Fosterutvikling: frå celle til individ
Nysgjerrigper!
Korleis utvikla du deg frå å vere éi celle til å bli eit velfungerande menneske?
Dyr startar livet som éi enkelt celle – vanlegvis ei befrukta eggcelle. Gjennom celledeling veks og utviklar denne eine cella seg. Ho blir til ulike celletypar, vev og organ i eit spesifikt mønster, og etter kvart til eit vakse individ. Informasjon i arvestoffet styrer kva gen som er aktive i ulike celler og til ulike tider, og regulerer dermed prosessen for vekst og utvikling.
Hos dyr skjer utviklinga hovudsakleg på fosterstadiet, og eventuelt på larvestadiet, før dyret går over i ein vekstfase og endar opp som eit vakse individ.
Fosterutviklinga startar når ei eggcelle og ei sædcelle smelter saman ved befrukting, og omfattar utviklinga fram til klekking eller fødsel. Den befrukta eggcella (zygoten) gjennomgår fleire utviklingsstadium før organismen får den karakteristiske forma og funksjonen.
Cellekløyving – frå éi celle til eit fleircella embryo
Først gjennomgår den befrukta eggcella eit delingsstadium der det skjer ei rekkje celledelingar ved mitose. Det er no danna ein celleklump. Dei første 5–7 celledelingane skjer veldig raskt utan at kvar enkelt celle får tid til å vekse. Hos mange dyr formar celleklumpen seg til ein hol "celleball", ein såkalla blastula. Blastulaen har same storleik som den opphavlege zygoten.
Gastrulering – tre ulike cellelag blir danna
Blastulaen dannar utgangspunktet for vidare inndeling i ulike cellelag. På dette utviklingssteget skjer det nye celledelingar og masseflytting av cellene i blastulaen. Prosessen startar ved at dei ytste cellene blir folda inn i det indre holrommet og dannar eit slags beger, den såkalla urmagen. Urmagen er forløparen til kroppshola og gjer at celleklumpen blir delt inn i tre ulike cellelag:
ektoderm – det ytste cellelaget, forløparen til hud og nervesystem
endoderm – det inste cellelaget, som dannar innsida av urmagen og er forløparen til slimhinna på innsida av alle holromma i kroppen
mesoderm – det midtre cellelaget, forløparen til mellom anna muskulatur, blod, bein og bindevev
Denne prosessen blir kalla gastrulering, og embryoet er no blitt til ein gastrula. På dette stadiet startar celledifferensieringa.
Sjå gastrulering hos den afrikanske frosken Xenopus
Dei primitive nesledyra dannar berre to cellelag, ektoderm og endoderm, og beheld urmagen heile livet.
Organogenese – vev og organ blir utvikla
Frå gastrulaen blir dei grunnleggjande organa og den ytre strukturen til kroppen forma. Dette er det siste steget i fosterutviklinga og blir kalla organogenese. På dette utviklingsstadiet endrar cellene fasong og blir plasserte på riktig stad.
Hos dyr finst det fem ulike typar vev:
Overflatevev – dannar ei ytre avgrensing av organismen og dekkjer alle overflatene inne i kroppen.
Støttevev – spesialisert på å knyte saman, støtte og beskytte ulike kroppsstrukturar.
Nervevev – spesialisert på elektriske impulsar og kommunikasjon over lange avstandar.
Muskelvev – spesialisert på kraft og bevegelse.
Flytende vev – består av celler i stadig bevegelse rundt i kroppen, til dømes blodceller og celler knytte til immunforsvaret.
Uavhengig av art er utviklingstrinna i fosterutviklinga meir eller mindre dei same for alle dyr.
Alle dyr, med unntak av svampar, har ei bestemt gruppe gen, såkalla Hox-gen. Desse gena er bevarte gjennom evolusjonen og bestemmer korleis utviklinga hos dyr skal gå føre seg. Dei er dermed hovudansvarlege for den generelle kroppsbygginga:
kor mange ledd kroppen skal delast inn i
talet på og plassering av ulike utvekstar som vengar, bein og antenner
hovud–hale-retning
Det er talet på sett med Hox-gen som bestemmer kompleksiteten hos ulike dyreartar. Primitive virvellause dyr har berre eitt sett, mens alle virveldyr har fire eller fleire sett med Hox-gen.
Openstax (2018). Introduction to Animal Diversity. Henta 14. oktober 2021 frå https://openstax.org/books/biology-2e/pages/27-introduction