Desenvolvimento embrionário

A embriologia é o estudo do desenvolvimento do zigoto e diferenciação dos tecidos, pois é através dela que é estabelecida a arquitetura do indivíduo, pela geração da forma (morfogênese), associada com a organização de estruturas (orgamogênese) e diferenciação das células que resultam nos diversos tecidos (histogênese). O estabelecimento de uma polaridade no ovócito propicia a diferenciação celular, a qual em grande parte é determinada pela posição ocupada pelas células do embrião. Ao longo desta diferenciação espacial do embrião, as células tornam-se funcionalmente especializadas para formar os tecidos da epiderme, endoderme e mesoderme, nos animais, e os tecidos de revestimento, fundamental e vascular, nas plantas.

Plano corporal

Alguns dos fenômenos mais importantes no desenvolvimento dizem respeito à formação de eixos embrionários, pois é o que dará a localização das partes de um organismo. Os embriões devem desenvolver três eixos muito importantes que são a base do corpo: o eixo ântero-posterior, o eixo dorsal-ventral e o eixo direito-esquerdo. O eixo ântero-posterior é a linha que se estende da cabeça à cauda (ou da boca ao ânus, nos organismos sem cabeça e cauda). O eixo dorsal-ventral é a linha que se estende das costas (dorso) ao ventre (ventre). O eixo direita-esquerda é uma linha entre os dois lados laterais do corpo. Embora possamos parecer simétricos, lembre-se de que, na maioria de nós, o coração e o fígado estão apenas na metade esquerda do corpo. De alguma forma, o embrião sabe que alguns órgãos vão para um lado e outros órgãos vão para o outro.

Simetria  e assimetria corporal

Simetria em biologia se refere à simetria observada em organismos, incluindo plantas, animais, fungos e bactérias. A simetria externa pode ser facilmente vista apenas olhando para um organismo. Por exemplo, tome o rosto de um ser humano que tem um plano de simetria em seu centro, ou uma pinha com um padrão espiral simétrico claro. As características internas também podem mostrar simetria, por exemplo, os tubos no corpo humano que são cilíndricos e têm vários planos de simetria.

A simetria biológica pode ser considerada como uma distribuição equilibrada de partes ou formas duplicadas do corpo dentro do corpo de um organismo. É importante ressaltar que, ao contrário da matemática, a simetria na biologia é sempre aproximada. Por exemplo, as folhas das plantas - embora consideradas simétricas - raramente combinam exatamente quando dobradas ao meio. Simetria é uma classe de padrões na natureza em que há quase repetição do elemento do padrão, seja por reflexão ou rotação.

Enquanto as esponjas e os placozoários representam dois grupos de animais que são assimétricos, os planos corporais da maioria dos organismos multicelulares exibem, e são definidos por, alguma forma de simetria. Existem apenas alguns tipos de simetria possíveis nos planos corporais. São simetria radial, bilateral, birradial e esférica. Embora a classificação dos vírus como um "organismo" permaneça controversa, os vírus também contêm simetria icosaédrica. 

Simetria bilateral - organismos com simetria bilateral contêm um único plano de simetria, o plano sagital, que divide o organismo em duas metades, esquerda e direita inversamente iguais. Os animais com simetria bilateral são a maioria dos seres vivos. Todos os bilaterais têm algumas características assimétricas; por exemplo, os humanos são externamente bilaterais, mas internamente coração e o fígado são posicionados assimetricamente. A bilateria tem dois eixos de polaridade. O primeiro é um eixo anterior-posterior (AP) que pode ser visualizado como um eixo imaginário que vai da boca até a outra extremidade. O segundo é o eixo dorsal-ventral (DV), que é perpendicular ao eixo AP. Durante o desenvolvimento, o eixo AP é sempre especificado antes do eixo DV.

Simetria radial  - organismos com simetria radial mostram um padrão repetitivo em torno de um eixo central, de modo que podem ser separados em vários pedaços idênticos quando cortados pelo ponto central. Normalmente, isso envolve a repetição de uma parte do corpo 4, 5, 6 ou 8 vezes em torno do eixo - referido como tetramerismo, pentamerismo, hexamerismo e octomerismo, respectivamente. Esses organismos não exibem lados direito ou esquerdo, mas têm uma superfície superior e uma inferior.

Simetria birradial - é encontrada em organismos que apresentam características morfológicas (internas ou externas) de simetria bilateral e radial. Ao contrário dos organismos radialmente simétricos, que podem ser divididos igualmente ao longo de muitos planos, os organismos birradiais só podem ser cortados igualmente ao longo de dois planos. Isso pode representar um estágio intermediário na evolução da simetria bilateral de um ancestral radialmente simétrico. O grupo de animais com a simetria birradial são os ctenóforos. 

