Cours 11 ; Embryologie historique et théorique Flashcards
Quels sont les trois grandes théories ou mouvements de pensée quant au développement embryonnaire dans l’ordre chronologique? (3)
- Théories pré-expérimentales
- Embryologie expérimentale
- Ontogenèse et phylogenèse
Qu’est-ce que le préformationniste et les écoles de pensées sur cette théorie? Les représentants? Quelle école gagne et grâce à quelle découverte?
Implique que:
- L’organisme ne provient que de l’oeuf de la mère
- SANS FÉCONDATION (on ne savait pas ça à l’époque)
- Mâle doit être impliqué car accouplement: intervient par vapeur émise dans le sperme (aura seminalis, aura spermatica)
1628-1694: Marcello Malpighi: poussin déjà formé dans oeuf
1678: van Leeuwenhoek et Hartsoeker: décrivent spermatozoïde donc augmente soupçon participation spermato dans développement embryonnaire
2 écoles:
1) Ovistes: embryon préformé oeuf, Spermato est parasite sperme
2) Animalculistes: embryon préformé dans spermato, Oeuf sert à le nourrir
Charles Bonnet (1745): découvre parthénogenèse où développement d’embryons à partir oeufs non fécondés chez pucerons mais pas à partir spermatozoïde: VICTOIRE OVISTES
Préformationniste a des lacunes: lesquelles? Théorie alternative prend naissance: laquelle et elle consite en quoi?
Lacunes:
- n’explique pas les malformations
- n’explique pas le métissage
- implique emboîtement d’embryons du début à la fin de l’existence d’une espèce (Ève nous aurait tous portés dans ses ovaires)
Théorie: épigenèse
-embryon n’est pas préformé, il se forme à partir de matériaux dans l’oeuf
Qu’est-ce que la théorie de l’épigenèse? Dans laquelle des trois grandes théories elle se situe? Ses représentants? À partir de quelles découvertes?
1759: Caspar Friedrich Wolff observe les 1ers stades embryonnaires du poulet avec des microscopes améliorés depuis préformationniste:
- aucune évidence de poulet préformé (bec, pattes, …)
- Voit des régions granulaires qui s’organisent en couches (feuillets nommés par Pander en 1817) qui s’organisent pour construire l’animal
Donc épigenèse:
- embryon n’est pas préformé
- formé à partir de matériaux dans l’oeuf
- comme briques: pas parce qu’on a des briques qu’on a une maison
- développement embryonnaire sous la force vitale qui dirige le développement
Sous théorie des théories pré-expérimentales
Combinaison du préformationniste et de l’épigenèse: représentants et leurs pensées?
Fin 18e Immanuel Kant et Friedriech Blumenbach:
- Embryon n’est PAS préformé, se forme à partir constituants
- MAIS force vitale est préformée: propriété intrinsèque de de l’oeuf transmise aux générations futures
19e siècle:
- explosion connaissances en bio
- théorie cellulaire par Matthias Schlenden et Theodor Schwann en 1838: tous organismes consistent en cellules, unité de base de la vie
1840: Rudolf Albert von Kölliker:
- Oeuf est une cellule
- Spermatozoïde est aussi cellule (nouveau car pensait qu’ils étaient des petits animaux
- Mais Kölliker ni contact oeuf-spermato, spermato fait juste l’exciter
À date: épigenèse et vitalisme: développement embryon dans l’oeuf, pas implication spermatozoïde (fécondation)
1876: Oscar Hertwig et Herman Fol:
- Découverte fécondation
- pénétration S dans O, rôle S dans développement embryonnaire accepté
Quelle est la théorie du germe-plasme? Ses représentants, découvertes et c’est une sous-théorie de quoi?
Sous-théorie des théories pré-expérimentales
August Weismann (1834-1914): intégration plusieurs notions:
- S et O apportent nombre égal CHROMOSOMES
- Chromosomes contiennent les “déterminants” du développement, transmis d’une génération à l’autre
- Tous les déterminants d’un chromosomes sont distribués aux cellules germinales, PAS aux somatiques donc explique différenciations variées en fonction différents déterminants (muscles vs nerf)
Quelle est la deuxième grande branche de l’acquisition des connaissances en embryologie?
