Limb development (original) (raw)
Die Extremitätenentwicklung ist ein Bereich der Embryogenese und bildet eine Grundlage für Erkenntnisse über die molekularen und zellularen Mechanismen zur Formfindung in der Organogenese von Wirbeltieren. Die Extremitätenentwicklung will die progressive Formbildung der skelettären Muster der Gliedmaßen bei den Tetrapoden (Landwirbeltiere mit vier Extremitäten) erklären.
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| dbo:abstract | Die Extremitätenentwicklung ist ein Bereich der Embryogenese und bildet eine Grundlage für Erkenntnisse über die molekularen und zellularen Mechanismen zur Formfindung in der Organogenese von Wirbeltieren. Die Extremitätenentwicklung will die progressive Formbildung der skelettären Muster der Gliedmaßen bei den Tetrapoden (Landwirbeltiere mit vier Extremitäten) erklären. (de) Limb development in vertebrates is an area of active research in both developmental and evolutionary biology, with much of the latter work focused on the transition from fin to limb. Limb formation begins in the morphogenetic limb field, as mesenchymal cells from the lateral plate mesoderm proliferate to the point that they cause the ectoderm above to bulge out, forming a limb bud. Fibroblast growth factor (FGF) induces the formation of an organizer at the end of the limb bud, called the apical ectodermal ridge (AER), which guides further development and controls cell death. Programmed cell death is necessary to eliminate webbing between digits. The limb field is a region specified by expression of certain Hox genes, a subset of homeotic genes, and T-box transcription factors – Tbx5 for forelimb or wing development, and Tbx4 for leg or hindlimb development. Establishment of the forelimb field (but not hindlimb field) requires retinoic acid signaling in the developing trunk of the embryo from which the limb buds emerge. Also, although excess retinoic acid can alter limb patterning by ectopically activating Shh or Meis1/Meis2 expression, genetic studies in mouse that eliminate retinoic acid synthesis have shown that RA is not required for limb patterning. The limb bud remains active throughout much of limb development as it stimulates the creation and positive feedback retention of two signaling regions: the AER and its subsequent creation of the zone of polarizing activity (ZPA) with the mesenchymal cells. In addition to the dorsal-ventral axis created by the ectodermal expression of competitive Wnt7a and BMP signals respectively, these AER and ZPA signaling centers are crucial to the proper formation of a limb that is correctly oriented with its corresponding axial polarity in the developing organism. Because these signaling systems reciprocally sustain each other’s activity, limb development is essentially autonomous after these signaling regions have been established. (en) El desarrollo de las extremidades de tetrápodos (animales con cuatro extremidades) es un área de investigación correspondiente a la biología del desarrollo. La formación del miembro comienza como un esbozo de la extremidad. El factor de crecimiento de fibroblastos (FCF) induce la formación de un organizador llamado cresta ectodérmica apical (AER, por sus siglas en inglés), que guía el posterior desarrollo y controla la muerte celular. La apoptosis — muerte celular programada — es necesaria para eliminar las membranas interdigitales. El campo de la extremidad es una región especificada por la expresión de un gen homeobox (Hox), el cual parece ser controlado por ácido retinoico. La formación de las extremidades es el resultado de una serie de inducciones epitelio-mesenquimatosas entre las células mesenquimáticas del esbozo de la extremidad y las células ectodérmicas que se sitúan sobre estas. Las células del y el migran hacia el campo de la extremidad y proliferan para formar el esbozo de la extremidad. La placa lateral produce las porciones cartilaginosas y esqueléticas de la extremidad, en tanto que las células del miotomo producen los componentes musculares. Las células mesodérmicas de la placa lateral secretan un factor de crecimiento de fibroblastos (posiblemente y ) para inducir al ectodermo que está situado sobre el a formar una importante estructura llamada cresta ectodérmica apical (AER). La AER recíprocamente secreta FGF8 y FGF4 los cuales mantienen la señalización por FGF10 e inducen la proliferación en el mesodermo. La posición de la expresión de está regulada por en el miembro anterior, y por en el posterior. Ambos miembros están especificados por su posición sobre el eje posterior y posiblemente por dos factores de transcripción con T-box: y , respectivamente. La muerte celular programada elimina la membrana interdigital entre los dedos y las articulaciones. La señalización por las proteínas BMP induce la muerte celular y la proteína Noggin bloquea la muerte celular entre los dedos. (es) Les membres chiridiens (du grec ancien χείρ (kheir) : « main ») sont les appendices locomoteurs articulés et munis de doigts des tétrapodes, dérivant probablement de deux paires des nageoires de leurs ancêtres sarcoptérygiens pisciformes. Cette innovation anatomique sert aux premiers tétrapodes aquatiques à nager et marcher sur le fond d'eaux saumâtres (marais côtiers, estuaires, lagunes et autres milieux aquatiques de salinité variable) avant de permettre la mise en place de la quadrupédie, mode de locomotion terrestre initial largement privilégié au sein des vertébrés terrestres. Ils sont originellement au nombre de deux paires articulées comme les nageoires sur une ceinture pectorale et pelvienne, mais peuvent être perdus secondairement, soit en partie (Amphiuma, Chalcides striatus), soit totalement (apodie chez les serpents, les gymnophiones…). Cependant, contrairement au membre ptérygien hétérogène chez les poissons, le membre chiridien (appelé aussi chiridium ou cheiropterygium) constitue un ensemble homogène. Les tétrapodes possèdent deux paires de membres chiridiens dont les os sont mis en mouvement par la force exercée par les tendons à la suite de la contraction des muscles. Ce groupe rassemble aujourd'hui les lissamphibiens (seul groupe survivant de la classe des amphibiens) aux doigts nus et des amniotes (reptiles, oiseaux, mammifères) qui possèdent des étuis cornés couvrant les phalanges terminales des doigts, les griffes (formant notamment des sabots chez les ongulés, et des ongles chez les primates). (fr) Ogólny plan budowy kończyn kręgowców – zasady przekazywania dziedzicznej informacji o charakterystycznych dla wszystkich gatunków kręgowców oraz dla poszczególnych osobników cechach kończyn oraz o przebiegu procesu ich budowy w okresie ontogenezy. Kończyny embrionów zwierząt należących do różnych gatunków, lecz pochodzących od wspólnego przodka – skrzydła ptaków lub nietoperzy, płetwy ryb albo kończyny gadów lub ssaków – powstają w okresie embriogenezy według wspólnego „ogólnego planu budowy” zakodowanego w DNA i powielanego w procesie replikacji. Charakterystyczny dla gatunku żyjącego w określonym środowisku zestaw genów jest efektem procesów filogenezy, a zestaw genów osobnika – efektem rekombinacji w czasie zapłodnienia. Mimo wielkiego zróżnicowania w ramach kladu kończyny różnych zwierząt zachowują podobieństwo do budowy kończyn wspólnego przodka, dostrzegalne wyraźnie w okresie embriogenezy. Kończyny wszystkich kręgowców – piersiowe (przednie, górne) i miedniczne (tylne, dolne) – mają jednakowy ogólny plan budowy (zob. homologia). Są zbudowane z trzech segmentów: 1. * stylopodium – jedna kość „ramienna” lub „udowa” 2. * zeugopodium – dwie kości „przedramienia” (kości promieniowa i łokciowa) lub „podudzia” (kości piszczelowa i strzałkowa) 3. * autopodium – grupa drobniejszych kostek „ręki” lub „stopy”. (pl) |
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