Ricci di mare presentano stadi di sviluppo embrionale che sono molto simili a quelle dei mammiferi. Dal 1875, quando il biologo tedesco Oskar Hertwig osservato prima uno spermatozoo di riccio di mare un uovo di fertilizzazione, scienziati hanno utilizzato l'animale come un modello per lo studio della fecondazione e sviluppo. Ricci di mare sono ideali per la ricerca sulle cellule a causa delle loro cellule uovo & rsquo; trasparenza e la facilità con cui possono essere osservati loro stadi di sviluppo.
Fertilizzazione e l'attivazione dell'uovo
Lo sperma di riccio di mare avvia una reazione acrosomiale quando fa contatto con la gelatina di uovo, creazione di enzimi che aiutano la rottura dell'uovo & rsquo; s esterne più dure di strato e consentire lo spermatozoo di penetrare. Una volta che uno spermatozoo entra in contatto con un uovo, il materiale genetico all'interno di entrambe le celle si lega, e il nuovo zigote si sviluppa una barriera fisica chiamata la busta di fertilizzazione, una fase indicato come un blocco lento del gamete. La busta di fertilizzazione inibisce ogni ulteriore penetrazione di sperma, garantendo la stabilità delle prime fasi dello sviluppo di riccio di mare.
Fenditura
Clivaggio segna il periodo in cui le cellule embrionali dividono in nuove cellule chiamate blastomeri. Presto in questa fase, le cellule presentano divisione riduttiva, che significa che, mentre può dividere una cella, il volume di due cellule della figlia risultante non aumenta. Questo comporta un numero sempre maggiore di cellule senza un aumento delle dimensioni dell'embrione. Alla fine di questa fase, l'embrione diventa un morula, una sfera solida di blastomeri formata da scissione.
Blastula
Verso la fine di clivaggio e prima della gastrulazione, l'embrione entra nella fase di blastula, il punto in cui le cellule organizzano in una sfera intorno ad una cavità piene di liquido conosciuta come il Blastocele. In questa fase, l'embrione produce gli enzimi di schiusa che si disintegrano la busta di fertilizzazione. Strati di germe, che alla fine danno i caratteristici tessuti dell'epidermide e del sistema nervoso e l'archenteron, una cavità che si sviluppa nel riccio di mare & rsquo; s sistema digestivo, diventano distinguibili.
Gastrula
In fase di gastrula, strati di germe vengono spostati nelle nuove posizioni, avanzando ulteriormente lo sviluppo dell'epidermide e del sistema nervoso. In un processo noto come invaginazione, l'archenteron si ripiega per formare il riccio di mare bocca e dell'intestino. Cellule del mesenchima, che sono migratori all'interno dell'embrione, si organizzano in quella che poi diventata spicole di riccio di mare, che sono "bones" che compongono l'esoscheletro. Alla fine dello stadio di gastrula, l'embrione diventa una larva di riccio di mare mobile, in grado di alimentarsi da solo.
Contributi scientifici
Nel 1982, biochimico Tim Hunt ha determinato che una particolare proteina, ciclina, era presente ogni volta che le cellule embrionali riccio di mare dividono. Ulteriori ricerche hanno confermato che ciclina svolge un ruolo importante nella divisione cellulare umana pure, una monumentale scoperta nel campo della ricerca sul cancro, perché il cancro è causato da una forma di divisione cellulare incontrollata. I ricercatori di prova molti farmaci anticancro sperimentale sugli embrioni di riccio di mare. Riccio di mare ricerca inoltre fornito preziose scoperte negli scienziati modo comprendere acido desossi-ribo-nucleico (DNA) e cellule staminali.