器官发生
器官发生
器官发生(organogenesis),又称器官形成,是指脊椎动物个体发育过程中,由器官原基演化为成熟器官的过程。在这个过程中,各种器官经历了形态发生和组织分化,形成了特定的形态并具备相应的生理功能。
形态发生过程
器官发生的初始阶段,通过形态发生运动,各个胚层的细胞建立了特定的空间关系,奠定了胚胎的基本格局。脊椎动物各纲胚胎的基本格局大致相同,包括中胚层的脊索、外胚层的神经管、内胚层的原始肠管以及两侧的预定体节和侧部中胚层。外胚层的表皮覆盖整个胚胎。随后,这三个胚层的细胞形成各种器官原基,通过组织分化发育成为成体器官。以鸡的四肢为例,四肢的原基分别为翼芽和腿芽。翼芽最初是一对简单的隆起,由一层薄的表皮覆盖着未分化的中胚层间叶细胞。表皮在芽的顶端形成一条加厚的带,称为顶端表皮嵴。下方的间叶细胞保持未分化状态,称为发展区,从中逐步产生肢体的各个部分。近侧的间叶细胞分区集结,形成前肢各骨骼成分的前身。随着时间推移,肌肉、软骨、硬骨和疏松结缔组织等不同类型细胞在空间上的排列差异,形成了翼和腿各自的特殊格局。
空间位置控制
器官发生涉及到三维空间内的多个轴线,包括前后轴、近侧远侧轴和背腹轴。在这些轴线上,空间位置不同的同一类型组织并不等价。例如,鸡胚的翼芽和腿芽在形态上相同,但由于位置不同,具有不同的内在性质。如果将腿芽基部预定形成大腿的组织移植到翼芽的顶端,移植块不会形成翼的一部分,也不会形成异位的大腿组织,而是形成一个足趾。这种现象表明,胚胎的位置信息决定了器官的发展方向。在体外培养中,不同位置的同一类型细胞也会表现出差异。例如,鸡腿的胫、腓骨大小悬殊,但在器官发生初期两者的骨原基大小相同。当分离这两者上的软骨细胞并在体外培养时,发现其生长速率不同,胫骨原基的软骨细胞生长更快。
细胞相互作用
器官发生不仅依赖于细胞自身的特性,还受到其他细胞群体的影响。细胞之间的相互作用对于器官的形成至关重要。例如,肢芽的上皮最终产生羽毛还是鳞片,取决于其下的中胚层。此外,细胞迁移也是器官发生的重要机制之一。例如,肢体中的肌细胞起源于体节,然后迁移到肢体中。这些迁移的细胞会在适当的部位定居并与骨骼形成相适应的肌肉。
参考文献
目录
概述
形态发生过程
空间位置控制
细胞相互作用
参考文献
参考资料