Ontogenia: estágios do desenvolvimento animal e suas características

A ontogenia é o processo pelo qual ocorre o desenvolvimento de um indivíduo. O fenômeno começa com a fertilização e se estende até o envelhecimento de seres orgânicos. O campo da biologia responsável pelo estudo da ontogenia é a biologia do desenvolvimento.

Nesse processo, a “tradução” do genótipo ocorre – todas as informações genéticas de uma entidade biológica – no fenótipo que podemos observar. A transformação mais dramática ocorre nos estágios iniciais do desenvolvimento, com a transformação de uma célula em um indivíduo completo.

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Atualmente, a fusão da biologia do desenvolvimento e a teoria da evolução, conhecida como evo-devo, é um corpo de conhecimento muito popular que cresce aos trancos e barrancos. Este novo campo visa explicar a evolução da imensa diversidade de morfologias exibidas pelos organismos vivos.

“Ontogenia recapitula filogenia”

Perspectiva histórica

A relação entre ontogenia e filogenia foi uma visão predominante ao longo do século XXI. É sabido que diferentes espécies de organismos são muito mais semelhantes entre si em seus estágios embrionários do que nas formas adultas. Em 1828, Karl Ernst von Baer notou esse padrão no sífilio Vertebrata.

Baer alertou que em diferentes espécies de tetrápodes existem certas semelhanças no embrião, como brânquias, notocorda, segmentação e membros em forma de barbatana.

Estes são formados antes das características típicas que permitem diagnosticar o grupo em questão em uma ordem de classificação hierárquica mais específica.

Essa idéia foi reformulada pelo famoso – e um dos seguidores mais apaixonados de Charles Darwin – biólogo da Alemanha, Ernst Haeckel.

Haeckel é creditado com a famosa frase “a ontogenia recapitula a filogenia”. Em outras palavras, a recapitulação propõe que o desenvolvimento de um organismo repita sua história evolutiva das formas adultas de seus ancestrais.

Visão atual

Embora hoje a frase seja bem conhecida, em meados do século XXI ficou claro que a proposta de Haeckel raramente é cumprida.

SJ Gould, o famoso paleontólogo e biólogo evolucionário, apresentou suas idéias sobre a recapitulação no que ele chamou de “o princípio da adição terminal”. Para Gould, a recapitulação pode ocorrer desde que a mudança evolutiva ocorra pela adição sucessiva de estágios no final de uma ontogenia ancestral.

Da mesma forma, também deve ser cumprido que a duração temporal da ontogenia ancestral deve ser reduzida à medida que a linhagem evolui.

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Hoje, metodologias modernas conseguiram refutar o conceito de adição proposto pela lei biogenética.

Para Haeckel, essa adição ocorreu devido ao uso continuado dos órgãos. No entanto, as implicações evolutivas do uso e desuso de órgãos foram descartadas.

Sabe-se atualmente que os arcos branquiais nos estados embrionários de mamíferos e répteis nunca têm a forma correspondente a peixes adultos.

Além disso, existem variações de tempo ou sincronização nas quais ocorrem certos estágios de desenvolvimento. Na biologia evolutiva, essa mudança é chamada heterocronia.

Etapas do desenvolvimento animal

A ontogenia abrange todos os processos de desenvolvimento de seres orgânicos, começando com a fertilização e terminando com o envelhecimento.

Logicamente, as transformações mais dramáticas ocorrem nos primeiros ataques, onde uma única célula é capaz de formar um indivíduo inteiro. A seguir, descreveremos o processo de ontogenia, enfatizando os estágios embrionários.

Maturação de oócitos

Durante o processo de oogênese, um ovo (o gameta feminino, também chamado ovo) é preparado para fertilização e para os estágios iniciais de desenvolvimento. Isso ocorre através do acúmulo de material de reserva para o futuro.

O citoplasma do óvulo é um ambiente rico em diferentes biomoléculas, principalmente RNA mensageiro, ribossomos, RNA de transferência e outras máquinas necessárias para a síntese de proteínas. O núcleo celular também experimenta um crescimento significativo.

O espermatozóide não requer esse processo, sua estratégia é eliminar todo o citoplasma possível e condensar o núcleo para conservar pequenas dimensões.

Fertilização

O evento que marca o início da ontogenia é a fertilização, que envolve a união de um gameta masculino e feminino, geralmente durante o ato de reprodução sexual.

No caso de fertilização externa, como em muitos organismos marinhos, ambos os gametas são expelidos para a água e são encontrados aleatoriamente.

Na fertilização, o número diplóide do indivíduo é reintegrado e permite os processos de combinação entre os genes paterno e materno.

Em certos casos, o esperma não é necessário para ativar o desenvolvimento. Mas na maioria dos indivíduos, o embrião não se desenvolve da maneira correta. Da mesma forma, algumas espécies podem se reproduzir por partenogênese, onde o desenvolvimento normal do embrião ocorre sem a necessidade de esperma.

Por outro lado, alguns óvulos requerem ativação de espermatozóides, mas não incorporam o material genético desse gameta masculino no embrião.