Embryologie expérimentale
Qu’elle est la première théorie de l’embryologie expérimentale?
Le développement mosaïque
1885-88: Wilhelm Roux: père de l’embryo expérimentale
-brûle blastomère grenouille stade 2 cell: l’autre se développe en moitié d’embryon
Conclusion: blastomère restant ne peut former l’embryon, il n’en forme qu’une portion= développement mosaïque
Qu’est-ce que le développement régulateur? Ses représentants et découvertes?
1891-92: Hans Driesh:
- dissocie mécaniquement (agitation) des blastomères d’oursin stade 2 ou 4 cell: chaque blastomère seyk se développe en embryon complet mais petit
- Conclusion: chacun peut réguler son développement:
Qu’est-ce que le développement régulateur? Ses représentants et découvertes? Conclusion?
1891-92: Hans Driesh:
- dissocie mécaniquement (agitation) des blastomères d’oursin stade 2 ou 4 cell: chaque blastomère seyk se développe en embryon complet mais petit
- Conclusion: chacun peut réguler son développement:
* La POTENTIALITÉ: ce que le blastomère a la possibilité de devenir (chacun peut devenir embryon)
* la DESTINÉE: ce que le blastomère devient dans les circonstances normales de développement (sans manipulations)
1895: H. Endres:
- reprend expérience mais chez salamandre
1901: Spemann:
- reprend expérience chez salamandre et frenouille, par dissociation mécanique avec cheveu
- Obtient mêmes résultats que Driesh sur oursin et non pas comme Roux sur grenouille
REJET DÉFINITIF PRÉFORMATIONNISTE:
- développement est épigénétique et régulateur
- Roux a surement brûler un peu le 2e blastomère d’où son résultat
Expériences de potentialité et gradients de l’oeuf? (nommer chercheurs et leurs conclusions)
1928-1935: Sven Hörstadius: chose dans oeuf: gradients d’animalisation et de végétalisation et équilibre entre les deux permet développement normal
Sven Hörstadius prise 2: Expériences de recombinaison: les deux développement de sont pas deux catégories de développement mais 2 pôles d’un continuum. Certaines espèces sont très régulatrices et d’autres peu ou pas du tout
Années 1920: Hans Spemann: LDP ou NP est l’organisateur primaire du développement
Années 1920: Spemann et Hilde Mangold: induction de la différenciation, selon l’environnement
Sven Hörstadius: 1ere expérience quoi et dans quelle théorie?
1928-1935: Sven Hörstadius: potentialité et gradients de l’oeuf
-sépare méridionnalement (axe A-V) l’embryon d’oursin 8 cell = 2 larves complètes mais petites
= développement régulateur
-sépare équatorialement 8 cell= 1 larve ANIMALISÉE + 1 larve VÉGÉTALISÉE
= développement mosaïque
-coupe méridionnalement oeuf non fertilisé et fertilise la moitié ayant le noyau= larve complète
= Développement régulateur
-coupe équatorialement oeuf non fertilisé et fertilise n’importe quelle demie = 1 larve ANIMALISÉE et 1 larve VÉGÉTALISÉE
=Développement mosaïque
Selon plan de coupe, observe les deux développements chez oursin:
- Régulateur selon axe équatorial
- Mosaïque selon A-V
Conclusion: quelque chose dans oeuf: gradients d’animalisation et de végétalisation et équilibre entre les deux permet développement normal
Sven Hörstadius: 2e expérience quoi et dans quelle théorie?
