OPMERKINGEN OVER EMBRIOLOGIE
Embryologie bestudeert de opeenvolging van vormen van ontwikkeling van de zygote tot het organisme met al zijn organen en systemen.
Het is goed om in dit verband rekening te houden met het onderscheid tussen ontwikkeling (opeenvolging van structurele en organisatorische fasen van toenemende complexiteit) en groei, vooral begrepen in kwantitatieve zin.
In de metazoa's van gewervelde dieren zijn we getuige van het stijgen in de evolutionaire reeks tot aan de mens (door middel van cyclostomen, vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren) tot het verschijnen van volwassen vormen van toenemende complexiteit, waarvoor des te groter de complicatie van embryonale ontwikkelingsfasen.
In het begin is de zygote, altijd uitgerust met reservemateriaal, onderverdeeld (door opeenvolgende mitose) in 2, dan 4, dan 8, enz. cellen genaamd blastomeren, zonder groei, totdat ze de normale nucleus / cytoplasmatische relatie van de soort hebben bereikt.
Deze initiële segmentatie kan verschillende patronen volgen, afhankelijk van de hoeveelheid en de verdeling van het deutoplasma.
In het begin is het deutoplasma schaars ("oligolecitische eieren"), waarvoor de segmentatie totaal is en aanleiding geeft tot enigszins verschillende blastomeren. Naarmate de complexiteit van het embryo toeneemt, is meer tijd en materiaal nodig voordat de ontwikkeling ervan het mogelijk maakt om zelfstandig te gaan leven. Om deze reden is een toename van deutoplasma ("telolecitische eieren") nodig, die meestal in een deel van de zygote wordt geplaatst. Dit veroorzaakt een groeiende "anisotropie", die gekoppeld is aan wijzigingen van de segmentatie, gereguleerd door twee algemene principes:
- De wet van Hertwig zegt dat, in mitose, de achromatische spindel (waarvan de evenaar het vlak van deling van dochtercellen bepaalt) de neiging heeft zich te ontdoen in de zin van een grotere lengte van het cytoplasma;
- De wet van Balfour zegt dat de snelheid van segmentatie omgekeerd evenredig is met de hoeveelheid deutoplasma.
We zien dan dat de segmentatie al in de cyclostomen en in de vis ongelijk is, met een snel gesegmenteerde dierenpaal (die de bovenste structuren van het embryo geeft) en een kleine kuitpaal die het grootste deel van het reservemateriaal zal bevatten. Nog groter is deze anisotrope tendens bij amfibieën (waarbij het nodig is om de organen die belast zijn met luchtrespiratie) te predisponeren, waarbij de kuitpaal, hoewel langzaam gesegmenteerd, relatief inert blijft en uiteindelijk wordt bedekt door cellen die zijn afgeleid van de snel gesegmenteerde dierenpool. Tot aan deze evolutionaire stap omvat de opeenvolging van de belangrijkste embryonale stadia: zygote, blastomeren, morula (blastomere cluster vergelijkbaar met een braam), blastula (morula met regressieve inwendige cellen), gastrula (blastula waarin de cellen van één kant zijn geïnvagineerd) ), waarin de primitieve holte van het organisme verschijnt, met een uitwendige cellulaire laag (ectoderm, waarvan het zenuwstelsel het eerst zal worden afgeleid) en een interne (entoderm), waartussen een derde laag tussenkomt (mesoderm). Uit deze lagen of "embryonale bladen" zullen dan, in geordende volgorde, alle weefsels, organen en apparaten worden afgeleid.
Bij de meer geavanceerde soorten is de toename van het deutoplasma (of "kalf") zodanig dat het niet eens kan worden gesegmenteerd. We zien dus dat bij vogels de segmentering slechts een dunne oppervlakkige schijf beïnvloedt, leidend tot een "discoblastula" en tot een reeks verschijnselen die de vorming van het embryo op een andere manier dan de hierboven genoemde garanderen.
Een verdere toename van het deutoplasma zou waarschijnlijk niet efficiënter zijn geweest, zodat in de zoogdieren de ontwikkeling en groei tot het vermogen van onafhankelijk leven met een ander systeem wordt verkregen. We merken in de zoogdieren dat het deutoplasma alleen dient voor de vroegste stadia van ontwikkeling; dan vestigt het embryo een metabolische relatie met het maternale organisme (met het uiterlijk van de placenta) en gebruikt het niet langer het deutoplasma, waarvan het overschot wordt geëlimineerd. Op dit punt gaan de eieren terug naar het zijn van oligolecitiche en de segmentatie kan teruggaan naar het totale zijn (en daarom is het in de eerste fasen vergelijkbaar met dat van de anfiosso), maar na de morula gaat de embryogenese voort volgens het meest geëvolueerde schema van de vogels, met een "Blastocyst" gevolgd door implantatie op de baarmoederwand, zodat het metabolisme van het embryo wordt gewaarborgd door het maternale organisme (via de placenta) in plaats van door het deutoplasma.
