Fosterutvikling: fra celle til individ
Nysgjerrigper!
Hvordan utviklet du deg fra å være én celle til å bli et velfungerende menneske?
Dyr starter livet som én enkelt celle – vanligvis en befruktet eggcelle. Gjennom celledeling vokser og utvikler denne ene cellen seg. Den blir til ulike celletyper, vev og organer i et spesifikt mønster, og etter hvert til et voksent individ. Informasjon i arvestoffet styrer hvilke gener som er aktive i ulike celler og til ulike tider, og regulerer dermed prosessen for vekst og utvikling.
Hos dyr foregår utviklingen hovedsakelig på fosterstadiet, og eventuelt på larvestadiet, før dyret går over i en vekstfase og ender opp som et voksent individ.
Fosterutviklingen starter når en eggcelle og en sædcelle smelter sammen ved befruktning, og omfatter utviklingen fram til klekking eller fødsel. Den befruktede eggcellen (zygoten) gjennomgår flere utviklingsstadier før organismen får sin karakteristiske form og funksjon.
Cellekløyving – fra én celle til et flercellet embryo
Først gjennomgår den befruktede eggcellen et delingsstadium der det skjer en rekke celledelinger ved mitose. Det er nå dannet en celleklump. De første 5–7 celledelingene skjer veldig raskt uten at hver enkelt celle får tid til å vokse. Hos mange dyr former celleklumpen seg til en hul "celleball", en såkalt blastula. Blastulaen har samme størrelse som den opprinnelige zygoten.
Gastrulering – tre ulike cellelag dannes
Blastulaen danner utgangspunktet for videre inndeling i ulike cellelag. På dette utviklingssteget skjer det nye celledelinger og masseforflytning av cellene i blastulaen. Prosessen starter ved at de ytterste cellene foldes inn i det indre hulrommet og danner et slags beger, den såkalte urmagen. Urmagen er forløperen til kroppshulen og gjør at celleklumpen deles inn i tre ulike cellelag:
ektoderm – det ytterste cellelaget, forløperen til hud og nervesystem
endoderm – det innerste cellelaget, som danner innsiden av urmagen og er forløperen til slimhinnen på innsiden av alle kroppens hulrom
mesoderm – det midterste cellelaget, forløperen til blant annet muskulatur, blod, bein og bindevev
Denne prosessen kalles gastrulering, og embryoet er nå blitt til en gastrula. På dette stadiet starter celledifferensieringen.
Se gastrulering hos den afrikanske frosken Xenopus
De primitive nesledyrene danner bare to cellelag, ektoderm og endoderm, og beholder urmagen hele livet.
Organogenese – vev og organer utvikles
Fra gastrulaen formes de grunnleggende organene og den ytre strukturen til kroppen. Dette er det siste steget i fosterutviklingen og kalles organogenese. På dette utviklingsstadiet endrer cellene fasong og plasseres på riktig sted.
Hos dyr finnes det fem ulike typer vev:
Overflatevev – danner en ytre avgrensing av organismen og dekker alle overflatene inne i kroppen.
Støttevev – spesialisert på å knytte sammen, støtte og beskytte ulike kroppsstrukturer.
Nervevev – spesialisert på elektriske impulser og kommunikasjon over lange avstander.
Muskelvev – spesialisert på kraft og bevegelse.
Flytende vev – består av celler i stadig bevegelse rundt i kroppen som blodceller og celler tilknyttet immunforsvaret.
Uavhengig av art er utviklingstrinnene i fosterutviklingen mer eller mindre de samme for alle dyr.
Alle dyr, med unntak av svamper, har ei bestemt gruppe gener, såkalte Hox-gener. Disse genene er bevart gjennom evolusjonen og bestemmer hvordan utviklingen hos dyr skal foregå. De er dermed hovedansvarlige for den generelle kroppsbygningen:
hvor mange ledd kroppen skal deles inn i
antall og plassering av ulike utvekster som vinger, bein og antenner
hode–hale-retning
Det er antall sett med Hox-gener som bestemmer kompleksiteten hos ulike dyrearter. Primitive virvelløse dyr har bare ett sett, mens alle virveldyr har fire eller flere sett med Hox-gener.
Openstax (2018). Introduction to Animal Diversity. Hentet 14. oktober 2021 fra https://openstax.org/books/biology-2e/pages/27-introduction