Développement embryonnaire

Définition

Le développement embryonnaire consiste en une succession de transformations subies par un organisme depuis le stade zygote jusqu'au stade foetal, parfois avec des métamorphoses intervenant dans le cycle de vie, immature à mature avec la maturité sexuelle chez les organismes sexués.

Le développement embryonnaire humain étudié en embryologie :

L'embryologie est la science de l'étude du développement embryonnaire, entres autres disciplines.

Explications

On distingue le développement embryonnaire et le développement post-embryonnaire (phase foetale chez les mammifères) avant l'éclosion chez les animaux ovipares, la parturition chez les animaux vivipares et la levée de la dormance de la graine chez les Angiospermes.

Un développement embryonnaire accéléré existe chez des invertébrés : la tachygenèse.

Les structures embryonnaires ont acquis de nouvelles fonctions au cours de l'évolution :

• Le développement de l'embryon reflète l'histoire évolutive de l'organisme.
• De nouvelles structures anatomiques proviennent des structures existantes.
• Le poisson ancestral sans mâchoire avait sept fentes branchiales ou plus supportées par des arcs branchiaux.
• La première arche a été modifiée pour donner l'arcade mandibulaire (et la mâchoire inférieure).
• L'oreille interne des mammifères a 3 os pour transmettre le son du tympan.
• La mâchoire ancestrale reptilienne s'attache au crâne via l'os articulaire (mâchoire) et l'os quadratique (crâne) qui transmet le son.
• Chez les mammifères, les os articulaires et quadratiques ont été modifiés dans les os malléaires et incus de l'oreille interne.

Voir aussi la période embryonnaire et la phase embryonnaire en embryogenèse.

Concept de développement embryonnaire

Le développement embryonnaire, notamment pour les mammifères tels que les humains, propose plusieurs étapes :

• Croissance : L'embryon jusqu'à la formation des rudiments d'organes est de très petite taille. La croissance est l'augmentation de la taille. Ceci est obtenu par l'augmentation du taux de divisions cellulaires impliquant une nouvelle synthèse de matière nucléaire et la synthèse de protéines. Tous les rudiments d'organes augmentent en masse et l'embryon atteint la taille et la forme de l'adulte.
• Différenciation : La différenciation se produit simultanément avec la croissance et les deux processus ne peuvent pas être séparés. La différenciation est le processus par lequel les cellules et les tissus acquièrent certaines caractéristiques et deviennent différents les uns des autres. Le développement implique toujours croissance et différenciation. La différenciation est de plusieurs types :
  1. Différenciation morphologique : Par ce processus, la cellule et le tissu atteignent leur forme et leur structure caractéristiques de sorte qu'ils peuvent être distingués les uns des autres par leur apparence physique et leur structure interne. Par exemple, certaines cellules ectodermiques se modifient en cellules nerveuses, d'autres en cellules épidermiques ou en cellules sensorielles. Par différenciation morphologique, chaque partie du corps prend sa forme, sa taille et sa structure caractéristiques.
  2. Différenciation physiologique/comportementale : Bien que toutes les cellules présentent des attributs de base communs, tels que le métabolisme et l'irritabilité, des capacités fonctionnelles spéciales sont finalement superposées à ces propriétés générales. Ainsi, les cellules nerveuses viennent transporter les perturbations électriques, les muscles se contractent, les cellules glandulaires sécrètent des produits spéciaux et ainsi de suite.
  3. Différenciation chimique : La différenciation morphologique et physiologique des cellules dépend des substances chimiques qu'elles contiennent ou qu'elles produisent. Le processus par lequel les cellules deviennent différentes en raison de leurs caractéristiques chimiques est connu sous le nom de différenciation chimique. Les réactions chimiques dans les cellules sont catalysées par des enzymes. Les enzymes sont chimiquement des protéines et les protéines sont synthétisées dans les cellules.

  Par conséquent, le processus de différenciation chimique peut finalement être attribué à des différences dans le schéma protéique des cellules. Certaines des protéines synthétisées sont des protéines structurelles comme l'actine, la myosine, le collagène, l'élasine, l'albumine, etc. tandis que d'autres sont des enzymes. Le type de protéine synthétisée dépend de la molécule d'ADN dans les chromosomes et des molécules d'ARNm. Ainsi, l'ensemble du schéma de différenciation chimique par lequel les cellules diffèrent chimiquement dans leur composition et leur produit secrétaire dépend en fin de compte de l'ADN et de l'expression des gènes.