Simetria esférica - é caracterizada pela capacidade de desenhar um número grande, mas finito, de eixos de simetria através do corpo. Isso significa que a simetria esférica ocorre em um organismo se ele puder ser cortado em duas metades idênticas por meio de qualquer corte que atravesse o centro do organismo. A verdadeira simetria esférica não é encontrada nos planos do corpo animal. Os organismos que mostram simetria esférica aproximada incluem as algas e as bactérias, que são frequentemente referidas como tendo uma forma "esférica". As bactérias são categorizadas com base em suas formas em três classes: células cocos (em forma esférica), bacilos (em forma de bastonete) e espiroquetas (em forma de espiral).

Algumas espécies são assimétricas. Muitos membros do filo Porifera não têm simetria, embora alguns sejam radialmente simétricos. Além da assimetria corporal alguns animais podem ter alguma membro do corpo assimétrico, por exemplo o bico das aves do gênero Loxia, da família Fringilidae; algumas corujas tem as orelhas posicionada de forma assimétrica; Chicoreus palmarosae, ilustra a assimetria que é vista em todos os gastrópodes que tem a concha na forma helicoidal; talvez o exemplo mais gritante de assimetria é o peixe Pseudopleuronectes americanus, que contém os dois olhos no mesmo lado do corpo.

Ovogênese

A ovogênese é o processo de formação do ovócito até a formação do zigoto. A ovogênese se inicia com uma mitose em seguida executa meiose I e meiose II. Neste esquema a ovogêgenese esta representada a partir da meiose I até o inicio da meiose II. 

Na fase de crescimento o ovócito, célula 2n, passa pela primeira meiose, dando origem a duas células, 1n, Note que uma das células é menor do que a outra. A célula maior é denominada ovócito II e a menor é denominada glóbulo polar. 

A fase de maturação irá ocorrer se o ovócito II for fecundando. Caso isso aconteça o ovócito II irá começar a meiose II. Dando origem a um óvulo e a três  glóbulos polares.

Gametogênese

A gametagênese se inicia com uma mitose e termina na diferenciação da célula em um espermatozoide. Neste esquema esta sendo representado a gametogênese a partir da meiose I.

Na fase de crescimento uma célula 2n passa pela meiose I, dando origem a duas células 1n. Nan fase de maturação esta células entram na meiose II, dando origem a quatro célula 1n. 

As células 1n irão se especializar, passarão a ter cabeça: nesta região contém o acrossoma, um vacúolo e um cromossomo; peça intermediária: nesta região contém o centríolo e a mitocôndria; no flagelo contém a cauda e a peça final da cauda. Todas estas partes configura um espermatozoide.

Tipos de ovos

Cada animal produz o ovócito, a denominação ovulo é dada apenas após a fecundação, com quantidade e distribuição de vitelo diferente. Vitelo é uma substancia lipoproteica (lipídio e proteína), que irá servir, apenas, para a nutrição do embrião. A região do ovócito em que o vitelo esta concentrado é chamada de polo germinativo, e a região contraria à esta é denominada polo animal. A seguir estão exemplificados quatro tipos de ovócitos:

Oligolécito - pouco vitelo distribuído de forma homogênea entorno do núcleo.

Telolécito - a maior parte do ovócito contem vitelo, deixando pouco espaço para o polo animal.

Heterolécito - muito vitelo concentrado na parte inferior do ovócito (polo germinativo).

Centrolécito - muito vitelo concentrado no entorno do núcleo do ovócito, mas sem ter contato com o núcleo.


Fecundação

Fecundação é a junção de um gameta masculino e um gameta feminino, a partir da qual um novo individuo é concebido. Os gametas contém em seu núcleo apenas um cromossomo (1n), quando ocorre a fecundação os gametas juntam seus cromossomos, dando origem ao zigoto (2n).   Esta junção pode ocorrer tanto dentro quanto fora do indivíduo fêmea. Independente de a fecundação ser interna ou externa sempre haverá a junção de dois gametas, um masculino e outro feminino, independente da espécie, dando origem a um zigoto. 

A ilustração a abaixo representa a fecundação animal, onde um espermatozoide se junta a um óvulo. O mesmo ocorre no reino vegetal, no entanto o gameta masculino é a espermátide e o gameta feminino é a oosfera.   

Segmentação ou clivagem

Segmentação é umas fase do desenvolvimento embrionário que se inicia logo após a fecundação, é, simplesmente, a multiplicação celular por meio da mitose do zigoto. No entanto, as células originarias da divisão celular do zigoto se matem unidas,  cada uma destas células passam a ser denominadas como blastômeros. Após o zigoto passar por sucessivas clivagens, o aglomerado de blastômeros da origem a mórula.  

O tipo de clivagem (o tamanho dos blastômeros, o eixo de divisão, a quantidade de blastômeros) é diferente dependendo da quantidade de vitelo que contém no óvulo. Estas diferenças irão resultar em uma mórula com organização e tamanho dos blastômeros diferentes. Basicamente existe a clivagem holoblástica e meroblástica. Vamos ver cada uma delas a seguir.

