NOTES D'EMBRYOLOGIE
L'embryologie étudie la séquence des formes de développement du zygote à l'organisme doté de tous ses organes et systèmes.
A cet égard, il convient de rappeler la distinction entre développement (succession de phases structurelles et organisationnelles de complexité croissante) et croissance, entendue avant tout dans un sens quantitatif.
Chez les métazoaires vertébrés on assiste, montant dans la série évolutive jusqu'à l'homme (en passant par les cyclostomes, les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères), l'apparition de formes adultes de complexité croissante, pour lesquelles la complication des stades de développement embryonnaire.
Au début, le zygote, toujours équipé de matériel de réserve, est divisé (par mitose ultérieure) en 2, puis 4, puis 8, etc. cellules appelées blastomères, sans croissance, jusqu'à ce qu'il atteigne le rapport noyau/cytoplasme normal de l'espèce .
Cette segmentation initiale peut suivre différents schémas, selon la quantité et la distribution du deutoplasme.
Au début, le deutoplasme est rare ("œufs oligolécytaires"), la segmentation est donc totale et donne naissance à des blastomères très différents. Au fur et à mesure que la complexité de l'embryon augmente, il faut plus de temps et de matériel avant que son développement ne lui permette de débuter. vie indépendante. Cela nécessite une augmentation du deutoplasma ("œufs télolécytaires"), qui a tendance à s'organiser dans une partie du zygote. Ceci provoque une "anisotropie" croissante, qui est liée à des modifications de la segmentation, régies par deux principes généraux :
- La loi de Hertwig dit qu'en mitose, le fuseau achromatique (dont l'équateur détermine le plan de division des cellules filles) a tendance à s'arranger dans le sens de la plus grande longueur du cytoplasme ;
- La loi de Balfour dit que la vitesse de segmentation est inversement proportionnelle à la quantité de deutoplasma.
On voit alors que déjà chez les cyclostomes et chez les poissons la segmentation est inégale, avec un pôle animal rapidement segmenté (qui donnera les structures supérieures de l'embryon) et un pôle vitellin qui contiendra l'essentiel du matériel de réserve.Cette tendance est encore plus grande. anisotrope chez les amphibiens (où il faut préparer les organes responsables de la respiration aérienne), chez lesquels le pôle vitellin, tout en se segmentant lentement, reste relativement inerte et finit par être recouvert de cellules issues du pôle animal à segmentation rapide. les principaux stades embryonnaires comprennent : le zygote, les blastomères, la morula (groupe de blastomères semblable à une mûre), la blastula (morula avec des cellules internes en régression), la gastrula (blastula dans laquelle les cellules d'un côté se sont invaginées), dans laquelle la cavité primitive de l'organisme, avec une couche cellulaire externe (ectoderme, dont le système nerveux dérivera en premier lieu) et une int erno (entoderme), entre lesquels une troisième couche (mésoderme) s'interposera ensuite. De ces couches ou "feuilles embryonnaires" dériveront alors, dans une séquence ordonnée, tous les tissus, organes et systèmes.
Chez les espèces encore plus évoluées, l'augmentation du deutoplasme (ou "veau") est telle qu'il ne peut même pas être segmenté. On voit ainsi que chez les oiseaux la segmentation n'affecte qu'un mince disque superficiel, conduisant à une "discoblastule" et à une série de phénomènes qui garantissent la formation de l'embryon d'une manière différente de celle mentionnée ci-dessus.
Une augmentation supplémentaire du deutoplasme n'aurait probablement pas été plus efficace, donc chez les Mammifères le développement et la croissance jusqu'à la capacité de vie indépendante sont obtenus avec un autre système.Nous remarquons en effet chez les Mammifères que le deutoplasme n'est utilisé que pour les tout premiers stades du développement ; puis l'embryon établit des relations métaboliques avec l'organisme maternel (avec l'apparition du placenta) et n'utilise plus le deutoplasme dont l'excès est éliminé. A ce stade, les œufs redeviennent oligolécitiques et la segmentation peut reprendre. à être totale (et donc dans les premiers stades elle est similaire à celle de l'"amphioxus), mais après la morula l'embryogenèse se poursuit selon le schéma le plus évolué des oiseaux, avec un "blastocyste" suivi d'une implantation sur la paroi utérine, de sorte que le métabolisme de l'embryon est assuré par l'organisme maternel (via le placenta) plutôt que par le deutoplasme.
