Ontogenia: Estágios do desenvolvimento animal e suas características - Ciência - 2023

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o ontogenia é o processo pelo qual ocorre o desenvolvimento de um indivíduo. O fenômeno começa com a fecundação e se estende até o envelhecimento dos seres orgânicos. O campo da biologia encarregado de estudar a ontogenia é a biologia do desenvolvimento.

Nesse processo, ocorre a "tradução" do genótipo - toda a informação genética de uma entidade biológica - no fenótipo que podemos observar. A transformação mais dramática ocorre nos primeiros estágios de desenvolvimento, com a transformação de uma célula em um indivíduo completo.

Hoje, a fusão da biologia do desenvolvimento com a teoria da evolução, conhecida como evo-devo, é um corpo de conhecimento muito popular que está crescendo aos trancos e barrancos. Este novo campo visa explicar a evolução da imensa diversidade de morfologias exibidas pelos organismos vivos.

"Ontogenia recapitula a filogenia"

Perspectiva histórica

A relação entre ontogenia e filogenia foi uma visão predominante ao longo do século XXI. É amplamente conhecido que diferentes espécies de organismos são muito mais semelhantes entre si em seus estágios embrionários do que na forma adulta. No ano de 1828, Karl Ernst von Baer notou esse padrão no sífilo Vertebrata.

Baer observou que em diferentes espécies de tetrápodes existem certas semelhanças no embrião, como brânquias, notocórdio, segmentação e membros em forma de barbatana.

Estes são formados antes das características típicas que permitem que o grupo em questão seja diagnosticado em uma ordem de classificação hierárquica mais específica.

Essa ideia foi reformulada pelo famoso - e um dos seguidores mais apaixonados de Charles Darwin - o biólogo alemão Ernst Haeckel.

Haeckel é creditado com a famosa frase "a ontogenia recapitula a filogenia". Em outras palavras, a recapitulação propõe que o desenvolvimento de um organismo repete sua história evolutiva a partir das formas adultas de seus ancestrais.

Visão atual

Embora a frase seja bem conhecida hoje, em meados do século 21, estava claro que a proposta de Haeckel raramente é cumprida.

S. J. Gould, o famoso paleontólogo e biólogo evolucionista, expôs suas idéias a respeito da recapitulação no que chamou de "princípio de adição terminal". Para Gould, a recapitulação pode ocorrer enquanto a mudança evolutiva ocorrer pela adição sucessiva de estágios no final de uma ontogenia ancestral.

Da mesma forma, também deveria ser verdade que a duração temporal da ontogenia ancestral teve que ser encurtada conforme a linhagem evoluiu.

Hoje, as metodologias modernas conseguiram refutar o conceito de adição proposto pela lei biogenética.

Para Haeckel, esse acréscimo ocorreu devido ao uso contínuo que era dado aos órgãos. No entanto, as implicações evolutivas do uso e desuso de órgãos foram descartadas.

Atualmente, sabe-se que os arcos branquiais nos estágios embrionários de mamíferos e répteis nunca têm a forma correspondente aos peixes adultos.

Além disso, existem variações no tempo ou tempo de certos estágios de desenvolvimento. Na biologia evolutiva, essa mudança é chamada de heterocronia.

Estágios do desenvolvimento animal

A ontogenia engloba todos os processos de desenvolvimento do ser orgânico, começando com a fecundação e terminando com o envelhecimento.

Logicamente, as transformações mais dramáticas ocorrem nos primeiros estágios, onde uma única célula é capaz de formar um indivíduo inteiro. Descreveremos agora o processo de ontogenia, enfatizando os estágios embrionários.

Maturação de oócitos

Durante o processo de oogênese, um óvulo (o gameta feminino, também chamado de óvulo) se prepara para a fertilização e os estágios iniciais de desenvolvimento. Isso ocorre pelo acúmulo de material de reserva para o futuro.

O citoplasma do óvulo é um ambiente rico em diferentes biomoléculas, principalmente RNA mensageiro, ribossomos, RNA de transferência e outros maquinários necessários à síntese de proteínas. O núcleo da célula também sofre um crescimento significativo.

Os espermatozóides não necessitam desse processo, sua estratégia é eliminar o máximo de citoplasma possível e condensar o núcleo para preservar pequenas dimensões.

Fertilização

O evento que marca o início da ontogenia é a fertilização, que envolve a união de um gameta masculino e um feminino, geralmente durante o ato da reprodução sexual.

No caso da fertilização externa, como ocorre em muitos organismos marinhos, os dois gametas são expelidos para a água e encontrados aleatoriamente.

Na fecundação, o número diplóide do indivíduo é reintegrado e permite os processos de combinação entre os genes paternos e maternos.

