Process af metamorfose hos amfibier, og det er hormonal kontrol

Process af metamorfose hos amfibier og det er hormonal kontrol!

Metamorfose er en post-embryonal forlængelse af udviklingspotentialet og indebærer dramatiske ændringer i vane, levestandard, morfologi, fysiologi og opførsel af larve, således at den omdannes til den voksne, der har helt forskellige habitater og strukturer.

Metamorphosis er forbundet med en dramatisk ændring i habitat og en ensartet livsstil. For eksempel ændringen fra planktonisk til benthisk eksistens i søpindsvin, fra ikke-flyvende til flyvende livsstil i insekter og fra akvatisk til terrestrisk eksistens hos frøer og padder. Denne vidtrækkende forandring i miljø og aktiviteter kræver lige hurtig omdannelse af levende maskiners struktur og funktion.

Under udviklingscyklus er metamorfisk forandring en kondensering eller acceleration af nogle grundlæggende processer, der er karakteristiske for de fleste former for udvikling. Det består af differentiel ødelæggelse af visse væv, ledsaget af en stigning i vækst og differentiering af andre væv.

Metamorfose findes i invertebrat phyla og i akkordater som amfibier. Metamorfe morfogenetiske processer i forskellige dyr adskiller sig i naturen af ​​transformation og tilstanden for forekomsten af ​​hele sekvensen. Amfibier er det bedste eksempel på metamorfose hos hvirveldyr.

Metamorfose i amfibier:

I amfibier inkorporerer metamorfose økologiske, morfologiske, fysiologiske og biokemiske ændringer.

1. Økologiske metamorfe ændringer:

Ifølge miljøskiftet, fra akvatisk til terrestrisk livsstil, forekommer der en ændring i fodringsvanen hos anuranske amfibier (frøer og padder). Tadpoles af de fleste frøer og padder fodrer på vegetabilsk materiale, som de skraber fra undervandsede genstande ved hjælp af hornede tænder omkring deres mund.

Få anuraner er detritus feeders eller plankton feeders (Xenopus). Voksne frøer og padder er kødædende, fodrer med små insekter, orme og små hvirveldyr ved overvældning og svelger hele dyrene. I urodele amfibier (salamanders og newts) er der ingen væsentlig forandring af kost, larverne er som kødædende som de voksne selv om de selvfølgelig fodrer med mindre dyr.

2. Morfologiske metamorfe ændringer:

Ændringer i dyrets organisering eller morfologi under metamorfose er delvis progressive og delvis regressive og måske grupperet i tre kategorier:

1. Strukturer eller organer, der er nødvendige under larverlivet, men overflødige hos voksne er reduceret og kan forsvinde fuldstændigt.

2. Nogle organer udvikler og bliver kun funktionelle under og efter metamorfose.

3. Tredje gruppe af strukturer, mens de er til stede og funktionelle både før og efter metamorfose, bliver ændret for at opfylde kravene i den voksne livsstil. Fordi graden af ​​forskel mellem anuranlarver og voksne er dyb, gennemgår anuranere mere omfattende metamorfe ændringer i organisationen.

(a) Regressive metamorfe ændringer:

Visse adaptive strukturer, der er dannet under embryonal udvikling, nemlig de ventrale suger, ydre gylle og larvalhale med finfolds af tadpole larverne, reabsorberes i løbet af det tidlige funktionelle liv. Endvidere er gill clefts lukket, peribranchial hulrum forsvinder, de peri-oral discs hornede tænder skylles, samt kæbens kæbeforing.

Form af munden forandrer sig, kloakrøret bliver forkortet og reduceret, nogle blodkar reduceres og hudens laterale linie forsvinder. Disse er blot resorptioner af tidligere dannede strukturer, som forsvinder, når de har tjent deres formål.

(b) Progressive metamorfe ændringer:

De progressive eller konstruktive metamorfe ændringer involverer den progressive udvikling af lemmerne, hvilket øger i størrelse og differentiering. Forekammerne, som i frøer udvikler sig under afdækningen af ​​den operative membran, bryder igennem til ydersiden.

Gillbuerne bliver modificeret til hyoidapparatet. Mellemøret udvikler sig i forbindelse med den første pharyngeal pose. Den tympaniske membran udvikler sig og understøttes af den cirkulære tympaniske brusk. Øjnene rager ud på hovedets overflade og udvikler øjenlåg. Tungen er udviklet fra mundbunden.

(c) Organer, der findes både i larver og voksne:

De organer, der fungerer både i larver og voksne, men ændrer deres differentiering under metamorfose, er primært hud, tarm og hjerne. Huden tykner og bliver mere kirtelagtig ved at have multicellulære slimhinder og serøse kirtler, opnår et ydre keratiniseret lag og erhverver et karakteristisk pigmenteringsmønster. Tarm, som er meget lang i tadpoles, bliver kortere, og spolerne bliver rettet ud. Hjernen bliver mere stærkt differentieret.

