CONTEXTE DE L'EMBRIOLOGIE
L'embryologie étudie la séquence des formes de développement allant du zygote à l'organisme doté de tous ses organes et systèmes.
À cet égard, il convient de rappeler la distinction entre développement (succession de phases structurelles et organisationnelles de complexité croissante) et de croissance, entendue avant tout au sens quantitatif.
Dans les métazoaires des vertébrés, nous nous trouvons en train de gravir la série évolutive jusqu’à l’homme (via les cyclostomes, les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux et les mammifères), jusqu’à l’apparition de formes adultes de complexité croissante, pour lesquelles la complication des stades de développement embryonnaire.
Au début, le zygote, toujours équipé du matériel de réserve, est divisé (par mitoses ultérieures) en 2, puis 4, puis 8, etc. cellules appelées blastomères, sans croissance, jusqu’à atteindre le rapport noyau / cytoplasmique normal de l’espèce.
Cette segmentation initiale peut suivre différents modèles, en fonction de la quantité et de la distribution du deutoplasme.
Au début, le deutoplasme est pauvre ("oeufs oligolécitiques"), de sorte que la segmentation est totale et donne lieu à des blastomères légèrement différents. À mesure que l'embryon grossit, il faut plus de temps et de matériel avant que son développement ne lui permette de commencer une vie indépendante. C'est pourquoi une augmentation du nombre de deutoplasmes ("oeufs télolécitiques") est nécessaire, ce qui a tendance à être arrangé dans une partie du zygote. Cela provoque une "anisotropie" croissante, liée aux modifications de la segmentation, régulée par deux principes généraux:
- la loi de Hertwig dit que, dans la mitose, la fusion achromatique (dont l'équateur détermine le plan de division des cellules filles) a tendance à être arrangée dans le sens d'une plus grande longueur du cytoplasme;
- La loi de Balfour dit que la vitesse de segmentation est inversement proportionnelle à la quantité de deutoplasme.
Voyons alors que la segmentation est déjà inégale dans les cyclostomes et les poissons, avec un pôle animal à segmentation rapide (qui donnera les structures supérieures de l'embryon) et un petit pôle mollet contenant la majorité du matériel de réserve. La tendance anisotrope chez les amphibiens (dans laquelle les organes responsables de la respiration aérienne doivent être disposés) est encore plus grande, dans laquelle le pôle vitellin, bien que se segmentant lentement, reste relativement inerte et finit par être recouvert par des cellules dérivées du pôle animal à segmentation rapide. Jusqu'à cette étape de l'évolution, la succession des principaux stades embryonnaires comprend: zygote, blastomère, morula (grappe de blastomères semblable à une mûre), blastula (morula à cellules internes régressées), gastrula (blastule dans laquelle les cellules d'un côté se sont envahies). ), dans lequel apparaît la cavité primitive de l'organisme, avec une couche cellulaire externe (ectoderme, dont le système nerveux dérive en premier) et une couche interne (entoderme), entre laquelle une troisième couche (mésoderme) interpolera. De ces couches ou "feuilles embryonnaires" vont alors dériver, dans une séquence ordonnée, tous les tissus, organes et appareils.
Chez les espèces encore plus évoluées, l’augmentation du deutoplasme (ou "veau") est telle qu’elle ne peut même pas se segmenter. Nous voyons ainsi que chez les oiseaux, la segmentation ne concerne qu'un mince disque superficiel, ce qui conduit à une «discoblastule» et à une série de phénomènes qui garantissent la formation de l'embryon d'une manière différente de celle mentionnée précédemment.
Une augmentation supplémentaire du deutoplasme n'aurait probablement pas été plus efficace. Par conséquent, chez les mammifères, le développement et la croissance jusqu'à la capacité de vie autonome sont réalisés par un autre système. Nous notons en effet chez les mammifères que le deutoplasme ne sert que pour les tous premiers stades de développement; ensuite, l'embryon établit des relations métaboliques avec l'organisme de la mère (avec l'apparition du placenta) et n'utilise plus le deutoplasme, dont l'excès est éliminé. À ce stade, les œufs redeviennent oligolecitiche et la segmentation peut redevenir totale (et donc, à ses débuts, elle est similaire à celle de l’anfiosso), mais l’embryogenèse de la morula se poursuit selon le schéma le plus évolué des oiseaux, avec une "Blastocyste" suivi d'une implantation sur la paroi utérine, afin que le métabolisme de l'embryon soit assuré par l'organisme de la mère (à travers le placenta) plutôt que par le deutoplasme.