Em certos casos, o esperma não é necessário para desencadear o desenvolvimento. Mas, na maioria dos indivíduos, o embrião não se desenvolve da maneira correta. Da mesma forma, algumas espécies podem se reproduzir por partenogênese, onde o desenvolvimento normal do embrião ocorre sem a necessidade de um esperma.

Em contraste, alguns óvulos requerem ativação do esperma, mas não incorporam o material genético desse gameta masculino ao embrião.

O esperma e o óvulo devem ser reconhecidos corretamente para que todos os eventos pós-fertilização possam ocorrer.Esse reconhecimento é mediado por uma série de proteínas específicas de cada espécie. Existem também barreiras que impedem um óvulo, uma vez fertilizado, de ser alcançado por um segundo espermatozóide.

Embriogênese

Após a fertilização e ativação do ovo, ocorrem os primeiros estágios de desenvolvimento. Na segmentação, o embrião se divide repetidamente para se tornar um grupo de células chamadas blastômeros.

Durante este último período, nenhum crescimento celular ocorre, apenas a subdivisão da massa ocorre. No final, você tem centenas ou milhares de células, dando lugar ao estado de blástula.

À medida que o embrião se desenvolve, ele adquire uma polaridade. Portanto, pode-se distinguir entre o pólo vegetal, localizado em uma das extremidades, e o pólo animal, rico em citoplasma. Este eixo fornece um ponto de referência para o desenvolvimento.

Tipos de ovos

Dependendo da quantidade de gema que o ovo possui e da distribuição dessa substância, o ovo pode ser classificado em oligolecitos, heterolecitos, telolecitos e centrolecitos.

As primeiras possuem, como o próprio nome indica, uma pequena quantidade de gema e está distribuída de maneira mais ou menos uniforme por todo o ovo. Geralmente seu tamanho é pequeno. Os heterolecitos possuem mais gema do que oligolecitos, e a gema está concentrada no pólo vegetativo.

Os telolecitos apresentam uma quantidade abundante de gema, ocupando quase todo o ovo. Por fim, os centrolecitos têm toda a gema concentrada na região central do ovo.

Blastulação

A blástula é uma massa de células. Em mamíferos, esse agrupamento de células é chamado de blastocisto, enquanto na maioria dos animais as células são organizadas em torno de uma cavidade de fluido central, chamada de blastocele.

No estado de blástula, foi possível mostrar um grande aumento em termos de quantidade de DNA. No entanto, o tamanho de todo o embrião não é muito maior do que o zigoto original.

Grastrulação

A gastrulação converte a blástula esférica e simples em uma estrutura muito mais complexa com duas camadas germinativas. Este processo é heterogêneo se compararmos as diferentes linhagens de animais. Em alguns casos, uma segunda camada é formada sem fazer uma cavidade interna.

A abertura para o intestino é chamada de blastóporo. O destino do blastóporo é uma característica muito importante para a divisão de duas grandes linhagens: os protostomatos e os deuterostômios. No primeiro grupo, o blastóporo dá origem à boca, enquanto no segundo, o blastóporo dá origem ao ânus.

Assim, a gástrula possui duas camadas: uma camada externa que envolve a blastocele, chamada de ectoderme, e uma camada interna, chamada de endoderme.

A maioria dos animais possui uma terceira camada germinativa, a mesoderme, localizada entre as duas camadas mencionadas acima. O mesoderma pode ser formado de duas formas: as células surgem da região ventral do lábio do blastóporo e daí se proliferam ou surgem da região central das paredes do arquêntero.

No final da gastrulação, o ectoderma cobre o embrião e o mesoderma e o endoderma estão localizados na porção interna. Em outras palavras, as células têm uma posição final diferente daquela com a qual começaram.

Formação Coelom

O celoma é uma cavidade corporal que é cercada por mesoderme. Isso ocorre porque durante o processo de gastrulação, a blastocele é quase completamente preenchida com mesoderme.

Esta cavidade celomática pode se apresentar de duas maneiras: esquizocélica ou enterocélica. No entanto, ambos os celomas são funcionalmente equivalentes.

Organogênese

Organogênese compreende uma série de processos onde cada um dos órgãos é formado.

Os eventos mais relevantes incluem a migração de células específicas para o local onde são necessárias para formar o referido órgão.

Expressão gênica durante a ontogenia

No desenvolvimento, foi determinado que a epigênese prossegue em três estágios: formação de padrão, determinação da posição do corpo e indução da posição correta para as extremidades e vários órgãos.

Para gerar uma resposta, existem certos produtos gênicos, chamados morfógenos (a definição dessas entidades é teórica, não química). Estes funcionam graças à formação de um gradiente diferencial, fornecendo informações espaciais.

Em relação aos genes envolvidos, os genes homeóticos têm papel fundamental no desenvolvimento dos indivíduos, pois definem a identidade dos segmentos.

Referências

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