Melanogryllus desertus (Pallas, 1771) (Orthoptera: Gryllidae)`un Ön

Melanogryllus desertus (Pallas, 1771) (Orthoptera: Gryllidae)`un Ön

Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi 4(2): 134-137, 2013
(Journal of Anatolian Natural Sciences)
Kısa Not
Zebra Balığı, Danio rerio’da (Teleostei: Cyprinidae)
Embriyonik Gelişimin İncelenmesi ∗
Özlem ÇAKICI1**, Sema İŞİSAĞ ÜÇÜNCÜ1
1. Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Zooloji Anabilim Dalı 35100 Bornova, İzmir/Türkiye
**[email protected]
Özet: Bu çalışmada çok geniş açılımlarda model olarak kullanılan Danio rerio’nun (Zebra Balığı) embriyonik gelişim evrelerine ilişkin
bazı temel veriler değerlendirilmiştir. Temel embriyonik olaylar üç günde tamamlanmaktadır. Döllenmeyi izleyen ilk 25-30
dakikada blastodisk oluşumu izlenir. Döllenmeden yaklaşık 40-45 dakika sonra gerçekleşen ilk bölünmeyi 15’er dakika arayla diğer
bölünmeler izler ve geç blastula evresi epiboli ile karakterize edilir. 5. saatte başlayan gastrulasyon 24. saate kadar devam eder ve
kuyruk tomurcuğu oluşur. Baş bölgesinde beyin ve lens plakları gelişmeye başlar. 31. saatte kıvrılan embriyoda çok sayıda somit
seti ve 42. saatten itibaren de bazı hareketler gözlenir. Gelişme ilerledikçe pigmentasyon artışı hızlanır, gittikçe uzayan embriyo
kendi üzerinde kıvrılmaya devam eder. 72. saatte vitellüs kesesi küçülmüştür ve gelişim tamamlanmak üzeredir.
Anahtar Kelimeler: Danio rerio, Cyprinidae, döllenme, embriyo, gelişim
Investigation of Embryonic Development in Zebrafish, Danio rerio (Teleostei:
Cyprinidae)
Abstract: In this study, basic events related to the embryonic development of Danio rerio (zebrafish) which is excessively used as a
model in many investigations are evaluated. Basic embryonic events are completed within three days. Blastodisc formation occurs
during the first 25-30 minutes following fertilization. The first cleavage occurs about 40-45 minutes later following fertilization.
Then blastomeres are divided at 15 minutes intervals. Late blastula stage are characterized by epiboly. Gastrulation begins around
5 hours after fertilization and continues up to 24th hour and tail bud appears. Brain differentiated in the head region. In addition,
lens placodes are evident. Many somites appear on 31th hour at which embryo curves. Also, some movements in embryo are
observed in 42th hour after fertilization. As development progress, pigmentation increases and prolonged shaped embryo
continues to curve on itself. Vitellus sac is very small on 72nd hour and embryo is about to complete its development.
Key Words: Danio rerio, Cyprinidae, fertilization, embryo, development
Giriş
Başta histofizyolojik araştırmalar ve gelişim biyolojisi araştırmaları olmak üzere farklı açılımlarda deneysel
model olarak çok geniş ölçüde kullanılan zebra balığının (Danio rerio) (Amsterdam ve ark., 2004; Goldsmith,
2004; Detrich ve ark., 2010), deney materyali olarak çok yüksek oranda tercih edimesini sağlayan başlıca
nedenler; bakımının kolaylığı, dış döllenmeyle üremesi, yüksek fekundite göstermesi, jenerasyon zamanının kısa
oluşu, embriyolarının yarı saydam oluşu ve hızlı gelişimidir (Streisinger, 1981; Moorman, 2001). Asenkronize tip
ovaryuma sahip olan Zebra Balığı’nda (Selman ve ark., 1993) blastodisk oluşumu ile (Beams ve ark., 1985)
spermatozoonun yumurtaya girişi ve gametlerin morfolojileri taramalı elektron mikroskobuyla araştırılmıştır
(Wolenski ve Hart., 1987). Ayrıca gastrulasyon süresinde hücre hareketleri izlenmiş (Warga ve Kimmel, 1990)
embriyonik gelişiminin çeşitli aşamaları detaylarıyla sınıflandırmıştır (Kimmel ve ark., 1995). Bu preliminer
çalışmada, D. rerio’nun embriyonik gelişimindeki temel evreler diğer bazı teleost türlerindeki gelişim olaylarıyla
karşılaştırılarak değerlendirilmiştir.
