Prosess av metamorfose i amfibier, og det er hormonell kontroll

Prosess av metamorfose i amfibier og det er hormonell kontroll!

Metamorfose er en post-embryonal forlengelse av utviklingspotensialet og innebærer dramatiske endringer i vane, habitat, morfologi, fysiologi og oppførsel av larver, slik at den forvandles til voksen som har helt annen habitat og struktur.

Metamorfose er forbundet med en dramatisk endring i habitat og konsekvent livsstil. For eksempel, endringen fra planktonisk til bøndig eksistens i sjøkyllingen, fra ikke-flygende til flygende levemåte i insekter og fra akvatisk til terrestrisk eksistens i frosker og padder. Denne store spredningen i miljø og aktivitet krever like rask transformasjon av levende maskiners struktur og funksjon.

Under utviklingssyklusen er metamorfisk forandring kondensering eller akselerasjon av noen grunnleggende prosesser som er karakteristiske for de fleste former for utvikling. Den består av differensiell ødeleggelse av visse vev, ledsaget av økning i vekst og differensiering av andre vev.

Metamorfose finnes i invertebrat phyla og i akkordater som Amphibia. Metamorfe morfogenetiske prosesser i forskjellige dyr varierer i naturen av transformasjon og modus for forekomst av hele sekvensen. Amfibier gir det beste eksempelet på metamorfose hos vertebrater.

Metamorfose i amfibier:

I amfibier inkorporerer metamorfose økologiske, morfologiske, fysiologiske og biokjemiske endringer.

1. Økologiske metamorfe endringer:

I henhold til endringen av miljøet, fra akvatisk til terrestrisk livsstil, forekommer det en endring i fôringsvanen hos anuranske amfibier (frosker og padder). Tadpoles av de fleste frosker og padder spiser på vegetabilsk materiale, som de skrap av fra nedsenket gjenstander ved hjelp av kåt tenner rundt munnen deres.

Få anuraner er detritusmatere, eller planktonmatere (Xenopus). Voksen frosker og padder er kjøttetende, fôrer på små insekter, ormer og små vertebrater ved overveldende og svelger hele dyrene. I urodele amfibier (salamanders og newts) er det ingen vesentlig forandring av kosthold, larvene er like kjøttetende som de voksne, selv om de selvsagt matretter på mindre dyr.

2. Morfologiske metamorfe endringer:

Endringene i organisasjon eller morfologi av dyret under metamorfose er delvis progressive og delvis regressive, og kanskje gruppert i tre kategorier:

1. Strukturer eller organer som er nødvendige under larverlivet, men overflødige hos voksne, er redusert og kan forsvinne helt.

2. Noen organer utvikler seg og blir bare funksjonelle under og etter metamorfose.

3. Tredje gruppe av strukturer, mens de er til stede og funksjonelle både før og etter metamorfose, blir forandret for å oppfylle kravene til den voksne livsstilen. Fordi graden av forskjell mellom anurane larver og voksne er dyp, gjennomgår anuranere mer omfattende metamorfe endringer i organisasjonen.

(a) Regressive metamorfe endringer:

Visse adaptive strukturer dannet under embryonal utvikling, nemlig de ventrale sugene, ytre gjellene og larvalhalen med finfoldene av tadpole larverne, blir reabsorbert i løpet av det tidlige funksjonelle livet. Videre er gillklemmer lukket, peribranchial hulrom forsvinner, de hornete tennene til den peri-orale disken blir skuret, så vel som den kåte foringen av kjeftene.

Form av munnen endres, kloakkrøret blir forkortet og redusert, noen blodkar reduseres og hudens sidelinje forsvinner. Disse er bare resorptjoner av tidligere dannede strukturer, som forsvinner når de har tjent deres formål.

(b) Progressive metamorfe endringer:

De progressive eller konstruktive metamorfe endringene innebærer den progressive utviklingen av lemmer, som øker i størrelse og differensiering. Formen, som i frosker utvikler seg under omslaget til den operative membranen, går gjennom til utsiden.

Gillbuene blir modifisert i hyoidapparatet. Mellomøret utvikler seg i forbindelse med den første pharyngeal pouch. Den tympaniske membranen utvikler seg og støttes av den sirkulære tympaniske brusk. Øynene rager ut på hodens overkant og utvikler øyelokk. Tungen er utviklet fra gulv i munnen.

(c) Organer som finnes både i larver og voksne:

Organene som virker både i larver og voksne, men endrer differensieringen under metamorfose, er først og fremst hud, tarm og hjerne. Huden tykner og blir mer glandulær ved å ha multicellulære slimete og serøse kjertler, oppnår et ytre keratinisert lag og skaffer seg et karakteristisk pigmenteringsmønster. Tarm, som er veldig lang i tadpoles, blir kortere og spolene blir rettet ut. Hjerne blir mer svært differensiert.