Cellændringer er tydelige på mobilniveau som i øjenlågene, lemmerne, lungerne, trommehinden, tungen, huden, operculum, leveren, bugspytkirtlen og tarmene. Hver celle, væv eller organ af anura udføres under metamorfose.

Urodele-amfibier gennemgår mindre slående økologiske og morfologiske metamorfe forandringer, idet halen bevares, og kun finfoldene forsvinder. Branchialapparatet er reduceret, de ydre gæller bliver resorberede og gillklemmerne lukkede.

Visceralt skelet bliver stærkt reduceret. Hovedet ændrer sin form, bliver mere ovalt. Hud bliver cornified og multicellulære hudkirtler bliver differentieret. Pigmentering af huden ændres. Ben og tarm lider ingen forandring. Larver af frø og salamandere begynder at komme op til overfladen for at gulp luft ind i deres lunger.

3. Fysiologiske og biokemiske metamorfe ændringer:

I frøen tadpoles starter den endokrine funktion i bugspytkirtlen ved metamorfose, og dette er forbundet med leverens øgede rolle i omsætningen af ​​kulhydraterne. I tadpolen er slutproduktet af nitrogenmetabolisme ammoniak (ammonotelisme), der let bortskaffes ved diffusion i vandmedium. Metamorphosed frøer udskiller det meste af deres nitrogen i form af urinstof (ureotelisme).

Denne ændring af ammonotelisme er forbundet med ændret funktion af leveren, som udfører syntesen af ​​urinstof. Visuelle pigmenter af tadpoles er porfyrozin (retin 2), mens der under metamorfose skiftes til anvendelse af rhodopsin (retinen 1). Reduktionen af ​​gællerne og halen påvirkes af autolyse af disse organers komponentvæv, med aktiv deltagelse af amoebide makrofager, hvilket fagoci tæller de ødelæggende cellers vrag.

Biokemiske metamorfe ændringer kan anses for at have direkte adaptiv værdi eller at tjene som grundlag for morfologiske, kemiske eller andre ændringer, som har adaptiv værdi i forbindelse med overgangen fra vand til land. Skift fra ammoniotisme til ureotelisme, stigning i serumalbumin og proteiner, ændringer i egenskaberne og biosyntesen af ​​hæmoglobin er de vigtige adaptive ændringer.

Udvikling af fordøjelsesenzymer bidrager også til succesen af ​​differentieringen. Større ændringer sker i vandbalance, visuelle pigmenter, pigmentering og hale metabolisme, som hjælper med tilpasning til jord.

Hormonal kontrol af amfibiemetamorfose:

Under metamorfose foreslår samtidige ændringer i alle kroppsdele forekomsten af ​​hormoner frigivet i store mængder fra skjoldbruskkirtlen hos dyret. Denne indikation blev givet af Gundernatsch (1912), da han fodrede nogle frøetadpoler på tørret og pulveriseret fårskjoldbruskkirtel og observerede deres metamorfose forhastet. Skjoldbruskk hormon er faktisk årsagen til metamorfose i normal udvikling blev yderligere bevist eksperimentelt.

Den amfibiske metamorfose er under neuroendokrin kontrol, der involverer neurosekretoriske celler i hjernen (hypothalamus) og to endokrine kirtler, hypofysen (anterior hypofyse) og skjoldbruskkirtlen. Udløseren til metamorfose kan være et miljøsignal, som påvirker larvalhjernen gennem nervesystemet, eller der kan være et endogent ur i hypothalamus. På en måde integrerer hypothalamus de informationer, der modtages fra kroppen, med miljøoplysningerne.

Neurosekretoriske celler i hypothalamus stimuleres til at producere TRF eller skjoldbruskkirtel-frigivende faktor, der stimulerer den forreste hypofyse til at secernere et TSH eller skjoldbruskkirtelstimulerende hormon, der forårsager en ordentlig forøgelse af skjoldbruskkirtelsekretionen. Forøgelse af skjoldbruskkirtelhormonet trækker derefter den ordnede sekvens af vævsændringer, der forvandler svampedarven til frøen.

Et andet hypofysehormon, kaldet prolactin, findes også at være involveret som en inhibitor i den overordnede kontrol med metamorfose. Udviklingsregulering udføres ved en balance mellem inhibering og desinhibering snarere end stimulering ved niveauet af endokrine virkninger. Thyroidhormoner er også kendt for at påvirke proteinsynteseprocessen ved niveauerne af transkription og translation og at have en rolle i cytodifferentiering.