embrione

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L'organismo durante le fasi precoci del suo sviluppo

Dopo la fecondazione, il nuovo organismo si sviluppa attraverso complesse interazioni fra ambiente e informazione genetica, che le cellule interpretano costruendo il piano organizzativo del corpo. La formazione dell'embrione, dopo la segmentazione, prosegue con la gastrulazione, in cui si formano i foglietti embrionali da cui deriveranno gli organi di tutto il corpo. Quindi c'è il differenziamento delle cellule, che da staminali indifferenziate si avviano al loro destino specializzato: quale di cellula delle pelle, quale muscolare o del sistema nervoso e così via. Le fasi precoci della vita embrionale sono uguali in tutti gli animali, prova della comune evoluzione dei viventi da un antenato comune

L'inizio della vita

Il buffo pulcino bagnato che esce dall'uovo nelle tre settimane precedenti era un embrione, che cresceva e cambiava. In fasi precoci, era solo una piccola massa gelatinosa. Anche un essere umano all'inizio ha l'aspetto di una piccola massa gelatinosa. Subito dopo l'incontro fra uovo e spermatozoo, il processo della fecondazione innesca lo sviluppo del nuovo individuo. All'inizio, rapide divisioni cellulari creano un aggregato di cellule staminali che hanno la capacità di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula specializzata. Alla fine di questo stadio, chiamato segmentazione, il ritmo delle divisioni cellulari rallenta e l'embrione inizia a modificare la sua forma, grazie ai movimenti attivi delle cellule e alle differenze di velocità di crescita delle diverse parti.

Una fase importante: la gastrulazione

La gastrulazione è il momento critico nel quale si formano i cosiddetti foglietti embrionali, tre lamine cellulari che danno origine a parti distinte dell'organismo. In particolare, l'ectoderma dà origine a epidermide (lo strato superficiale della pelle) e sistema nervoso; il mesoderma a scheletro, muscoli, cuore, reni e tessuti connettivi della pelle e del canale alimentare; l'endoderma a polmoni, intestino, fegato e pancreas.

La gastrulazione è un periodo di attività frenetica: in poche ore i foglietti cellulari scivolano uno sull'altro, gruppi cellulari si spostano attivamente e l'embrione comincia a prendere forma: si definisce così dove sarà la testa e dove si situeranno le parti posteriori. Le cellule, situate nelle diverse parti dell'embrione, cominciano ad attivare alcuni geni specifici, che le indirizzeranno verso le diverse specializzazioni (diventeranno cioè cellule muscolari, pelle, cuore, tessuto nervoso). Durante la gastrulazione si organizzano anche gli annessi embrionali, quegli organi transitori destinati alla sopravvivenza dell'embrione stesso durante le sue fasi di vita precoce. Nei mammiferi, uomo incluso, l'impianto dell'embrione nella mucosa uterina avviene proprio all'inizio della gastrulazione e costituisce l'avvio dello scambio attivo fra embrione e madre.

Le cellule si differenziano

Alla gastrulazione segue la neurulazione, uno stadio molto importante, durante il quale il sistema nervoso centrale del futuro organismo si organizza.

Le cellule di tutti i tessuti embrionali si moltiplicano molto rapidamente. Invece nell'adulto non tutti i tessuti mantengono forti capacità di riproduzione cellulare: il midollo osseo, per esempio, che produce le cellule differenziate del sangue, conserva anche cellule indifferenziate capaci di moltiplicarsi rigenerando sé stesse (cellule staminali); altri tessuti e organi hanno un ricambio più lento dopo lo sviluppo e altri ancora, come il muscolo striato e il sistema nervoso, sono formati da elementi perenni, che in gran parte non possono essere sostituiti.

Gli embrioni si somigliano

Lo studio degli embrioni è molto importante non solo per comprendere come si sviluppa un organismo, ma anche per capirne l'evoluzione. Già all'inizio dell'Ottocento era stata fatta una osservazione interessante: in una fase precoce dello sviluppo gli embrioni dei vertebrati si somigliano tutti moltissimo, mentre poi gli adulti potranno essere totalmente differenti fra loro. L'embrione di un pesce assomiglia a quello di una rana, di un pollo, di un maiale, di un uomo. Questa fase di somiglianza fra gli embrioni, che corrisponde alla transizione fra gastrulazione e neurulazione, dimostra una comune origine da lontani antenati. Le nuove conoscenze della genetica hanno confermato queste ipotesi, dimostrando che la realizzazione del 'progetto' dell'organismo in queste fasi impiega, nei diversi vertebrati, più o meno gli stessi 'geni ingegneri'. In seguito cominceranno a prevalere le differenze che, sommandosi, porteranno a un uomo piuttosto che a un pollo.