Développement
La première fonction du développement est la production de tous les types de cellules (musculaires, sanguines, neuronales, etc.) et des différentes structures de l’organisme à partir de l’œuf fécondé. Trois phénomènes interviennent ici : la différenciation (la genèse de la diversité cellulaire), la morphogenèse (l’organisation des cellules différenciées en tissus et structures définis) et la croissance (l’augmentation de la taille).
La deuxième fonction primordiale du développement est la reproduction et la génération de nouveaux individus de l’espèce.
La formation de l’embryon
Il existe plusieurs modes d’embryogenèse (formation de l’embryon), mais on distingue chez les métazoaires trois.
Premier stade, la segmentation (série de divisions cellulaires rapides) : elle suit la fécondation, ou fusion des gamètes (ovule et spermatozoïde), qui initie la division cellulaire. La segmentation conduit à la formation d’une blastula (composée de plusieurs petites cellules regroupées autour d’une cavité).
Deuxième stade, la gastrulation : c’est la mise en place des populations cellulaires, ou feuillets, qui vont construire les futurs organes. Trois feuillets fondamentaux se définissent chez les vertébrés : l’ectoderme (qui produira l’épi- derme et le système nerveux), l’endoderme (tube digestif et appareil pulmonaire) et le mésoderme (muscles, squelette, sang, appareils circulatoire et urogénital). Notons que, chez des éponges et des cœlentérés (hydraires, méduses, coraux et corail rouge), (organisation ne comporte que deux feuillets, l’interne et l’externe. Deux grandes branches du règne animal montrent des profils de segmentation et de gastrulation différents. Chez les protostomiens (vers plats, annélides, mollusques et arthropodes), la segmentation est de type spiral et, lors de la gastrulation, la bouche se forme avant l’orifice anal. Chez les deutérostomiens (échinodermes, cordés), la segmentation est de type radial et la bouche se forme après l’orifice anal.
Troisième stade, l’organogenèse : les feuillets embryonnaires se subdivisent en ébauches d’organes qui acquièrent peu à peu leur individualité et leurs caractères propres. Chez les vertébrés, l’organogenèse est initiée quand des cellules du mésoderme interagissent avec celles de l’ectoderme, induisant la formation du tissu précurseur du tissu neuronal. Pendant l’organogenèse se produisent encore des mouvements et des migrations cellulaires.
Une des premières étapes du développement est la distinction entre les cellules somatiques (qui composeront le corps dé l’individu) et les cellules germinales (qui migreront vers les gonades, où elles se différencieront en gamètes). Le développement des gamètes n’est généralement pas complet avant la fin de la croissance corporelle.
Les mécanismes cellulaires et moléculaires du développement
On assiste aujourd’hui à une explosion de nouvelles données et de nouveaux concepts dans l’étude du développement. En effet, les chercheurs commencent à pouvoir analyser les mécanismes moléculaires de la différenciation cellulaire et du développement animal.
La question principale est de comprendre comment les cellules d’un embryon, d’abord identiques, donnent naissance à des destinées cellulaires différentes, avec des morphologies et des fonctions caractéristiques. Plus précisément : comment chaque cellule, qui contient la même information génétique dans les chromosomes, exprime-t-elle des gènes spécifiques d’une fonction et d’une morphologie données, à un moment donné?
En effet, au fur et à mesure de leur prolifération, les cellules échangent des informations dès qu’elles entrent en contact avec leurs voisines. Les signaux ; sont de nature diffusable (sécrétés dans le milieu extracellulaire) ou non diffusable (par exemple, des facteurs d’adhérence entre cellules). Les cellules répondent aux informations reçues’ en modifiant leur structure, leur construction chimique et leurs fonctions. En outre, ces fonctions peuvent être maintenues, même après qu’ont cessé les signaux qui ont initié leur différenciation (c’est le concept de mémoire cellulaire). Ainsi, leur caractère définitif n’est pas déterminé simplement par leur environnement final, mais aussi par les influences qu’elles ont subies lors du développement : pendant la croissance et la maturation, des détails de plus en plus précis définissent la structure de l’organisme final, dont la complexité reflète la longue histoire du développement, enregistrée au niveau de la mémoire cellulaire.
Notons que la structure finale d’un or-ganisme reflète aussi l’histoire de l’évolution de sa lignée, qui, comme le développement, a procédé du plus simple au plus complexe. Au cours de l’évolution, plusieurs des mécanismes du développement qui sont apparus chez des organismes simples ont été conservés et exploités pour la construction des organismes plus complexes.
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