Srovnávací a evoluční analýza neurulace bazálních ryb

Abstract

Neurulace, neboli vznik neurální trubice, je zásadní událostí embryogeneze každého obratlovce. Tento proces probíhá podle obecného vzoru, kdy se z neurální ploténky v závěru neurulace vytvoří neurální trubice. U většiny skupin obratlovců probíhá neurulace klasicky ohýbáním neurální ploténky za současného vyzdvižení neurálních valů. U kostnatých ryb (Teleostei), které reprezentují korunovou skupinu paprskoploutvých ryb (Actinopterygii), probíhá neurulace značně rozdílně přes pevný neurální kýl. Tři kmenové linie paprskoploutvých ryb - bichiři, jeseteři a kostlíni - tak mohou sloužit jako unikátní modely pro pochopení evoluční změny ve způsobu neurulace u obratlovců. Pro tento účel byla využita podrobná vývojová série bichira senegalského (Polypterus senegalus), jesetera malého (Acipenser ruthenus) a kostlína mexického (Atractosteus tropicus) a byly porovnány jejich morfogenetické procesy neurulace. Z popisu vnější, tkáňové i buněčné morfologie těchto tří druhů byly zdůrazněny vlivy působící v rámci neurální ploténky (apikální konstrikce, konvergentní extenze) a vlivy okolních tkání na neurální ploténku. Pokusila jsem se také diskutovat případné mechanismy evoluční přechodu od svinování neurální destičky k neurulaci skrze neurální kýl, který představuje unikátní evoluční změnu, se kterou se setkáváme...

Neurulation, i. e. formation of a neural tube, is a crucial event in embryogenesis of each vertebrate. This developmental process is rather stereotypical, generally comprising a transformation of a neural plate into a neural tube. In the majority of vertebrate groups, neurulation classically occurs by a folding process of bending neural folds, whereas in bony fishes (Teleostei), representing a crown group of ray-finned fishes (Actinopterygii), the neurulation occurs rather differently by a solid neural keel. The three stem groups of ray- finned fishes - bichirs, sturgeons and gars - might thus serve as unique models for understanding of evolutionary changes in the pattern of vertebrate neurulation. For that reason, detailed developmental series of bichir (Polypterus senegalus), sturgeon (Acipenser ruthenus) and gar (Atractosteus tropicus) were used, and their morphogenetic processes of neurulation were compared. I present here description of the outer morphology, and analyses of tissue and cellular changes, with a focus on intrinsic forces within the neural plate like apical constriction and convergent extension, as well as on some extrinsic forces. I also try to discuss possible mechanisms of an evolutionary transition from the bending of the neural plate to the neurulation via the neural keel,...