Dissocie blastomères oursins 32 ou 64 cell et les recombine de différentes façons:
- AN seuls= embryon animalisé
- VEG seuls- embryon végétalisé
- An + VEG 1= embryon mois animalisé
- AN + VEG 2= anembryon normal
- AN + micromères= embryon normal mais tout petit¸
Conlusion: gradient animalisation décroît du pôle A au pôle V et gradient végétalisation décroît du V au A. Taux relatif des gradients important pour développement normal. Modèle régulateur basé sur la concentration relative des gradients
Mollusques bivalves et annélides:
-différents oursin et grenouille
-1ers blastomères différents quantitativement
-Chaque blastomère isolé ne se développe qu’en portion d’embryon
-blastomère ne peut réguler-> développement mosaïque
Segmentation holoblastique spiralée
Sven Hörstadius: 2e expérience quoi et dans quelle théorie?
Dissocie blastomères oursins 32 ou 64 cell et les recombine de différentes façons:
- AN seuls= embryon animalisé
- VEG seuls- embryon végétalisé
- An + VEG 1= embryon mois animalisé
- AN + VEG 2= anembryon normal
- AN + micromères= embryon normal mais tout petit¸
Conlusion: gradient animalisation décroît du pôle A au pôle V et gradient végétalisation décroît du V au A. Taux relatif des gradients important pour développement normal. Modèle régulateur basé sur la concentration relative des gradients
Mollusques bivalves et annélides:
-différents oursin et grenouille
-1ers blastomères différents quantitativement
-Chaque blastomère isolé ne se développe qu’en portion d’embryon
-blastomère ne peut réguler-> développement mosaïque
Segmentation holoblastique spiralée
Hans Spemann
Notion d’organisateur primaire
Lèvre dorsale du blastopore (noeud primitif chez amniotes):
- essentielle déroulement du développement: sans elle, pas gastrulation
- est la seule région de la gastrula à se différencier par elle-même
- initie la gastrulation
Appris en fin 20e/début21e siècle que cell de l’organisateur primaire produit facteur de signalisation cellulaire qui induisent la fastrulation:
- acide rétinoïque (métabolite de la vitamine A)
- bFGF= basic fibroblast growth factor
- Protéine Sonic Hedgehog
- ..
Spemann et Hilde MAngold
expériences excision et transplantation extoderme et plaque neurale:
-il y a induction de la différencation
Induction embryonnaire primaire est celle oìu la notochorde induit ectoderme sus-jacent à se différencier en neuroectoderme, poursuivant la neurulation MAIS:
- elle ne suffit pas à organiser le développement subséquent
- Elle n’est que la premiÈre d’une cascade d’inductions secondaires
Induction embryonnaire?
Induction ne écessite pas nécessaire de contact entre inducteur et tissu induit
Facteur inducteur agit par gradient de diffusion
Induction peut être produite par inducteur provenant d’une autres espèce. Ex: mettre notochrode poisson dans amphibien et aurait l’induction
Détermination progressive du développement?
Spemann d.monte détermination progressive du développement par inductions
- une cellule s’achemine sur une voie de développement, parmis d’autres voies pour lesquelles elle est compétente
- l’induction qu’elle recçoit fait qu’elle s’achemine sur une voie
- Au début développement:
* détermination n’est pas définitive
* peut être modifiée par interaction inductrices - Plus développement progresse:
* plus compétences diminuent
* plus détermination est fixée et donc irréversible
1905: Edwin Grant Conklin
spécification cytoplasmique du développement
mix cell germinale (cytoplasme) et somatique (noyau) et obtient selon cytoplasme donc substances dans cytoplasme dictent expression gènes: MORPHOGÈNES (terme d’alan Turing)
Morphogènes:
- distribués différentiellement aux cell filles dans segmentation
- plus blastomères diffèrent tôt, mois développement régulateur, plus mosaïque
- morphogènes pas affectés par centrifugation de l’oeuf car liés au cytosquelette
Qu’est-ce qui est déterminé par les morphogènes? 4 exemples de morphogènes
En ordre temporel:
- Cell germinales vs somatiques
- Principes polarités : axe dorsoventral, rostrocaudal
Ex morphogènes:
- rétinoïdes
- plusieurs facteurs de croissance
- des ARNm
- bicoid (1er morphogène identifié en 1980 par Chritiane Nüsshein-Volhard
Comment des cell ayant toutes le même génome se différencient?
