23 Gennaio 2022

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Qual è il destino del Blastopore nelle rane?

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Il processo di gastrulazione permette la formazione degli strati germinali negli embrioni dei metazoi, e si realizza generalmente attraverso una serie di movimenti cellulari complessi e coordinati. Il processo di gastrulazione può essere diploblastico o triploblastico. In organismi diploblastici come gli cnidari o gli ctenofori, si formano solo l’endoderma e l’ectoderma; negli organismi triploblastici (la maggior parte degli altri metazoi complessi), la gastrulazione triploblastica produce tutti e tre gli strati germinali. La gastrula, il prodotto della gastrulazione, fu nominata da Ernst Haeckel a metà degli anni 1870; il nome deriva dal latino, dove gastēr significa stomaco, e infatti l’intestino (archenteron) è una delle caratteristiche più distintive della gastrula.

Dall’inizio del ventesimo secolo, embriologi sperimentali come Hans Spemann e Wilhelm Roux hanno studiato ampiamente la gastrulazione negli embrioni di anfibi nel tentativo di imparare di più su come viene determinata la costituzione delle diverse regioni del corpo. La dimensione e la struttura dello Xenopus laevis (rane artigliate africane) embrioni hanno reso la specie un organismo modello per lo studio dello sviluppo precoce. Quella che segue è una spiegazione dettagliata della gastrulazione nello XenopusMentre la gastrulazione varia da una specie all’altra, gli studi nello Xenopus hanno gettato una luce considerevole sul processo in generale.

La materia prima per la gastrulazione è la blastula, una sfera cava di cellule; lo spazio all’interno della blastula è chiamato blastocoel. Se la blastula fosse paragonata a un mappamondo, il polo nord corrisponderebbe al polo animale dell’embrione, e il polo sud al polo vegetale dell’embrione. Gli emisferi della blastula corrispondono ai nomi dei rispettivi poli. La divisione cellulare avviene molto più rapidamente vicino al polo animale (attivo) dell’embrione di rana che vicino al polo vegetale (sedentario) più giallo; il tuorlo fornisce il nutrimento all’embrione, ma rallenta la divisione cellulare intorno ad esso. L’equatore tra i due emisferi è chiamato zona marginale. Il blastocoel occupa la maggior parte dell’interno dell’emisfero animale, poiché le cellule del polo vegetale portano il tuorlo dell’embrione e quindi occupano più spazio interno in quella regione.

Mentre il gradiente animale-vegetale è determinato nell’uovo prima della fecondazione, il punto di ingresso dello sperma conferisce alla rana il suo asse dorsale-ventrale (posteriore e anteriore). Il futuro lato ventrale dell’embrione è sul lato dell’entrata dello spermatozoo, mentre il futuro lato dorsale, il lato in cui si forma il blastoporo, è opposto al punto di entrata dello spermatozoo. Il blastoporo è un solco nel lato dell’embrione che risulta dall’invaginazione (la formazione di un solco) di un piccolo gruppo di future cellule endodermiche, e si forma proprio sotto l’equatore dell’embrione, nella zona marginale. Qui, le cellule subiscono una costrizione apicale per diventare cellule “a bottiglia” (cellule affusolate simili a strette beute); poiché la maggior parte del citoplasma in ciascuna di queste cellule viene fatto migrare verso il centro dell’embrione, la parte della cellula in contatto con il solco diventa molto più stretta. Il labbro del blastoporo più vicino al polo animale è chiamato labbro dorsale del blastoporo.

Una volta che il blastoporo si è formato, le cellule dell’emisfero animale subiscono l’epibolia (appiattimento dello strato esterno di cellule e intercalazione radiale dello strato di cellule sottostante) e si muovono verso il blastoporo. Mentre queste cellule si dividono e si estendono per avvolgere l’interno della rana in sviluppo, le cellule della zona marginale si involvono (o si ripiegano verso l’interno) al labbro dorsale del blastoporo. Durante l’involuzione, queste cellule interne si muovono verso il labbro dorsale e poi si ripiegano su se stesse e progrediscono verso il polo animale (la parte superiore dell’embrione). Mentre il punto in cui le cellule in involuzione cambiano direzione rimane il labbro dorsale del blastoporo, le cellule che passano attraverso quel punto cambiano: man mano che le originali cellule a bottiglia conica si involvono, vengono sostituite da cellule precursori del mesoderma della testa, seguite da cellule del cordamesoderma. Queste ultime andranno a formare la notocorda dell’embrione. È importante notare che questa involuzione dipende dal movimento delle cellule della zona marginale profonda, al contrario del movimento delle cellule a bottiglia superficiali del blastoporo.

Mentre le cellule stanno involvendo e il pre-ectoderma sta attraversando l’epibolia, il blastocoel si muove ventralmente (su e lontano dal labbro dorsale del blastoporo, e poi eventualmente intorno verso il polo vegetale) e si restringe mentre le cellule involutive si muovono progressivamente per occupare la regione, un po’ come la brina si insinua su una finestra in una giornata fredda. Le cellule involutive della zona marginale progrediscono ventralmente per foderare il tetto dell’archenteron (l’intestino) che si espande in proporzione alla scomparsa del blastocoel. Mentre si forma, l’archenteron stesso assomiglia a un palloncino che viene gonfiato attraverso il blastoporo e nell’emisfero animale.