Holoblástica 

A clivagem holoblástica é a divisão completa do zigoto, uma vez que a clivagem holoblástica ocorre apenas em óvulos que contém pouca quantidade de vitelo. Pois o "fator promotor da mitose", que irá dar início as divisões mitóticas, encontra-se no citoplasma da célula, onde não esta sendo ocupado pelo vitelo, por isso a formação dos blastômeros ocorre em todo o citoplasma.

Como já conhecemos os tipos de ovócitos quanto a quantidade e distribuição do vitelo, podemos deduzir que a clivagem holoblástica ocorre nos óvulos oligolécitos, mas ocorre também nos óvulos do tipo telolécitos, pois este contém pequena quantidade de vitelo concentrada no polo da célula. 

A clivagem holoblástica, sempre irá ser total, podendo ser dividida conforme o plano em que ocorre as divisões celulares, dando origem a células de igual tamanho: plano bilateral, radial, rotacional, ou de tamanhos diferentes: plano espiral.  As ilustrações abaixo representa os diferentes processos de clivagem do óvulo.

Holoblástica igual radial

Na ilustrações abaixo, o primeiro desenho representa um ovócito do tipo oligolécito. Os pontos amarelos representa o espaço ocupado pelo vitelo, o azul claro representa o citoplasma da célula e o azul escuro o núcleo celular. O segundo desenho representa o ovócito sendo fecundado por um espermatozoide. O terceiro desenho representa a primeira clivagem logo após ocorrer a fecundação do ovócito.  O sexto desenho representa a mórula, onde será formado a blastocele posteriormente.

A primeira e a segunda divisão celular, representado pelo terceiro e quarto desenho, irá ocorrer no plano meridional perpendicular uma da outra, a terceira divisão celular será no plano equatorial, sem que a posição dos blastômeros mude em relação ao eixo central. A quarta clivagem ocorre no plano meridional nos blastômeros do polo animal e no plano equatorial nos blastômeros do polo vegetal. A partida da quarta clivagem os blastômeros deixam de ter tamanhos semelhantes, passando a ter tamanhos desiguais entre os blastômeros do polo animal e do polo vegetal. 

Holoblástica igual espiral

Na ilustrações abaixo, o primeiro desenho representa um ovócito do tipo oligolécito. O terceiro desenho representa a primeira clivagem logo após ocorrer a fecundação do ovócito. A fecundação do ovócito não esta representada aqui. O quarto desenho representa a mórula, onde será formado a blastocele posteriormente.

A clivagem em espiral ocorre no plano meridional, sendo a clivagem seguinte perpendicular a anterior. No entanto os blastômeros que surgem a partir da segunda clivagem irão se posicionar à direita ou esquerda em relação aos blastômero anterior. Dessa forma, com as sucessivas clivagens, a posição dos blastômeros em relação ao eixo central da a impressão de uma espiral. 

Holoblástica igual bilateral

Na ilustrações abaixo, o primeiro desenho representa um ovócito do tipo oligolécito. O terceiro desenho representa a primeira clivagem logo após ocorrer a fecundação do ovócito. A fecundação do ovócito não esta representada aqui. A fecundação do ovócito não esta representada aqui. O quarto desenho representa a mórula, onde será formado a blastocele posteriormente.

A segmentação bilateral sempre irá ocorrer no mesmo plano em que houve a primeira divisão celular, e as células não irá mudar de posição em relação ao eixo central. A célula ovo se divide no plano meridional dando origem a duas células lado a lado. A segunda divisão celular será no plano equatorial,  sem mudar sua posição em relação ao eixo, dando origem a mais duas células, assim os blastômeros da segunda divisão ficaram paralelos aos  blastômeros da primeira divisão.

Holoblástica igual rotacional

Na ilustrações abaixo, o primeiro desenho representa a primeira clivagem logo após ocorrer a fecundação do ovócito. O ovócito e a fecundação do ovócito não esta representada aqui. A mórula, representando pelo quarto desenho, esta representada em corte transversal, sendo possível observar a blastocele.  

Neste tipo de clivagem a origem de cada blastômero não é no mesmo plano em que surgiu os blastômeros anteriores. Na primeira divisão celular a célula se divide no plano meridional, dando origem a duas células lado a lado. A partir da segunda divisão celular, uma célula se divide no plano meridional e a outra no plano equatorial. Assim nem um blastômero ficará paralelo em relação aos blastômero que surgiu anteriormente.

Holoblástica desigual radial

O primeiro desenho representa um ovócito do tipo heterolécito. Nos ovócitos heterolécitos a região intracelular é ocupada tanto pelo citoplasma quanto por vitelo. Como as interações químicas do núcleo são dependentes do citoplasma, o núcleo fica restrito aos locais onde o citoplasma esta presente, próximo à membrana da célula, pois o vitelo esta ocupando a outra parte da célula. A fecundação não esta representada nesta ilustração, a primeira clivagem esta representada no terceiro desenho. O sexto desenho representa a mórula, pode-se observar os diferentes tamanhos dos blastômeros do polo animal e vegetal, onde sera formado a blastocele posteriormente.

