Fagstoff

Fosterutvikling: frå celle til individ

Med få unntak formeirar alle dyr seg ved kjønna formeiring. Den befrukta eggcella veks og utviklar seg til å bli eit vakse individ. Korleis skjer denne utviklinga hos dyr?

Eit stort og to små insekt på eit blad. Foto. — Plantelus (*Aphididae*). Vakse individ med vengar saman med unge individ av same art.

Nysgjerrigper!

Korleis utvikla du deg frå å vere éi celle til å bli eit velfungerande menneske?

Vekst og utvikling – frå celle til vakse individ

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.

Ulike stadium i utviklinga hos fisk: Det begynner med eit lite, rundt egg. Egget blir så fylt med fleire og fleire strukturar. Egget blir klekt, og ut kjem ein liten larve. Larven blir meir og meir spesialisert. Foto. — Ulike stadium i utviklinga hos fisk. Frå egg til frittsymjande larve.

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.

Fosterutvikling

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.

Ei celle deler seg mange gonger og utviklar meir komplekse strukturar i prosessen fram mot å bli eit embryo. Illustrasjon.

Cellekløyving – frå éi celle til eit fleircella embryo

Ei stor celle som har delt seg og inneheld åtte mindre celler. Foto. — Ein celleklump som består av åtte celler. Dette er eit tre dagar gammalt menneskeembryo.

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

Ein hol celleball utviklar seg til å få tre spesialiserte cellelag. Illustrasjon. — Gastruleringsprosessen, det stadiet i fosterutviklinga der dei tre første cellelaga 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.

Ei samling av gjennomsiktige geléklumpar med små fiskar inni. Foto. — I desse gjennomsiktige amfibieegga er det tydeleg at cellene er organiserte i ulike vev og organ på eit tidleg stadium i livet til organismen.

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.

Spesifikke utviklingsgen

Fire rader (A–D) som viser ulike fargemønster. Fargemønstera representerer ulike genuttrykk for kvart av fire sett med gen. Desse fargemønstera blir spegla i ein silhuett av ein menneskekropp og ein silhuett av eit museembryo. Illustrasjon. — Hox-gen bestemmer embryoutviklinga hos dyr. Virveldyr har fire sett med Hox-gen (A–D). Ulike Hox-gen er aktive i ulike celler og på ulike tidspunkt i embryoutviklinga. Dei kroppsdelane som blir styrte av dei ulike gena, har same fargekode. Illustrasjonen viser også korleis Hox-gena blir uttrykte hos mus samanlikna med hos menneske.

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.

Kjelder

Openstax (2018). Introduction to Animal Diversity. Henta 14. oktober 2021 frå https://openstax.org/books/biology-2e/pages/27-introduction

CC BY-SASkrive av Camilla Øvstebø .

Sist fagleg oppdatert 27.10.2021