O que é gastrulação? - Ciência - 2023

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o gastrulação é um evento de desenvolvimento embrionário onde ocorre uma reorganização massiva de uma simples massa de células - a blástula - para uma estrutura altamente organizada, composta de várias camadas embrionárias.

Para nos situarmos temporariamente nos estágios de desenvolvimento embrionário, a fertilização ocorre primeiro, depois a segmentação e a formação da blástula e a organização dessa massa celular é a gastrulação. É o evento mais importante na terceira semana de gestação em humanos.

Os animais diploblásticos são compostos por duas camadas embrionárias: a endoderme e a ectoderme, enquanto os animais triblásticos são formados por três camadas embrionárias: a endoderme, a mesoderme e a ectoderme. A organização correta dessas estruturas e a localização celular adequada delas ocorre durante a gastrulação.


Cada uma das camadas embrionárias formadas durante a gastrulação dará origem a órgãos e sistemas específicos do organismo adulto.

O processo varia dependendo da linhagem animal estudada. No entanto, existem certos eventos comuns, como mudanças na motilidade das células, em sua forma e na maneira como estão conectadas.

Princípios do desenvolvimento embrionário

Etapas cruciais durante o desenvolvimento

Para entender o conceito de gastrulação, é necessário conhecer alguns aspectos fundamentais do desenvolvimento de um embrião. Listaremos e descreveremos resumidamente cada uma das etapas pré-gastrulação para contextualizar.

Apesar do desenvolvimento animal ser um evento altamente variável entre as linhagens, existem quatro estágios comuns: fertilização, formação da blástula, gastrulação e organogênese.

Etapa 1. Fertilização

O primeiro passo é a fertilização: a união entre os gametas feminino e masculino. Após esse evento, uma série de mudanças e transformações ocorrem no zigoto. O fenômeno que envolve a passagem de uma única célula para um embrião totalmente formado é o objetivo da biologia do desenvolvimento embrionário.


Etapa 2. Segmentação e formação da blástula

Após a fertilização, ocorre divisão celular repetitiva e massiva, que nesta fase é chamada de blastômero. Neste período denominado segmentação não há aumento de tamanho, apenas divisões da grande massa celular inicial. Quando esse processo termina, uma massa de células chamada blástula se forma.

Na maioria dos animais, as células se organizam em torno de uma cavidade central cheia de líquido chamada blastocele. Aqui, uma camada germinativa é formada, e é uma etapa pela qual todos os animais multicelulares passam durante seu desenvolvimento.

É importante mencionar que durante o fenômeno de segmentação, o embrião assume uma polaridade. Ou seja, eles diferem nos pólos animal e vegetal. O animal se caracteriza por ser rico em citoplasma e pouco saco vitelino.

Etapa 3. Gastrulação e formação de duas camadas germinativas

Após a formação da primeira camada germinativa, ocorre a formação de uma segunda camada. Este processo será descrito em detalhes neste artigo.


Etapa 4. Organogênese

Uma vez estabelecidas as três camadas germinativas, as células passam a interagir com seus parceiros, e a formação de tecidos e órgãos ocorre em um evento denominado organogênese.

Vários órgãos contêm células de mais de uma camada germinativa. Não é incomum que o exterior do órgão seja derivado de uma camada germinativa e o interior de outra. O exemplo mais claro dessa origem heterogênea é a pele, que é derivada do ectoderma e também do mesoderma.

Como na gastrulação, durante a organogênese as células migram por longas distâncias para chegar à posição final.

Camadas embrionárias

O evento crucial da gastrulação é a organização celular em várias camadas embrionárias. O número de camadas embrionárias permite a classificação dos animais em duas categorias: diblástica e triploblástica.

Os diblásticos são animais com uma estrutura muito simples e possuem apenas duas camadas germinativas: a endoderme e a ectoderme.

Em contraste, os organismos triblásticos têm três camadas embrionárias: aquelas possuídas pelos diblásticos e uma adicional, a mesoderme.

O que é gastrulação?

Gastrulação: origem das três camadas germinativas

Durante a gastrulação, a blástula esférica descrita na seção anterior começa a aumentar em complexidade, levando à formação das camadas germinativas a partir das células totipotenciais da camada epiblástica.

Inicialmente, o termo gastrulação foi usado para descrever o evento de formação do intestino. No entanto, agora é usado em um sentido muito mais amplo, descrevendo a formação de um embrião trilaminar.