DIFFÉRENCIATION EMBRYEUSE
Lorsque la segmentation du zygote a amené la relation noyau / cytoplasmique à la norme de l'espèce, il est nécessaire que, parallèlement au développement, la croissance commence. C'est pourquoi le métabolisme commence par l'apparition de la synthèse des nucléoles et des protéines. La synthèse protéique ainsi initiée est due aux gènes responsables des premières étapes du développement embryonnaire. Ces gènes sont dérépressés par les substances présentes dans les différents blastomères du pôle animal et du mollet. À leur tour, les produits de ces gènes initiaux peuvent désexprimer les opérons des gènes responsables des étapes ultérieures. Les produits de cette deuxième série de gènes peuvent agir à la fois dans le sens de la construction de nouvelles structures embryonnaires, dans le sens de la répression des opérons précédents et de la déréprimère des suivants, dans une séquence ordonnée menant à la construction du nouvel organisme, grâce aux informations génétiques accumulées. du génome au cours des millénaires chez des espèces de plus en plus évoluées.
La célèbre expression de Haeckel "l'ontogenèse récapitule la phylogénie" exprime en réalité le fait que les espèces supérieures répètent, aux stades du développement embryonnaire, la succession qui existe déjà chez les espèces évolutives précédentes.
Les stades initiaux de l'embryon ont tendance à être similaires chez les vertébrés, notamment jusqu'à l'apparition des branchies.
Chez les espèces qui passent à l’air aérien de respiration, les branchies sont ensuite réabsorbées et réutilisées (par exemple pour la formation de glandes endocrines), mais l’information génétique relative à la formation des branchies est préservée même chez l’homme. Ceci est évidemment un exemple de gènes structurels embryonnaires présents dans les génomes de tous les vertébrés et qui doivent rester réprimés après avoir travaillé dans leur moment ontogénétique.
L'interprétation de l'embryogenèse dans le sens de la régulation de l'action des gènes nous permet d'unifier les expériences complexes traditionnelles de l'embryologie expérimentale.
Les jumeaux
Le zygote et les premiers blastomères, jusqu’à ce que la synthèse des protéines commence, sont totipotents, c’est-à-dire capables de donner vie à un organisme tout entier. À cela s’ajoutent les expériences de Spemann, qui ont obtenu deux embryons lors de l’étranglement d’un zygote d’amphibien. Un phénomène similaire apparaît à la base du phénomène des jumeaux identiques chez l'homme, appelés pour cette raison monozygotes (MZ). Les jumeaux expérimentaux de Spemann étaient à moitié normaux, alors qu'ils sont parfaitement normaux chez l'homme. Cela explique pourquoi, chez les amphibiens, les deux embryons ont dû diviser le seul jaune déjà reçu, alors que chez l’homme, les embryons peuvent recevoir, par le placenta, tout ce qui est nécessaire à leur développement et à leur croissance.
Il faut rappeler que chez l'homme, les deux tiers des jumeaux ont une autre origine: ils proviennent de la maturation simultanée occasionnelle de deux follicules, avec la libération de deux œufs qui, fécondés, donnent deux zygotes; dans ce cas, on parle de jumeaux dizygotes (DZ).
Puisque les jumeaux MZ, divisés par la mitose du seul zygote, ont le même génome, les différences entre eux doivent être d'origine environnementale. Au lieu de cela, le génome des jumeaux DZ ressemble autant que deux frères. Ce principe repose sur la méthode des jumeaux, largement utilisée en génétique humaine et dans le domaine du sport.
Chez l'homme, où certaines raisons éthiques interdisent l'expérimentation, on peut déterminer comment un caractère est régi par des facteurs héréditaires: en fait, les caractères strictement hérités (tels que les groupes sanguins) sont toujours concordants dans les jumeaux MZ uniquement; à mesure que la concordance d'un caractère dans la ZM se rapproche de celle de la ZD, on peut en déduire que les facteurs environnementaux prévalent sur ceux hérités pour déterminer ce caractère phénotypique.
Edité par: Lorenzo Boscariol