∗
Bu çalışma Özlem ÇAKICI’nın yüksek lisans tezinin bir bölümüdür.
- 134 -
Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi 4(2): 134-137, 2013
(Journal of Anatolian Natural Sciences)
Materyal ve Yöntem
Ticari akvaryumculardan sağlanan zebra balıkları iki gün önceden Bornova ilçesi şehir şebeke suyuyla
doldurulup havalandırılması yapılan, su sıcaklığı 26 ± 2°C olarak ayarlanan akvaryumlara alınmıştır. Örnekler
Daphnia sp., Tubifex sp., ve ticari balık yemleriyle (Sera-San) beslenmiştir. Embriyonik gelişim aşamalarını
belirleyebilmek için iki dişi balığa dört erkek balık denk gelecek şekilde üç gruba ayrılan örnekler diplerine cam
bilya döşenmiş kuluçka akvaryumlarına akşam saatlerinde konulmuş ve sabah saat 8:30-9:00 arasında
yumurtladıkları gözlenmiştir. Tüm gruplarda rastgele seçilen döllenmiş yumurtaların embriyonik gelişim
aşamaları üç gün boyunca stereomikroskopla izlenerek fotoğrafları çekilmiştir.
Bulgular
Döllenmiş zebra balığı yumurtalarının çapı ortalama 1,15 mm.dir. Döllenmeyi izleyen ilk 25-30 dakikada
animal kutupta protoplazma yoğunlaşması ile blastodisk oluşumu göze çarpar (Şekil 1a). Döllenmeden yaklaşık
40-45 dakika sonra gerçekleşen ilk bölünmede, animal kutupta vertikal olarak beliren yarık vejetatif kutba
doğru hızla ilerler ve eşit boyutta iki hücre oluşur (Şekil 1b). Dört blastomerin oluştuğu ikinci bölünme
döllenmeden bir saat sonra ve birinci bölünmeye dik bir planda gerçekleşir (Şekil 1c). Döllenmeden 75 dakika
sonra, ilk bölünmeye paralel düzlemde iki farklı planda olan bölünmeyle sekiz blastomer meydana gelir (Şekil
1d). Çeşitli simetri düzlemlerindeki bölünmelerle blastula safhasına ulaşılır (Şekil 2a). Geç blastula safhasında
başlayan epiboli, blastodermin vitellüs üzerinde yayılıp incelmesidir. Döllenmeden yaklaşık 5 saat sonra, % 50
epiboli aşamasında gerçekleşen involusyon, gastrulasyon başlangıcına işarettir (Şekil 2b). Epiboli gastrula
boyunca devam eder. Gastrulasyonun 14. saatinde vitellüs kesesi büyüktür ve kuyruk tomurcuğu iyice
belirginleşmiştir (Şekil 2c), baş bölgesinde farklılaşmanın ilk belirtileri izlenebilir. Kuyruk gelişimi ve vitellüs
kesesinin küçülmesi 20. saatte devam ederken baş bölgesinde de lens plakları seçilmeye başlar (Şekil 2d).
Kuyruk, 22. saatte belirgin biçimde uzamış, baş bölgesinde de beyin bölümlere ayrılmaya başlamıştır (Şekil 3a).
