APA ITU GASTRULASI?

The gastrulasi merupakan acara perkembangan embrio di mana reorganisasi besar-besaran terjadi dari massa sel - blastula - untuk struktur yang sangat terorganisir, yang dibentuk oleh beberapa kuman lapisan.

Untuk sementara menempatkan diri pada tahap perkembangan embrio, pertama-tama terjadi pembuahan, kemudian segmentasi dan pembentukan blastula dan pengorganisasian massa sel ini adalah gastrulasi. Ini adalah peristiwa terpenting pada minggu ketiga kehamilan pada manusia.

Sumber: Pidalka44

Hewan diploblastik terdiri dari dua lapisan embrionik: endoderm dan ektoderm, sedangkan hewan triblastik terdiri dari tiga lapisan embrionik: endoderm, mesoderm dan ektoderm. Organisasi yang benar dari struktur ini dan lokalisasi seluler yang sesuai terjadi selama gastrulasi.

Setiap lapisan embrio yang terbentuk selama gastrulasi akan memunculkan organ dan sistem spesifik dari organisme dewasa.

Prosesnya bervariasi tergantung pada garis keturunan hewan yang dipelajari. Namun, ada peristiwa umum tertentu seperti perubahan motilitas sel, bentuknya, dan cara sel terhubung.

Prinsip perkembangan embrio

Langkah penting selama pengembangan

Untuk memahami konsep gastrulasi, perlu diketahui aspek-aspek kunci tertentu dari perkembangan embrio. Kami akan membuat daftar dan menjelaskan secara singkat setiap langkah pra-gastrulasi untuk mendapatkan konteksnya.

Meskipun perkembangan hewan adalah peristiwa yang sangat bervariasi antar garis keturunan, ada empat tahap umum: pembuahan, pembentukan blastula, gastrulasi, dan organogenesis.

Langkah 1. Pemupukan

Langkah pertama adalah pembuahan: penyatuan antara gamet betina dan jantan. Setelah peristiwa ini, serangkaian perubahan dan transformasi terjadi di zigot. Fenomena yang melibatkan perjalanan dari satu sel ke embrio yang terbentuk sempurna adalah tujuan dari biologi perkembangan embrio.

Langkah 2. Segmentasi dan pembentukan blastula

Setelah pembuahan, terjadi pembelahan sel yang berulang dan masif, yang pada tahap ini disebut blastomer. Dalam periode yang disebut segmentasi ini, tidak ada peningkatan ukuran, hanya divisi dari massa sel awal yang besar. Saat proses ini selesai, massa sel yang disebut blastula telah terbentuk.

Pada kebanyakan hewan, sel-sel mengatur dirinya sendiri di sekitar rongga pusat berisi cairan yang disebut blastokel. Di sini lapisan kuman terbentuk, dan ini adalah langkah yang dilakukan semua hewan multisel selama perkembangannya.

Penting untuk disebutkan bahwa selama fenomena segmentasi, embrio mengambil polaritas. Artinya, mereka berbeda pada hewan dan tumbuhan. Hewan tersebut dicirikan dengan kaya akan sitoplasma dan sedikit kantung kuning telur.

Langkah 3. Gastrulasi dan pembentukan dua lapisan kuman

Setelah terbentuknya lapisan germinal pertama, terjadi pembentukan lapisan kedua. Proses ini akan dijelaskan secara rinci di artikel ini.

Langkah 4. Organogenesis

Setelah ketiga lapisan kuman telah terbentuk, sel mulai berinteraksi dengan pasangannya dan pembentukan jaringan serta organ terjadi dalam suatu peristiwa yang disebut organogenesis.

Beberapa organ mengandung sel dari lebih dari satu lapisan kuman. Bukan hal yang aneh jika bagian luar organ diturunkan dari satu lapisan kuman dan bagian dalam dari yang lain. Contoh paling jelas dari asal heterogen ini adalah kulit, yang berasal dari ektoderm dan juga dari mesoderm.

Seperti dalam gastrulasi, selama organogenesis, sel bermigrasi jarak jauh untuk mencapai posisi akhirnya.

Lapisan embrio

Peristiwa penting dari gastrulasi adalah pengorganisasian seluler di berbagai lapisan embrio. Banyaknya lapisan embrio memungkinkan klasifikasi hewan menjadi dua kategori: diblastik dan triploblastik.

Diblastik adalah hewan dengan struktur yang sangat sederhana dan hanya memiliki dua lapisan kuman: endoderm dan ektoderm.

Sebaliknya, organisme triblastik memiliki tiga lapisan embrionik: yang dimiliki oleh diblastik, dan satu lagi, mesoderm.

Gastrulasi: asal dari tiga lapisan kuman

Selama gastrulasi, blastula bola yang dijelaskan di bagian sebelumnya mulai meningkat kompleksitasnya, yang mengarah pada pembentukan lapisan germinal dari sel totipoten lapisan epiblastik.

Awalnya, istilah gastrulasi digunakan untuk menggambarkan peristiwa pembentukan usus. Namun, sekarang digunakan dalam arti yang lebih luas, menggambarkan pembentukan embrio trilaminar.

Dalam proses ini, rencana tubuh organisme yang sedang berkembang ditetapkan. Sel-sel yang merupakan bagian dari endoderm dan mesoderm terletak di dalam gastrula, sedangkan sel-sel yang menyusun kulit dan sistem saraf tersebar di permukaannya.

Pergerakan sel - atau migrasi - selama gastrulasi melibatkan seluruh embrio dan merupakan peristiwa yang harus dikoordinasikan dengan baik.

