ИСТОРИЯ НА ЕМБРИОЛОГИЯТА
Ембриологията изследва последователността на формите на развитие от зиготата до организма, снабден с всичките му органи и системи.
В това отношение си струва да си припомним разграничението между развитие (последователност на структурни и организационни фази с нарастваща сложност) и растеж, разбрано преди всичко в количествен смисъл.
В метазоа на гръбначни се озоваваме, изкачваме се по еволюционните серии до човека (чрез циклостомите, рибите, земноводните, влечугите, птиците и бозайниците), до появата на възрастни форми на нарастваща сложност, за които все по-голяма е усложняване на етапите на ембрионалното развитие.
В началото зиготата, винаги снабдена с резервен материал, се разделя (с последващи митози) на 2, след това 4, след това 8 и т.н. клетки, наречени бластомери, без растеж, докато достигнат нормалното ядро / цитоплазмено съотношение на вида.
Тази първоначална сегментация може да следва различни модели, в зависимост от количеството и разпределението на деитоплазмата.
В началото деутоплазмата е лоша ("олиголецитни яйца"), така че сегментирането е пълно и води до леко различни бластомери. Тъй като ембрионът става по-голям, са необходими повече време и материал, преди развитието му да му позволи да започне самостоятелен живот. Ето защо е необходимо увеличаване на deutoplasma ("telolecitic яйца"), което има тенденция да бъде подредено в част от zygote. Това води до нарастваща "анизотропия", която е свързана с промени в сегментацията, регулирани от два основни принципа:
- законът на Хертвиг казва, че при митоза ахроматичната стопилка (чийто екватор определя плана за разделяне на дъщерните клетки) има тенденция да бъде подредена в смисъл на по-голяма дължина на цитоплазмата;
- Законът на Балфур казва, че скоростта на сегментиране е обратно пропорционална на количеството на деутоплазмата.
Нека да видим тогава, че в циклостомите и в рибите сегментирането е неравномерно, с бързо сегментиращ животински полюс (който ще даде на горните структури на ембриона) и малко телешки полюс, който ще съдържа по-голямата част от резервния материал. Анизотропната тенденция при земноводните (в която трябва да бъдат подредени органите, отговорни за дишането на въздуха) е още по-голяма, при което жълтъчния полюс, макар и бавно сегментиращ се, остава относително инертен и завършва с клетки, получени от бързо сегментиращия се животински прът. До този еволюционен етап последователността на основните ембрионални етапи включва: зигота, бластомер, морула (бластомерна купа, подобна на къпина), бластула (морула с вътрешни регресирани клетки), гаструла (бластула, в която клетките от едната страна са инвагирани) ), в която се появява примитивната кухина на организма, с външен клетъчен слой (ектодерма, от която нервната система ще излезе първо) и вътрешна (ентодерма), между която ще се интерполира трети слой (мезодерма). От тези слоеве или "ембрионални листове" след това ще се получат, в последователна последователност, всички тъкани, органи и апарати.
В още по-развитите видове нарастването на деутоплазмата (или "теле") е такова, че не може дори да се сегментира. По този начин виждаме, че при птиците сегментирането засяга само тънък повърхностен диск, водещ до "дискобластула" и до поредица от явления, които гарантират формирането на ембриона по различен начин от споменатия по-рано.
По-нататъшното нарастване на деутоплазмата вероятно не би било по-ефективно, така че при развитието и растежа на бозайниците до независим жизнен капацитет се постига чрез друга система. Ние всъщност отбелязваме в бозайниците, че deutoplasma служи само за първите етапи на развитие; след това ембрионът установява метаболитни отношения с организма на майката (с появата на плацентата) и вече не използва деутоплазмата, чийто излишък се елиминира. В този момент яйцата се връщат към олиголецити и сегментирането може да се върне като цяло (и следователно в ранните етапи е подобно на това на анфиозото), но след емологенезата на морулата продължава според най-развитата схема на птиците, "Бластоциста", последвана от имплантиране на стената на матката, така че метаболизмът на ембриона да се осигурява от организма на майката (през плацентата), а не от деутоплазмата.
ВЪЗДУШНА ДИФЕРЕНЦИАЦИЯ
Когато сегментирането на зиготата доведе ядрената / цитоплазмената връзка до нормата на вида, е необходимо, паралелно с развитието, растежът да започне. Ето защо метаболизмът започва с появата на нуклеоли и синтез на протеини. Инициираният по този начин протеинов синтез се дължи на гените, отговорни за ранните етапи на ембрионалното развитие. Тези гени се депресират от веществата, присъстващи в различните бластомери на животинския и телевия полюс. От своя страна, продуктите на тези първоначални гени могат да де-експресират опероните на гените, отговорни за по-късните етапи. Продуктите на тази втора серия от гени могат да действат както в смисъла на изграждане на нови ембрионални структури, както в смисъл на потискане на предишните оперони, така и на последващите, в последователна последователност, която води до изграждането на новия организъм, благодарение на натрупаната генетична информация. от генома през хилядолетията във все по-развилите се видове.
Известният израз на „онтогенеза на Хекел“ рекапитулира филогенезата всъщност изразява факта, че висшите видове повторяват, в етапите на ембрионалното развитие, последователността, която вече съществува в еволюционно предшестващите видове.
Първоначалните етапи на ембриона са сходни при гръбначните, особено до появата на хрилете.
При видовете, които преминават към дихателната антена, хрилете се реабсорбират и използват повторно (например за образуване на ендокринни жлези), но генетичната информация, свързана с образуването на хрилете, се запазва дори при хората. Това очевидно е пример за ембрионални структурни гени, които присъстват в геномите на всички гръбначни животни и трябва да останат потиснати, след като са работили в онтогенетичния си момент.
Тълкуването на ембриогенезата в смисъла на регулиране на генното действие ни позволява да обединим сложните традиционни преживявания на експерименталната ембриология.
ДВОЙНИТЕ
До началото на протеиновия синтез зиготата и първите бластомери са тотипотентни, т.е. способни да дадат живот на целия организъм. Към това са свързани експериментите на Spemann, които са получили два ембриони от задушаването на амфибийна зигота. Подобно явление се появява в основата на феномена на еднояйчни близнаци в човека, които по тази причина се наричат монозиготни (МЗ). Експерименталните близнаци на Spemann са полу-нормални, докато при хората те са напълно нормални. Това обяснява защо в земноводните двата ембриони трябва да разделят единствения вече получен жълтък, докато при човека ембрионите могат да получат през плацентата всичко, което е необходимо за тяхното развитие и растеж.
Трябва да се помни, че при мъже две трети от близнаците имат друг произход: те произтичат от случайно едновременно узряване на два фоликула, с освобождаване на две яйца, които, оплодени, дават два зигота; в този случай говорим за дизиготни близнаци (DZ).
Тъй като близнаците MZ, разделени от митоза от единствената зигота, имат един и същ геном, разликите между тях трябва да са с екологичен произход. Вместо това геномът на близнаците DZ наподобява точно толкова, колкото и всеки двама братя. На този принцип се основава двойният метод, широко използван в човешката генетика, а също и в областта на спорта.
В човека, в който определени етични причини забраняват експериментирането, може да се установи как всеки характер се регулира от наследствени фактори: всъщност строго наследените герои (като кръвни групи) винаги са съгласувани само в близнаците МЗ; тъй като съгласуваността на даден характер в MZ се доближава до тази на DZ, може да се заключи, че фактори на околната среда преобладават над тези, наследени при определянето на този фенотип.
Редактиран от: Лоренцо Боскариол
