ŘÍŠE: ŽIVOČICHY VÝVOJOVÁ BIOLOGIE gmail · 2020. 11. 27. · Obecná charakteristika živočichů. Dělení na skupiny dle různých znaků (ne taxonomicky): mnohobuněční(metazoa)

ŘÍŠE: ŽIVOČICHY VÝVOJOVÁ BIOLOGIE

Mgr. Katarína Chalásová, [email protected]

1

Obecná charakteristika živočichů

Živočichy (animalia): většinou mnohobuněčnéprimárně pohyblivépohlavně i nepohlavně se rozmnožujícíeukaryotickéchemoheterotrofní

Systém živočichů – samostatná prezentace

2


Dělení na skupiny dle různých znaků (ne taxonomicky):

mnohobuněční (metazoa) – specializované buňky, min dva listy

asymetrické – bez roviny souměrnosti, bez pravých tkání, buňky

spolu nesouvisí morfologicky ani funkčně = vícebuněční

vločkovci, houby1

1

2

23


symetrické – pravé tkáně, bb morfologicky i funkčně spolu souvisejí

paprsčitá = radiální souměrnost (radialia)

– buňky tvoří dva listy (endo a ektoderm) = dvojvrství = diblastika

žahavci, žebernatky

bilaterální souměrnost = bilateralia

– buňky tvoří tři listy (endo, mezo a ektoderm) = triblastika

1 1 2

4


symetrické - bilateralia – triblastica další dělení dle tělních dutin:

schizocoel

• prostor vyplňuje houbovitá tkáň

• ne jednotní dutina = acelní

• ploštěnci, pásnice, mechovnatci, morulovci

1

1

3

2

5


pseudocoel

• jednotní dutina s orgány, bez vnitřní výstelky

• „hlísti“ – proteinová kutikula na povrchu těla

- průchodná trávicí soustava, protonefridie

- obhltanový prstenec + pruhy dozadu

• hlístice, vířníci, břichobrvky, strunovci, rypečky, hlavatci, vrtějši

1

2

3

5

7

6

Obecná charakteristika živočichů coelom – mezoderm tvoří buněčnou vrstvu vystýlající tělní dutinu

• dutina vsunuta do prvotní = druhotní tělní dutina

• dala vznik dalším orgánovým soustavám

• měkkýši, sumýšovci, rypohlavci, kroužkovci, bradatice, želvušky,

drápkovci, členovci, chapadlovky, ramenonožci, mechovky, ploutvenky,

ostnokožci, polostrunatci, strunatci 1

4

15

13 8

7


Dalším kritériem může být dělení podle embryonálních úst:

prvoústí (protostomia)

- teloblasticky

druhoústí (deuterostomia)

- enterocelně

• ploutvenky,

• ostnokožci,

• polostrunatci,

• strunatci8


somatologie – o funkci a stavbě organismu člověka

anatomie – popis stavby těla

fyziologie – popis funkci jednotlivých částí a procesů

biochemie a biofyzika – popis chemické a fyzikální podstaty dějů

genetika – dědičnost a proměnlivost

antropologie – věda o člověku v nejširším smyslu9


cytologie – věda o buňce (cellula) – 1x použil pojem Robert Hook

– buněčná teorie – M.J.Schleiden a T. Schwam – „všechno je z buněk“

– R. Wirchov – „Omni cellula, cellula est“ = buňka jen z buňky

10


histologie – věda o tkáních

• u živočichů jsou 4 základní typy tkání:

– epitelová tkáň

– pojivová tkáň

– svalová tkáň

– nervová tkáň

• Epitel – slouží ke krytí povrchu a jako výstelka dutin

– buňky jsou hustě nahloučený a nasedají na bazální laminu (BZ

zabezpečuje výměnu látek mezi tkáněmi, regeneraci a orientaci)

11


Epitel:

1. jednovrstevný

a) plochý (dlaždicový) – výstelka cév

b) krychlový (kubický) – renální tubuly

c) válcovitý (cylindrický) – výstelka střeva

2. vícevrstevný

a) plochý (dlaždicový) - pokožka

b) krychlový (kubický) – výstelka močové trubice

c) válcovitý (cylindrický) – výstelka dýchacích cest

12


Epitel:

