Apa itu gastrulasi?

gastrulasi merupakan acara perkembangan embrio di mana reorganisasi besar-besaran terjadi dari massa sel – blastula – untuk struktur yang sangat terorganisir, yang dibentuk oleh beberapa kuman lapisan.

Untuk sementara menempatkan diri dalam tahap perkembangan embrio, pembuahan terjadi terlebih dahulu, kemudian segmentasi dan pembentukan blastula dan organisasi massa sel ini adalah gastrulasi. Ini adalah peristiwa terpenting pada minggu ketiga kehamilan pada manusia.

Apa itu gastrulasi?

Sumber: Pidalka44 [Domain publik]

Hewan diploblastik terdiri dari dua lapisan embrionik: endoderm dan ektoderm, sedangkan hewan triblastik terdiri dari tiga lapisan embrionik: endoderm , mesoderm , dan ektoderm . Organisasi yang benar dari struktur ini dan lokalisasi seluler yang sesuai terjadi selama gastrulasi.

Setiap lapisan embrio yang terbentuk selama gastrulasi akan memunculkan organ dan sistem tertentu dari organisme dewasa.

Prosesnya bervariasi tergantung pada garis keturunan hewan yang dipelajari. Namun, ada kejadian umum tertentu seperti perubahan motilitas sel, bentuk sel dan cara mereka terhubung.

Indeks artikel

Prinsip perkembangan embrio

Langkah-langkah penting selama pengembangan

Untuk memahami konsep gastrulasi, perlu diketahui aspek-aspek kunci tertentu dari perkembangan embrio. Kita akan membuat daftar dan menjelaskan secara singkat masing-masing langkah pra-gastrulasi untuk konteks.

Meskipun perkembangan hewan adalah peristiwa yang sangat bervariasi antara garis keturunan, ada empat tahap umum: fertilisasi, pembentukan blastula, gastrulasi, dan organogenesis.

Langkah 1. Pemupukan

Langkah pertama adalah pembuahan: penyatuan antara gamet jantan dan betina. Setelah peristiwa ini, serangkaian perubahan dan transformasi terjadi pada zigot. Fenomena yang melibatkan perjalanan dari satu sel ke embrio yang terbentuk sempurna adalah tujuan biologi perkembangan embrio.

Langkah 2. Segmentasi dan pembentukan blastula

Setelah pembuahan, terjadi pembelahan sel yang berulang dan masif, yang pada tahap ini disebut blastomer . Pada periode ini disebut segmentasi, tidak ada peningkatan ukuran, hanya pembelahan massa sel awal yang besar. Ketika proses ini selesai, massa sel yang disebut blastula telah terbentuk.

Pada kebanyakan hewan, sel-sel mengatur diri mereka sendiri di sekitar rongga berisi cairan pusat yang disebut blastokel. Di sini lapisan germinal terbentuk, dan ini adalah langkah yang dialami semua hewan multiseluler selama perkembangannya.

Penting untuk disebutkan bahwa selama fenomena segmentasi embrio mengambil polaritas. Artinya, mereka berbeda dalam kutub hewan dan tumbuhan. Hewan ini dicirikan oleh kaya akan sitoplasma dan sedikit kantung kuning telur.

Langkah 3. Gastrulasi dan pembentukan dua lapisan kuman

Setelah pembentukan lapisan germinal pertama, pembentukan lapisan kedua terjadi. Proses ini akan dijelaskan secara rinci dalam artikel ini.

Langkah 4. Organogenesis

Setelah tiga lapisan germinal telah terbentuk, sel-sel mulai berinteraksi dengan pasangannya dan pembentukan jaringan dan organ terjadi dalam suatu peristiwa yang disebut organogenesis.

Beberapa organ mengandung sel-sel dari lebih dari satu lapisan germinal. Bukan hal yang aneh jika bagian luar organ berasal dari satu lapisan germinal dan bagian dalam dari yang lain. Contoh paling jelas dari asal heterogen ini adalah kulit, yang berasal dari ektoderm dan juga dari mesoderm.

Seperti dalam gastrulasi, selama organogenesis, sel bermigrasi jarak jauh untuk mencapai posisi akhir mereka.

Lapisan embrio

Peristiwa penting dari gastrulasi adalah organisasi seluler di berbagai lapisan embrionik. Jumlah lapisan embrio memungkinkan klasifikasi hewan menjadi dua kategori: diblastik dan triploblastik.

Diblastik adalah hewan dengan struktur yang sangat sederhana dan hanya memiliki dua lapisan benih: endoderm dan ektoderm.

Sebaliknya, organisme triblastik memiliki tiga lapisan embrionik: lapisan yang dimiliki oleh diblastik, dan lapisan tambahan, mesoderm.

Apa itu gastrulasi?

Gastrulasi: asal dari tiga lapisan kuman

Selama gastrulasi, blastula sferis yang dijelaskan pada bagian sebelumnya mulai meningkat kompleksitasnya, mengarah pada pembentukan lapisan germinal dari sel-sel totipotensial lapisan epiblastik.

Awalnya, istilah gastrulasi digunakan untuk menggambarkan peristiwa pembentukan usus. Namun, sekarang digunakan dalam arti yang lebih luas, menggambarkan pembentukan embrio trilaminar.

Dalam proses ini, rencana tubuh organisme yang sedang berkembang ditetapkan. Sel-sel yang merupakan bagian dari endoderm dan mesoderm terletak di dalam gastrula, sedangkan sel-sel yang membentuk kulit dan sistem saraf tersebar di permukaannya.

Pergerakan sel – atau migrasi – selama gastrulasi melibatkan seluruh embrio dan merupakan peristiwa yang harus dikoordinasikan dengan baik.