EMBRYONISCHE DIFFERENTIATIE
Wanneer de segmentering van de zygote de nucleus / cytoplasmatische relatie tot de norm van de soort heeft gebracht, is het noodzakelijk dat deze, parallel met de ontwikkeling, ook de groei begint. Om deze reden begint het metabolisme, met het verschijnen van nucleoli en eiwitsynthese. De aldus gestarte eiwitsynthese is het gevolg van de genen die verantwoordelijk zijn voor de eerste fasen van de embryonale ontwikkeling. Deze genen worden onderdrukt door de stoffen die aanwezig zijn in de verschillende blastomeren van de dierlijke pool en het kalf. Op hun beurt kunnen de producten van deze initiële genen de operons van de genen die de leiding hebben over de volgende stadia afbeelden. De producten van deze tweede reeks genen zullen zowel kunnen werken in de zin van het construeren van nieuwe embryonale structuren, als in de zin van het onderdrukken van de vorige operons en het achterhouden van de volgende operons, in een ordelijke volgorde die leidt tot de constructie van het nieuwe organisme, dankzij de verzamelde genetische informatie van het genoom tot in de millennia in steeds meer ontwikkelde soorten.
De beroemde uitdrukking van Haeckel "ontogenie recapituleert fylogenese" drukt eigenlijk precies het feit uit dat hogere soorten, in de stadia van embryonale ontwikkeling, de successie herhalen die al wordt aangetroffen in evolutionair vroegere soorten.
De initiële stadia van het embryo lijken in gewervelden vergelijkbaar te zijn, vooral tot de kieuwen verschijnen.
Bij de soorten die overgaan op de luchtademhaling, worden de kieuwen vervolgens weer geabsorbeerd en opnieuw gebruikt (bijvoorbeeld voor de vorming van endocriene klieren), maar de genetische informatie met betrekking tot de vorming van de kieuwen is ook bij de mens geconserveerd. Dit is duidelijk een voorbeeld van embryonale structurele genen die aanwezig zijn in het genoom van alle gewervelde dieren en die onderdrukt moeten blijven nadat ze in hun ontogenetische moment gewerkt hebben.
De interpretatie van embryogenese in de zin van regulatie van genactie stelt ons in staat om de complexe traditionele ervaringen van experimentele embryologie te verenigen.
DE TWEELINGEN
De zygote en de eerste blastomeren, tot de eiwitsynthese begint, zijn totipotent, dat in staat is om een volledig organisme tot leven te wekken. Hieraan zijn de experimenten van Spemann verbonden, die twee embryo's heeft verkregen uit het smoren van een amfibie-zygoot. Een soortgelijk verschijnsel lijkt aan de basis te liggen van het fenomeen van identieke tweelingen bij de mens, die om deze reden monozygoot (MZ) worden genoemd. Spemann's experimentele tweelingen hadden de helft van de normale grootte, terwijl ze bij mensen volkomen normaal waren. Dit wordt verklaard omdat bij de amfibieën de twee embryo's de enige dooier die al is ontvangen, moeten verdelen, terwijl bij de mens de embryo's via de placenta alles kunnen ontvangen wat nodig is voor hun ontwikkeling en groei.
Het is goed om te onthouden dat in de mens tweederde van de gevallen van een tweeling een andere oorsprong heeft: ze komen voort uit de occasionele hedendaagse rijping van twee follikels, met het vrijkomen van twee eieren die, bevrucht, twee zygoten geven; in dit geval spreken we van dizygote tweelingen (DZ).
Omdat de MZ-tweelingen, gedeeld door mitose van de enige zygoot, hetzelfde genoom hebben, moeten de verschillen daartussen van het milieu zijn. In plaats daarvan lijkt het genoom van twee DZ-tweelingen slechts net zoveel als dat van twee broers. De tweelingmethode is gebaseerd op dit principe, veel gebruikt in de menselijke genetica en ook op het gebied van sport.
Bij mensen, waar bepaalde ethische redenen experimenten zouden verbieden, kan worden vastgesteld dat elk karakter wordt gereguleerd door erfelijke factoren: in feite zijn strikt overgeërfde karakters (zoals bloedgroepen) altijd slechts in overeenstemming met de MZ-tweeling; aangezien de concordantie van één personage in de MZ's die van de DZ's benadert, kan worden afgeleid dat de omgevingsfactoren prevaleren boven de erfelijke factoren bij het bepalen van dat fenotypische karakter.
Bewerkt door: Lorenzo Boscariol
