Teórica de Desarrollo embrionario

Introducción a la Zoología 2016
Dra. Griselda Genovese
Teórica de
Desarrollo embrionario
PEZ
ANFIBIO
REPTIL
AVE
MAMIFERO
1
Desarrollo= formación, cambios progresivos de un
individuo desde su concepción hasta su muerte.
Desarrollo embrionario= de fecundación a nacimiento.
Embriología animal= estudia el desarrollo embrionario.
Diferenciación= se genera diversidad celular.
Morfogénesis= creación de formas ordenadas.
Anatomía= estudia estructura, situación y relación de las
partes de un ser vivo.
2
Ontogenia= historia del desarrollo de un organismo en su vida.
Filogenia= historia evolutiva, relaciones de parentesco.
(Tree of Life http://www.tolweb.org)
Arbol filogenético
3
¿Porqué es importante la embriología evolutiva?
Las formas larvales son usadas en la clasificación taxonómica.
1830 JV Thompson. Larva de cirripedio ≈ larva de crustáceo
1871 A Kowalevsky. Tunicado vs vertebrado
4
Analogía y homología= se refiere a estructuras que son similares.
Estructuras análogas= misma función, distinto origen (alas).
Estructuras homólogas= derivan de estructuras ancestrales comunes.
No necesariamente realizan la misma función.
(arcos faríngeos y huesos de oido medio; ala de ave y brazo de humano)
Lamprea (pez sin mandíbulas)
Pez óseo
mamífero
5
El desarrollo embrionario comienza con la formación de la cigota
Huevo=
•Gameta femenina (óvulo/oocito)
•Cigota (fusión de gameta F y M)
•Donde desarrolla un embrión en especies ovíparas
Reservas energéticas acumuladas = vitelo (y lípidos)
A. Huevos ectolecíticos (cigota rodeada de células vitelógenas)
B. Huevos endolecíticos (vitelo en citoplasma de cigota)
trematodo
A. En Platyhelminthes (gusanos planos)
ovario
ootipo
Vitelario con cels. vitelógenas
6
B. Huevos endolecíticos, en el resto de los animales
Hemisferio animal
Hemisferio vegetativo
Huevo de anfibio
Clasificación de huevos endolecíticos:
1.
2.
3.
4.
Isolecíticos - oligolecíticos . Ej. Equinodermos, anfioxo, tunicados, mamíferos
Mesolecíticos (heterolecíticos). Ej. Moluscos, anélidos, anfibios.
Telolecíticos. Ej. Moluscos cefalópodos, peces, reptiles, aves, mamíferos ovíparos
Centrolecíticos. Ej. Insectos y otros artrópodos.
7
Ciclo de vida de un anfibio
♂
♀
8
Etapas del desarrollo embrionario:
•
Fecundación
•
Segmentación
• Gastrulación
• Organogénesis
• Eclosión/nacimiento
9
MITOSIS
1
Aristóteles, 1er embriólogo que identificó 2 tipos de segmentación:
A. Holoblástica o completa: radial (igual y desigual), espiral y
rotacional; en huevos 1. y 2.
B. Meroblástica o parcial: discoidal y superficial; en huevos 3. y 4.
2y3
10
SEGMENTACIÓN holoblástica radial desigual
Microblastómeros
Blastómero
Surco
supraecuatorial
Surco meridional
Macroblastómeros
2 blastómeros
4 blastómeros
8 blastómeros
Microblastómeros
Blastocele
(=cavidad primaria)
(separación física y
migración celular)
Macroblastómeros
Blástula
Corte de blástula
11
Desarrollo temprano de anfibios (Xenopus laevis)
Amplexo
Huevos
Cigota comienza
segmentación
2 blastómeros
blastocele
Blástula
Corte de blástula
12
Comparación entre segmentación
radial y espiral
13
Etapas del desarrollo embrionario:
•
Fecundación
•
Segmentación
• Gastrulación
• Organogénesis
• Eclosión/nacimiento
14
Movimientos celulares durante la gastrulación:
Durante los
movimientos las
células cambian:
•Adhesión
•Forma
•Actividad
contráctil
Invaginación
Plegamiento de una
capa celular hacia el
interior del embrión.
Ej. Endodermo del erizo
de mar
Delaminación:
Partición de una capa
celular en dos.
Ej. Formación del
hipoblasto en
mamíferos y aves
Involución:
Entrada de una capa
celular sobre la base de
una capa externa.
Ej: mesodermo de
anfibio
Ingresión:
Desprendimiento y
migración de
células hacia el
interior del
embrión.
Ej: Mesodermo de
erizo de mar
Epibolia: expansión de una
capa de células sobre otra
capa.