• dédifférenciation : L'intégration est un processus cellulaire souvent observé dans des formes de vie plus basiques telles que les vers et les amphibiens dans lesquels une cellule partiellement ou terminalement différenciée revient à un stade de développement antérieur, généralement dans le cadre d'un processus de régénération. Certains pensent que la dédifférenciation est une aberration du cycle de développement normal qui aboutit au cancer, tandis que d'autres pensent qu'il s'agit d'une partie naturelle de la réponse immunitaire perdue par les humains à un moment donné en raison de l'évolution. Une petite molécule appelée réversine, un analogue de purine a été découvert qui s'est avéré induire une dédifférenciation dans les myotubes. Ces cellules dédifférenciées pourraient alors se redifférencier en ostéoblastes et adipocytes.
• Régénération : C'est le processus par lequel certains organismes remplacent ou restaurent des parties du corps perdues ou amputées. Les organismes diffèrent nettement dans leur capacité à régénérer des parties. Certains font pousser une nouvelle structure sur la souche de l'ancienne. Par une telle régénération, des organismes entiers peuvent considérablement remplacer des parties substantielles d'eux-mêmes lorsqu'ils ont été coupés en deux ou peuvent développer des organes ou des appendices qui ont été perdus. Cependant, tous les êtres vivants ne régénèrent pas des parties de cette manière. Le moignon d'une structure amputée peut simplement guérir sans être remplacé. Cette cicatrisation est en elle-même une sorte de régénération au niveau de l'organisation tissulaire : une surface coupée cicatrise, une fracture osseuse se tricote, et les cellules se renouvellent au fur et à mesure des besoins. Dans certains cas, des quantités assez importantes de tissus sont remplacées de temps en temps, comme dans la production successive de follicules dans l'ovaire ou la mue et le remplacement des poils et des plumes. Dans la peau des mammifères, les cellules épidermiques produites dans la couche basale peuvent prendre plusieurs semaines pour atteindre la surface externe et se détacher. Dans la muqueuse intestinale, la durée de vie d'une cellule épithéliale individuelle peut n'être que de quelques jours. Les cils mobiles ressemblant à des cheveux et les flagelles des organismes unicellulaires sont capables de se régénérer en une heure ou deux après l'amputation.
• induction : Les organes sont des structures complexes composées de nombreux types de tissus. Dans l'oeil des vertébrés, par exemple, la lumière est transmise à travers le tissu cornéen transparent et focalisée par le tissu du cristallin (dont le diamètre est contrôlé par le tissu musculaire), empiétant finalement sur le tissu de la rétine neurale. L'arrangement précis des tissus dans cet organe ne peut être perturbé sans altérer sa fonction. Une telle coordination dans la construction d'organes est accomplie par un groupe de cellules changeant le comportement d'un ensemble adjacent de cellules, les obligeant ainsi à changer leur forme, leur vitesse mitotique ou leur destin. Ce type d'interaction à courte distance entre deux ou plusieurs cellules ou tissus d'histoire et de propriétés différentes est appelé interaction immédiate ou induction. Il y a au moins deux composants à chaque interaction inductive.Le premier composant est l'inducteur, le tissu qui produit un signal (ou des signaux) qui modifie le comportement cellulaire de l'autre tissu. Le deuxième composant, le tissu induit, est le répondeur. La substance chimique émise par un inducteur est appelée morphogène. Tous les tissus ne peuvent pas répondre au signal produit par l'inducteur. Par exemple, si la vésicule optique (rétine présumée) de Yeropuslaevis est placée dans un endroit ectopique (c'est-à-dire dans un endroit différent de celui où elle se forme normalement) sous l'ectoderme de la tête, cela induira cet ectoderme à former du tissu cristallin. Seule la vésicule optique semble pouvoir le faire; c'est donc un inducteur. Cependant, si la vésicule optique est placée sous l'ectoderme dans le flanc ou l'abdomen du même organisme, cet ectoderme ne pourra pas répondre. Seul l'ectoderme de la tête est compétent pour répondre aux signaux de la vésicule optique en produisant un cristallin.
• Organisateur : L'organisateur est un tissu embryonnaire qui organise les tissus environnants pour développer un embryon ou des organisateurs actuellement reconnus comme des tissus embryonnaires qui influencent et organisent d'autres tissus pour se différencier et produire un tissu ou une structure qui, normalement, n'aurait pas dû se former. Ce processus est connu sous le nom d'induction et le tissu produisant cet effet est l'organisateur. L'organisateur a la capacité d'auto-différenciation et d'organisation. Il a également le pouvoir d'induire des changements au sein de la cellule et d'organiser les cellules environnantes, y compris l'induction et l'organisation précoce du tube neural. L'organisateur primaire détermine les principales caractéristiques de l'axiation et de l'organisation de l'embryon vertébré. Lorsque le tissu organisateur est détruit, l'embryon meurt. Lorsqu'un organisateur supplémentaire est transplanté, deux embryons sont produits.
• totipotence : C'est la capacité d'une cellule ou d'un groupe de cellules à donner naissance à toutes ou presque toutes les différentes cellules et tissus, y compris le tissu placentaire de l'espèce particulière à laquelle il appartient. Chez les mammifères, seuls le zygote et les blastomères suivants sont totipotents
• Carte du destin : un graphique ou une cartographie de surface topographique montrant le destin de chaque partie d'un embryon précoce, en particulier une blastula, est appelé carte du destin.

En rapport avec "développement embryonnaire"

• période embryonnaire

  

  La période embryonnaire commence par la phase de la fécondation de l'oeuf et est caractérisée par l'alimentation interne sur les réserves du sac vitellin.

• annexe embryonnaire

  

  Une annexe embryonnaire qualifie chacun des organes extra-embryonnaires qui participent au développement de l'embryon des amniotes en lui assurant nutrition...

• bouton embryonnaire

  

  Un bouton embryonnaire est un amas de cellules à l'intérieur du trophoblaste, une partie d'un blastocyste, lors d'une embryogenèse.

• disque embryonnaire

  

  Chez les mammifères, le disque embryonnaire (disque germinatif) est la partie de la blastula secondaire dérivée du bouton embryonnaire.