Durante lo sviluppo embrionale di qualsiasi animale, si svolgono processi cruciali per la formazione di nuovi individui. Qualsiasi mancanza o errore durante questo periodo può causare gravi danni alla progenie, anche la morte del nascituro.
Lo sviluppo embrionale dei pesci è ben noto, grazie al fatto che le loro uova sono trasparenti e l'intero processo può essere osservato dall'esterno utilizzando strumenti come una lente d'ingrandimento. In questo articolo sul nostro sito ti insegneremo alcuni concetti sull'embriologia e, nello specifico, come è lo sviluppo embrionale dei pesci
Nozioni di base sull'embriologia
Per approfondire lo sviluppo embrionale dei pesci, dobbiamo prima conoscere alcuni concetti di base dell'embriologia, come i tipi di uova e le fasi che compongono lo sviluppo embrionale precoce.
Possiamo trovare diversi tipi di uova, a seconda di come viene distribuito il tuorlo e di quanto contiene. Per cominciare, chiameremo uovo la cellula risultante dall'unione di un ovulo e uno spermatozoo e, tuorlo, l'insieme di elementi nutritivi che si trova all'interno dell'uovo e servirà da cibo per il futuro embrione.
Tipi di uova in base all'organizzazione del tuorlo all'interno:
- Uova Isolecitiche: Il tuorlo è distribuito uniformemente all'interno dell'uovo. Tipico di animali poriferi, cnidari, echinodermi, nemertini e mammiferi.
- Uova telolecitiche: il tuorlo viene spostato verso un'area dell'uovo, essendo opposta al luogo in cui si svilupperà l'embrione. La maggior parte degli animali si sviluppa da questo tipo di uova, ad esempio molluschi, pesci, anfibi, rettili, uccelli, ecc.
- Uova di centroleciti: il tuorlo è circondato dal citoplasma e questo, a sua volta, circonda il nucleo che darà origine all'embrione. Si verifica negli artropodi.
Tipi di uova in base alla quantità di tuorlo:
- Uova di oligociti: sono piccole e hanno poco tuorlo.
- Uova di Mesolecito: Di medie dimensioni con una moderata quantità di tuorlo.
- Uova di Macrolecithus: sono uova grandi con una grande quantità di tuorlo.
Fasi tipiche dello sviluppo embrionale
- Segmentazione: in questa fase avviene una serie di divisioni cellulari che aumentano il numero di cellule necessarie per la seconda fase. Finisce in uno stato chiamato blastula.
- Gastrulazione: si verifica una riorganizzazione delle cellule della blastula, dando origine ai blastodermi (strati germinali primitivi) che sono l'ectoderma, l'endoderma, e, in alcuni animali, il mesoderma.
- Differenziazione e organogenesi: dagli strati germinali si formeranno tessuti e organi, stabilendo la struttura del nuovo individuo.
Rapporto tra sviluppo e temperatura
La temperatura è strettamente correlata al tempo di incubazione delle uova di pesce e al loro sviluppo embrionale (la stessa cosa accade in altre specie animali). In genere esiste un intervallo di temperatura ottimale per l'incubazione, che varia di circa 8ºC.
Le uova incubate all'interno di questo intervallo avranno maggiori possibilità di svilupparsi e schiudersi. Allo stesso modo, quelle uova incubate per lunghi periodi di tempo a temperature estreme (al di fuori dell'intervallo ottimale della specie) avranno una probabilità di schiusa inferiore e, se lo fanno, gli individui nati possono soffrire di anomalie gravi
Stadi di sviluppo embrionale dei pesci
Ora che conosci i concetti di base dell'embriologia, approfondiremo lo sviluppo embrionale dei pesci. I pesci sono telolecithal, cioè provengono da uova telolecithal, quelle che avevano il tuorlo spostato in una zona dell'uovo.
Fase zigotica
L'uovo appena fecondato rimane nello stato di zigote fino alla prima divisione, il momento approssimativo in cui si verifica questa scissione dipende dalla specie e la temperatura del mezzo. Nel pesce zebra, Danio rerio (il pesce più utilizzato nella ricerca), la prima scissione avviene circa 40 minuti dopo la fecondazione. Sebbene sembri che nessun cambiamento avvenga durante questo periodo, all'interno dell'uovo stanno avvenendo processi decisivi per il successivo sviluppo.
Fase di segmentazione
L'uovo entra nella fase di scissione quando si verifica la prima divisione dello zigote. Nel pesce la segmentazione è meroblastica, perché la divisione non attraversa completamente l'uovo poiché è impedita dal tuorlo, ma è limitata alla zona in cui si trova l'embrione Le prime divisioni sono verticali e orizzontali rispetto all'embrione, sono molto veloci e sincrone. Danno origine a un cumulo di cellule che si trovano sul tuorlo, che costituiscono la blastula discoidale
Fase di gastrulazione
Durante la fase di gastrulazione si verifica un riarrangiamento delle cellule discoidali della blastula da parte di movimenti morfogenetici, cioè le informazioni contenute nei nuclei delle diverse cellule già formate, viene trascritto in modo tale da costringere le cellule ad ottenere una nuova configurazione spaziale. Nel caso del pesce, questa riorganizzazione è chiamata involuzione Allo stesso modo, questa fase è caratterizzata da una diminuzione del tasso di divisione cellulare e da una crescita minima o nulla del cellulare.
Durante l'involuzione, alcune cellule della discoblastula o della blastula discoide migrano nel tuorlo, formando uno strato sopra di esso. Questo livello sarà il endoderma Lo strato di cellule rimasto sopra il tumulo formerà il ectoderma Al termine del processo verrà definita la gastrula o, nel caso del pesce, discogastrula con i suoi due strati germinali primari o blastodermi, l'ectoderma e l'endoderma.
Fase di differenziazione e organogenesi
Durante la fase di differenziazione, nei pesci, compare il terzo strato embrionale, situato tra l'endoderma e l'ectoderma, chiamato mesoderma.
L'endoderma invagina formando una cavità chiamata archenteronL'ingresso di questa cavità sarà rinominato blastopore e porterà all'ano del pesce. Da questo punto è possibile distinguere la vescicola cefalica (cervello in formazione) e, su entrambi i lati, le vescicole ottiche (occhi futuri). Dopo la vescicola cefalica, si formerà il tubo neurale e, su entrambi i lati, i somiti, strutture che alla fine formeranno le ossa della colonna vertebrale e le costole, i muscoli e altri organi.
Durante questa fase, ogni strato germinale alla fine produrrà diversi organi o tessuti, quindi:
Ectoderma
- Epidermide e sistema nervoso
- Inizio e fine del tubo digerente
Mesoderma
- Dermis
- Muscolatura, organi escretori e riproduttivi
- Celom, peritoneo e sistema circolatorio
Endoderma
- Organi coinvolti nella digestione: epitelio interno del tubo digerente e ghiandole associate.
- Organi responsabili dello scambio di gas.
