По време на ембрионалното развитие на всяко животно се извършват решаващи процеси за образуването на нови индивиди. Всеки неуспех или грешка през този период може да причини сериозни щети на потомството, дори смърт на нероденото.
Ембрионалното развитие на рибите е добре известно, благодарение на факта, че техните яйца са прозрачни и целият процес може да се наблюдава отвън с помощта на инструменти като лупа. В тази статия на нашия сайт ще ви научим на някои концепции за ембриологията и по-специално как протича ембрионалното развитие на рибите
Основи на ембриологията
За да се задълбочим в ембрионалното развитие на рибите, първо трябва да знаем някои основни понятия от ембриологията, като видовете яйца и фазите, които съставляват ранното ембрионално развитие.
Можем да намерим различни видове яйца, в зависимост от това как е разпределен жълтъкът и какво количество съдържа. Като начало ще наречем яйцеклетка клетката, получена в резултат на обединението на яйцеклетка и сперматозоид, и жълтък, наборът от хранителни елементи, които се намират вътре в яйцето и ще служат като храна за бъдещия ембрион.
Видове яйца според организацията на жълтъка вътре:
- Изолецитни яйца: Жълтъкът е равномерно разпределен във вътрешността на яйцето. Типично за порести животни, книдарии, бодлокожи, немертини и бозайници.
- Телолецитни яйца: жълтъкът се измества към област на яйцето, противоположна на мястото, където ще се развива ембрионът. Повечето животни се развиват от тези видове яйца, например мекотели, риби, земноводни, влечуги, птици и др.
- Центролецитни яйца: жълтъкът е заобиколен от цитоплазма, а тя от своя страна обгражда ядрото, което ще даде началото на ембриона. Среща се при членестоноги.
Видове яйца според количеството жълтък:
- Олигоцитни яйца: те са малки и имат малко жълтък.
- Mesolecito Eggs: Средни по размер с умерено количество жълтък.
- Яйца от Macrolecithus: това са големи яйца с голямо количество жълтък.
Типични фази на ембрионалното развитие
- Сегментация: в тази фаза протича поредица от клетъчни деления, които увеличават броя на клетките, необходими за втората фаза. Завършва в състояние, наречено бластула.
- Гаструлация: възниква реорганизация на клетките на бластулата, което води до бластодерми (примитивни зародишни слоеве), които са ектодерма, ендодерма, и при някои животни мезодермата.
- Диференциация и органогенеза: тъканите и органите ще се образуват от зародишните слоеве, установявайки структурата на новия индивид.
Връзка между развитие и температура
Температурата е тясно свързана с времето за инкубация на рибните яйца и тяхното ембрионално развитие (същото се случва и при други животински видове). Обикновено има оптимален температурен диапазон за инкубация, който варира с около 8ºC.
Яйцата, инкубирани в този диапазон, ще имат по-висок шанс за развитие и излюпване. По същия начин тези яйца, инкубирани за дълги периоди от време при екстремни температури (извън оптималния диапазон за вида), ще имат по-ниска вероятност за излюпване и, ако се излюпят, родените индивиди могат да страдат от сериозни аномалии
Етапи на ембрионално развитие на риба
Сега, след като знаете основните понятия на ембриологията, ще се задълбочим в ембрионалното развитие на рибите. Рибите са телолецитални, т.е. идват от телолецитални яйца, тези, при които жълтъкът е изместен в част от яйцето.
Зиготна фаза
Новооплодената яйцеклетка остава в състояние на зигота до първото делене, приблизителното време, в което се извършва това разцепване зависи от вида и температурата на средата. При рибата зебра, Danio rerio (най-широко използваната риба в изследванията), първото разцепване се случва около 40 минути след оплождането. Въпреки че изглежда, че през този период не настъпват промени, вътре в яйцето протичат решаващи процеси за последващо развитие.
Фаза на сегментиране
Яйцеклетката навлиза във фазата на разцепване, когато настъпи първото делене на зиготата. При рибите сегментацията е меробластична, тъй като деленето не преминава изцяло през яйцето, тъй като е възпрепятствано от жълтъка, а е ограничено до областта, където е открит ембрионът Първите деления са вертикални и хоризонтални на ембриона, те са много бързи и синхронни. Те пораждат купчина клетки, разположени върху жълтъка, съставляващи дискоидна бластула
Фаза на гаструлация
По време на фазата на гаструлация се извършва пренареждане на клетките на дискоидната бластула чрез морфогенетични движения, т.е. информацията, съдържаща се в ядрата на различните вече образувани клетки, той се транскрибира по начин, който принуждава клетките да получат нова пространствена конфигурация. В случая с рибите тази реорганизация се нарича инволюция По същия начин този етап се характеризира с намаляване на скоростта на клетъчно делене и малък или никакъв растеж на клетъчния телефон.
По време на инволюцията някои клетки от дискобластулата или дискоидната бластула мигрират в жълтъка, образувайки слой върху него. Този слой ще бъде ендодермата Слоят от клетки, останал над могилата, ще образува ектодерма Al В края на процеса ще бъде дефинирана гаструлата или, в случай на риба, discogastrula с нейните два първични зародишни слоя или бластодерми, ектодермата и ендодермата.
Фаза на диференциация и органогенеза
По време на фазата на диференциация при рибите се появява третият ембрионален слой, разположен между ендодермата и ектодермата, наречен мезодерма.
Ендодермата инвагинира, образувайки кухина, наречена архентерон Входът на тази кухина ще бъде преименуван на blastopore и ще води до ануса на рибата. От тази точка можете да различите главния везикул (мозък в процес на формиране) и от двете страни оптични везикули (бъдещи очи). След цефаличния мехур ще се образува невралната тръба и, от двете страни, сомитите, структури, които в крайна сметка ще образуват костите на гръбначния стълб и ребрата, мускулите и други органи.
По време на тази фаза всеки зародишен слой в крайна сметка ще произведе няколко органа или тъкани, така че:
Ектодерма
- Епидермис и нервна система
- Начало и край на храносмилателния тракт
Mesoderm
- Дермис
- Мускулатура, отделителни и репродуктивни органи
- Coelom, перитонеум и кръвоносна система
Endoderm
- Органи, участващи в храносмилането: вътрешен епител на храносмилателния тракт и свързаните с него жлези.
- Органи, отговорни за газообмена.
