Segmentazione, gastrulazione, neurulazione ed organogenesi

Segmentazione

Lo sviluppo comincia da una sola cellula (zigote) che si divide mitoticamente e

produce tutte le cellule del corpo.

Lo sviluppo assolve a due funzioni principali:

- Generare la diversità delle cellule;

- Assicurare la continuità della vita.

Differenziazione: produzione ed organizzazione di tutte le varie cellule del

 corpo;

Morfogenesi e accrescimento: processi che organizzano le cellule differenziate

 in tessuti e organi;

la seconda funzione dello sviluppo è la riproduzione. La vita di un nuovo individuo ha

origine dalla fusione dell’uovo con lo spermatozoo (fecondazione). La successiva

sequenza di stadi di sviluppo è chiamata embriogenesi.

Le quattro leggi di Karl Von Baer

1) Nell’embrione compaiono prima i caratteri generali propri dei grossi gruppi

sistematici e poi i caratteri specifici.

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 data specie, invece di passare attraverso gli stadi adulti di

altri animali, si differenziano sempre di più.

Esempio: fessure branchiali e la loro trasformazione.

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.

Segmentazione

Con il termine “segmentazione” si intende un intenso processo in cui l’ovulo fecondato

subisce una serie di divisioni mitotiche che portano alla divisione in cellule chiamate

blastomeri.

I blastomeri sono le cellule che costituiscono la blastula, nelle quali il citoplasma

è distribuito in modo ineguale e sono disposte in modo da delimitare una cavità

centrale, il blastocele.

La segmentazione è una predisposizione allo sviluppo dell’individuo; le cellule

(blastomeri) assumono delle dimensioni che mantengono anche in gastrulazione e

neurulazione, ed eventuali modifiche sono dovute all’assorbimento di acqua, nel caso

di organismi marini, che depositano le uova in ambiente umido.

La massa dell’uovo, durante la segmentazione, non varia mai, quindi la somma

delle masse dei singoli blastomeri deve dare la massa dell’uovo non segmentato.

Durante la segmentazione si ha un notevole aumento del materiale genetico,

ma solo in termini di quantità, quindi, ogni volta che un blastomero si divide, si ottiene

un altro blastomero con lo stesso materiale genetico ma con citoplasma dimezzato.

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La segmentazione porterà alla formazione dell’embrione.

Segmentazione oloblastica, radiale e rotazionale: uova fecondate oligolecitiche

 e mesolecitiche;

Segmentazione meroblastica discoidale: uova fecondate telolecitiche;



Tipi di uova

Le uova vengono classificate in base al loro contenuto di tuorlo.

Oligolecitiche: (tipiche dei Cefalocordati e dei Tunicati); il poco tuorlo presente è

 quasi omogeneamente distribuito nel citoplasma; vanno incontro a

segmentazione totale ed adeguale.

Mesolecitiche: (tipiche degli Anfibi); presentano una media quantità di tuorlo, la

 gran parte del quale è concentrata nell’emisfero vegetativo; vanno incontro a

segmentazione totale e diseguale, con blastomeri di maggiori dimensioni

all’emisfero vegetativo.

Telolecitiche: (tipiche dei Rettili, degli Uccelli e dei Mammiferi Prototeri);

 presentano una grande quantità di tuorlo; solo il cappuccio citoplasmatico

limitato al polo animale andrà incontro alla segmentazione, mentre tutta la

massa del tuorlo rimane indivisa.

Alecitiche: (Mammiferi Euteri); sono prive di tuorlo e vanno incontro a divisione

 totale.

Centrolecitiche: abbondante tuorlo disposto centralmente. Queste uova sono

 costituite da uno strato di citoplasma molto sottile che circonda l’uovo, il tuorlo

posto in posizione centrale avvolto dal sottile citoplasma, e al centro del tuorlo

si presenta il nucleo dell’uovo (tipiche di insetti e crostacei).

Le prime divisioni, nella maggior parte degli embrioni, sono riduttive: dividono il

contenuto dell’oocita senza aumento nel volume totale cellulare dell’embrione.

- Il diametro medio di una cellula diminuisce man mano che avanza la divisione;

- Aumenta notevolmente la superficie in rapporto al volume cellulare.

Segmentazione oloblastica radiale delle uova isolecitiche

Riccio di mare: segmentazione radiale.

Le divisioni sono riduttive: derivazione di più cellule senza aumento nel volume

cellulare totale dell’embrione.

Le prime due divisioni sono meridionali: i solchi di divisione passano attraverso i poli

animale e vegetale, essendo il secondo ortogonale al primo.

Il terzo solco è equatoriale, mentre il quarto è meridiano e produce due file di 8 cellule

ciascuna.

Le successive divisioni producono embrioni di 34, 64, 128 e 256 cellule con divisioni

meridiane ed equatoriali alternate.

Nella quarta divisione le quattro cellule della parte animale si dividono in senso

meridiano formando 8 blastomeri di eguale volume, dette mesomeri.

Le cellule della parte vegetativa operano una divisione ineguale da cui derivano 4

cellule grandi, i macromeri, e 4 micromeri più piccoli, situati al polo vegetativo.

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La blastula è simile ad una palla vuota di cellule o