The embrion Project Encyclopedia (Polski)
Mesoderm jest jedną z trzech warstw zarodkowych, grup komórek, które oddziałują we wczesnym okresie życia embrionalnego zwierząt i z których powstają narządy i tkanki. W miarę powstawania narządów, procesu zwanego organogenezą, mezoderma wchodzi w interakcje z endodermą i ektodermą, powodując powstanie przewodu pokarmowego, serca i mięśni szkieletowych, czerwonych krwinek i kanalików nerkowych, a także rodzaju tkanki łącznej zwanej mezenchymą., Wszystkie zwierzęta, które mają tylko jedną płaszczyznę symetrii przez ciało, zwaną symetrią dwustronną, tworzą trzy warstwy zarodkowe. Zwierzęta, które mają tylko dwie warstwy zarodkowe, rozwijają otwarte jamy trawienne. Natomiast ewolucyjny rozwój mezodermy pozwolił u zwierząt na tworzenie narządów wewnętrznych, takich jak żołądki i jelita (wnętrzności).
gastrula jest wczesnym stadium rozwoju, podczas którego zarodek, następnie jednowarstwowa kula komórek zwana blastula, przekształca się w trzywarstwową kulkę komórek, zwaną gastrula., Podczas tego procesu pierwotne warstwy zarodkowe, endoderma i ektoderma, oddziałują na siebie tworząc trzecią, zwaną mezodermą. Na początku procesu reorganizacji może powstać grupa komórek prekursorowych, które mają potencjał do przekształcenia się w mezodermę lub endodermę; tkanka ta nazywana jest mezendodermą. Mesendoderm występuje u gatunków od szkarłupni, takich jak jeżowce, myszy, Mus musculus. Proces, który powoduje powstanie mezodermy, tworzy również wzór grzbietowo-brzuszny w obrębie mezodermy., Ten wzorzec mezodermy organizuje komórki w określonych miejscach wzdłuż osi grzbietowo-brzusznej, a lokalizacja komórki ” s określa, jakie rodzaje komórek ona i jej komórki potomne mogą się stać (los komórek).
Mezoderma, wraz z dwoma pozostałymi warstwami zarodkowymi, została odkryta na początku XIX wieku. W 1817 roku Christian Pander otrzymał tytuł doktora nauk medycznych na Uniwersytecie w Würzburgu w Niemczech., „Beiträge zur Entwickelungsgeschichte des Hühnchens im Eie” (wkład do historii rozwoju kury w jajku) opisał, w jaki sposób dwie warstwy zarodka kurzego dają początek jednej trzeciej, opisując proces gastrulacji u pisklęcia Gallus gallus. W całym swoim tekście Pander pisał zarówno o niezależności, jak i współzależności tych warstw—chociaż można je rozróżnić, warstwy zdawały się współpracować, tworząc organy.
po odkryciu Panera, seria dziewiętnastowiecznych naukowców badała powstawanie i pochodne warstw zarodkowych., Karl Ernst von Baer, profesor anatomii na Uniwersytecie w Królewcu, w Królewcu, w 1828 Über die Entwickelungsgeschichte der Thiere. Beobachtung und Reflexion (o historii rozwoju zwierząt. Obserwacje i refleksje), Rozszerzona koncepcja warstw zarodkowych, która ma zastosowanie do wszystkich kręgowców. W 1849 roku historyk przyrody Thomas Henry Huxley z Anglii ponownie rozszerzył tę koncepcję, w swoim artykule ” On The Anatomy and Affinities of the Family of the Medusae.,”Poprzez badania anatomiczne meduzy, Huxley doszedł do wniosku, że dwie warstwy tkankowe, które widział u dorosłej meduzy, miały taki sam stosunek do siebie, jak warstwy opisane przez Pandera w zarodku pisklęcia. Kiedy Huxley argumentował, że budowa ciała dorosłej meduzy jest podobna do budowy zarodków kręgowców, połączył królestwa kręgowców i bezkręgowców i połączył badania wzrostu i rozwoju, zwane ontogenezą, z badaniem związków między organizmami, zwanych filogenezą., Obserwacja Huxleya, że etapy rozwojowe odzwierciedlają ewolucję, ustanowiła trend, w którym naukowcy zaczęli badać kwestie ewolucyjne, badając embriony. Metody te stały się podstawą dla prac dziewiętnastowiecznych naukowców, takich jak Charles Darwin w Anglii i Ernst Haeckel w Niemczech. Huxley zastosował termin mesoderm dla środkowej warstwy zarodkowej w wydaniu z 1871 roku podręcznika anatomii zwierząt kręgowych.