1. jednovrstevný

a) plochý (dlaždicový) – výstelka cév

b) krychlový (kubický) –renální tubuly

c) válcovitý (cylindrický) – výstelka střeva

2. vícevrstevný

a) plochý (dlaždicový) - pokožka

b) krychlový (kubický) – výstelka močové trubice

c) válcovitý (cylindrický) – výstelka dýchacích cest

13


Epitel podle funkce:

a) krycí a výstelkový – pokožka, výstelka střeva

b) žlázový – bb vylučují produkt – základ žláz

c) resorpční – přijímá látky a transportuje je do cév

d) respirační – plicní sklípky

e) smyslový – citlivý na fyzikální a chemické podněty

14

Vývojová biologie - Historie

Aristoteles – 1. experimenty o vývojových stádiích – preparoval vejce

William Harvey – ne jen metamorfóza, ale i epigeneze, „ovo omni“

Antoni van Leeuwenhoek – teorie preformace a mechanicizmu

Carl Ernst von Baer – ontogeneze je zkrácenou fylogenezí

Thomas Hunt Morgan – zavedl Drosophylu jako model vývojové biol

Hans Driesch – vyvrátil mechanistickou teorii – separací 2 blastomer

Sydney Brenner – zavedl Caenorhabditis jako model vývojové genetiky

15

Vývojová biologie – základní procesy

Život začíná fúzí 2 haploidních generativních buněk → vznikem zygoty

Embryogeneze – oplození (tvorba zygoty)

– rýhování (vznik blastuly)

– gastrulace (vznik gastruly, 2—3 vrstev buněk)

– organogeneze (př. neurulace)

– histogeneze (funkční specializace)

16

Základní procesy vývoje

Rýhování = za sebou jdoucí mitotické dělení • dělení rychle, potlačena interfáze (jenom S fáze)• bez vzrůstu objemu a hmoty• buňky stále menší a menší• nejdřív synchronně, • pak někde rychlejší = asynchronně• výsledkem je morula • bez transkripce – všechna mRNA z oocytu• ve dvou formách:

holoblastické (totální)o ekvální – dceřiné buňky stejně velikéo neekvální - dceřiné buňky různé

meroblastické (parciální) – dělí se jen jádra17


Blastogeneze

• pokračování rýhování do stadia blastuly

• blastula = dutá koule s dutinou vyplněnou tekutinou/žloutkem

• blastocoel = dutina

• blastoderm = epitelová stěna

• u savců je to blastocysta, u které se záhy buňky rozdělují na:

trofoblast

zárodeční masu

18


Gastrulace = přemísťování buněk z povrchové vrstvy dovnitř blastuly

• vytváří se trojrozměrné prostorové uspořádání vícevrstevného těla

• od slova „gaster“ = žaludek – vznik primordiálního střeva

• ukončení využívání informací maternálního původu – využití

vlastní genetické výbavy – rychlá transkripce RNA

19

Gastrulace = přemísťování buněk z povrchové vrstvy dovnitř blastuly

• vytváří se trojrozměrné prostorové uspořádání vícevrstevného těla

• od slova „gaster“ = žaludek – vznik primordiálního střeva

• ukončení využívání informací maternálního původu – využití

vlastní genetické výbavy – rychlá transkripce RNA


20


vchlípené vrstvy pokrývající vnitřní dutinu se stávají endodermem

výsledkem gastrulace je embryo s 2—3 zárodečnými listy

– (diblastica / triblastika)

ektoderm

endoderm

mezoderm

21


vchlípené vrstvy pokrývající vnitřní dutinu se stávají endodermem

výsledkem gastrulace je embryo s 2—3 zárodečnými listy

– (diblastica / triblastika)

ektoderm – vnější vrstva, z něj: pokožka a její deriváty, vzdušnice u hmyzu, exkreční orgány u bezobratlých, periferní části trávicí soustavy, nervová soustava a smyslové buňky, část kostry obličeje, dřen nadledvin

endoderm – vnitřní vrstva, z něj: trávicí soustava a žlázy z něj, štítná žláza, příštítné tělíska, brzlík, plíce u obratlovců

mezoderm – vrstva vmezeřena mezi zárodek střeva a ektoderm, z něj: kosti, svaly, škára, exkreční orgány obratlovců, oběhová soustava, gonády, pravá tělní dutina

22


organogeneze – výsledkem je zárodek s orgánovými základy

u savců - plod = fetus (u člověka od 8. týdne vývoje)

23

Výživa a ochrana zárodku

žloutek – živiny, žloutková rezerva ve vajíčku, od matky

• podle objemu zárodek různého stupně dokonalosti:

- malý obsah – larva u hmyzu

- hodně žloutku – ptáci, plazy – postačí na celý vývoj

- téměř nic u savců – výživa matkou

24

zárodeční obaly

• potřeba vývoje ve vodě – vysychání

• hmyz - kutikula

• vejcorodí obratlovci – bílek

• vznik obalů (u skupiny blanatí = amniota → plazi, ptáci, savci):

amnion – uzavře zárodek do amniové dutiny a amniovou tekutinou

chorion – obaluje zárodek i s amnionem a žloutkem

alantois – ze zadní časti střeva, plochý vak, hromadí se tady

metabolická voda


25


placenta (u placentárních savců)

• na stavbě se podílí alantois, chorion a žloutkový vak

• výživa z mateřské krve (3 týden iuv– bije srdce, komplet výživa)

26

Diferenciace

proliferace – dělení, mitóza

diferenciace – rozlišování buněk – v správní čas a na správním místě

na různé typy podle tvaru a funkce

• geneticky řízená aktivací a blokací skupin genů

• vývoj začíná pluripotentní základní buňkou (≠ multipotentní)