Beynin farklılaşması 25. saatte belirginleşmiştir, lens plakları daha kolay ayırt edilmektedir. Kuyruk iyice
uzayarak incelmiş, vitellüs kesesi daha da küçülmüştür (Şekil 3b). Embriyonun biraz daha kıvrıldığı 31. saatte
lens plakları çok belirgindir, ayrıca çok sayıda somit seti görünmektedir (Şekil 3c). Döllenmeyi izleyen 41-42.
saatten itibaren hareketlenmeye başlayan embriyoda gözler 48. saatte çok kolay seçilir, ayrıca dorsal ve
lateralde pigmentasyon oluşumu gözlenir (Şekil 3d). Gelişme ilerledikçe pigmentasyon artışı hızlanır ve 60.
saatte izlendiği üzere gittikçe uzayan embriyo kendi üzerinde kıvrılmaya devam eder (Şekil 4a). 72. saatte kendi
üzerinde iyice kıvrılan embriyoda vitellüs kesesi oldukça küçülmüş ve uzamış şekilli görülür. Pigmentasyon
yaygınlaşır, gelişim tamamlanmak üzeredir (Şekil 4b).
Şekil 1.a. Blastodisk oluşumu, b. İki blastomerli evre, c. Dört blastomerli evre, d. Sekiz blastomerli evre.
- 135 -
Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi 4(2): 134-137, 2013
(Journal of Anatolian Natural Sciences)
Şekil 2.a. Blastula evresi, b. % 50 Epiboli evresi, c. Vitellüs kesesi (V), kuyruk tomurcuğu (K) ve baş bölgesinde
farklılaşma, d. Vitellüs kesesinin (V) küçülmesi, lens plakları (L).
Şekil 3.a. Beyinde farklılaşma, kuyruğun uzaması, b. Beyinde farklılaşmanın ilerlemesi, lens plakları (L), c. Çok
sayıda somit setleri (S), lens plakları (L), d. Gözlerin belirginleşmesi, dorso-lateralde pigmentasyon.
Şekil 4.a. Dorsolateralde pigmentasyon, b. Kıvrılmış embriyo, yaygın pigmentasyon.
Tartışma ve Sonuç
Zebra Balığı, Danio rerio’nun sadece histofizyolojik değil, embriyonik gelişim ve ileri düzeydeki genetik
araştırmalar için gerçekten çok uygun bir tür olduğu zaten bilinmekte ve özel zebra balığı araştırma
merkezlerinde çok farklı deneyler yapılmaktadır (*). Bu nedenle, sunulan preliminer araştırmanın sonuçlarının
son yıllarda ülkemizde laboratuvar materyali olarak kullanılmaya başlanan Sparus aurata (çipura balığı) ve
Chalcalburnus tarichii (inci kefali) ile karşılaştırılması yoluna gidilmiştir.
Cinsel olgunluğa erişmiş dişi zebra balıkları haftalık aralıklarla yüzlerce yumurta bırakır; bu tip yumurtlama
oositlerin asenkronize gelişiminin bir sonucudur. Jenerasyon zamanları yukarıda belirtildiği üzere kısa olan D.
- 136 -
Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi 4(2): 134-137, 2013
(Journal of Anatolian Natural Sciences)
rerio yumurtalarının 15’er dakika ara ile bölünmesi Kimmel ve ark. (1995) tarafından aynı tür için yapılmış
gözlemlere uygundur.
Bölünme zamanları farklı türlerde değişiklik gösterir: Sparus aurata yumurtalarında üçüncü bölünmenin,
ikinci bölünmeden yaklaşık 45 dakika sonra olduğu bildirilmiştir (Muhtaroğlu, 1988). Chalcalburnus tarichii’ de
ise ilk bölünmenin döllenmeden bir saat sonra, ikinci bölünmenin ise birinci bölünmeden bir saat sonra
gerçekleştiği rapor edilmiştir (Ünal ve ark., 2000).
Bölünme süreçlerinin farklılığı uzantısında gastrulasyonun başlama zamanı da değişmektedir. Gastrulasyon
evresi D. rerio’da döllenmeden beş saat sonra gerçekleşmektedir. Gastrulasyon S. aurata’da döllenmeden 10
saat sonra, C. tarichii’de ise 12 saat sonra olmaktadır. Bu türlere göre çok daha hızlı bölünen D. rerio’nun
embriyolojik çalışmalar için gerçekten ideal bir tür olduğu açıktır.
Sparus aurata ve C. tarichii için rapor edilenlere benzer biçimde, D. rerio’da da döllenmeden yaklaşık 30
saat sonra artmış sayıda somit seti gözlenmiştir.