Gastrulasi adalah proses yang sangat bervariasi

Bergantung pada kelompok hewan yang diteliti, kami menemukan variasi yang ditandai dalam proses gastrulasi

Secara khusus, proses ini bervariasi di berbagai kelas vertebrata. Ini terjadi, sebagian, karena batasan geometris yang ditunjukkan setiap gastrula.

Meskipun terdapat variasi yang mencolok ini, tahapan pasca gastrula sangat mirip antar kelompok. Faktanya, kemiripan antara embrio vertebrata adalah fakta pengetahuan populer.

Sangat sulit - bahkan untuk otoritas terkemuka dalam embriologi - untuk membedakan embrio dari burung dan reptil pada tahap awal.

Klasifikasi hewan bilateral menurut nasib blastopori tersebut.

Selama gastrulasi, sebuah lubang yang disebut blastopori terbentuk. Tujuan akhir ini memungkinkan klasifikasi hewan bilaterasi menjadi dua kelompok besar: protostom dan deuterostom.

Dalam protostomates - istilah dari akar Yunani "mulut pertama" - pembukaan yang disebutkan memunculkan mulut. Garis keturunan ini berisi moluska, artropoda dan berbagai filum hewan vermiform.

Dalam deuterostom, blastopori memunculkan anus, dan mulut terbentuk dari lubang sekunder lainnya. Dalam kelompok ini kita menemukan echinodermata dan chordata - kita sebagai manusia menemukan diri kita dalam chordata.

Ciri-ciri embrionik dan molekuler lainnya telah membantu memvalidasi keberadaan dua garis keturunan evolusioner ini.

Jenis gerakan selama gastrulasi

Nasib blastula bergantung pada beberapa faktor, termasuk jenis telur dan segmentasinya. Jenis gastrulasi yang paling umum adalah sebagai berikut:

Gastrulasi dengan invaginasi

Pada kebanyakan kelompok hewan, segmentasinya adalah tipe holoblastik, dimana blastula menyerupai bola yang tidak ada isinya dan rongga tersebut disebut blastokel.

Selama gastrulasi invaginasi, sebagian blastula menginvaginasi ke dalam dan menimbulkan lapisan kuman kedua: endoderm. Selain itu, muncul rongga baru yang disebut archenteron.

Ini dianalogikan dengan mengambil bola atau bola plastik lunak, dan dengan jari kita menekan sampai kita membentuk lubang: inilah invaginasi yang kita rujuk. Bulu babi menunjukkan jenis gastrulasi ini.

Grastrulasi oleh epibolia

Jenis gastrulasi ini terjadi pada telur yang memiliki jumlah kuning telur yang cukup di kutub vegetatif. Karena alasan ini, menjadi sulit untuk membuat intususepsi (proses yang kami jelaskan pada jenis gastrulasi sebelumnya).

Untuk pembentukan lapisan kuman, terjadi perkalian mikromer yang terletak di kutub hewan, menenggelamkan dan mengelilingi makromer. Pada titik ini blastopori telah terbentuk di kutub vegetatif,

Ektoderm akan dibentuk oleh mikromer, sedangkan makromer akan membentuk endoderm.

Jenis gastrulasi ini terdapat pada pembentukan ektoderm kelompok hewan yang sangat heterogen, seperti amfibi, bulu babi, dan tunicata (disebut juga sea squirt atau sea spuit).

Gastrulasi involusi

Proses ini terjadi ketika telur menunjukkan sejumlah besar kuning telur - lebih banyak daripada kasus gastrulasi epibolian. Prosesnya terdiri dari runtuhnya sel-sel yang terletak di pinggiran cakram.

Sel-sel ini kemudian bergerak mundur dan membentuk lapisan kedua yang terlipat ke dalam, membentuk endoderm dan ektoderm. Mesoderm amfibi dibentuk dengan mengikuti pola perkembangan ini.

Gastrulasi dengan delaminasi

Endoderm berasal dari pembelahan sel ektodermal. Selain itu, sel-sel ini bermigrasi dan tenggelam. Kemudian, terjadi pemisahan menjadi dua lapisan sel, yaitu ektoderm dan endoderm.

Jenis gastrulasi ini jarang terjadi dan tidak ada blastopori. Pembentukan hipoblas pada burung dan mamalia terjadi melalui delaminasi.

Gastrulasi gangguan

Ini menyerupai gastrulasi melalui delaminasi dalam beberapa hal, kecuali endoderm yang terbentuk dari pergerakan sel dari ektoderm.

Seperti pada gastrulasi dengan delaminasi, pembentukan ledakan pori tidak terjadi dan merupakan karakteristik hewan yang tidak terlalu kompleks seperti spons laut dan sumsum. Mesoderm bulu babi terbentuk dengan cara ini, begitu juga dengan neuroblas dalam genus Drosophila.

Referensi

Carlson, BM (2018). E-Book Embriologi Manusia dan Biologi Perkembangan. Elsevier.
Hall, BK (2012). Biologi perkembangan evolusioner. Springer Science & Business Media.
Hickman, CP (2007). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw-Hill.
Holtfreter, J. (1944). Sebuah studi tentang mekanisme gastrulasi. Jurnal zoologi eksperimental, 95 (2), 171-212.
Kalthoff, K. (1996). Analisis perkembangan biologis. New York: McGraw-Hill.
Nance, J., Lee, JY, & Goldstein, B. (2005). Gastrulasi di C. elegans. Dalam WormBook: Ulasan Online Biologi C. elegans. WormBook.