• -blast = buňka determinovaná, naprogramovaná ale dělí se

• -cyt = po terminální diferenciaci k plnění specifické funkce, nedělí se

→ osud diferencované buňky možno zvrátit – princip klonování

27

Diferenciace

28

Pluripotence – princip klonování

29

Larvální vývoj a metamorfóza

• přímý vývoj – z vajíčka jedinec podobný dospělci

• nepřímý vývoj – vloženo stadium larvy – často jiná strava a prostředío proměna nedokonalá – nymfa podobná dospělci, svlékáním se mu stále více

přibližuje

o proměna dokonalá – stadium kukly → rozmnožování schopný jedinec

30


Metamorfóza = přeměna larvy v dospělce

• řízená hormony

• dle stavu organizmu a prostředí

hmyz:

- corpus allatum → juvenilní hormon → zabraňuje metamorfóze

- vnější podmínky → corpus allatum →prothorakotropní hormom

→uvolňování ekdyzonu z prothorakální žlázy → metamorfóza

žába:

- metamorfóze bráni prolaktin

- hypotalamus → adenohypofýza → TSH → štítná žláza → tyroxin31


hmyz:

32


žába:

33

Regenerace

= schopnost nahradit část těla růstem / přestavbou tkání

zárodek – může doplnit i značnou část těla

NE s mozaikovým vývojem – části definované již ve vajíčku (pláštěnci)

hvězdice, ploštěnci, žahavci – velká regenerační schopnost, můžou obnovit

kompletní tělo z poměrně malých částí (nepohlavní rozmnožování)

34

Regenerace

Fyziologická regenerace

obnova tkání dělením buněk, téměř u všech živočíchů

hlístice – bez regenerace – buňky od počátku určený svůj osud

člověk – ne orgány, ale některé buňky ano (jiné ne)

Reparativní regenerace

náhrada ztracených částí těla, zejména končetin

huby, žahavci, ploštěnky, ocasatí obojživelníci, hmyz

Autotomie – schopnost oddělit část těla (obrana, útěk)

• konec ocasu u ještěrky, končetiny hmyzu…35

Regenerace

Fyziologická regenerace

obnova tkání dělením buněk

hlístice – bez regenerace

člověk – ne orgány, ale některé buňky ano (jiné ne)

Repatarivní regenerace

náhrada ztracených částí těla

huby, žahavci, ploštěnky, ocasatí obojživelníci, hmyz

Autotomie – schopnost oddělit část těla (obrana, útěk)

• konec ocasu u ještěrky, končetiny hmyzu…36

Regenerace

Rekonstituce – znovuvýstavba celého těla nebo jeho části

a) multipotentní bb schopné diferencovat

b) diferencované schopné dediferenciace → regenerační

blastém → proliferace → rediferenciace

37


38

Růst a stárnutí

• velikost druhově specifická a geneticky daná (telomery)

• růst jen omezenou dobu vs. celý život (ryby)

a) zvyšování hmoty dělením buněk• novorozenec 2x1012, dospělý 6x1013, háďátko 959, vířník 32

b) růst stávajících buněk bez dělení

c) zvyšováním mezibuněčné hmoty• kosti, chrupavky

39

• růstové faktory

• u obratlovců – růstový hormon hypofýzy –

• u člověka somatotropní STH (epifyzární štěrbiny)

o gigantizmus (Sultan Kösen - 251 cm, 2009)

o nanizmus (Khágendra Magar – 54,6 cm, 2012, † 2015)

o akromegalie

Růst a stárnutí

40

Růst a stárnutí

• růst musí být dokonale regulovaný

• nekoordinované dělení buněk → nádorové bujnění

• protoonkogeny → onkogeny

• nádorové supresory

• zhoubný = maligní nádor → metastáze

• nezhoubný = benigní nádor

• karcinogenní látky a vlivy → mutace (p53, telomeráza)

41

Růst a stárnutí

Stárnutí = senescence

• délka života druhově specifická, geneticky daná (+způsob života)o nejstarší člověk Japonka Kane Tanakaová - 116 let, 2019, *1903

• opravy genetických chyb → účinnost klesá → hromadění chyb

• zkracování telomer → zastavení dělení, regenerace

• pokles funkce orgánů (ledviny 1% / rok)

Apoptóza

programovaná, fyziologická smrt buňky (≠ nekróza)

vývoj – vznik dutin, oddělení prstů…)

Smrt organizmu – odstranění „opotřebovaných“ jedinců, uvolnění prostoru42

Documents

ŘÍŠE: ŽIVOČICHY VÝVOJOVÁ BIOLOGIE gmail · 2020. 11. 27. · Obecná charakteristika živočichů. Dělení na skupiny dle různých znaků (ne taxonomicky): mnohobuněční(metazoa)