Lo studio dello sviluppo embrionale dei vertebrati nella rana è utile perché la rana possiede tutte le caratteristiche di base dei vertebrati non piccidi. Poiché l'embrione della rana si sviluppa esternamente, questo processo può essere facilmente osservato. L'uovo è abbastanza grande da essere visibile ad occhio nudo e si sviluppa rapidamente, rendendo lo studio dello sviluppo embrionale della rana che può essere eseguito in un breve periodo, in genere tra le 12 e le 16 settimane.

The Egg e Fecondazione

Le rane depongono molte uova in una massa o una progenie, che serve a proteggere la maggior parte delle uova dai predatori. La rana maschio fertilizza le uova mentre la femmina le depone in acqua. Cioè, le uova sono fecondate al di fuori del corpo della femmina. Ogni uovo di rana è una singola cellula ma è insolitamente grande e visibile all'occhio umano. Come l'uovo fecondato, o zigote, attraversa il suo ciclo vitale, il girino completo risultante conterrà molti milioni di cellule ma avrà essenzialmente le stesse dimensioni e il peso della cellula uovo progenitrice. In effetti, la singola cellula si sviluppa in un girino multicellulare.

La fase di clivaggio e blastula

La scissione è il processo di divisione cellulare nell'embrione iniziale. Lo zigote della rana subisce una rapida divisione cellulare senza sperimentare la crescita complessiva, determinando un ammasso di cellule dello stesso volume e massa dello zigote originale. Le diverse cellule derivate dalla scissione sono chiamate blastomeri e formano una massa compatta chiamata morula. Lo stadio della blastula si verifica quando una sfera vuota di cellule si forma intorno a una cavità piena di liquido.

Il processo di gastrulazione

La tipica blastula è semplicemente una palla di cellule. La fase successiva dello sviluppo embrionale delle rane rappresenta un grande balzo in avanti: comprende la formazione della forma e della struttura pianificata dell'animale, nota come piano del corpo. Le cellule nella blastula si riorganizzano per formare tre strati di cellule in un processo chiamato gastrulazione. Durante la gastrulazione, la blastula forma questi tre strati di cellule, chiamati strati germinali, che si differenziano in diversi sistemi d'organo.

Differenziazione cellulare

Quando le cellule iniziano a differenziarsi, si dice che siano " determinato ", il che significa che ognuno ha scopi particolari ad esso associati. I tre strati germinali sono l'endoderma, l'ectoderma e il mesoderma. L'ectoderma dà origine al sistema nervoso e alla pelle; il mesoderma forma le cellule muscolari, gli organi interni e il tessuto connettivo; e l'endoderma alla fine forma i tipi di cellule presenti nell'apparato digerente, i polmoni e molti organi interni.

Crescita del girino e nuova rana

Nel tempo l'uovo si schiude e il risultato è una creatura vivente indipendente chiamata girino - lo stadio larvale acquatico di una rana - con branchie, bocca e coda. Per un periodo da uno a tre mesi, il girino comincerà a cambiare alla rana anfibia, con i polmoni che sostituiscono le branchie, un accorciamento graduale della coda e l'aspetto delle gambe. Dopo circa 12 settimane, la coda è quasi scomparsa ed è in grado di lasciare l'acqua. Entro 16 settimane circa, la nuova rana è in grado di iniziare il processo riproduttivo.