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Massimo Lancieri » 7.Sviluppo del pesce zebra


Introduzione allo sviluppo del pesce zebra

Il pesce zebra quale organismo modello

  • Il pesce zebra, Danio rerio è un teleosteo d’acqua dolce che vive nel delta dei fiumi dell’India. E’ facile da allevare in laboratorio per le sue ridotte dimensioni (circa 4 cm.), per la sua prole numerosa, perché raggiunge la maturità sessuale in circa tre mesi, per la possibilità di ottenere uova embrionate tutto l’anno.
  • Attualmente viene sempre più frequentemente usato per studi tossicologici, embriologici e genetici.

La segmentazione del pesce zebra

La segmentazione è meroblastica

  • L’uovo dello Zebrafish è ricco di tuorlo ed al momento della fecondazione, il citoplasma privo di vitello, si sposta verso il polo animale. In tal modo viene a segregarsi il blastodisco, privo di tuorlo, dal citoplasma più chiaro, ricco di tuorlo, localizzato al polo vegetativo.
  • Alla fine della segmentazione si vengono a costituire due popolazioni cellulari; le cellule dello strato avvolgente (EVL) più esterne e le cellule profonde.

La gastrulazione del pesce zebra

  • La gastrulazione è caratterizzata dall’involuzione delle cellule marginali profonde DEL. L’involuzione inizia sul futuro lato dorsale dell’embrione ma successivamente avviene lungo tutto il margine del blastoderma che quindi espleta il ruolo del bastoporo degli Anfibi.
  • In seguito alla gastrulazione si formano due foglietti l’epiblasto e l’ipoblasto.

Determinazione della asse antero-posteriore del pesce zebra

Ruolo dello scudo embrionale nella determinazione dell’asse antero-posteriore

La convergenza e l’estensione, e la migrazione in direzione anteriore delle cellule sono estreme entro lo scudo embrionale e la regione che lo circonda.

Determinazione delle mappe presuntive del pesce zebra

Mappe presuntive

Si è potuto stabilire con esperimenti di mappatura che all’inizio della gastrulazione le cellule dello embrione vengono anche specificate e quindi determinate verso un particolare destino.

Centri organizzatori delle mappe presuntive del pesce zebra

Esperimenti di manipolazione degli embrioni hanno definito molte regioni dell’embrione che controllano nello spazio e nel tempo la specificazione delle mappe presuntive.

Considerazioni conclusive

Peculiarità dello sviluppo del pesce zebra

  • La segmentazione del pesce zebra dà origine ad una blastula priva di blastocele in cui è presente lo strato sinciziale vitellino (YSL) che è un organo unico dei teleostei.
  • L’embrione si viene a formare sul piano sagittale mediano per i complessi movimenti cellulari che avvengono a livello dello scudo embrionale.
  • La gastrulazione dà origine a due foglietti embrionali: l’epiblasto e l’ipoblasto.

Indice immagini

In prima immagine si mostra come le prime cinque divisioni di segmentazione avvengano secondo piani meridiani, la sesta secondo un piano equatoriale.

  • A) Blastodisco insegmentato
  • B) Prima divisione
  • C) Seconda divisione
  • D) Terza divisione
  • E) Quarta divisione
  • F) Quinta divisione
  • G) Sesta divisione

In seconda immagine è mostrata la rappresentazione tridimensionale dei vari tipi di movimenti cellulari, indicati dalle frecce, che avvengono durante la gastrulazione. Notare i movimenti di estensione a livello dello scudo embrionale che generano la carena neurale su cui si modellerà l’embrione.

Segmentazione dello Zebrafish

Segmentazione dello Zebrafish

Embrione di Zebrafish allo stadio di gastrula iniziale

Embrione di Zebrafish allo stadio di gastrula iniziale


Indice immagini

In prima immagine è mostrata la vista dorsale della gastrulazione del pesce zebra mostrante i movimenti cellulari che avvengono contemporaneamente in corrispondenza dello scudo embrionale.

In seconda immagine è mostrata la mappa dei territori presuntivi di una gastrula iniziale di Zebrafish. Le aree colorate indicato i diversi territori. Tutte le strutture embrionali derivano dalle cellule profonde del blastoderma.

Embrione di Zebrafish allo stadio di gastrula iniziale

Embrione di Zebrafish allo stadio di gastrula iniziale

Mappa dei territori presuntivi

Mappa dei territori presuntivi


Indice immagini

In prima immagine è mostrata la dislocazione della ß-catenina nucleare. Nelle fasi precoci dello sviluppo, 20 minuti dopo la fecondazione, i segnali dorsalizzanti provengono dal vitello.

In seconda immagine è mostrata la dislocazione della ß-catenina nucleare. Successivamente, nello stadio di blastula intermedia, la ß-catenina trasloca nello scudo embrionale, che diventa la sorgente dei segnali dorsalizzanti ed acquista la funzione di organizzatore.

Polo animale e polo vegetativo

Polo animale e polo vegetativo

Polo animale e polo vegetativo

Polo animale e polo vegetativo


Prossima lezione

Lo sviluppo degli Anfibi

  • Molti studi di embriologia classica hanno usato embrioni di rane, tritoni, salamandre.
  • Si ottengono da questi organismi facilmente uova fecondate.
  • La grande dimensione delle uova e la particolare resistenza degli embrioni alle infezioni li rendono idonei ad esperimenti di microchirurgia.
  • Sono stati oggetto dell’embriologia classica e dallo studio di questi organismi sono stati compresi i meccanismi base dell’induzione.
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