Após a fecundação, a primeira e a segunda clivagem das células que se encontram no polo animal se dividem no plano meridional. A terceira clivagem ocorre no plano equatorial, no entanto as células que estão mais próximas do polo vegetal ainda estão terminando a segunda clivagem, resultando em blastômeros maiores próximo do polo vegetal e blastômeros menores no polo animais, uma vez que na terceira clivagem a quantidade de citoplasma no polo animal esta dividida entre os blastômeros.

Ainda que contenha vitelo, os ovócitos heterolécito são segmentados totalmente, mas resultando em blastômeros com tamanhos diferentes que mantém a segmentação de forma radial entorno do eixo central, por isso são denominadas holoblástica desigual radial.

Meroblástica

A clivagem meroblástica é a divisão de parte do óvulo, pois a clivagem holoblástica ocorre óvulos que contém grande quantidade de vitelo. A clivagem meroblástica ocorre nos óvulos heterolécitos e centrolécitos. Portanto a clivagem meroblástica nunca ocorrerá em todo o óvulo, por causa da quantidade de vitelo, e o tamanho das células que compõem o zigoto são pequenas e irão consumir o vitelo como forma de energia durante o desenvolvimento do embrião.

Meroblástica discoidal

Na ilustração abaixo, o primeiro desenho representa um ovócito do tipo heterolécito, em uma vista lateral. A cor amarela representa a região intracelular ocupada por vitelo e a região azul representa o citoplasma, onde esta localizado o núcleo da célula. A fecundação do ovócito não esta representada nesta ilustração.  O segundo desenho, em vista de cima, representa a primeira divisão celular do óvulo, todo o vitelo do primeiro desenho esta abaixo dos dois blastômeros do segundo desenho. O último desenho, em vista lateral, representa a blástula após as sucessivas clivagens no polo animal e, no polo vegetal, o vitelo.

O vitelo nos óvulos heterolécitos ocupam quase toda a região intracelular, o polo animal é bastante reduzido e é onde ocorre a clivagem. A divisão celular ocorre no plano meridional e as divisões celulares seguinte são paralelas à divisão anterior. Por ocorrem em um espaço muito pequeno, ao fim da clivagem, a blástula fica achatada em forma de disco. 

Meroblásticas superficial

Este tipo de clivagem se diferencia das outras devido a posição do vitelo dentro do ovócito e pela forma que são formados os blastômeros. O ovócito representado aqui é do tipo centrolécito. 

Observando a ilustração abaixo notamos que, inicialmente, o núcleo celular esta localizado no centro da célula e o vitelo esta concentrado em torno do núcleo. O segundo desenho representa o núcleo migrando para próximo da membrana celular. Então, começa a se multiplicar e ocupar diferentes locais da célula próximo a membrana celular, para, a partir daí, formar os blastômeros. O vitelo se mantém na região central da célula e os blastômeros são formados próximo a superfície o óvulo.

Mórula e blastula

A morula é o aglomerado de blastômeros resultantes das clivagens do óvulo. Na ilustração abaixo esta representado a mórula dos anfioxos, dos anfíbios e das aves, e suas respectivas blastoceles. Devido aos aos diferentes processos da segmentação que estão diretamente relacionados com o tipo de ovócito resultam em mórulas com formas diferentes, tato da parte externa da mórula como na parte interna da mórula.

A blastula é a formação de uma cavidade interna na mórula, que será preenchida com um líquido que induzira a formação dos folhetos embrionários. Esta cavidade com o liquido é denominada blastocele. Nas ilustrações à baixo a mórula esta representada em corte, sendo possível observar a blastocele dos ovos dos anfioxos, anfíbios e aves.

Gastrulação

A gastrulação é um processo crucial durante o desenvolvimento embrionário dos animais, onde ocorre a reorganização das células da blastocele, levando à formação dos planos corporais e dos folhetos embrionários. Esses folhetos são fundamentais, pois são os responsáveis por originar todas as estruturas e órgãos do corpo do futuro organismo.

A gastrulação é desencadeada por vários mecanismos, como quimiotaxia, quimiocinese, polaridade planar e adesão diferencial, que coordenam a movimentação e rearranjo das células. Através desses processos, as células se organizam e começam a se diferenciar em tecidos e órgãos específicos, dando início à formação do embrião.

É importante notar que a gastrulação pode ocorrer de maneiras distintas em diferentes organismos. Alguns exemplos incluem a gastrulação por meio da invaginação, onde as células migram para o interior do embrião, a involução, onde as células se dobram e se movem para dentro, a ingressão, onde células individuais migram para dentro do embrião, a delaminação, onde camadas de células se separam, e a epibolia, onde um grupo de células se espalha sobre a superfície do embrião.

