organogenesis dalam pengembangan biologi, adalah masa perubahan di mana tiga lapisan yang merupakan embrio untuk menjadi jumlah mayat yang ditemukan pada individu sepenuhnya dikembangkan.
Menempatkan diri sementara dalam perkembangan embrio, proses organogenesis dimulai pada akhir gastrulasi dan berlanjut hingga kelahiran organisme. Setiap lapisan germinal embrio dibedakan menjadi organ dan sistem tertentu.
Sumber: Anatomist90 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Pada mamalia , ektoderm menimbulkan struktur epitel eksternal dan organ saraf. mesoderm ke notochord, gigi berlubang, organ peredaran darah , otot sistem , bagian dari sistem kerangka dan urogenital. Terakhir, endoderm menghasilkan epitel saluran pernapasan, faring, hati, pankreas, lapisan kandung kemih, dan otot polos.
Seperti yang dapat kita simpulkan, ini adalah proses yang diatur dengan baik di mana sel-sel awal mengalami diferensiasi spesifik di mana gen tertentu diekspresikan. Proses ini disertai dengan kaskade pensinyalan sel, di mana rangsangan yang memodulasi identitas sel terdiri dari molekul eksternal dan internal.
Pada tumbuhan , proses organogenesis terjadi hingga kematian organisme tersebut. Sayuran umumnya menghasilkan organ sepanjang hidupnya – seperti daun, batang, dan bunga. Fenomena ini diatur oleh hormon tanaman, konsentrasi mereka dan hubungan di antara mereka.
Indeks artikel
Apa itu organogenesis?
Salah satu peristiwa paling luar biasa dalam biologi organisme adalah transformasi cepat sel kecil yang telah dibuahi menjadi individu yang terdiri dari banyak struktur dan kompleks.
Sel ini mulai membelah dan sampailah pada titik di mana kita dapat membedakan lapisan germinal. Pembentukan organ terjadi selama proses yang disebut organogenesis dan terjadi setelah segmentasi dan gastrulasi (tahap lain dari perkembangan embrio).
Setiap jaringan primer yang terbentuk selama gastrulasi berdiferensiasi menjadi struktur spesifik selama organogenesis. Pada vertebrata proses ini sangat homogen.
Organogenesis berguna untuk menentukan usia embrio, memanfaatkan identifikasi tahap perkembangan setiap struktur.
Organogenesis pada hewan
Lapisan embrio
Selama perkembangan organisme, lapisan embrio atau germinal dihasilkan (jangan dikelirukan dengan sel germinal, ini adalah ovula dan sperma), struktur yang akan memunculkan organ. Sekelompok hewan multiseluler memiliki dua lapisan benih – endoderm dan ektoderm – dan disebut diploblastik.
Anemon laut dan hewan lain termasuk dalam kelompok ini. Kelompok lain memiliki tiga lapisan, yang disebutkan di atas, dan sepertiga yang terletak di antara mereka: mesoderm. Gugus ini disebut triploblastik. Perhatikan bahwa tidak ada istilah biologis untuk merujuk pada hewan dengan lapisan kuman tunggal.
Setelah ketiga lapisan terbentuk dalam embrio, proses organogenesis dimulai. Beberapa organ dan struktur yang sangat spesifik berasal dari lapisan tertentu, meskipun tidak mengherankan bahwa beberapa terbentuk mulai dari dua lapisan benih. Faktanya, tidak ada sistem organ yang berasal dari satu lapisan kuman.
Penting untuk ditekankan bahwa bukan lapisan yang dengan sendirinya menentukan nasib struktur dan proses diferensiasi. Sebaliknya, faktor penentu adalah posisi masing-masing sel terhadap yang lain.
Bagaimana pembentukan organ terjadi?
Seperti yang kita sebutkan, organ berasal dari daerah tertentu dari lapisan embrionik yang membentuk embrio Anda. Pembentukan dapat terjadi dengan pembentukan lipatan, pembelahan dan kondensasi.
Lapisan-lapisan tersebut dapat mulai membentuk lipatan-lipatan yang kemudian memunculkan struktur yang menyerupai tabung—kemudian kita akan melihat bahwa proses ini menimbulkan tabung saraf pada vertebrata . Lapisan germinal juga dapat membelah dan menimbulkan vesikel atau perluasan.
Selanjutnya akan kita uraikan rencana dasar pembentukan organ dimulai dari ketiga lapisan germinal tersebut. Pola-pola ini telah dijelaskan untuk caral organisme pada vertebrata. Hewan lain dapat menunjukkan variasi substansial dalam prosesnya.
ektoderm
Sebagian besar jaringan epitel dan saraf berasal dari ektoderm dan merupakan organ pertama yang muncul.
Notochord adalah salah satu dari lima karakteristik diagnostik chordata – dan dari situlah nama grup berasal. Di bawah ini ada penebalan ektoderm yang akan menimbulkan lempeng saraf. Tepi pelat dinaikkan, lalu ditekuk, menciptakan tabung interior berongga yang memanjang, yang disebut tabung saraf punggung berongga, atau sekadar tabung saraf.
Tabung saraf menghasilkan sebagian besar organ dan struktur yang membentuk sistem saraf . Wilayah anterior melebar, membentuk otak dan saraf kranial. Seiring perkembangan berlangsung, sumsum tulang belakang dan saraf motorik tulang belakang terbentuk.
