasma, a cărei exces este eliminat. În acest moment, ouăle se întorc să fie oligolecitiche și segmentarea se poate întoarce ca fiind totală (și, prin urmare, în stadii timpurii este similară cu cea a anfiozei), dar după morula embriogeneza continuă în conformitate cu cea mai evoluată schemă de păsări, "Blastocist" urmat de implantare pe peretele uterin, astfel încât metabolismul embrionului este asigurat de organismul mamei (prin placentă) mai degrabă decât deutoplasmul.
DIFERENȚA EMBRIDĂ
Când segmentarea zigotului a adus relația nucleu / citoplasmă cu norma speciei, este necesar ca, în paralel cu dezvoltarea, creșterea să înceapă. Acesta este motivul pentru care metabolismul începe cu apariția nucleolilor și a sintezei proteinelor. Sinteza proteinelor astfel inițiată se datorează genelor responsabile pentru etapele timpurii ale dezvoltării embrionare. Aceste gene sunt dereprimate de substanțele prezente în diferiții blastomeri ai animalului și ale polului de vițel. La rândul lor, produsele acestor gene inițiale pot de-exprima operoanele genelor responsabile pentru etapele ulterioare. Produsele celei de-a doua serii de gene pot acționa atât în sensul construirii unor noi structuri embrionare, atât în sensul suprimării operonilor anteriori, cât și al dereprimării celor ulterioare, într-o ordine ordonată care conduce la construirea noului organism, datorită informațiilor genetice acumulate de la genom prin milenii în specii din ce în ce mai evoluate.
Expresia celebră a lui Haeckel "ontogeneza recapitulează filogenia" exprimă, de fapt, faptul că specia superioară repetă, în etapele de dezvoltare embrionară, succesiunea care există deja în speciile evolutive precedente.
Etapele inițiale ale embrionului tind să fie similare la vertebrate, în special până la apariția branhiilor.
La speciile care trec la antena de respirație, ghilimele sunt apoi reabsorbite și reutilizate (de exemplu pentru formarea glandelor endocrine), dar informațiile genetice legate de formarea branhiilor sunt conservate chiar și la oameni. Acesta este evident un exemplu de gene structurale embrionare care sunt prezente in genomul tuturor vertebratelor si trebuie sa ramana reprimate dupa ce au lucrat in momentul lor ontogenetic.
Interpretarea embriogenezei în sensul reglementării acțiunii genei ne permite să unificăm experiențele tradiționale complexe ale embriologiei experimentale.
TWINS
Zigotul și primii blastomeri, până la începerea sintezei proteinelor, sunt atopotanți, adică capabili să dă viață întregului organism. La aceasta se leaga experimentele lui Spemann, care a obtinut doi embrioni din strangularea unui zigot amfibian. Un fenomen similar apare la baza fenomenului de gemeni identici la om, care din acest motiv se numesc monozigotici (MZ). Spectrele experimentale ale lui Spemann au fost pe jumătate normale, în timp ce la om ele sunt perfect normale. Acest lucru explică faptul că în ambii ambii embrioni a trebuit să împartă singur singurul gălbenuș deja primit, în timp ce embrionii umani pot primi, prin placentă, tot ceea ce este necesar pentru dezvoltarea și creșterea lor.
Trebuie amintit că la om două treimi din gemeni au o altă origine: derivă din maturizarea ocazională a două foliculi, cu eliberarea a două ouă care, fecundate, dau două zigoturi; în acest caz vorbim despre gemeni dizygotici (DZ).
Deoarece gemenii MZ, împărțiți prin mitoză de la singurul zigot, au același genom, diferențele dintre ele trebuie să fie de origine ecologică. În schimb, genomul de gemeni DZ seamănă la fel de mult ca oricare dintre cei doi frați. Pe acest principiu se bazează metoda gemene, utilizată pe scară largă în genetica umană și, de asemenea, în domeniul sportului.
La om, în care anumite motive etice interzic experimentarea, se poate constata modul în care orice personaj este reglementat de factori ereditori: de fapt, personajele strict moștenite (cum ar fi grupurile de sânge) sunt întotdeauna concordante numai la gemenii MZ; deoarece concordanța unui caracter din MZ se apropie de cel al DZ, se poate deduce că factorii de mediu prevalează asupra celor moșteniți în determinarea caracterului fenotipic.
Editat de: Lorenzo Boscariol