Nesse processo, é estabelecido o plano corporal do organismo em desenvolvimento. As células que fazem parte da endoderme e da mesoderme estão localizadas dentro da gástrula, enquanto as células que constituem a pele e o sistema nervoso estão espalhadas pela superfície dela.

O movimento celular - ou migrações - durante a gastrulação envolve todo o embrião e é um evento que deve ser coordenado com precisão.

A gastrulação é um processo altamente variável

Dependendo do grupo de animais estudados, encontramos variações marcantes no processo de gastrulação

Em particular, esse processo varia nas diferentes classes de vertebrados. Isso ocorre, em parte, pelas restrições geométricas que cada gástrula apresenta.

Apesar dessas variações marcantes, os estágios pós-gástrula são muito semelhantes entre os grupos. Na verdade, a semelhança entre embriões de vertebrados é um fato de conhecimento popular.

É muito difícil - mesmo para as principais autoridades em embriologia - diferenciar um embrião de uma ave e um réptil em seus estágios incipientes.

Classificação de animais bilaterais de acordo com o destino do blastóporo.

Durante a gastrulação, uma abertura é formada chamada blastóporo. O destino final deste permite a classificação dos animais bilaterados em dois grandes grupos: protostomatos e deuterostômios.

Nos protostomados - um termo das raízes gregas “primeira boca”- a abertura mencionada dá origem à boca. Esta linhagem contém os moluscos, artrópodes e vários filos de animais vermiformes.

Nos deuterostômios, o blastóporo dá origem ao ânus e a boca é formada a partir de outra abertura secundária. Neste grupo encontramos equinodermos e cordados - nós, humanos, nos encontramos dentro de cordados.

Outras características embrionárias e moleculares ajudaram a validar a existência dessas duas linhagens evolutivas.

Tipos de movimentos durante a gastrulação

O destino da blástula depende de vários fatores, incluindo o tipo de ovo e a segmentação. Os tipos mais comuns de gastrulação são os seguintes:

Gastrulação de invaginação

Na maioria dos grupos de animais, a segmentação é do tipo holoblástico, onde a blástula se assemelha a uma bola sem nada dentro e a cavidade é chamada de blastocele.

Durante a gastrulação por invaginação, uma porção da blástula invagina para dentro e dá origem à segunda camada germinativa: o endoderma. Além disso, uma nova cavidade aparece, chamada de arquêntero.

É análogo a pegar uma bola ou bola de plástico macio e pressionar com o dedo para fazer um buraco: essa é a invaginação a que nos referimos. Os ouriços-do-mar exibem este tipo de gastrulação.

Grastrulação por epibolia

Esse tipo de gastrulação ocorre em ovos que apresentam quantidades apreciáveis ​​de gema no pólo vegetativo. Por essas razões, torna-se difícil criar uma intussuscepção (o processo que descrevemos no tipo anterior de gastrulação).

Para a formação das camadas germinativas, ocorre a multiplicação dos micrômeros localizados no pólo animal, afundando e circundando os macrômeros. Neste ponto, o blastóporo já se formou no pólo vegetativo,

O ectoderma será formado pelos micrômeros, enquanto os macrômeros darão origem ao endoderma.

Esse tipo de gastrulação é encontrado na formação do ectoderma de grupos de animais muito heterogêneos, como anfíbios, ouriços-do-mar e tunicados (também conhecidos como ascídias ou seringas do mar).

Gastrulação por involução

Esse processo ocorre quando o ovo exibe enormes quantidades de gema - mais do que no caso da gastrulação epibólica. O processo consiste no colapso das células localizadas na periferia do disco.

Essas células então voltam e formam uma segunda camada que se dobra para dentro, formando a endoderme e a ectoderme. A mesoderme anfíbia é formada seguindo este padrão de desenvolvimento.

Gastrulação por delaminação

O endoderma origina-se de divisões de células ectodérmicas. Além disso, essas células migram e afundam. Em seguida, ocorre a separação em duas camadas de células, que serão a ectoderme e a endoderme.

Esse tipo de gastrulação é pouco frequente e não há blastóporo. A formação de hipoblasto em pássaros e mamíferos ocorre por delaminação.

Gastrulação de entrada

Assemelha-se à gastrulação por delaminação em vários aspectos, com a exceção de que o endoderma é formado a partir do movimento das células do ectoderma.

Como na gastrulação por delaminação, a formação de blastóporo não ocorre e é característica de animais menos complexos, como esponjas do mar e tutano. O mesoderma dos ouriços-do-mar é formado dessa forma, e assim também os neuroblastos do gênero Drosophila.

Referências

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