embryo

Veksten styres av genene, av det sett arveanlegg som helt fra eggcellens første deling bestandig blir gitt videre til alle nye cellegenerasjoner. I genene finnes det instrukser for hele utviklingen (se DNA) og også instrukser for hvilke gener som skal fungere til forskjellige tider og under gitte omstendigheter.

Den befruktede eggcellen er totipotent, det vil si at den kan danne en helhet, et fullstendig individ. Også de to cellene som oppstår ved den første delingen, er totipotente. Hvis de atskilles, kan de utvikle seg til to fullstendige og identiske individer (eneggede tvillinger). Men totipotensen går tapt ved de neste delingene, og de følgende cellegenerasjonene spesialiseres mer og mer, slik at de bare kan danne bestemte vev og organer. Hvordan dette går til, er ikke klarlagt, men eksperimenter har vist at visse vev på visse trinn kontrollerer utviklingen i sine omgivelser og virker som organisasjonssentre. Fenomenet kalles induksjon og er formodentlig av kjemisk karakter, slik at stoffer som utskilles fra organisasjonssentrene, påvirker enzymdannelsen og dermed veksten i nabovev, men de vekstkontrollerende stoffene er ikke identifisert. Som eksempler på induksjon, som er omtalt i det følgende, kan nevnes dannelsen av sentralnervesystemet og av øyets linse.

Embryoets organsystemer anlegges i hovedtrekkene i løpet av tredje og fjerde uke. Ved begynnelsen av tredje uke har kimskiven endret form og er nå nærmest pæreformet. Den er cirka én millimeter lang. I den smale (bakerste) enden sees en mørk stripe, primitivstripen, som markerer lengdeaksen, og foran den en fordypning, primitivgruven. Det er i dette området at celler fra ektodermen vandrer ned og forover for å danne det mellomste kimbladet. Prosessen kalles gastrulasjon eller gastrulastadiet (av gresk gaster, 'mage'), fordi den hos lavere dyr fører til at blærefosteret (blastocysten) omdannes til et krukkefoster, en gastrula med et hulrom som kalles urtarmen.

Mesodermen begynner som en bruskaktig streng, notokorden eller ryggstrengen, og brer seg så til begge sider mellom ektoderm og entoderm. Ryggstrengen fungerer hos lavere virveldyr som en ryggrad, men hos høyere virveldyr og altså også hos mennesket tilbakedannes den og erstattes av ryggsøylen. Rester av den finnes i virvelsøylens bruskskiver.

Umiddelbart over ryggstrengen fortykkes ektodermen til den såkalte nevralplaten. Kantene til denne platen foldes opp i slutten av tredje uke og vokser sammen til et rør, nevralrøret, som er begynnelsen til sentralnervesystemet. I transplantasjonsforsøk med dyreembryoer har man vist at man ved å flytte ryggstrengen kan få dannet et nevralrør hvor som helst i ektodermen, og at man ved å fjerne den kan sette utviklingen i ektodermen i stå. Ryggstrengen er altså et organisasjonssenter som ved induksjon styrer veksten i det omgivende vev.

Det meste av nevralrøret blir til ryggmargen, og dets utvidede forende danner hjerneblæren, som i fjerde uke deles først i tre, siden i fem blærer; den fremtidige hjernens hovedavsnitt. Nevralrøret avsnøres og overvokses av ektoderm, som skal danne huden og dens organer.

Mesodermen langs det midterste partiet av ryggstrengen deles opp av tverrfurer som gir embryoets ryggside et segmentert utseende. Vevsblokkene som er dannet på den måten, kalles urvirvler eller somitter. Deres antall øker etter hvert til om lag 42 par, og man kan i denne perioden anslå embryoets alder etter antall somitter. Av somittene utvikles akseskjelettet (ryggvirvler og ribben) og ryggmuskulaturen. De bidrar også til dannelse av det embryonale bindevev (mesenkymet), som underhud, brusk- og beinvev utvikles fra, og som for øvrig utfyller alle hulrom i og mellom organene.

På begge sider avsnøres et belte av mesoderm (den nefrogene streng), som senere på en meget komplisert måte danner nyrene og kjønnsorganene. Mesodermens sideplater foldes nedover til kroppshulen, som omslutter de indre organsystemer.

