Zelluläre Vorgänge in der Embryonalentwicklung

Diese Seite gibt einen allgemeinen Überblick über die zellulären Vorgänge bei Vögeln.

Furchung

Nach der Verschmelzung der Zellkerne der Spermium- und Eizelle beginnt die Furchung. Dieser Vorgang ist durch eine Zellvermehrung gekennzeichnet, die Zellen selbst vergrößern sich aber nicht. Aufgrund des hohen Dotteranteils in der Eizelle können sich die Zellen nur in einem bestimmten Bereich teilen, der Dotter selbst bleibt von den Zellteilungen unbeeinflusst. Bei Vögeln handelt es sich also um eine unvollständige (meroblastische) Furchung. Im Gegensatz dazu wird bei uns Säugetieren vollständig (holoblastisch) gefurcht, das heißt, die ganze Eizelle teilt sich, da der Dottergehalt niedrig ist.

Abbildung 1
Die Eizelle. Im grauen Bereich bildet sich die Keimscheibe.

Nach einer Reihe von Zellteilungen bildet sich eine sogenannte Keimscheibe aus (siehe Abbildung 2). Die untere, dem Dotter nahe Zellschicht ist der Hypoblast, die obere, dem Dotter entfernte Schicht, der Epiblast. Zwischen diesen einschichtigen Zellreihen liegt ein Hohlraum (Blastocoel).

Abbildung 2: Die Keimscheibe

Gastrulation

Der Prozess der Gastrulation ist durch Zellbewegungen von außen nach innen charakterisiert. Außerdem werden bei der Gastrulation die drei Keimblätter festgelegt, aus denen später bestimmte Strukturen und Organe des Körpers hervorgehen (siehe Tabelle 1), und das Neuralrohr gebildet, das später zum Zentralnervensystem (Gehirn und Rückenmark) wird.

Tabelle 1: Die drei Keimblätter und die sich aus ihnen entwickelnden Organe

Die Zellen des Epiblasten wandern nun zur Mitte der Keimscheibe, wo durch die erhöhte Zellzahl eine Verdickung entsteht, der sogenannte Primitivstreifen. Dann wandern die Epiblastzellen an dieser Verdickung in Richtung des Dotters und verdrängen die Hypoblastzellen. Diese Epiblastzellen bilden das Endoderm. Andere Epiblastzellen wandern seitlich in den Hohlraum, das Blastocoel, ein und werden zum späteren Mesoderm. Die Epiblastzellen, die außen verblieben sind und nicht in das Innere gewandert sind, bilden das Ektoderm.

Die Zellen des Epiblasten bilden also den Embryo, die Hypoblastzellen hüllen den Dotter ein und werden so zum Dottersack.

Abbildung 3: Die Gastrulation
grün: noch undifferenzierte Epiblastzellen, blau: Ektoderm, rot: Mesoderm, gelb: Endoderm, braun: Hypoblastzellen

Neurulation

Die Neurulation führt zur Bildung des Neuralrohrs, aus dem das Gehirn und das Rückenmark entsteht (siehe Abbildung 4). An diesem Vorgang ist nur das Ektoderm beteiligt. Durch Einstülpung der Neuralplatte (Schritt 1) und Zusammenführung der Neuralfalten (Schritt 2) entsteht schließlich das abgeschlossene Neuralrohr (Schritt 3). Der Rest des Ektoderms wird zur Haut (Epidermis, Schritt 4).

Abbildung 4: Neurulation
Von Von Sciencia58 Translation. Illustration from Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013 - File:2912 Neurulation-02.jpg with German lettering – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48510434 (bearbeitet)

Quelle:
Biologie von Neil A. Campbell und Jane B. Reece, 8. Auflage