DIFFÉRENCIATION D'EMBRYONS
Lorsque la segmentation du zygote a ramené le rapport noyau/cytoplasme à la norme de l'espèce, la croissance doit également commencer, parallèlement au développement, c'est pourquoi le métabolisme commence, avec l'apparition des nucléoles et la synthèse des protéines. La synthèse protéique ainsi initiée est due aux gènes responsables des premiers stades du développement embryonnaire. Ces gènes sont déprimés par les substances présentes dans les différents blastomères du pôle animal et veau. À leur tour, les produits de ces gènes précoces peuvent déprimer les opérons des gènes responsables des stades ultérieurs. Les produits de cette deuxième série de gènes pourront agir à la fois dans le sens de construire de nouvelles structures embryonnaires et dans le sens de réprimer les opérons précédents et de dépresser les suivants, dans une séquence ordonnée qui conduit à la construction du nouvel organisme , grâce à l'information génétique accumulée du génome à travers les millénaires jusqu'à des espèces toujours plus évoluées.
La célèbre expression de Haeckel "" l'ontogenèse résume la phylogénie " exprime en fait le fait que les espèces supérieures répètent, dans les stades de développement embryonnaire, la succession déjà trouvée dans l'espèce évolutive précédente.
Les premiers stades de l'embryon ont tendance à être similaires chez les vertébrés, en particulier jusqu'à l'apparition des branchies.
Chez les espèces qui passent à la respiration aérienne, les branchies sont alors réabsorbées et réutilisées (par exemple pour la formation de glandes endocrines), mais l'information génétique relative à la formation des branchies est également conservée chez l'homme. Il s'agit évidemment d'un exemple de gènes de structure embryonnaires qui sont présents dans le génome de tous les vertébrés et doivent rester réprimés après avoir fonctionné dans leur moment ontogénétique.
L'interprétation de l'embryogenèse au sens de régulation de l'action des gènes permet d'unifier les expériences traditionnelles complexes de l'embryologie expérimentale.
JUMEAUX
Le zygote et les premiers blastomères, jusqu'au début de la synthèse protéique, sont totipotents, c'est-à-dire capables de donner vie à tout un organisme. A cela sont liées les expériences de Spemann, qui a obtenu deux embryons par strangulation d'un zygote d'amphibien. Un phénomène similaire apparaît à la base du phénomène des jumeaux identiques chez l'homme, qui précisément pour cette raison sont appelés monozygotes (MZ).Les jumeaux expérimentaux de Spemann avaient la moitié de la taille normale, alors que chez l'homme ils sont parfaitement normaux. Ceci s'explique parce que chez les amphibiens les deux embryons devaient partager le seul jaune déjà reçu, tandis que chez l'homme les embryons peuvent recevoir, à travers le placenta, tout ce qui est nécessaire à leur développement et à leur croissance.
Rappelons que chez « l'homme les deux tiers des cas de jumeaux ont » une autre origine : ils dérivent de la maturation occasionnelle simultanée de deux follicules, avec libération de deux ovules qui, une fois fécondés, donnent deux zygotes ; en effet, chez dans ce cas on parle de jumeaux dizygotes (DZ).
Étant donné que les jumeaux MZ, séparés par la mitose du zygote unique, ont le même génome, les différences entre eux doivent être d'origine environnementale.Au lieu de cela, le génome de deux jumeaux DZ n'est similaire qu'autant que celui de deux frères. largement utilisé en génétique humaine et aussi dans le domaine du sport.
Chez « l'homme, chez qui certaines raisons éthiques interdiraient l'expérimentation, on peut constater à quel point tout caractère est régulé par des facteurs héréditaires : en effet, les caractères strictement héréditaires (comme les groupes sanguins) ne sont toujours concordants que chez les jumeaux MZ ; que le la concordance d'un trait dans MZ est proche de celle de DZ, on en déduit que les facteurs environnementaux prévalent sur les héréditaires pour déterminer ce trait phénotypique.