Quando l’epibolia e l’involuzione sono prossime al completamento, il materiale dell’emisfero vegetale più vicino al blastoporo si restringe grazie alle labbra dorsali e ventrali del blastoporo per formare un tappo circolare di tuorlo. Questo tappo di tuorlo continua poi a restringersi con il progredire dell’epibolia ectodermica, e alla fine viene assorbito dall’embrione; lo strato interno, formato da cellule del polo vegetativo, diventa l’endoderma. Il mesoderma costituisce la regione compresa tra l’ectoderma superficiale e l’endoderma interno, e fodera la parte superiore dell’arcantere. Alla fine della gastrulazione, il Xenopus embrione diventa noto come gastrula. Ha un ectoderma come strato più esterno e un endoderma come strato più interno. Il mesoderma si trova tra i due strati, e l’endoderma e il mesoderma rivestono l’arcenteron della gastrula.

Mentre Xenopus serve come organismo modello per lo studio della gastrulazione degli anfibi, esistono alcune differenze chiave nel processo in tutta la classe. La classe degli anfibi è composta da tre ordini principali: anura (anfibi senza coda come le rane), caudata/ urodela (anfibi con la coda come le salamandre) e cecili (anfibi senza gambe, simili a serpenti). Mentre nello Xenopus i tessuti pre-mesodermici provengono esclusivamente dalla zona marginale più profonda, gli urodeli derivano il tessuto mesodermico dalle cellule della zona marginale sia superficiale che profonda. Inoltre, negli anni ’40 l’embriologo tedesco Johannes Holtfreter fu in grado di dimostrare che le cellule della zona marginale dorsale, cioè le cellule bottiglia del blastoporo, hanno un ruolo cruciale nell’involuzione e possono persino indurre la formazione di un blastoporo negli urodeli. Questo non è il caso di Xenopusche infatti si affida alle cellule del blastoporo per l’inizio, ma non per la continuazione della gastrulazione.

La gastrulazione è cruciale per il corretto sviluppo di tutti gli animali multicellulari, specialmente quelli con una struttura complessa dei tessuti. La designazione dell’ectoderma è essenziale per la successiva formazione dell’epidermide (pelle) e del sistema nervoso. Il mesoderma dà origine allo scheletro, ai muscoli, al tessuto connettivo, al sangue e agli organi interni. L’endoderma, lo strato germinale più interno, va a formare altri organi come i polmoni, il fegato e il pancreas, nonché il rivestimento del tratto digestivo.

Studi sulla gastrulazione nello Xenopus hanno permesso ai biologi dello sviluppo di costruire accurate mappe del destino e di fare deduzioni sull’ontogenesi degli anfibi. Gli anfibi hanno quindi fornito i mezzi per una migliore comprensione del processo attraverso il quale una massa di cellule relativamente indifferenziate si trasforma in un organismo intricato e funzionale. Mentre Xenopus, in particolare, è entrato nel campo dell’embriologia come uno strumento clinico già stabilito per i test di gravidanza efficaci, questa specie di rana è diventata presto un organismo modello importante per gli embriologi sperimentali, e continua ad aiutare molto nello studio dell’ontogenesi.

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Qual è il destino del blastoporo nell’embrione della stella marina?

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blastoporo, l’apertura attraverso la quale la cavità della gastrula, uno stadio embrionale dello sviluppo animale, comunica con l’esterno.

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Cosa diventa il blastoporo nei deuterostomi?

Nei deuterostomi (“seconda bocca”: cfr. Deuteronomio, “secondo libro della legge”), compresi gli Echinodermata e gli antenati dei Chordata, l’estremità orale dell’animale si sviluppa dalla seconda apertura sulla superficie dorsale dell’animale; il blastoporo diventa l’ano.

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Qual è il destino del blastoporo nei protostomi rispetto ai deuterostomi?

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Cosa diventa il blastoporo in un riccio di mare?

Figura 38.9: Gastrulazione in un embrione di riccio di mare Durante la gastrulazione, le cellule si spostano in nuove posizioni. Viene illustrata l’invaginazione per formare l’endoderma in questo uovo non di riccio. L’archenteron, o “primo intestino”, rimane collegato all’esterno attraverso il blastoporo. … Il blastoporo diventa l’ano.

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In che modo il blastoporo di un protostomo è simile a quello di un deuterostomo?

Il blastoporo in un protostomo si sviluppa in una bocca, mentre il blastoporo nei deuterostomi si sviluppa in un’apertura anale….Protostomi vs Deuterostomi.ProtostomiDeuterostomiComprende un cordone ventrale solidoComprende un cordone nervoso cavo3 ulteriori righe-Dic 16, 2020

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In quale tipo di animali il blastoporo si sviluppa in una bocca?

protostomi
La maggior parte degli invertebrati celomati si sviluppa come protostomi (“prima bocca”) in cui l’estremità orale dell’animale si sviluppa dalla prima apertura dello sviluppo, il blastoporo. Nei deuterostomi (“seconda bocca”: cfr.

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Cosa succede al blastocoel?

Danni al blastocoel Durante la fase successiva dello sviluppo embrionale, la gastrulazione degli anfibi, il blastocoel viene spostato dalla formazione dell’archenteron, durante la gastrulazione media. Alla fine della gastrulazione, il blastocoel è stato cancellato.

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In cosa si sviluppa la blastocisti?

La blastocisti (Figura 14-1, 5° giorno) consiste in uno strato di cellule trofoblastiche, che si svilupperanno nella porzione fetale della placenta, una massa cellulare interna che si svilupperà nell’embrione, e una cavità, la blastocoel, che diventerà il sacco vitellino.

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I nostri risultati mostrano che il destino normale dei blastomeri del polo vegetativo si limita all’endoderma dalla metà dello stadio di blastula; tuttavia, la loro potenza non si limita all’endoderma fino all’inizio della gastrulazione.

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