Para ilustrar melhor esse processo, consideremos a gastrulação em um anfioxo, um organismo amplamente estudado em embriologia. Nesse caso, a gastrulação ocorre por meio da invaginação, onde um grupo de células se dobra para dentro do embrião, formando uma estrutura denominada arquêntero. Essa invaginação é um evento crucial, pois estabelece a formação dos três germ layers, ou folhetos germinativos - ectoderma, mesoderma e endoderma -, que serão os precursores dos tecidos e órgãos fundamentais para a construção do corpo do anfioxo.

A gastrulação é uma etapa essencial do desenvolvimento embrionário, onde a movimentação e rearranjo das células são coordenados de forma precisa para estabelecer os fundamentos da morfologia corporal e a origem dos diferentes tecidos e órgãos do animal em desenvolvimento. Cada espécie pode utilizar diferentes mecanismos para realizar esse processo, adaptando-se às suas necessidades específicas durante o desenvolvimento embrionário.

Desenvolvimento embrionário de um chordado

Os anfioxos, também conhecidos como anfioxos, são pequenos animais marinhos pertencentes ao filo Chordata, que compartilham características comuns com os vertebrados. Esses animais têm uma anatomia única e são importantes para o estudo da evolução e desenvolvimento embrionário dos vertebrados.

Anatomicamente, os anfioxos apresentam uma organização corporal simples, mas extremamente especializada. Eles possuem um corpo alongado e cilíndrico, que pode variar de alguns centímetros a alguns poucos centímetros de comprimento. O corpo é dividido em três regiões distintas: o pré-oral, o tronco e o pós-anal.

A região pré-oral é onde se localiza a boca, que é cercada por tentáculos ciliados, responsáveis pela captura de partículas alimentares na água e pelo direcionamento do alimento para a faringe. A faringe é uma estrutura característica dos cordados e apresenta fendas que atuam tanto na filtragem do alimento quanto na respiração.

A faringe continua para o tronco, que é a região mais longa do corpo do anfioxo. Nele, encontra-se a notocorda, uma estrutura flexível que funciona como um esqueleto de suporte, dando sustentação ao corpo e permitindo movimentos laterais de natação. A notocorda é uma característica compartilhada com os vertebrados e persiste ao longo da vida do anfioxo.

Além da notocorda, o tronco contém uma cavidade denominada celoma, onde estão localizados os órgãos internos do animal. A presença do celoma é uma característica comum dos cordados e contribui para a proteção e organização dos órgãos internos.

No pós-anal, localiza-se o ânus, que é a abertura pela qual ocorre a eliminação dos resíduos alimentares não digeridos. A boca e o ânus estão conectados por um tubo digestivo completo, permitindo que a alimentação e a digestão ocorram de forma eficiente.

Sistematicamente, os anfioxos são classificados dentro do filo Chordata, subfilo Cephalochordata. Eles são agrupados junto com os vertebrados no clado dos cordados, devido às suas características compartilhadas, como a notocorda e a presença de fendas faríngeas.

Os anfioxos são considerados animais primitivos, e o estudo de suas características anatômicas e embriológicas é de grande importância para compreender a evolução dos vertebrados. Enquanto os anfioxos têm uma notocorda persistente ao longo de suas vidas, nos vertebrados, essa estrutura é substituída, em grande parte, pela coluna vertebral, fornecendo maior suporte e mobilidade ao corpo.

Portanto, os anfioxos (imagem a baixo) são pequenos animais marinhos pertencentes ao filo Chordata, com uma anatomia simples e especializada, que apresenta características fundamentais para o entendimento da evolução e classificação dos cordados. Seu estudo continua sendo de grande interesse para a biologia comparativa e a compreensão das origens dos vertebrados.

 No início do processo de gastrulação de um anfioxo, as células da blastocele se invaginam para dentro do embrião, formando uma estrutura chamada blastóforo (terceiro desenho da figura a abixo). Essa invaginação é o marco inicial da gastrulação e é fundamental para a organização dos tecidos e órgãos do futuro organismo.

O quarto desenho, em uma vista de baixo para cima, é possível observar o blatoforo se invaginando e as céluas se diferenciando em ectodermo e endoderme. Consequentemente uma cavidade é formada no interior da blastocele, a partir do blastoforo, o arquentero. 

O quinto desenho, em uma visão de cima para baixo, é possivel observar outras movimentos das células acontecendo. As células da ectoderme se projetam, por ambos os lados, sob as células da endoderme. Parte das células da endoderme se diferenciam novamente e dao origem a mesoderme no interior da blastocele. Ao mesoderme tempo a projeção e encontro da ectoderme da origem a um novo tubo, que irá se diferenciar no tubo neural (veja a neurulação).

Ectoderme dá origem a...

Mesoderme dá origem a...

Endoderme dá origem a...