Struktur yang sesuai dengan sistem saraf perifer berasal dari sel-sel krista saraf. Namun, puncak tidak hanya menimbulkan organ saraf, tetapi juga berpartisipasi dalam pembentukan sel pigmen, tulang rawan dan tulang yang membentuk tengkorak, ganglia sistem saraf otonom , beberapa kelenjar endokrin, antara lain.
Endoderm
Organ Cabang
Pada kebanyakan vertebrata, saluran makan terbentuk dari usus primitif, di mana daerah akhir tabung terbuka ke luar dan berbaris dengan ektoderm, sedangkan sisa tabung berbaris dengan endoderm. Dari daerah anterior usus muncul paru-paru, hati dan pankreas.
Saluran pernafasan
Salah satu turunan dari saluran pencernaan terdiri dari divertikulum faring, yang muncul pada awal perkembangan embrio di semua vertebrata. Pada ikan , lengkungan insang memunculkan insang dan struktur pendukung lainnya yang bertahan pada orang dewasa dan memungkinkan ekstraksi oksigen dari badan air.
Dalam evolusi evolusi, ketika nenek moyang amfibi mulai mengembangkan kehidupan di luar air, insang tidak lagi diperlukan atau berguna sebagai organ pernapasan udara dan secara fungsional digantikan oleh paru-paru.
Jadi mengapa embrio vertebrata darat memiliki lengkungan insang? Meskipun tidak berhubungan dengan fungsi pernapasan hewan, mereka diperlukan untuk pembentukan struktur lain, seperti rahang, struktur telinga bagian dalam, amandel, kelenjar paratiroid, dan timus.
mesoderm
Mesoderm adalah lapisan germinal ketiga dan lapisan tambahan yang muncul pada hewan triploblastik. Hal ini terkait dengan pembentukan otot rangka dan jaringan otot lainnya, sistem peredaran darah , dan organ-organ yang terlibat dalam ekskresi dan reproduksi.
Sebagian besar struktur otot berasal dari mesoderm. Lapisan germinal ini memunculkan salah satu organ fungsional pertama embrio: jantung, yang mulai berdetak pada tahap awal perkembangan.
Misalnya, salah satu caral yang paling banyak digunakan untuk mempelajari perkembangan embrio adalah ayam. Dalam caral eksperimental ini, jantung mulai berdetak pada hari kedua inkubasi – seluruh proses memakan waktu tiga minggu.
Mesoderm juga berkontribusi pada perkembangan kulit. Kita dapat menganggap epidermis sebagai semacam “kimera” perkembangan, karena lebih dari satu lapisan germinal terlibat dalam pembentukannya. Lapisan terluar berasal dari ektoderm dan kita menyebutnya epidermis, sedangkan dermis terbentuk dari mesoderm.
Migrasi sel selama organogenesis
Fenomena yang menonjol dalam biologi organogenesis adalah migrasi sel yang dialami beberapa sel untuk mencapai tujuan akhir mereka. Artinya, sel-sel berasal dari satu tempat di embrio dan mampu bergerak jarak jauh.
Di antara sel-sel yang mampu bermigrasi kita memiliki sel-sel prekursor darah, sel-sel sistem limfatik, sel-sel pigmen dan gamet. Faktanya, sebagian besar sel yang terkait dengan tulang asal tengkorak bermigrasi ke bagian ventral dari daerah punggung kepala.
Organogenesis pada tumbuhan
Seperti pada hewan, organogenesis pada tumbuhan terdiri dari proses pembentukan organ-organ yang menyusun tumbuhan. Ada perbedaan utama di kedua garis keturunan: sementara organogenesis pada hewan terjadi pada tahap embrionik dan berakhir ketika individu lahir, pada tumbuhan organogenesis berhenti hanya ketika tanaman mati.
Tumbuhan menunjukkan pertumbuhan selama semua tahap kehidupan mereka, berkat daerah yang terletak di daerah tertentu dari tumbuhan yang disebut meristem. Area pertumbuhan terus menerus ini secara teratur menghasilkan cabang, daun, bunga, dan struktur lateral lainnya.
Peran fitohormon
Di laboratorium, pembentukan struktur yang disebut kalus telah tercapai. Ini diinduksi dengan menerapkan koktail fitohormon (terutama auksin dan sitokinin). Kalus adalah struktur yang tidak berdiferensiasi dan bersifat totipotensial – yaitu dapat menghasilkan semua jenis organ, seperti sel punca yang terkenal pada hewan.
Meskipun hormon merupakan unsur kunci, bukan konsentrasi total hormon yang mendorong proses organogenesis tetapi rasio sitokinin terhadap auksin.
Referensi
- Gilbert, SF (2005). Biologi perkembangan . Ed. Medis Panamerika.
- Gilbert, SF, & Epel, D. (2009). Biologi perkembangan ekologis: mengintegrasikan epigenetik, kedokteran, dan evolusi.
- Balai, BK (2012). Biologi perkembangan evolusioner . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (2007). Prinsip terintegrasi zoologi. McGraw-Hill
- Raghavan, V. (2012). Biologi perkembangan tumbuhan berbunga . Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Rodríguez, FC (2005). Basis produksi hewan . Universitas Sevilla.
