HINWEISE ZUR EMBRIOLOGIE
Die Embryologie untersucht die Abfolge von Entwicklungsformen von der Zygote bis zum Organismus mit all seinen Organen und Systemen.
In diesem Zusammenhang ist die Unterscheidung zwischen Entwicklung (Aufeinanderfolge von strukturellen und organisatorischen Phasen mit zunehmender Komplexität) und Wachstum zu berücksichtigen, die vor allem in quantitativer Hinsicht verstanden wird.
Bei Metazoen von Wirbeltieren beobachten wir, wie in der Evolutionsreihe (durch Zyklostome, Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere) bis zum Menschen aufsteigende Formen von Erwachsenen mit zunehmender Komplexität auftreten, deren Komplexität umso größer ist Komplikation der embryonalen Entwicklungsphasen.
Zu Beginn wird die immer mit Reservematerial ausgestattete Zygote (durch sukzessive Mitose) in 2, dann 4, dann 8 usw. unterteilt. Zellen, die Blastomere genannt werden, ohne Wachstum, bis sie die normale Kern / Zytoplasma-Beziehung der Spezies erreichen.
Diese anfängliche Segmentierung kann je nach Menge und Verteilung des Deutoplasmas unterschiedlichen Mustern folgen.
Am Anfang ist das Deutoplasma knapp ("oligolecitic eggs"), für die die Segmentierung total ist und zu leicht unterschiedlichen Blastomeren führt. Mit zunehmender Komplexität des Embryos wird mehr Zeit und Material benötigt, bevor seine Entwicklung ein unabhängiges Leben ermöglicht. Aus diesem Grund ist ein Anstieg des Deutoplasmas ("telolecitic eggs") erforderlich, das sich in der Regel in einem Teil der Zygote befindet. Dies führt zu einer wachsenden "Anisotropie", die mit Modifikationen der Segmentierung verbunden ist und durch zwei allgemeine Prinzipien reguliert wird:
- Hertwigs Gesetz besagt, dass bei der Mitose die achromatische Spindel (deren Äquator die Teilungsebene der Tochterzellen bestimmt) dazu neigt, sich im Sinne einer größeren Länge des Zytoplasmas zu befinden;
- Balfours Gesetz besagt, dass die Geschwindigkeit der Segmentierung umgekehrt proportional zur Menge des Deutoplasmas ist.
Wir sehen dann, dass bereits in den Zyklostomen und in den Fischen die Segmentierung ungleich ist, mit einem schnell segmentierten Tierpfahl (der die oberen Strukturen des Embryos ergibt) und einem kleinen Wadenpfahl, der den größten Teil des Reservematerials enthält. Noch größer ist diese anisotrope Tendenz bei Amphibien (bei denen es erforderlich ist, die für die Luftatmung zuständigen Organe zu prädisponieren), bei denen der Wadenpol, obwohl er langsam segmentiert ist, relativ inert bleibt und schließlich von Zellen bedeckt wird, die vom schnell segmentierten Tierpol stammen. Bis zu diesem Evolutionsschritt umfasst die Aufeinanderfolge der wichtigsten embryonalen Stadien: Zygote, Blastomere, Morula (Blastomercluster ähnlich einer Brombeere), Blastula (Morula mit zurückgebildeten inneren Zellen), Gastrula (Blastula, in der die Zellen einer Seite invaginiert sind) ), in dem sich die primitive Höhle des Organismus befindet, mit einer äußeren Zellschicht (Ektoderm, von der das Nervensystem zuerst stammt) und einer inneren (Entoderm), zwischen denen sich dann eine dritte Schicht befindet (Mesoderm). Aus diesen Schichten oder "embryonalen Blättchen" werden dann in geordneter Reihenfolge alle Gewebe, Organe und Apparate abgeleitet.
Bei den fortgeschritteneren Arten ist die Zunahme des Deutoplasmas (oder "Kalbs") so, dass es nicht einmal segmentieren kann. Wir sehen also, dass bei Vögeln die Segmentierung nur eine dünne oberflächliche Bandscheibe betrifft, was zu einer "Discoblastula" und einer Reihe von Phänomenen führt, die die Bildung des Embryos auf eine andere Weise als die oben erwähnte garantieren.
Eine weitere Erhöhung des Deutoplasmas wäre wahrscheinlich nicht effizienter gewesen, so dass bei den Säugetieren die Entwicklung und das Wachstum bis zur Fähigkeit zum selbständigen Leben mit einem anderen System erzielt werden. Wir stellen in der Tat bei den Säugetieren fest, dass das Deutoplasma nur für die frühesten Entwicklungsstadien dient; dann stellt der Embryo metabolische Beziehungen zum mütterlichen Organismus (mit dem Auftreten der Plazenta) her und verwendet das Deutoplasma, dessen Überschuss beseitigt wird, nicht mehr. Zu diesem Zeitpunkt sind die Eier wieder oligolecitiche und die Segmentierung kann wieder vollständig sein (und ist daher in den ersten Stadien ähnlich wie beim Anfiosso), aber nach der Morula setzt sich die Embryogenese nach dem am weitesten entwickelten Schema der Vögel mit a fort "Blastozyste" gefolgt von einer Implantation an der Uteruswand, so dass der Metabolismus des Embryos nicht durch das Deutoplasma, sondern durch den mütterlichen Organismus (über die Plazenta) sichergestellt wird.
