Segmentazione

Embriologia e sviluppo embrionale

L'embriologia studia lo sviluppo degli animali, ovvero il passaggio da una struttura monocellulare (lo zigote, formatosi dopo l'unione dei gameti) a una struttura pluricellulare. Lo sviluppo embrionale ha una durata temporale diversa a seconda dei vertebrati presi in considerazione, ma i primi stadi dello sviluppo sono simili tra quasi tutti gli organismi. Esso ha due funzioni principali: generare la diversità delle cellule e assicurare la continuità della vita.

Funzioni principali dello sviluppo embrionale

La prima di queste due funzioni prende il nome di differenziazione; una volta che le cellule si sono differenziate, si organizzano in tessuti e organi, dando vita al processo di morfogenesi o accrescimento.

Specie ovipare e vivipare

• Specie ovipare: lo sviluppo embrionale avviene all'interno di un uovo all'esterno del corpo della madre, con successiva schiusa.
• Specie vivipare: lo sviluppo embrionale avviene all'interno del corpo materno; la nascita si ha quando ormai l'embriogenesi è completata.

Fasi dello sviluppo embrionale

1. Segmentazione: dall'uovo fecondato alla blastula, attiva proliferazione cellulare.
2. Gastrulazione: formazione di una gastrula.
3. Neurulazione: formazione di una neurula, avviene contemporaneamente all'organogenesi.
4. Organogenesi: formazione di tutti i tessuti dell'organismo adulto.

Sviluppo diretto e indiretto

Lo sviluppo successivo può avvenire:

• Per via diretta: il nuovo nato è un adulto in miniatura.
• Per via indiretta: prima che il nuovo nato abbia la forma dell'adulto deve subire una metamorfosi.

Teorie di sviluppo embrionale

Ernst Haeckel affermava: "l'ontogenesi ricapitola la filogenesi". I primi stadi embrionali dei vertebrati sono molto simili tra loro. Ad esempio, l'apparato escretore comprende diverse strutture. Nel pesce giovane si trova il pronefro, che diventa mesonefro nel pesce adulto. Nei mammiferi, il mesonefro si trova solo nello stadio embrionale come struttura momentanea e non permanente, in quanto nell'adulto c'è il metanefro.

Leggi di Karl Ernst Von Baer

1. All'inizio dello sviluppo tutti i vertebrati appaiono simili.
2. I caratteri meno generali si sviluppano da quelli più generali finché alla fine compaiono quelli più specializzati.
3. Gli embrioni di una specie, invece di passare attraverso gli stadi adulti di altri animali, si differenziano sempre di più.
4. L'embrione precoce di un vertebrato più in alto nella scala zoologica non è mai simile all'adulto di un vertebrato situato più in basso, ma ne condivide le caratteristiche.

La fecondazione

Quando lo spermatozoo entra all'interno della cellula uovo, si ha la fecondazione: i gameti aploidi si uniscono per andare a formare una cellula diploide, lo zigote.

Tipi di fecondazione

• Fecondazione esterna: avviene al di fuori del tratto riproduttivo femminile.
• Fecondazione interna: ha luogo nel tratto riproduttivo femminile; perché possa avvenire, i maschi devono essere dotati di un organo di intromissione (ad esempio gli pterigopodi dei condroitti).

Gametogenesi

Gli eventi che precedono la fecondazione fanno parte della gametogenesi, che comprende i processi di spermatogenesi e di oogenesi. Durante la gametogenesi avvengono due processi fondamentali:

1. La divisione riduzionale, ovvero la meiosi.
2. L'acquisizione delle specializzazioni cellulari necessarie per la fecondazione e l'embriogenesi.

Spermatogenesi

I precursori degli spermatozoi sono detti spermatogoni. Quando queste cellule entrano in meiosi I, diventano spermatociti primari. Il completamento della meiosi I dà origine a 2 spermatociti secondari, i quali suddividendosi ulteriormente con il processo della meiosi II formano 4 spermatidi aploidi. Questi spermatidi diventeranno poi spermatozoi maturi attraversando il processo della spermiogenesi. Gli spermatozoi sono specializzati per la motilità e devono essere capacitati.

Oogenesi

Le cellule uovo rappresentano accumuli di materiali e informazioni necessarie per lo sviluppo dell'embrione. I precursori dei gameti femminili sono detti oogoni. Quelli che entrano in meiosi I sono gli oociti primari. Al completamento della meiosi I si avranno 1 oocita secondario (a questo stadio può avvenire la fecondazione) e un primo corpuscolo polare. Alla fine della meiosi II, a partire dall'oocita secondario fecondato (l'ingresso dello spermatozoo stimola la cellula uovo a completare la meiosi II) si avrà una sola cellula uovo matura e un altro corpuscolo polare. Quando il nucleo dello spermatozoo è penetrato nella cellula uovo, si hanno al suo interno un pronucleo maschile e un pronucleo femminile, entrambi aploidi. Quando i due pronuclei si fondono, si ha la formazione del nucleo diploide dello zigote.

Tipologie di uova

Le uova vengono classificate in base al loro contenuto di tuorlo. Il tuorlo è una sostanza di nutrimento proteica (vitello=tuorlo) presente nel citoplasma della cellula uovo.

• Uova centrolecitiche: sono le uova in cui il tuorlo non molto abbondante si trova al centro. Queste uova sono tipiche negli insetti e hanno un sottile strato di citoplasma, sono tipiche degli insetti e dei crostacei.
• Uova alecitiche: sono prive di tuorlo.