Neurulação

A neurulação é continuação da gastrulação que esta representada no quinto desenho acima. Aqui apenas iremos ver esta etapa com um pouco mais de detalhes. A ilustração abaixo esta representando os movimentos celulares que estão acontecendo com a mesoderme, ectoderme e o tudbo neural islutrados acima.

A neurulação começa quando a notocorda, formada pela invaginação da mesoderme, sinaliza para a ectoderma, que está logo acima da notocorda, para dar inicio a formação da placa neural. A placa neural dobra-se sobre si mesma para formar um tubo, denominado de tubo neural.

As ilustrações abaixo mostram a notocorda em formação, logo acima dela as células da ectoderme se multiplicam e mudam sua forma, até que ambos os lados se encontram na porção medial do embrião.  Assim que ambos os lados da ectoderme se encontram e se fecham, formam o tubo neural. Entre o tubo neural e a ectoderme se encontram as células que deram inicio ao dobramento da ectoderme, esta células, agora denominadas de crista neural, darão origem aos neurônios que se encontram no sistema nervoso periférico.

Folhetos embrionários

Folhetos embrionários são os três conjuntos de células (endoderme, epderme e mesoderme) que se diferenciam em estruturas que formam o corpo do individuo. Durante a diferenciação das células e nos movimentos celulares, nos chordados, dá origem ao celoma, que nada mais é a cavidade onde os orgão internos irão se desenvolver. No entanto existes três tipos de celoma, ou mais espcificamente a ausência de celoma, um pseudo celoma e um celoma verdadeiro.

O celoma e o pseudoceloma são tipos de cavidades que podem ser encontrados em animais, mas apresentam diferenças fundamentais em sua formação e organização.

O celoma é uma cavidade verdadeira, que se forma dentro da mesoderme durante o desenvolvimento embrionário. Ele é revestido por uma membrana serosa e está completamente rodeado pela mesoderma, que é um dos três folhetos embrionários dos animais triblásticos. O celoma é encontrado em animais como anelídeos, artrópodes, moluscos, equinodermos e cordados. 

Por outro lado, o pseudoceloma é uma cavidade "falsa", que se forma entre a mesoderme e a endoderme. Ou seja, ele não é completamente revestido por uma camada de mesoderma e, portanto, não é uma cavidade verdadeira. O pseudoceloma é encontrado em animais como os nematoides, que são triblásticos, mas possuem características intermediárias entre animais celomados e acelomados.

A diferença estrutural entre celoma e pseudoceloma é fundamental para a classificação e evolução desses animais. O celoma proporciona um espaço significativo para o desenvolvimento e funcionamento dos órgãos internos, além de atuar como um local para o armazenamento de fluidos corporais, contribuindo para a sustentação do corpo e proteção dos órgãos.

Por outro lado, o pseudoceloma possui funções menos complexas em comparação ao celoma, e seu desenvolvimento é menos especializado. Ele pode conter sistemas digestivos e excretores, como nos nematoides, mas não oferece o mesmo nível de suporte e proteção que o celoma proporciona.

Nos deuterostômios, o celoma forma-se a partir de dobras do intestino primitivo do embrião, sendo chamado de enteroceloma. Já nos protostômios, o celoma surge a partir de fendas que se formam na mesoderme, sendo chamado de esquizoceloma

Deutorostômios e protostômios

O blastóforo, ao longo do desenvolvimento embrionário da origem a boca ou ao ânus do individuo. Quando o blastóporos da origem ao ânus classificamos estes animais como deuterostômios, como o anfioxo e os equinodermos (gástrula 2). 

Quando o blastóporo primeiro da origem a boca classificamos estes animais como protostomios, como os moluscos, anelídeos e artrópodes, onde o blastóporo origina primeiro a boca e depois o ânus (gástrula 1).

Desenvolvimento embrionário humano

A fecundação na espécie humana ocorre na tuba uterina. À medida que desce em direção ao útero, levado pelo batimento dos cílios e pelas contrações musculares da tuba, o embrião sofre segmentação. Três a quatro dias depois da fecundação, ele chega ao útero na fase de mórula, sendo formado por doze a dezesseis blastômeros. Passados mais três dias, já é uma blástula, também chamada blastócito ou blastocisto, com cerca de 70 a 100 células, e começa o processo de implantação no útero, que termina, em geral, por volta do 12º dia. Nessa fase, pode-se observar uma camada mais externa de células, chamada trofoblasto, que origina o córion, e a massa celular interna, também chamada botão embrionário ou embrioblasto, que formará o embrião e os anexos embrionários.

Por volta do décimo quarto dia, o endométrio já cresceu em volta do embrião, isolando-o da cavidade uterina. Em seguida, formam-se as vilosidades do córion, que ficarão mergulhadas no endométrio, em cavidades cheias de sangue, originando a placenta.

