Gastrulación

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Definición de gastrulación

La gastrulación es el proceso durante el desarrollo embrionario que cambia el embrión de una blástula con una sola capa de células a una gástrula que contiene múltiples capas de células. La gastrulación típicamente implica que la blástula se pliegue sobre sí misma o se divida, lo que crea dos capas de células. Los organismos que no forman una tercera capa se conocen como organismos diploblásticos. Estos incluyen las medusas y animales relacionados. Los organismos triploblásticos contienen una tercera capa, el mesodermo, que se crea a partir de una de las dos primeras capas. Los organismos triploblásticos representan la mayoría de los animales superiores.

Las capas creadas por la gastrulación se convierten en capas germinales o tejidos especiales que dan lugar a partes específicas del organismo. Estas capas germinales siempre dan lugar a los mismos tipos de tejidos, incluso en animales muy diferentes. El endodermo dará lugar al intestino y órganos asociados. El ectodermo es la capa más externa y creará la piel y el sistema nervioso. Entre ellos se encuentra el mesodermo, que creará los tejidos conectivos y la musculatura en la mayoría de los organismos. Antes de la gastrulación, estas capas no están definidas. La gastrulación procede de manera diferente según el organismo en el que se desarrolla y el tipo de blástula desde donde comienza. La siguiente imagen es de un embrión antes y después de la gastrulación.

Antes de la gastrulación, un cigoto unicelular debe dividirse muchas veces para formar una bola de células llamada blástula. Este proceso se conoce como escisión y tiene diferentes patrones en diferentes organismos. Las blástulas de diferentes organismos pueden adoptar muchas formas diferentes. Algunas blástulas son una bola hueca de células, otras son una bola sólida de células, mientras que otros tipos retienen la yema como fuente de energía y se forman alrededor o sobre la yema. La gastrulación de estos diferentes tipos de blástula se discutirá a continuación.

Las capas de células creadas durante la gastrulación distinguen a los animales metazoarios de los animales protozoarios. La gastrulación también marca el punto en el desarrollo en el que las células internas se separan de las células que interactuarán con el medio ambiente. El arquenterón, o intestino, se forma durante la gastrulación. La apertura singular del intestino se conoce como blastoporo. En las medusas sirve tanto para la boca como para el ano. En animales superiores, se desarrolla una segunda abertura durante la formación de los órganos internos. Los animales se dividen en dos categorías, según en qué se convierte el blastoporo. En los protostomos, el blastoporo se convertirá en la boca. Esto se ve en moluscos, artrópodos, anélidos (lombrices de tierra) y algunos otros animales. En los deuterostomas, el blastoporo se convertirá en el ano. Todos los cordados, o animales con médula espinal y equinodermos (estrellas de mar) muestran este patrón de desarrollo.

Tipos de gastrulación

Gastrulación de una coeloblastula

Una coeloblastula es una bola hueca de células, de una célula de espesor. La gastrulación en una blástula de este tipo implica invaginación, ingresión o delaminación. La invaginación implica que la blástula se pliegue sobre sí misma, creando un bolsillo con una abertura. Estos se conocen como archenteron y blastoporo, y se convertirán en partes del intestino. El pliegue interno se convierte en el endodermo, mientras que el externo se convierte más tarde en el ectodermo. La gástrula resultante se conoce como celogástrula, porque permanece hueca. Esto se puede ver en la imagen de arriba. El blastocele es simplemente el espacio vacío dentro de la blástula.

Las coeloblastulae también pueden sufrir un tipo de gastrulación que produce una gástrula sólida, conocida como estereogástrula. Durante esta forma de desarrollo, las células de la blástula se dividen y migran hacia el blastocele, llenando eventualmente el espacio. El movimiento de las células en esta forma de gastrulación se conoce como ingresión. Las células del interior se desarrollarán como endodermo, mientras que las células de la superficie se desarrollarán como ectodermo. Esto se puede ver en muchos cnidarios, como las anémonas de mar y las medusas. La forma final de gastrulación se llama delaminación y existe cuando las células de una coeloblastula se dividen cada una, creando una capa de células que rodean la blástula original. Esta forma se ve solo en algunos grupos relacionados con las medusas.

Gastrulación de una estereoblastula

Una estereoblastula es una blástula que existe como una masa sólida de células. La gastrulación en las estereoblastulas difiere de la gastrulación en una coeloblastula porque no hay espacio interno para que las células se dividan. En cambio, las células en la superficie de la bola se dividen a un ritmo más rápido, hasta que la superficie de la bola se cubre con una nueva capa de células. Esta capa funciona como ectodermo, mientras que la bola sólida en el medio forma el endodermo, como en la forma anterior de estereogástrula. El arquenterón se formará más tarde, desde el interior de la masa sólida de células.

Gastrulación de una discoblastula

Una discoblastula, a diferencia de otras formas de blastulae, no forma una bola de células alrededor de la célula original. Más bien, las células están dispuestas en un disco en un extremo de la blástula y cada una tiene acceso a un depósito de yema en el otro extremo. La gastrulación en una discoblastula involucra los extremos del disco de células que se curvan y vuelven a crecer uno hacia el otro. La capa inferior se desarrolla como endodermo, mientras que la capa superior más alejada de la yema se desarrolla como entodermo. Esto se conoce como involución.

Además de estas formas estándar de gastrulación, existen muchas otras en la naturaleza. En su mayoría son combinaciones de estas diversas formas presentadas. Los científicos pueden estudiar la gastrulación de organismos como una característica que ayuda a distinguir entre organismos relacionados. Al igual que otros rasgos, los organismos relacionados tienden a tener modos de desarrollo similares.

Escisión: serie de división celular que va desde un cigoto unicelular hasta una sola capa de células o blástula.
Gástrula: la bola de células de varias capas que surge de la gastrulación de la blástula.
Embriología: el estudio del desarrollo de los embriones, que muestra mucho sobre las relaciones entre los animales.

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