Razvoj človeškega telesa in živali se začne z eno samo celico, ki se je pojavila po spočetju. Pred začetkom tvorbe zarodka ima več faz delitve. Ta mikroskopska tvorba že vsebuje vse potrebne strukture za razvoj tkiv in organov prihodnjega organizma. Eden od njih je tako imenovana srednja zarodna plast ali mezoderma.
Mezoderma je posebna plast celic, ki se v procesu tvorijo pri zarodku. razvoj zarodka. Oblikuje se na različne načine v različnih skupinah večceličnih živali v zgodnjih fazah razvoja oplojenega jajčeca ali jajca, ima pa tudi skupne lastnosti. Nato se oblikuje mezoderma mišičnega tkiva urinarni sistem, serozne membrane notranjih organov - pleura, perikard, peritoneum. Pred nastankom povprečnega zarodnega lista sledi več stopenj embrionalnega razvoja. Preživetje bodočega organizma bo odvisno od njihovega pravilnega in doslednega pretoka.
Mezoderma je plast celic, ki se je pojavila v zarodku v eni od faz intrauterinega razvoja. V vsakem organizmu se začne po združitvi dveh zarodnih celic ali gamet, ki vsebujejo vse potrebne genetske informacije. Nastala zigota prejme dvojni sklop kromosomov in nadaljuje do delitve. Pojavi se s ponovnim podvajanjem celic - zmečkanjem. Na tej stopnji nastane majhen zarodek - morula. Ne povečuje se v primerjavi z zigotom, ampak po obliki spominja na murvino jagodičje. Spodnje celice morule so veliko večje od zgornjih, saj je bila citoplazma neenakomerno porazdeljena.
Na tej stopnji se nadaljuje prerazporeditev in razdrobljenost celic morule. Zmanjšane so v velikosti in poravnane v eni sami plasti. Klic postopoma narašča in ima obliko krogle. V notranjosti se oblikuje votlina, napolnjena s tekočino - blastocel. Tako nastane večcelični enoslojni klic - blastula ali zarodna vezikula. Na tej stopnji je proces zdrobitve zigotov v celoti zaključen. Pri nekaterih nižjih vodnih živalih lahko blastula zapusti rumenjakovo jajce in se prosto giblje v vodi. Pri sesalcih in ljudeh se zarodni mehur še naprej razvija v maternici.
Proces gastrulacije ima svoje mehanizme in vzroke. Povzroča povečanje števila celic zaradi delitve. Ko njihovo število doseže določeno raven, se začne gastrulacija. Drugi vzroki so lahko raztezanje celic, njihova polarizacija, sprememba oblike, sposobnost gibanja.
Pri različnih živalih se proces gastrulacije odvija na različne načine. Na rožici na enem od polov blastule se sprosti plast celic, ki se začne vtisniti v blastocelus. To se nadaljuje, dokler se celice ne približajo nasprotni strani. Tako se pojavi dvoslojni klic, gastrula. V njem je primarna prebavna votlina - gastrocel. Z zunanjo okolico komunicira skozi luknjo v enem od polov - primarnih ustih ali blastopore.
Zaradi gastrulacije dve plasti celic gastrule tvorita dve zarodni plasti: zunanji - ektodermo in notranjo - endodermo. Kasneje se med njima pojavi mezoderm. To se zgodi v naslednji fazi.
Proces gastrulacije pri različnih živalih poteka na več načinov:
Pomembna komponenta gastrulacijskega procesa je diferenciacija celic. Leži v tem, da celice pridobijo vse velike razlike med seboj na ravni morfologije in biokemije. Njihov nadaljnji razvoj postane visoko specializiran. To nam omogoča, da razumemo, kaj je mezoderm in kako se oblikuje.
Po koncu gastrulacije ali vzporedno z njo nastanejo zarodne plasti. To je prvi znak diferenciacije zarodkov. Iz celičnega materiala, ki ostane na površini, nastane zunanji zarodni sloj, ektoderma. Njegovi derivati bodo večinoma opravljali pokrivno in občutljivo funkcijo. Iz celic, ki obdajajo gastrocoel, se oblikuje endoderm - notranji sloj zaroda. Iz nje se bodo razvili organi, ki izvajajo hranilne in dihalne funkcije. Pri večini živali se mesoderm pojavlja med ekto-in endodermo, zbirko celic, ki tvorijo tretji zarodni sloj. Njegovi derivati bodo opravljali funkcijo gibanja, podpore, presnove.
Nastajanje mezoderma pri različnih skupinah živali se izvaja na dva načina:
Pri nekaterih živalih se po nastanku mezoderme oblikuje notranja telesna votlina ali celota. Je prostor med stenami telesa in notranjimi organi. Celota je polna tekočine, ki zaradi stalnega pritiska zagotavlja stabilnost notranjega okolja, presnovo in obliko telesa. Druge skupine živali ohranijo gastrocoel, ki se v procesu razvoja organizma preoblikuje v votlino srednjega kljuna. V tem primeru se iz mezoderme tvori vrsta sestavin organov in njihovih sistemov.
Sprva, po nastanku zarodnih listov, njihova sestava ostaja homogena. Nato se stikajo in medsebojno vplivajo in se razvijajo v določeni smeri. Ta proces se imenuje organogeneza. V njem so celice izolirane, združene, njihova kemijska sestava se spreminja.
Ektoderma, mezoderma in endoderma (tabela bo pomagala razumeti razliko med njimi) med nadaljnjim razvojem tvorijo začetke bodočih organov in tkiv. V začetnih fazah nastane živčna cev. Vzporedno položena tetiva (osno okostje) in črevesna cevka. Mezodermo postopoma preoblikujemo. To se dogaja zaporedno z delitvijo na parne segmente - somite. Iz njih se pojavijo začetki dermisa, progaste mišice, okostja. Sledi oblikovanje določenih organov.
Ektoderma, mezoderma in endoderma (spodnja tabela) pri nadaljnjem razvoju zarodka sodelujejo pri oblikovanju organov prihodnjega organizma. Metoda V. Vogta (1929) pomaga ugotoviti, iz katerega dela blastule se razvije določena struktura. Omogoča označevanje delov kalčka in sledenje gibanju in transformaciji celic v njem.
List za klic | Derivati Germline |
Ectoderm | Koža, derivati povrhnjice (lasje, nohti, perje, volna, vibris), sestavine organov vida, vonj in sluh, zobna sklenina, živčni sistem |
Endoderma | Sestavni deli prebavnega in pljučnega sistema, žleze z notranjim izločanjem |
Mesoderm | Kostno tkivo, mišice, obtočni in limfni sistem, komponente izločilnega in reproduktivnega sistema |
V presledkih med zarodnimi listi je položena ohlapna struktura - mezenhima. Pojavi se zaradi endodermnih celic, ektoderme in mezoderma. Razvija gladke mišice in vse vrste vezivnega tkiva - dermis, kri, limfa. Na začetku se poseben organ oblikuje iz enega samega kličnega sloja. Potem je tu še zaplet. Posledično lahko pri tvorbi organa sočasno sodeluje več zarodnih plasti. Po realizaciji splošnega načrta strukture organizma poteka končna diferenciacija tkiv, organov in sistemov.