A gastrulação ocorre do 14º ao 19º dia, e formam-se os três folhetos embrionários (ectoderme, endoderme e mesoderme). A maior parte dos principais órgãos do embrião forma-se da terceira à oitava semana do desenvolvimento, na fase de organogênese. Essa formação está completa no início da nona semana, e o embrião passa a ser chamado feto: já tem aparência tipicamente humana, mede cerca de 2,5 cm de comprimento e pesa 15 g. Ele continua a crescer e a se desenvolver. No final do terceiro mês, pesa cerca de 30 g, medindo aproximadamente 8,5 cm de comprimento e começa a mover braços e pernas. No quinto mês, os movimentos são mais fortes, e a mãe começa a percebê-los.

Após cerca de quarenta semanas (nove meses, 280 dias) desde o primeiro dia da última menstruação, ocorre o parto. As contrações da musculatura do útero indicam que o momento do parto se aproxima. A bolsa de água se rompe e a criança é empurrada para fora do corpo da mãe através da vagina. A placenta é eliminada, e o cordão umbilical é cortado. O umbigo é a cicatriz que fica no lugar do cordão umbilical. A criança pesa entre 3 kg e 3,5 kg, em média, medindo entre 48 cm e 52 cm de comprimento, e passa a respirar pelo seu sistema respiratório.


A importância do leite materno

O leite materno é o melhor alimento para o bebê, sendo mais adequado do que as fórmulas comerciais preparadas a partir do leite de vaca. As vantagens são várias: é de digestão mais fácil; a probabilidade de causar reações alérgicas e prisão de ventre é menor; contém anticorpos que protegem a criança contra diversas doenças contagiosas. Além disso, em casa, no preparo do leite comercial, há maiores riscos de contaminação por germes causadores de doenças, principalmente em locais sem água potável.

A amamentação também traz benefícios para a mãe. Além de aumentar o contato entre mãe e filho, o que é bom para ambos, diminui o risco de câncer de mama, acelera a volta do útero ao tamanho normal e evita hemorragias depois do parto.

Mas nem sempre é possível amamentar. Às vezes, por exemplo, a mãe precisa tomar certos medicamentos que podem passar para o leite e prejudicar a saúde da criança. As mães portadoras do vírus da AIDS também devem evitar a amamentação, seguindo a orientação do médico para a escolha e o preparo do leite comercial.

A Organização Mundial da Saúde recomenda que se alimente a criança exclusivamente com leite materno até os 6 meses de idade. A partir daí, outros tipos de alimento podem ser oferecidos, diminuindo a frequência da amamentação.


Formação de gemêos

Os gêmeos monozigóticos, também chamados univitelinos, idênticos ou verdadeiros, formam-se de um único óvulo (ovócito II na espécie humana) fecundado por um único espermatozoide, mas, em vez de originar apenas um embrião, o zigoto origina dois ou mais. Isso ocorre porque as células formadas nas fases iniciais do desenvolvimento (até oito dias depois da fecundação) separam-se em dois ou mais grupos independentes, e cada grupo origina um embrião completo. Esses gêmeos são geneticamente iguais entre si e, portanto, são sempre do mesmo sexo.

Se a separação ocorrer cedo (dois a três dias depois da fecundação), formam-se gêmeos com dois âmnios, dois córions e duas placentas (se a implantação no útero for próxima, o córion e a placenta podem fundir-se). Essa situação ocorre em cerca de um terço dos casos de formação de gêmeos. Em cerca de dois terços dos casos, a separação ocorre depois, formando-se duas massas celulares internas, que compartilham o mesmo trofoblasto. Nesse caso, ambos os gêmeos vão compartilhar o mesmo córion e a mesma placenta, mas cada um estará em uma cavidade amniótica.

Raramente, em cerca de 1% dos casos, a separação ocorre tardiamente (entre 9 e 15 dias), originando embriões que compartilham o mesmo córion, o mesmo âmnio e a mesma placenta. Nesse caso, os embriões dificilmente sobrevivem ou, se a separação não for completa, podem surgir gêmeos verdadeiros presos por uma parte comum do corpo e compartilhando órgãos: são os gêmeos conjugados, também chamados irmãos siameses ou xifópagos (a maioria desses gêmeos está unida na altura do apêndice xifoide, que fica no osso esterno). Em certos casos, dependendo dos órgãos que tenham em comum, é possível separá-los cirurgicamente.

Na população humana, ocorrem de três a quatro gêmeos univitelinos em cada mil nascimentos. A maioria dos casos de gêmeos (de sete a onze em cada mil nascimentos) ocorre de outra forma: a mulher lança na tuba uterina dois ou mais ovócitos II no mesmo ciclo, e cada um é fecundado por um espermatozoide. Como esses gêmeos se desenvolvem de células-ovo distintas, que vieram da união de gametas com genes diferentes (são geneticamente diferentes), eles não são tão parecidos quanto os idênticos. Podem ter ou não o mesmo sexo, por exemplo. De fato, podem ser tão diferentes quanto dois irmãos não gêmeos. Por isso, são chamados gêmeos fraternos, falsos ou, como vieram de zigotos diferentes, dizigóticos (ou plurizigóticos) ou bivitelinos (ou plurivitelinos). Há sempre dois âmnios e dois córions, com duas placentas (se eles se implantarem em regiões próximas, pode haver fusão dos córions e das placentas).