Cell modifikasjoner er tydelige på mobilnivå som i øyelokk, lemmer, lungene, trommehinnen, tungen, huden, operculum, lever, bukspyttkjertel og tarm. Hver celle, vev eller organ av anura blir utført under metamorfose.

Urodele-amfibier gjennomgår mindre slående økologiske og morfologiske metamorfe endringer ettersom halen blir beholdt, og bare finfoldene forsvinner. Branchial-apparatet er redusert, de ytre gjellene blir resorberte og gillklemmene lukkes.

Visceral skjelett blir kraftig redusert. Hodet endrer sin form som blir mer oval. Hud blir cornified og multicellular hudkjertler blir differensiert. Pigmentering av huden endres. Ben og tarm lider ingen forandring. Larver av frosk og salamandere begynner å komme opp til overflaten for å slukke luften inn i lungene.

3. Fysiologiske og biokjemiske metamorfe endringer:

I frosket tadpoles starter den endokrine funksjonen av bukspyttkjertelen ved metamorfose, og dette er forbundet med den økte rollen som lever i karbohydratets omsetning. I tadpolen er sluttproduktet av nitrogenmetabolisme ammoniakk (ammonotelisme) som lett bortskaffes ved diffusjon i vannmedium. Metamorphosed frosker utskiller mesteparten av nitrogenet i form av urea (ureotelisme).

Denne forandringen av ammonotelisme er forbundet med endret funksjon av leveren, som utfører syntesen av urea. Visuelle pigmenter av tadpoles er porfyrosin (retinene 2), mens under metamorfose er det et skifte til bruk av rhodopsin (retinene 1). Reduksjonen av gjellene og halen påvirkes av autolyse av komponentvævene i disse organene, med aktiv deltakelse av amoeboidmakrofager, hvilken fagoci tåler ruskene i de disintegrerende cellene.

Biokjemiske metamorfe endringer kan anses å ha direkte adaptiv verdi eller å tjene som grunnlag for morfologiske, kjemiske eller andre endringer som har adaptiv verdi knyttet til overgangen fra vann til land. Skift fra ammonotelisme til ureotelisme, økning i serumalbumin og proteiner, endringer i egenskaper og biosyntese av hemoglobin er de viktige adaptive forandringene.

Utvikling av fordøyelsesenzymer bidrar også til suksessen til differensieringen. Store modifikasjoner oppstår i vannbalanse, visuelle pigmenter, pigmentering og hale metabolisme, noe som bidrar til justering til land.

Hormonal kontroll av amfibisk metamorfose:

Under metamorfose foreslår samtidig endringer i alle kroppsdeler at hormoner frigjøres i store mengder fra skjoldbruskkjertelen av dyret. Denne indikasjonen ble gitt av Gundernatsch (1912) da han matet noen froskfisker på tørket og pulverisert sau skjoldbruskkjertel og observerte deres metamorfose forutgående. Skjoldbruskhormon er faktisk årsaken til metamorfose i normal utvikling ble ytterligere bevist eksperimentelt.

Den amfibiske metamorfose er under nevroendokrin kontroll, som involverer nevroekretoriske celler i hjernen (hypothalamus) og to endokrine kjertler, hypofysen (anterior hypofysen) og skjoldbruskkjertelen. Utløseren til metamorfose kan være et miljøsignal som påvirker larvalhjernen gjennom nervesystemet, eller det kan være en endogen klokke i hypothalamus. På en måte integrerer hypothalamus informasjonen mottatt fra kroppen med miljøinformasjonen.

Neurosekretoriske celler i hypothalamus stimuleres til å produsere TRF eller skjoldbrusk-frigjørende faktor som stimulerer den fremre hypofysen til å utsette et TSH eller skjoldbruskstimulerende hormon som forårsaker en ordentlig økning av skjoldbruskekresjonen. Økning i skjoldbruskhormonet, og deretter reiser den ordnede sekvensen av vevsendringer som forvandler tadpole larven til frosken.

Et annet hypofysehormon, kalt prolactin, er også funnet å være involvert som en hemmer i den totale kontrollen av metamorfose. Utviklingskontroll utføres ved en balanse mellom inhibering og desinhibering i stedet for stimulering ved nivået av endokrine virkninger. Skjoldbruskhormoner er også kjent for å påvirke prosessen med proteinsyntese ved nivåene av transkripsjon og oversettelse og å ha en rolle i cytodifferentiering.