PAr expression ou répression sélective de certains gènes
Quels sont les 3 niveaux auxquels les morphogènes peuvent agir?
1) Au niveau de la transcription ADN-ARN:
- Transcription sélective de certains gènes
- Amplification de certains gènes
- Inactivation de certains gènes (par méthylation)
2) Au niveau de la traduction ARNm-protéines
- Traduction spécificque à certains conditions (Hb)
- Séquestration des ARN dans le noyau
- Masquage d’ARNm dans le cytoplasme (par poly-adénylation)
3) Modification des protéines
- la prot doit subir une modification additionnelle pour être donctionnelle
- Inactivation, temporaire et réversible (par phosphorylation)
- la prot n’est active qu’en certaines cellules seulement
- La prot doit être assemblée avec une autre protéine (Hb)
Spécification par interactions intercellulaires? Besoin de quoi (3 types d’info)
Induction est un exemple, la détermination du développement peut aussi de faire par des interactions entre les cellules, médiées par la surface cellulaire (récepteurs membranaires).
Information positionnelle (où est la cell par rapport aux autres)
- par morphogènes: chaque cell d’un groupe doit savoir où elle se situe pour développement adéquat
- par gradient de diffusion par rapport a source
- par communication directe entre les cellules (jonctions gap)
- info obtenue par:
- axes du corps: on les connait très précocément, ce sont les A-V, rostrocaudal, gauche-droite
- Segments et compartiments: tête vs thorax vs membres- grandes divisions du corps
- Cellules: quoi osseux, conjonctif, musculaire
Reconnaissance sélective:
- permet aux cell semblables de s’assembler pour former organe
- Démontrée par expériences de dissociation
- peut s’opérer par:
- adhésion: mol d’adhésion, domaine extramembranaire de protéines
- Réactions complémentaires: du type Ag-Ac via récepteurs
- Couplage cellulaire (gap)
- Inhibition du contact: des cellules différentes se repoussent
Interactions à distance:
-permet aux cells éloignées de communiquer, surtout aux stades plus avancés, quand les produits et la circulation sanguine le permettent
peut s’opérer par:
*Chimiotaxie: attraction à distance, pas nécessairement apr circulation sanguin (ex certaines inductions)
*Hormones: entre cell différentes, à distance, via sang
*Chalones; entre cell de même type, un peu comme hormones mais même type cell. C’est ça qui fait symétrie gauche-droite, membres même longueurs des 2 côtés
Spécification par matrice extracellulaire
MEC contient plusieurs molécules qui se lient à la membrane pour diriger:
- mouvement d’un feuillet cellulaire: ex gastrulation, direction épibolie indiquée par prot intracell entre feuillets
- migration de cell individuelles
MEC pas statique, mais dynamique
Ontogenèse et phylogenèse: quoi, qui, quand, découvertes, conclusions?
1828: Karl Ernst von Baer:
- traits communs individus d’un groupe zoologique apparaissent PLUS TÔT chez l’embryon que traits particuliers
- Ex trait commun Vertébrés (norochorde, tube neural, somites) apparaissent avant nageoires poissons, membres tétrapodes
- Traits phylum avant traits classe, ordre, …
Bref, le jeune embryon:
- possède des structures communes à tous les membres d’un grand groupe
- représente donc le plan d’organisation de base de ce groupe
loi a été formulé avant théorie de l’évolution de Darwin (1859), mais après: réinterprétation loi van Baer: loi biogénétique de Müller-Haeckel: “l’ontogenèse récapitule la phylogénie”
MAIS développement ontogénétique ne récapitule pas au sens strict l’évolution phylogénique car certaines structures comme placenta sont nécessaires très tôt
Vrai ou Faux: la sélection agit seulement sur l’adulte et c’est lui qui doit êtte adaptatif
FAUX: la sélection agit autant sur l’Animal en développement que sur l’adulte et l’embryon doit se développer en harmonie avec l’environnement donc il doit être adaptatif autant sinon plus que l’adulte
