4.8: Desenvolvimento da Galinha

Séculos de estudos embriológicos realizados em pintinhos avançaram significativamente nossa compreensão do desenvolvimento dos vertebrados. A domesticação generalizada de galinhas significa que seus embriões são adquiridos de forma fácil e acessível. Além disso, os embriões se desenvolvem externamente e são passíveis de muitas manipulações físicas e genéticas que permitem uma exploração aprofundada dos processos de desenvolvimento. Este vídeo abordará os fundamentos da reprodução de galinhas, anatomia do ovo e desenvolvimento embrionário antes de se aprofundar em algumas técnicas de laboratório que aproveitam esse sistema de desenvolvimento.

Antes de discutir a embriogênese, vamos revisar como as muitas estruturas essenciais do ovo são formadas.

Galinhas fêmeas, ou galinhas, põem ovos quase todos os dias, independentemente do comportamento de acasalamento; uma característica que muitas vezes aproveitamos na mesa do café da manhã!

A tarefa de 24 horas de montagem do ovo começa com um óvulo no oviduto. Esta célula consiste em uma gema rica em nutrientes revestida por membrana vitelina. Se a galinha acasalou recentemente, a fertilização ocorre nesta fase, iniciando divisões celulares restritas a uma pequena área na superfície da gema chamada disco germinativo. À medida que o ovo passa pelo oviduto, uma camada de albúmen ou clara de ovo se forma ao redor da gema, contendo água e proteína para proteção e nutrição. Em seguida, são adicionadas membranas de concha contendo queratina, fornecendo uma defesa contra bactérias. Finalmente, uma casca semipermeável feita de carbonato de cálcio é montada no útero, o que protegerá o óvulo e permitirá a troca de gases e umidade.

Agora que sabemos um pouco sobre o que se passa dentro da galinha, vamos rever os próximos passos depois que os ovos são postos.

Embora o desenvolvimento já tenha começado neste ponto, a progressão será interrompida à medida que os ovos forem expostos a temperaturas mais baixas. Uma vez que o crescimento contínuo depende da incubação em 37,5 ? C, os estágios de desenvolvimento do pintinho são mais comumente definidos por marcos morfológicos, conforme descrito na série de estadiamento de Hamburger Hamilton.

Quando o ovo é posto, o filhote está no estágio 1 do Hamburger Hamilton. Nesse ponto, as células que formarão o embrião são encontradas dentro de uma ?área pelúcida? transparente no centro da estrutura branca semelhante a um alvo chamada blastoderma. A próxima fase de desenvolvimento é marcada pelo aparecimento de uma formação celular na linha média do embrião conhecida como linha primitiva. As células da área pelúcida migram através de um sulco que se forma na faixa para gerar três camadas discretas, conhecidas como camadas germinativas.

As primeiras células a se moverem através da faixa tornam-se o endoderma, que forma o revestimento do intestino e do trato respiratório; e as células que passam pelas células posteriores tornam-se o mesoderma, que forma músculo e sangue. As células que permanecem na superfície representam o ectoderma, que se torna pele e tecido neural.

Este processo, conhecido como gastrulação, começa em uma massa de células conhecida como nó de Hensen na extremidade anterior da linha primitiva. O transplante dessa estrutura para outro embrião resulta na formação de estruturas embrionárias secundárias, demonstrando o papel crucial do nódulo na padronização do eixo embrionário.

A análise da expressão gênica neste embrião secundário mostra ainda que o nó está envolvido na especificação de tecidos neurais, como o tubo neural, que mais tarde forma o cérebro embrionário e a medula espinhal.

Uma característica notável desses embriões posteriores é a complexa teia de vasos sanguíneos que irradiam sobre a gema. A circulação através desses vasos é essencial para a distribuição de nutrientes da gema por todo o embrião de crescimento rápido. À medida que o embrião se torna mais complexo, o mesmo acontece com o sistema de membranas extraembrionárias vascularizadas que o sustentam. Enquanto o saco vitelino está envolvido principalmente na entrega de nutrientes, o alantóide e o córion desempenham papéis críticos na respiração e excreção do embrião. Após cerca de 7 dias de incubação, essas duas membranas se fundem, criando a membrana corioalantóide ou CAM. Graças ao seu posicionamento, o CAM permite as trocas gasosas com o mundo exterior e também permite que o embrião use a casca como fonte de cálcio.

Este sistema de transporte transporta o embrião por cerca de 21 dias de desenvolvimento, após os quais o pintinho abre um buraco na casca empobrecida em cálcio e eclode.

Agora que abordamos algumas das principais etapas do desenvolvimento de frangos, vamos dar uma olhada em como os pesquisadores estudam esses processos no laboratório.

Tal como acontece com os experimentos no nódulo de Hensen, o transplante entre embriões pode demonstrar a função de tecidos isolados no desenvolvimento. Uma extensão comum dessa técnica é o enxerto de tecidos de outras espécies de aves, como a codorna, em embriões de pintinhos. Nesses estudos, as células transplantadas podem ser facilmente rastreadas usando marcadores específicos de codornas para avaliar seu impacto nos processos de desenvolvimento, como a formação da mandíbula.

Os padrões dinâmicos de expressão gênica direcionam as fascinantes transformações observadas ao longo do desenvolvimento dos pintinhos. Para entender melhor as vias de desenvolvimento, a hibridização in situ de RNA é usada para visualizar a expressão gênica em embriões inteiros. Para este procedimento, os embriões são coletados, fixados e incubados com uma sonda de RNA, que se liga a alvos específicos de mRNA. Os rótulos nas sondas destacam as células nas quais os mRNAs alvo são abundantes, indicando uma expressão gênica robusta.

Vimos como as estruturas neurais primitivas se formam no filhote, mas como elas evoluem para um complexo sistema nervoso de vertebrados? Uma abordagem para estudar conexões neurais embrionárias é chamada de rastreamento neural. Os pesquisadores injetam corante em neurônios de interesse e permitem que o corante se espalhe pelo axônio. Os embriões fixos são então cortados em fatias finas e imunomarcados. Os caminhos que os neurônios seguem podem ser visualizados usando o rótulo do corante junto com marcadores conhecidos do tecido cerebral.

Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre o desenvolvimento de frangos. Este vídeo abordou os fundamentos da formação de ovos, os principais eventos no desenvolvimento de pintinhos e algumas técnicas de pesquisa comuns usadas para obter uma melhor compreensão da fascinante transformação do café da manhã para o jantar. Obrigado por assistir!