A formação de trigêmeos, quadrigêmeos, etc., é bem mais rara e pode resultar da separação de vários conjuntos de blastômeros, de uma ovulação múltipla ou de ambos os fatores.

Parece não haver tendência hereditária para a formação de gêmeos idênticos; ao que tudo indica, ela ocorre ao acaso. Mas algumas mulheres são mais propensas a lançarem simultaneamente mais de um ovócito na tuba, originando gêmeos falsos.

A identificação do tipo de gêmeo pode ser feita por meio de um exame de DNA: somente os gêmeos verdadeiros terão exatamente o mesmo material genético.

Em alguns animais, como o tatu, é usual nascerem de quatro a oito gêmeos verdadeiros em uma ninhada, fenômeno chamado poliembrionia .


Células tronco

Células-tronco são células pouco diferenciadas capazes de se dividir e originar células especializadas do corpo. São encontradas em embriões no início do desenvolvimento, no cordão umbilical e em alguns tecidos adultos, como a medula óssea e o fígado.

As células-tronco embrionárias estão presentes em embriões no início do desenvolvimento e podem dar origem a qualquer tecido do corpo. Há dois tipos de células-tronco embrionárias: as células-tronco totipotentes podem originar todos os tipos de células e tecidos do corpo, inclusive anexos embrionários e placenta, podendo ainda originar um indivíduo completo, como ocorre no caso de gêmeos univitelinos. Elas são encontradas no embrião na fase de mórula, com cerca de 16 células, até o terceiro ou quarto dia após a fecundação. As células-tronco pluripotentes também podem dar origem a todos os tecidos, mas não podem produzir placenta ou anexos embrionários, não sendo possível, portanto, originar um indivíduo completo. Essas células são encontradas na massa celular interna do blastocisto – embrião com cerca de 100 células – por volta do quinto dia de desenvolvimento.

Em vários órgãos do corpo, encontramos células-tronco adultas. São células-tronco multipotentes, ou seja, elas têm a capacidade de gerar apenas células dos tecidos de que são provenientes. Essas células são encontradas, por exemplo, no sangue do cordão umbilical e na medula óssea. Nos últimos anos, porém, têm sido desenvolvidas técnicas capazes de alterar geneticamente essas células e até mesmo células adultas diferenciadas, transformando-as em células pluripotentes, que podem dar origem a todos os tecidos, com exceção daqueles que formam anexos embrionários.

Com estímulos apropriados, promove-se a diferenciação das células-tronco embrionárias em células musculares, pancreáticas, nervosas ou do tipo necessário para substituir células de órgãos comprometidos.

As células-tronco embrionárias podem ser conseguidas de embriões congelados, obtidos por fertilização in vitro (fora do corpo), que existem em clínicas de fertilização assistida e que não serão implantados em útero. Em 2007, um grupo de cientistas obteve células-tronco do líquido amniótico de dentro da placenta. Outro grupo conseguiu transformar algumas células da pele humana em células embrionárias. A técnica pode ser útil para se conseguir células-tronco sem destruir embriões.

Para evitar o risco de rejeição, é preciso conseguir células-tronco compatíveis com as do receptor ou realizar a clonagem terapêutica ou transferência nuclear, que consiste em retirar o núcleo de uma célula somática da pessoa que necessita de um transplante para um óvulo anucleado e estimular seu desenvolvimento em laboratório até o estágio de blastocisto. Como as células clonadas contêm o núcleo do paciente, não há risco de rejeição. Mas essa clonagem não serve para pacientes com doenças genéticas, pois as células geradas desse modo também seriam portadoras da doença.

Essas células poderiam ser usadas em doenças do sistema nervoso, como mal de Parkinson e paralisia por lesões na medula espinhal, na diabetes e em doenças no coração. Mas essas aplicações ainda estão em fase de pesquisa e há problemas técnicos e de segurança que precisam ser resolvidos, visto que essas células podem gerar tumores. Outro problema é de ordem ética e diz respeito ao uso de embriões humanos na fase inicial como fonte de células-tronco. Embora algumas pessoas achem que os embriões humanos na fase inicial sejam apenas um aglomerado de células, outras pensam que eles devem ser considerados seres humanos, com direitos como todos nós – como os embriões que serviriam de fontes de células-tronco são destruídos, isso equivaleria a destruir um ser humano.

Nos países que permitem a pesquisa com essas células, elas podem ser obtidas de embriões congelados nas clínicas de fertilização assistida que não serão mais implantados em um útero.


Desenvolvimento embrionário de plantas