De første blodkarene oppstår allerede i andre uke i celleansamlinger (blodøyer) i plommesekkens mesoderm. Like etterpå utvikles lignende blodøyer i mesodermen til allantois, i amnion og i selve embryoet. Noen celler i blodøyene blir til blodceller, og andre forenes til blodårer. Hjertet anlegges i begynnelsen av tredje uke som to atskilte rør på hver sin side av ryggstrengen og langt foran hjerneanlegget. Ved embryoets krumning og foldning i løpet av tredje uke føres de to hjerteanleggene ned på sin blivende plass og forenes til ett rør. Røret vokser fort i lengden og foldes til en S-formet slynge. Deretter nedbrytes rørets vegger, hvor foldene ligger an mot hverandre, og i det indre dannes nye skillevegger, slik at det oppstår et fireroms hulorgan. Hjertet begynner å pulsere i slutten av tredje uke, mens det ennå bare består av ett enkelt rør, og før det er dannet særlig mye blod.

Fordøyelseskanalen anlegges som et rett rør som avsnøres fra den øverste del av plommesekken. Endodermen, som er flatt utbredt over plommesekken, vokser frem foran og bak og bøyer tilbake mot plommesekken i to bukter, som kalles fortarm og baktarm. Ved den fortsatte veksten og tverrfolding forenes de to tarmstykkene til et rør, som sist i fjerde uke lukkes omkring plommesekkgangen. I bukten foran, hvor endoderm og ektoderm møtes, dannes i tredje uke en åpning som blir til munnen. Tarmens bakerste avsnitt, kloakken, deles ved en skillevegg i to hulrom, hvorav det ene, mot buksiden, utvikler seg til urinblæren. Det andre, mot ryggsiden, blir til endetarmen. Tarmåpningen, anus, dannes først ved utgangen av åttende uke.

Magesekken oppstår som en utvidelse på tarmrøret, som på den måten deles i spiserør, magesekk og tarm. Tarmens kjertler og organer, som leveren, bukspyttkjertelen og noen til, dannes som utposninger fra fordøyelseskanalen. Også lungene er i sin opprinnelse en utposning som avsnøres fra fortarmen.

Begynnelsen til lemmene sees sist i tredje uke som små knopper som består av mesoderm bekledd med ektoderm.

I løpet av tredje og fjerde uke krummes embryoet så sterkt at hode og halespiss nesten møtes. Halen vokser ut over den fremtidige navlesnoren, som derved kommer over på buksiden. Når halen er lengst, utgjør den om lag en femtedel av hele embryoet. Den tilbakedannes deretter, og i niende uke forsvinner den helt mellom setemuskulaturen. Over halvparten av embryoets omfang utgjøres på denne tiden av hodet, som rommer hjernen. Denne vokser meget fort. På hodet foran er det på hver side lett fremhvelvet øyeanlegg, og bak, ut for den bakerste hjerneblære, er det en innposning som er begynnelsen til det indre øret.

Øynene utvikles fra den forreste hjerneblæren. De vokser ut til sidene som stilkete blærer. Når en øyeblære kommer i kontakt med ektodermen, går den innover, og det foranliggende parti av ektodermen avsnøres og utvikler seg til øyets linse. Deretter vokser ny ektoderm inn over øyet og danner hornhinnens epitel. I den fremtidige hals- og kjeveregion sees fra sist i tredje uke fire innposninger, som hos fiske-embryoet utvikler seg til gjellespalter og gjellebuer. Denne resten fra et tidligere utviklingstrinn bidrar hos menneskefosteret til så forskjellige vev og organer som thymus (brisselen), strupehodet, biskjoldbruskkjertlene, ganemandlene, Eustachis rør, det ytre øret, øregangen, mellomøret med øreknoklene samt overkjeve og underkjeve.

Ved slutten av embryonalperioden er det åtte uker gamle embryoet, som heretter betegnes fosteret, cirka 36 millimeter langt fra isse til fot og veier vel to gram. Det har rettet seg noe ut og er nå tydelig et lite menneske med hode, hals, kropp og leddelte lemmer med fingrer og tær.