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O esperma e o óvulo devem ser reconhecidos corretamente para que todos os eventos pós-fertilização possam ocorrer. Esse reconhecimento é mediado por uma série de proteínas específicas de cada espécie. Existem também barreiras que impedem que um óvulo, uma vez fertilizado, seja atingido por um segundo esperma.

Embriogênese

Após a fertilização e ativação dos óvulos, ocorrem os primeiros estágios de desenvolvimento. Na segmentação, o embrião se divide repetidamente para se tornar um grupo de células chamadas blastômeros.

Durante este último período, o crescimento celular não ocorre, apenas a subdivisão da massa ocorre. No final, você tem centenas ou milhares de células, dando lugar ao estado da blástula.

À medida que o embrião se desenvolve, adquire uma polaridade. Portanto, eles podem distinguir entre o pólo da planta, localizado em uma extremidade, e o pólo animal, rico em citoplasma. Este eixo fornece uma referência para o desenvolvimento.

Tipos de ovos

Dependendo da quantidade de vitello que o ovo possui e da distribuição da referida substância, o ovo pode ser classificado como oligolecitos, heterolecitos, telolecitos e centrolecitos.

Os primeiros têm, como o nome indica, uma pequena quantidade de vitello e são distribuídos mais ou menos uniformes por todo o ovo. Geralmente seu tamanho é pequeno. Os heterolecitos têm mais vitelo que oligolecitos e o vitelo está concentrado no pólo vegetativo.

Os telolecitos apresentam uma quantidade abundante de vitello, ocupando quase todo o ovo. Finalmente, os centrolecitos possuem todo o vitelo concentrado na região central do ovo.

Blastulation

A blástula é uma massa formada por células. Nos mamíferos, esse grupo de células é chamado de blastócito, enquanto na maioria dos animais as células se fixam em torno de uma cavidade central do fluido, chamada blastocele.

No estado da blástula, foi possível mostrar um grande aumento em termos da quantidade de DNA. No entanto, o tamanho de todo o embrião não é muito maior que o zigoto original.

Infraestrutura

A gastrulação converte a blástula de forma esférica e simples, em uma estrutura muito mais complexa, com duas camadas germinativas. Este processo é heterogêneo se compararmos as diferentes linhagens de animais. Em alguns casos, uma segunda camada é formada sem criar uma cavidade interna.

A abertura para o intestino é chamada blastoporo. O destino do blastoporo é uma característica muito importante para a divisão de duas grandes linhagens: os protostomados e os deuterostomados. No primeiro grupo, o blastoporo dá origem à boca, enquanto no segundo, o blastoporo origina o ânus.

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Assim, a gástrula tem duas camadas: uma externa que circunda a blastocele, chamada ectoderma, e a interna chamada endoderme.

A maioria dos animais possui uma terceira camada germinativa, a mesoderma, localizada entre as duas camadas mencionadas acima. O mesoderma pode ser formado de duas maneiras: as células surgem a partir de uma região ventral do lábio do blastoporo e de lá proliferam ou a partir da região central das paredes do arquenterônio.

No final da gastrulação, o ectoderma cobre o embrião e o mesoderma e o endoderme estão localizados na porção interna. Em outras palavras, as células têm uma posição final diferente daquela que elas iniciaram.

Formação Celoma

O celoma é uma cavidade do corpo cercada por mesoderma. Isso ocorre porque durante o processo de gastrulação, a blastocele se enche quase completamente com mesoderma.

Essa cavidade celomática pode aparecer de duas maneiras: esquizofílica ou enterocélica. No entanto, ambas as células são funcionalmente equivalentes.

Organogênese

A organogênese compreende uma série de processos em que cada um dos órgãos é formado.

Os eventos mais relevantes incluem a migração de células específicas para o local onde são necessárias para formar o referido órgão.

Expressão gênica durante ontogenia

No desenvolvimento, foi determinado que a epigênese ocorre em três estados: formação dos padrões, determinação da posição do corpo e na indução da posição correta para as extremidades e os diferentes órgãos.

Para gerar uma resposta, existem certos produtos gênicos, chamados morfogênios (a definição dessas entidades é teórica, não química). Eles funcionam graças à formação de um gradiente diferencial, fornecendo informações espaciais.

Quanto aos genes envolvidos, os genes homeóticos têm papel fundamental no desenvolvimento dos indivíduos, pois definem a identidade dos segmentos.

Referências

  1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF e Wake, DB (1979). Tamanho e forma na ontogenia e na filogenia.Paleobiology , 5 (3), 296-317.
  2. Curtis, H. & Barnes, NS (1994). Convite para biologia . Macmillan
  3. Gould, SJ (1977).Ontogenia e filogenia . Harvard University Press.
  4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia . McGraw – Hill.
  5. Kardong, KV (2006). Vertebrados: anatomia comparada, função, evolução . McGraw-Hill
  6. McKinney, ML; McNamara, KJ (2013).Heterocronia: a evolução da ontogenia . Springer Science & Business Media.

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