pod koniec XIX wieku wzrosło zainteresowanie warstwami zarodkowymi., W wyniku odnowionego związku embriologii i filogenezy niektórzy twierdzili, że uniwersalne relacje warstw zarodkowych mogą istnieć w całym królestwie zwierząt. Teoria warstwy zarodkowej utrzymywała, że we wszystkich gatunkach zwierząt każda z warstw zarodkowych powoduje powstanie ustalonego zestawu narządów homologicznych między taksonami. Naukowcy tacy jak Aleksandr Kowalewski z Uniwersytetu Petersburskiego w Petersburgu i Ernst Haeckel przyczynili się do doktryny teorii warstwy zarodkowej dla embriologów począwszy od końca lat 60.,
niektórzy XIX-wieczni naukowcy, jak Edmund Beecher Wilson, w Stanach Zjednoczonych, i wielu naukowców w Niemczech, w tym Wilhelm His, Rudolf Albert von Kölliker i Oscar i Richard Hertwig, sprzeciwiali się teorii warstwy zarodkowej. Naukowcy ci często tworzyli własne teorie na temat rozwoju warstw zarodkowych. Na przykład bracia Oscar i Richard Hertwig stworzyli koncepcję zwaną teorią Coeloma, aby wyjaśnić źródło i rozwój mezodermy pod względem filogenetycznym. W ich Die Coelomtheorie., Versucheiner Erklärung des mittleren Keimblättes (Coelom Theory: An Attempt to Explain the Middele Germ Layer) bracia Hertwig zakwestionowali homologiczne relacje między warstwami zarodkowymi w obrębie taksonów. Zamiast tego Hertwigowie postrzegali warstwy zarodkowe, zwłaszcza mezodermę, jako surowce, które mogły rozwinąć się w różne organy w odpowiedzi na różne warunki istnienia.
teoria warstwy zarodkowej pozostała wpływowa na przełomie XIX i XX wieku., Doktryna została jednak ostatecznie zdemontowana na początku XX wieku przez naukowców takich jak Hans Spemann na Uniwersytecie we Fryburgu we Freiburgu w Niemczech i jego doktorantka Hilde Proescholdt Mangold, a także Sven Hörstadius pracujący na Uniwersytecie w Uppsali w Szwecji. Badacze ci wykazali, że losy warstw zarodkowych nie były do końca sprecyzowane i że różniły się one w zależności od gatunku., Po takich pracach naukowcy coraz częściej eksperymentowali z embrionami różnych gatunków i szczegółowo opisywali, w jaki sposób mezoderma powstaje w wyniku interakcji ektodermy i endodermy.
w 1969 roku Pieter D. Nieuwkoop, dyrektor Laboratorium Hubrechta w Królewskiej holenderskiej Akademii Sztuk i Nauk, w Utrechcie, opublikował artykuł, który poruszał kwestię rozwoju mezodermy u kręgowców. Nieuwkoop wykorzystał zarodki Salamandra Ambystoma mexicanum do sprawdzenia zdolności różnych części jaja płaza do różnicowania się w różne rodzaje komórek., Wyodrębnił sekcje, które dałyby początek ektodermie i endodermie i pozwolił im rozwijać się niezależnie; odkrył, że mezoderma nie może tworzyć się bez interakcji tych dwóch tkanek. Kiedy Nieuwkoop rekombinował obszary ektodermy i endodermy, endoderma indukowała mezodermę tworząc w sąsiednim regionie ektodermy. Wykorzystując te doświadczenia, Nieuwkoop wykazał również, że proces indukcji ustanawia polarność w mezodermie, tak że endoderma grzbietowa indukuje mezodermę grzbietową, podczas gdy endoderma brzuszna indukuje mezodermę brzuszną.,
podczas gdy Nieuwkoop był w stanie rozpoznać rolę warstw zarodkowych dla indukcji mezodermy, sygnały zaangażowane w aktywację genetyczną procesu pozostały nieznane. Począwszy od połowy lat 80. naukowcy zaczęli określać cząsteczki odpowiedzialne za indukcję mezodermalną. Odkryli, że co najmniej cztery rodziny szlaków kodowania białek lub czynników sygnalizacyjnych, Vg1/węzłowy, BMP, Wnt i FGF, kierują indukcją i utrzymaniem mezodermy u kręgowców., W 2002 Eric Davidson i jego współpracownicy z California Institute of Technology w Pasadenie w Kalifornii opisali sieć genów regulujących specyfikację mezodermy i endodermy w jeżowcu, a Davidson potwierdził tę sieć w 2012 z Sagarem Damle.