Ej: ectodermo de anfibios,
erizo y tunicados
15
GASTRULACIÓN
Placa neural
Arquenterón
Mesodermo
Tapon vitelino
16
Continuación del desarrollo de anfibios
(Xenopus laevis)
Gástrula
La aparición del arquenterón y
del blastoporo
marcan la formación de la
gástrula
Néurula
Larva
2, 4 y 5
17
Organización corporal en eumetazoos
EUMETAZOOS RADIADOS
(DIBLÁSTICOS) (Ej. Cnidarios)
Sin mesodermo ni celoma
EUMETAZOOS BILATERALES (TRIBLÁSTICOS)
Acelomados (gusanos planos)
Divisiones
no
soportadas
por
filogenia
Pseudocelomados (nematodos)
Celomados
esquizocelomados (moluscos, anélidos y artrópodos)
enterocelomados (equinodermos, hemicordados y cordados)
18
19
Desarrollo embrionario en diblásticos
Gastrulación por ingresión
(Phylum Cnidaria. Cl. Hydrozoa y Scyphozoa)
Phialidium gregarium
Blástula
ingresión de cels. del ectodermo
que migran y rellenan todo el blastocele
Larva plánula
ciliada nadadora
Larva plánula
Se fija, se alarga, y se
ahueca
20
Nematostella
vectensis
Desarrollo embrionario en diblásticos
Gastrulación por invaginación (Cl. Anthozoa y Scyphozoa)
snailA: factor de transcripción, reprime expresión de prot.
de adhesión, marca endodermo.
Nv/FoxA: factor de transcripción, regula otros genes,
marca ectodermo faríngeo.
Vista
oral
Vista
lateral
gástrula
Magie et al., Developmental Biology 305 (2007) 483–497
Larva plánula
21
C.T. de eumetazoos triblásticos
22
Formación del celoma
23
Organización de los Animales (Metazoos)
METAZOA
BILATERIA
http://www.tolweb.org
Telford M.J. 2006. Animal phylogeny.
Current Biology 16 (23): R981-985
24
EUMETAZOOS BILATERALES
PROTOSTOMADOS
DEUTEROSTOMADOS
Destino del
blastoporo?
Segmentación?
Desarrollo
determinado
o en mosaico
Phyla?
“Desarrollo
indeterminado”
o de regulación
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La metamería es la repetición de unidades (metámeros) corporales con
un mismo origen genético y ontogenético, a lo largo del eje longitudinal de
un animal (músculo, sistema circulatorio, reproductor, excretor, celoma,
sistema nervioso, estructuras externas).
La metamería verdadera sólo se encuentra en anélidos, artrópodos y
cordados
26
Crecimiento
Teloblástico
(Recordar en
Annelida I)
27
Etapas del desarrollo embrionario:
•
Fecundación
•
Segmentación
• Gastrulación
• Organogénesis
Crecimiento, diferenciación y morfogénesis
• Eclosión/nacimiento
28
Células somáticas (=del cuerpo) y células germinales (darán gametas)
29
Derivados de las capas germinales de embrión de vertebrado
ECTODERMO
MESODERMO
Epidermis y derivados
Tubo neural
Notocorda
Sist. circulatorio
Tejido conectivo
Tej. muscular
Sist. urogenital
Epitelio del sist.
digestivo y glándulas
digestivas
ENDODERMO
Son triblásticos pero….
Epitelio del sist.
respiratorio
30
Formación del tubo neural en vertebrados:
ectodermo neural
notocorda
epidermis
futura cresta neural
epidermis
Tubo neural
Cels de cresta neural consideradas 4ta
capa germinal en vertebrados
ya que migran, se diferencian y dan:
cels. pigmentarias, cels. del SNP,
cráneo, arcos branquiales, etc
31
Durante la oogénesis: Se almacenan reservas energéticas y determinantes
morfogenéticos (mRNA y prots), dirigen activación o represión de genes.
PRIMER CUIDADO MATERNO.
Durante el desarrollo temprano: S! prot del genoma materno y luego
se activa genoma de cigota.
Genes HOX o maestros
(homeóticos): definen
el plan corporal en el
eje antero-posterior
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Etapas del desarrollo embrionario:
•
Fecundación
•
Segmentación
• Gastrulación
• Organogénesis
• Eclosión/nacimiento
Emerge un juvenil (desarrollo directo)
o una larva (des. indirecto)
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Aristóteles S. IV a.c.
Oviparidad =
animales que nacen de huevos
Viviparidad = embrión se desarrolla
dentro de la hembra y recibe nutrientes
Ovoviviparidad = huevos que
eclosionan dentro del oviducto
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Larvas: fase inicial con morfología, habitat y hábitos diferentes a los del adulto.
Larva plánula (cnidarios)
Larva nauplius (crustáceos)
Larva trocófora (poliquetos y moluscos)
Larva velígera (gasterópodos acuáticos y bivalvos)
Larva (mosquitos)
Oruga (mariposas)
Larva de equinodermos (de hipotética dipléurula)
Larva de tunicados
Renacuajo (anfibios)
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Heterocronía (Haeckel):
Cambio en la duración o tasa de desarrollo de un organismo o de sus partes,
comparando ontogenias de organismos emparentados.
Un resultado de heterocronía es la pedomorfosis (mantener caracteres juveniles o
larvales en el adulto):
Neotenia x retraso en desarrollo de estructuras somáticas (sist. reproductor se
lleva a cabo normalmente).
Progénesis se acelera desarrollo de órganos sexuales (maduración sexual precoz).
Axolote adulto
Inducción con tiroxina en lab
Axolote: salamandra neoténica
36