Gastrulasi adalah proses yang sangat bervariasi

Bergantung pada kelompok hewan yang dipelajari, kita menemukan variasi yang nyata dalam proses gastrulasi

Secara khusus, proses ini bervariasi di berbagai kelas vertebrata . Ini terjadi, sebagian, karena batasan geometris yang ditunjukkan oleh setiap gastrula.

Terlepas dari variasi yang ditandai ini, tahap pasca-gastrula sangat mirip antara kelompok. Faktanya, kemiripan antara embrio vertebrata adalah fakta pengetahuan populer.

Sangat sulit – bahkan bagi otoritas terkemuka dalam embriologi – untuk membedakan embrio dari burung dan reptil pada tahap awal.

Klasifikasi hewan bilateral menurut nasib blastopore.

Selama gastrulasi, sebuah lubang yang disebut blastopori terbentuk . Tujuan akhir ini memungkinkan klasifikasi hewan bilateral menjadi dua kelompok besar: protostomata dan deuterostom.

Dalam protostomata – istilah dari akar bahasa Yunani ” mulut pertama ” – pembukaan yang disebutkan memunculkan mulut. Garis keturunan ini berisi moluska, artropoda, dan berbagai filum hewan berbentuk ulat.

Dalam deuterostom , blastopore memunculkan anus, dan mulut terbentuk dari lubang sekunder lainnya. Dalam kelompok ini kita menemukan echinodermata dan chordata – kita manusia menemukan diri kita sendiri di dalam chordata.

Karakteristik embrionik dan molekuler lainnya telah membantu memvalidasi keberadaan dua garis keturunan evolusioner ini.

Jenis gerakan selama gastrulasi

Nasib blastula tergantung pada beberapa faktor, termasuk jenis telur dan segmentasi. Jenis gastrulasi yang paling umum adalah sebagai berikut:

Gastrulasi dengan invaginasi

Pada sebagian besar kelompok hewan, segmentasinya adalah tipe holoblastik, di mana blastula menyerupai bola tanpa apa pun di dalamnya dan rongganya disebut blastokel.

Selama gastrulasi invaginasi, sebagian blastula berinvaginasi ke dalam dan membentuk lapisan germinal kedua: endoderm. Selain itu, rongga baru muncul, yang disebut archenteron.

Ini analog dengan mengambil bola atau bola plastik lunak, dan dengan jari kita menekan sampai membentuk lubang: ini adalah invaginasi yang kita maksud. Bulu babi menunjukkan jenis gastrulasi ini.

Grastrulasi oleh epibolia

Jenis gastrulasi ini terjadi pada telur yang memiliki jumlah kuning telur yang cukup besar di kutub vegetatifnya. Untuk alasan ini, menjadi sulit untuk membuat intususepsi (proses yang kita jelaskan dalam jenis gastrulasi sebelumnya).

Untuk pembentukan lapisan germinal, terjadi penggandaan mikromer yang terletak di kutub animal, yang menenggelamkan dan mengelilingi makromer. Pada titik ini blastopore sudah terbentuk di kutub vegetatif,

Ektoderm akan dibentuk oleh mikromer, sedangkan makromer akan membentuk endoderm.

Jenis gastrulasi ini ditemukan dalam pembentukan ektoderm dari kelompok hewan yang sangat heterogen, seperti amfibi, bulu babi dan tunikata (juga dikenal sebagai semprotan laut atau jarum suntik laut).

Gastrulasi dengan involusi

Proses ini terjadi ketika telur menunjukkan sejumlah besar kuning telur – lebih banyak daripada dalam kasus gastrulasi epibolik. Prosesnya terdiri dari runtuhnya sel-sel yang terletak di pinggiran disk.

Sel-sel ini kemudian bergerak mundur dan membentuk lapisan kedua yang terlipat ke dalam, membentuk endoderm dan ektoderm. Mesoderm amfibi dibentuk dengan mengikuti pola perkembangan ini.

Gastrulasi dengan delaminasi

Endoderm berasal dari pembelahan sel ektodermal. Selain itu, sel-sel ini bermigrasi dan tenggelam. Kemudian terjadi pemisahan menjadi dua lapisan sel, yaitu ektoderm dan endoderm.

Jenis gastrulasi ini jarang terjadi dan tidak ada blastopore. Pembentukan hipoblas pada burung dan mamalia terjadi melalui delaminasi.

Gastrulasi intrusi

Ini menyerupai gastrulasi dengan delaminasi dalam beberapa hal, dengan pengecualian bahwa endoderm terbentuk dari pergerakan sel-sel dari ektoderm.

Seperti pada gastrulasi dengan delaminasi, pembentukan blastopore tidak terjadi dan merupakan karakteristik hewan yang kurang kompleks, seperti spons laut dan sumsum. Mesoderm bulu babi terbentuk dengan cara ini, begitu pula neuroblas dalam genus Drosophila.

Referensi

  1. Carlson, BM (2018). E-Book Embriologi Manusia dan Biologi Perkembangan . lain.
  2. Balai, BK (2012). Biologi perkembangan evolusioner . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
  3. Hickman, CP (2007 ). Prinsip terintegrasi zoologi . McGraw-Hill.
  4. Holtfreter, J. (1944). Sebuah studi tentang mekanisme gastrulasi. Jurnal zoologi eksperimental , 95 (2), 171-212.
  5. Kalthoff, K. (1996). Analisis perkembangan biologis . New York: McGraw-Hill.
  6. Nance, J., Lee, JY, & Goldstein, B. (2005). Gastrulasi pada C. elegans. Dalam WormBook: Tinjauan Online C. elegans Biology [Internet] . buku cacing.