พัฒนาการตัวอ่อนในไข่

1. ทำไมต้องเรียกเป็น stage

ตัวอ่อนสองฟองที่มีอายุเป็นชั่วโมงเท่ากันอาจพัฒนาไม่เท่ากัน โดยเฉพาะเมื่ออุณหภูมิ oxygen หรือคุณภาพไข่ต่างกัน งานของ Iwamatsu จึงแบ่ง normal development เป็น 39 stages ภายใต้เงื่อนไขอ้างอิงประมาณ 26 ± 1°C โดยใช้ลักษณะทางกายวิภาคที่สังเกตได้

เวลา after fertilization
        +
อุณหภูมิและสภาพแวดล้อม
        ↓
อัตราพัฒนา
        ↓
Developmental stage ที่สังเกตได้

2. โครงสร้างของไข่

ไข่ประกอบด้วยตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา yolk สำหรับพลังงาน เยื่อหุ้ม และพื้นที่ภายใน chorion เส้นใยภายนอกช่วยการเกาะ ส่วน micropyle มีบทบาทในช่วงปฏิสนธิ

หลัง egg activation ความสัมพันธ์ระหว่าง yolk, blastodisc และเยื่อหุ้มเปลี่ยนไปเพื่อรองรับ cleavage และพัฒนาการ

3. Cleavage

หลังปฏิสนธิ nucleus และ cytoplasm บริเวณ blastodisc แบ่งเป็น blastomere จำนวนเพิ่มขึ้น

1 cell
  ↓
2 cells
  ↓
4 cells
  ↓
8 cells
  ↓
16 / 32 / 64 cells
  ↓
กลุ่มเซลล์หนาแน่นขึ้น

การเห็น cleavage เป็นหลักฐานที่มีประโยชน์ว่า egg activation และการพัฒนาเริ่มขึ้น แต่ยังไม่รับประกันว่าจะพัฒนาจนฟัก

4. Blastula

เซลล์เพิ่มจำนวนและจัดรูปเป็น blastoderm เหนือ yolk ในช่วงนี้โครงสร้างตัวปลายังไม่ชัด แต่เกิดการจัดระบบเซลล์ที่สำคัญสำหรับขั้นต่อไป

5. Gastrulation และ epiboly

Gastrulation เป็นช่วงจัดวาง germ layers และ body plan ขณะที่ epiboly อธิบายการแผ่คลุมของ blastoderm รอบ yolk

Blastoderm
   ↓ แผ่คลุม yolk
Epiboly เพิ่มขึ้น
   ↓
กำหนดแกนหัว–หางและแนวลำตัว

การประเมินเปอร์เซ็นต์ epiboly เป็นหนึ่งในเครื่องมือระบุ stage

6. Somites และ body axis

หลังแกนลำตัวชัดขึ้น จะเริ่มเห็น somites เรียงตามแนวลำตัว จำนวนและรูปร่างของ somite ใช้ช่วยบอกระยะพัฒนา ต่อมาจะสัมพันธ์กับโครงสร้างกล้ามเนื้อและแนวลำตัว

7. ตา หัวใจ และการไหลเวียน

เมื่อ organogenesis ดำเนินต่อไป:

• optic structure และตาพัฒนาชัดขึ้น
• หัวใจเริ่มทำงาน
• เห็นการไหลเวียนเลือด
• หางยาวและแยกจาก yolk มากขึ้น
• ตัวอ่อนเริ่มเคลื่อนไหว

การพบหัวใจเต้นเป็นสัญญาณว่าตัวอ่อนยังมีชีวิต แต่ยังต้องดู circulation, morphology และ progression ระหว่างวัน

8. Pigmentation

chromatophore เริ่มปรากฏตามลำตัวและดวงตาในระหว่างพัฒนา รูปแบบใน embryo ยังไม่เท่ากับ phenotype สุดท้ายของปลาโต เพราะจำนวน ตำแหน่ง และโครงสร้างสีจะพัฒนาต่อหลังฟัก

บทนี้จึงเชื่อมกลับไปยังบทที่ 2:

Neural crest migration
       ↓
Chromatophore differentiation
       ↓
Pigmentation ใน embryo
       ↓
Pattern เปลี่ยนต่อใน larva และ juvenile

9. การเตรียมฟัก

ก่อนฟัก ตัวอ่อนมีลำตัวยาวขึ้น เคลื่อนไหวมากขึ้น และระบบอวัยวะพร้อมต่อการดำรงชีวิตภายนอกไข่ การฟักไม่ได้เกิดเพราะ “ครบจำนวนวัน” อย่างเดียว แต่เกิดเมื่อ developmental readiness และกระบวนการเปิด chorion สอดคล้องกัน

10. หลังฟักยังเป็น larva

ปลาที่เพิ่งออกจากไข่ไม่ใช่ adult ขนาดเล็ก ระบบครีบ เกล็ด การกิน และลักษณะเพศรองยังพัฒนาต่อ งาน Iwamatsu แบ่งระยะหลังฟักและวัยอ่อนโดยใช้ครีบ เกล็ด และลักษณะเพศรองเป็นเกณฑ์เพิ่มเติม

11. วิธีบันทึก embryo

ไม่ควรใช้ตารางนี้แทน staging atlas ควรเทียบภาพมาตรฐานและระบุว่าเป็นการประเมิน

สรุปบทที่ 5

พัฒนาการตัวอ่อนเป็นกระบวนการต่อเนื่องจาก cleavage → blastula → gastrulation/epiboly → somites → organogenesis → pigmentation → hatching การบอก stage จากลักษณะจริงให้ข้อมูลดีกว่าการนับวันอย่างเดียว และเป็นฐานสำคัญสำหรับวิเคราะห์ปัญหา fertilization, embryo mortality และ hatch failure

อ้างอิงหลัก: Stages of normal development in the medaka Oryzias latipes

คำศัพท์สำคัญ

Cleavage

การแบ่งเซลล์ระยะแรก

Epiboly

การแผ่คลุมไข่แดงของกลุ่มเซลล์

Somite

ปล้องเนื้อเยื่อตามแนวลำตัวตัวอ่อน