EMBRYONISCHE UNTERSCHIEDLICHKEIT
Wenn die Segmentierung der Zygote die Kern / Zytoplasma-Beziehung zur Norm der Art gebracht hat, ist es notwendig, dass sie parallel zur Entwicklung auch mit dem Wachstum beginnt. Aus diesem Grund beginnt der Stoffwechsel mit dem Auftreten von Nukleolen und der Proteinsynthese. Die damit begonnene Proteinsynthese ist auf die Gene zurückzuführen, die für die ersten Phasen der Embryonalentwicklung verantwortlich sind. Diese Gene werden durch die Substanzen unterdrückt, die in den verschiedenen Blastomeren des tierischen Pols und des Kalbs vorhanden sind. Die Produkte dieser ursprünglichen Gene können wiederum die Operons der Gene darstellen, die für nachfolgende Stadien verantwortlich sind. Die Produkte dieser zweiten Reihe von Genen können sowohl im Sinne des Aufbaus neuer embryonaler Strukturen als auch im Sinne der Verdrängung der vorherigen Operons und der Dereprononierung der nachfolgenden Operons in einer geordneten Reihenfolge wirken, die dank der angesammelten genetischen Information zum Aufbau des neuen Organismus führt vom Genom durch die Jahrtausende in immer weiter entwickelten Arten.
Der berühmte Ausdruck von Haeckel "Ontogenese rekapituliert Phylogenese" drückt tatsächlich genau die Tatsache aus, dass höhere Arten in den Stadien der Embryonalentwicklung die Abfolge wiederholen, die bereits in evolutionär früheren Arten zu finden ist.
Die Anfangsstadien des Embryos sind bei Wirbeltieren ähnlich, insbesondere bis die Kiemen erscheinen.
Bei den Arten, die zur Luftatmung übergehen, werden die Kiemen dann wieder resorbiert und wiederverwendet (zum Beispiel zur Bildung endokriner Drüsen), aber die genetische Information, die mit der Bildung der Kiemen zusammenhängt, bleibt auch beim Menschen erhalten. Dies ist eindeutig ein Beispiel für embryonale Strukturgene, die im Genom aller Wirbeltiere vorhanden sind und nach ihrer Arbeit in ihrem ontogenetischen Moment unterdrückt bleiben müssen.
Die Interpretation der Embryogenese im Sinne der Regulation der Genaktivität ermöglicht es uns, die komplexen traditionellen Erfahrungen der experimentellen Embryologie zu vereinheitlichen.
DIE ZWILLINGE
Die Zygote und die ersten Blastomere sind bis zum Beginn der Proteinsynthese totipotent, dh sie können einen ganzen Organismus zum Leben erwecken. Damit verbunden sind die Experimente von Spemann, der aus der Drosselung einer Amphibienzygote zwei Embryonen gewonnen hat. Ein ähnliches Phänomen scheint dem Phänomen der eineiigen Zwillinge beim Menschen zugrunde zu liegen, die aus diesem Grund als monozygot (MZ) bezeichnet werden. Spemanns experimentelle Zwillinge waren halb so groß wie normal, während sie beim Menschen völlig normal sind. Dies ist darauf zurückzuführen, dass bei den Amphibien die beiden Embryonen das einzige bereits erhaltene Eigelb teilen mussten, während die Embryonen beim Menschen über die Plazenta alles aufnehmen können, was für ihre Entwicklung und ihr Wachstum notwendig ist.
Es ist gut daran zu erinnern, dass zwei Drittel der Fälle von Zwillingen beim Menschen einen anderen Ursprung haben: Sie stammen von der zeitweiligen Reifung zweier Follikel, wobei zwei Eier freigesetzt werden, die befruchtet zwei Zygoten ergeben. In diesem Fall spricht man von zweieiigen Zwillingen (DZ).
Da die MZ-Zwillinge, die durch Mitose von der einzigen Zygote getrennt sind, dasselbe Genom aufweisen, müssen die Unterschiede zwischen ihnen umweltbedingt sein. Stattdessen ähnelt das Genom von zwei DZ-Zwillingen nur dem von zwei Brüdern. Die Doppelmethode basiert auf diesem Prinzip, das in der Humangenetik und auch im Sportbereich weit verbreitet ist.
Bei Menschen, bei denen bestimmte ethische Gründe das Experimentieren verbieten, kann festgestellt werden, dass jedes Merkmal durch erbliche Faktoren reguliert wird: Tatsächlich stimmen streng vererbte Merkmale (wie Blutgruppen) immer nur mit den MZ-Zwillingen überein. Wenn sich die Konkordanz eines Zeichens in den MZs der der DZs nähert, kann geschlossen werden, dass die Umweltfaktoren bei der Bestimmung dieses phänotypischen Zeichens gegenüber den erblichen Faktoren überwiegen.
Herausgegeben von: Lorenzo Boscariol
