Lo sviluppo dell'embrione, a partire dallo stadio di zigote fino al parto, o alla schiusa, viene studiato da una branca della biologia EMBRIOLOGIA

Fasi dello sviluppo A partire dallo zigote si ottiene un accrescimento del numero e delle dimensioni delle cellule per mitosi e citocinesi Seguono: differenziamento : specializzazione delle cellule per le diverse funzioni morfogenesi o organizzazione in tessuti e organi

SEGMENTAZIONE A partire da una struttura unicellulare, lo zigote, si forma una struttura pluricellulare: la blastula

Dallo zigote si ottiene l'embrione in seguito a numerose divisioni cellulari, nelle prime fasi si formano cellule sempre più piccole, i blastomeri, e si riduce il rapporto tra citoplasma e nucleo. Si distinguono due poli: polo animale superiore e polo vegetativo inferiore

La segmentazione dello zigote avviene secondo meccanismi, determinati geneticamente, che sono influenzati dal contenuto e dalla distribuzione di vitello 1- Uova isolecitiche: poco vitello distribuito uniformemente nel citoplasma (uova dei ricci di mare, mammiferi)

2- Uova telolecitiche: con moderata (es.anfibi, molti anellidi e molluschi) o elevata quantità di vitello (larga predominanza del tuorlo sul citoplasma in pesci, rettili, uccelli). Quando il vitello è abbondante viene concentrato nel polo vegetativo, separato dal polo animale 3- Uova centrolecitiche: vitello posto al centro dell'uovo e circondato dal citoplasma, nucleo in posizione centrale entro un’isola citoplasmatica (es. artropodi)

TIPI DI SEGMENTAZIONE Segmentazione oloblastica: nelle uova isolecitiche e telolecitiche con moderata q.tà di vitello, lo zigote è interessato da suddivisioni complete che portano, nelle prime, alla formazione di blastomeri di dimensioni simili e, nelle seconde, di dimensioni diverse

Segmentazione meroblastica Avviene nelle uova telolecitiche e centrolecitiche e il contenuto di vitello impedisce la segmentazione completa;

GASTRULAZIONE E FORMAZIONE DEL CELOMA La gastrulazione è un processo che cambia la simmetria radiale della blastula con produzione di uno stadio embrionale - gastrula- formato da: - uno strato cellulare esterno -ectoderma- - uno interno -endoderma- detti foglietti embrionali primari. Gli cnidari sono diblastici mentre tutti gli altri metazoi sono triblastici: è presente un terzo strato di cellule -mesoderma- che spesso si origina dopo la gastrulazione da uno dei due foglietti primari

Durante la gastrulazione un gruppo di cellule migra verso l’interno per formare un’invaginazione che va a costituire l’intestino dell’embrione: archenteron. Lo sbocco verso l’esterno è il blastoporo. Il blastoporo diventa bocca ( protostomi) o ano (deuterostomi)

CELOMA Il celoma (es. Anellidi, Artropodi, Cordati) è una cavità del corpo piena di liquido che si sviluppa all’interno del mesoderma delimitato da tessuto mesodermico (es. peritoneo, pleure, pericardio). Il celoma agisce come scheletro idrostatico, inoltre al suo interno gli organi, sospesi da mesenteri, possono curvarsi e ripiegarsi aumentando le loro superfici funzionali Lo pseudoceloma (es. Nematodi) ha origine dal blastocele.

Vantaggi Ampio spazio interno in cui possono svilupparsi complessi organi, sistemi e apparati organiciAmpio spazio interno in cui possono svilupparsi complessi organi, sistemi e apparati organici Protezione meccanica e termica per gli organiProtezione meccanica e termica per gli organi Locomozione: il corpo è più flessibileLocomozione: il corpo è più flessibile Sostegno idrostatico e movimento per peristalsiSostegno idrostatico e movimento per peristalsi Trasporto interno negli animali privi di un sistema circolatorio e respiratorioTrasporto interno negli animali privi di un sistema circolatorio e respiratorio Protezione del corpo ad opera degli amebociti liberi presenti al suo internoProtezione del corpo ad opera degli amebociti liberi presenti al suo interno Accumulo di metaboliti escreti filtrati da apparato escretoreAccumulo di metaboliti escreti filtrati da apparato escretore Movimento indipendente del canale alimentare rispetto all’intero corpoMovimento indipendente del canale alimentare rispetto all’intero corpo

PseudocelomaPseudoceloma Si sviluppa dal blastocele (cavità primaria dell’embrione)Si sviluppa dal blastocele (cavità primaria dell’embrione) Non è tappezzato completamente da mesodermaNon è tappezzato completamente da mesoderma I muscoli e altre strutture della parete del corpo sono a contatto diretto con il liquidoI muscoli e altre strutture della parete del corpo sono a contatto diretto con il liquido Nematodi e RotiferiNematodi e Rotiferi

Emoceloma Nella maggioranza degli eucelomati si sviluppa un emocelomaNella maggioranza degli eucelomati si sviluppa un emoceloma Deriva anch’esso dal blastoceleDeriva anch’esso dal blastocele Gli invertebrati con un emoceloma hanno un sistema circolatorio aperto (il liquido si chiama emolinfa) in relazione con la cavità del corpoGli invertebrati con un emoceloma hanno un sistema circolatorio aperto (il liquido si chiama emolinfa) in relazione con la cavità del corpo Il celoma in questi casi è ridotto (es. molluschi: pericardico, gonadico e nefridiale; artropodi: gonadico; crostacei: nefridiale)Il celoma in questi casi è ridotto (es. molluschi: pericardico, gonadico e nefridiale; artropodi: gonadico; crostacei: nefridiale)

EucelomaEuceloma Euceloma = vero celomaEuceloma = vero celoma Si sviluppa all’interno del mesodermaSi sviluppa all’interno del mesoderma Tappezzato completamente di tessuto mesodermico detto “peritoneo”Tappezzato completamente di tessuto mesodermico detto “peritoneo” Il peritoneo avvolge gli organi e l’intestino, mantenendoli sospesi nel liquido ma fissi alla parete del corpoIl peritoneo avvolge gli organi e l’intestino, mantenendoli sospesi nel liquido ma fissi alla parete del corpo Echinodermi, Anellidi e VertebratiEchinodermi, Anellidi e Vertebrati EctodermaMesodermaEndoderma

Schizocoelous body cavity

Enterocoelic pouching

HAECKEL (1868) L’ontogenesi è la storia dello sviluppo di un organismo durante la sua vita L’ontogenesi ricapitola la filogenesi (ricapitolazione)

VON BAER (1828) i primi stadi di sviluppo dei tessuti e organi sono uguali in tutti i vertebrati I caratteri specifici delle classi emergono dopo la gastrulazione All’inizio tutti i vertebrati hanno lo stesso tipo di cute, poi si differenziano squame, peli, unghie, piume Le singole caratteristiche diventano con lo sviluppo sempre piu’specie-specifiche Le caratteristiche più precoci dello sviluppo sono più diffuse tra gli animali che non quelle tardive