Danio rerio’da pigmentasyonun başlangıcı 48-60. saatler arasındadır. Sparus aurata’da pigmentasyon
oluşumu embriyonik gelişimde bildirilirken, C. tarichii’de bu olgudan ancak yumurtadan çıkan iki günlük larva
için söz edilmiştir.
Bu üç balık türü de embriyonik gelişimini üç gün içerisinde tamamlamaktadır. Gelişim sürecinin
tamamlanması yaklaşık aynı zamanda olsa bile, gastrulasyon ve pigmentasyon başlangıcı gibi olayların farklı
zamanlarda gerçekleşmesi beklenebilir bir durumdur.
Embriyolojik gelişimin farklı aşamaları ve mekanizması çok ayrıntılı araştırmalara konu olacak kadar geniş
kapsamlıdır. Ancak D. rerio’ da temel embriyolojik gelişim aşamaları çok basit donanımlı bir laboratuvarda dahi
çok kolay izlenebilir. Özellikle ilköğretim kurumlarında biyolojiye ve tıbba ilgi duyan öğrenciler açısından, D.
rerio modellemesinin hızla yaygınlaştırılması önerilir.
Teşekkür
Bu çalışmayı 2000 FEN 003 no’lu proje kapsamında destekleyen Ege Üniversitesi Araştırma Fonu’na teşekkürlerimizi sunarız.
Kaynaklar
Amsterdam, A., Nissen, R.M., Sun, Z., Swindel, E.C., Farrington, S., Hopkins, N. 2004. Identification of 315 Genes Essential for Early Zebrafish
Development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101: 12792-12797.
Beams, H.W., Kessel, R.G., Shih, C.Y., Tung, H.N. 1985. Scanning Electron Microscope Studies on Blastodisc Formation in the Zebrafish,
Brachydanio rerio. Journal of Morphology. 184: 41-49.
Detrich, H.W., Westerfield, M., Zon, L.I. 2010. The Zebrafish: Cellular and Developmental Biology, Part A Methods Cell Biol. 100: 1-347.
Goldsmith, P. 2004. Zebrafish as a Pharmacological Tool: The How, Why and When. Current Opinion in Pharmacology. 4: 504-512.
Kimmel, C.B., Ballard, W.W., Kimmel, S.R., Ulmann, B., Schilling, T.F. 1995. Stages of Embriyonic Development of the Zebrafish.
Developmental Dynamics. 203: 253-310.
Moorman, S.J. 2001. Development of Sensory Systems in Zebrafish (Danio rerio). ILAR Journal. 42: 292-298.
Muhtaroğlu, C.G. 1988. Çipura balığı (Sparus aurata, L.) yumurta ve larvalarında gelişim ve larval safhada canlı besin alınımı. D.E.Ü. Deniz
Bilimleri ve Teknoloji Enstitüsü. Canlı Deniz Kaynakları Programı. Yüksek Lisans Tezi. pp.23-30.
Selman, K., Wallace, R.A., Sarkaa, QI.X., 1993. Stages of Oocyte Development in the Zebrafish, Brachydanio rerio. Journal of Morphology.
218: 203-224.
Streisinger, G., Walker, C., Dower, N., Knauber, D., Singer, F. 1981. Production of clones of homozygous diploid fish (Brachydanio rerio).
Nature. 291: 293-296.
Ünal, G., Çetinkaya, O., Elp, M. 1999. İnci Kefali’nde (Chalcalburnus tarichii, P.,1881) Gonad Gelişiminin Histolojik Olarak İncelenmesi.
Turkish Journal of Zoology 23 Ek sayı, 1: 329-338.
Warga, R.M., Kimmel, C.B. 1990. Cell Movements during Epiboly and Gastrulation in Zebrafish. Development. 108: 569-580.
Wolenski, J.S., Hart, N.H. 1987. Scanning Electron Microscope Studies of Sperm Incorporation into the Zebrafish (Brachydanio rerio) Egg.
The Journal of Experimental Zoology. 243: 259-273.
- 137 -