БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ: ИСТОРИЯ, ЧТО ИЗУЧАЕТ, ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

Биологии развития является изучением эволюционных процессов , участвующих в формировании многоклеточных организмов от зачатия, рождения, роста, старения и смерти.

Эти процессы известны в научном мире как онтогенез, термин, который описывает все этапы, которые проходит живое существо от своего происхождения до своего полного развития.

Источник: atlasdeanatomia.com

Важность биологии развития заключается не только в том, чтобы глубоко изучить процесс формирования живых существ, но и в том, чтобы в некоторых случаях предвидеть возможное появление генетических аномалий благодаря научным достижениям, достигнутым в этой области.

История биологии развития

Великий вопрос о происхождении и эволюции жизни не давал покоя философам и ученым, которые в поисках знаний об эволюционных процессах выдвинули гипотезы и важные открытия в области биологии развития еще до того, как она была названа туда.

Теория преформизма

Это была старая генетическая гипотеза, которая гарантировала, что живое существо уже полностью сформировалось в своей самой крошечной фазе и что его развитие происходило через рост этого существа. Его главными предшественниками были греки Левкипп Милетский (V век до нашей эры) и Демокрит (V век до нашей эры).

Теория самозарождения

Греческий философ Аристотель (384 г. до н.э. - 322 г. до н.э.), которого считали отцом биологии, указывал, что жизнь происходит двумя способами: через половое размножение в ответ на замысел Бога-творца; и через самозарождение.

Теория спонтанного зарождения предполагала, что жизнь была порождена силой, образованной союзом земли, воздуха, воды и огня. Например, Аристотель считал, что мухи произошли от гнилого мяса, а некоторые насекомые произошли от дерева, листьев или кожи животных.

И хотя сегодня в это трудно поверить, эта теория долгое время была наиболее популярной, пока ученый Луи Пастер (1822-1895) не установил то, что сейчас известно как закон биогенеза, принцип которого гарантирует, что существо живое может происходить только от другого живого существа.

Яйцо и происхождение жизни

Задолго до вклада Пастера английский врач Уильям Харви (1578-1657) изучил развитие куриных яиц и пришел к выводу, что все живые существа воспроизводятся одинаковым образом.

Он опубликовал свою теорию в своей работе «Упражнения по воспроизводству животных» (1651 г.), в которой впервые было высказано предположение о том, что люди могут воспроизводиться посредством оплодотворения яйца. Оттуда он расширил свои исследования до анализа млекопитающих.

Изменения в процессе роста

Немецкий врач Каспар Фридрих Вольф (1733-1794), известный как основоположник эмбриологии, в своих работах Theoria Generationis (1759) и De Formatione Intestinorum (1769) предположил, что развитие живых существ происходит в результате дифференциации, а именно: производит постепенно.

Его теория опровергает теорию преформизма, объясняя, что во взрослой стадии есть элементы, которых нет в эмбриональной фазе, поэтому он пришел к выводу, что они формируются с течением времени.

Мендель, морской еж и пробирка

Один из наиболее значительных достижений явился результатом экспериментов по оплодотворению, проведенных в конце 19 века на морских ежах, поскольку было обнаружено, что оплодотворенная яйцеклетка содержала элементы от обоих родителей, объединенных в ядро.

В 1865 году Грегор Мендель (1822–1884) представил свое исследование, известное сегодня во всем мире как законы Менделя, в котором он объяснил генетическую наследственность, которая передается от отца к сыну.

К 1978 году в мире уже был первый человек, родившийся in vitro, и сегодня понятно, что для создания одного живого существа требуется комбинация элементов двух особей одного и того же вида для создания другого человека с аналогичными характеристиками.

С научной точки зрения также понятно, что организмы состоят из клеток, которые возникают благодаря размножению стволовых клеток.

Исследования и приложения биологии развития

Принимая во внимание, что ученые уже знают, как создается живое существо, биология развития в настоящее время сосредоточена на проведении исследований процессов, которые развиваются во время формирования и роста.

Специалисты в области биологии развития объясняют, что существует два типа воспроизводства: половое, в котором участвуют два человека разного пола; и бесполое, при котором один организм производит другого человека, создавая копию без обмена генетическим материалом.

Примером этого типа размножения являются бактерии Escherichia coli или амебы.

После половой или асексуальной активности биология развития начинает свою работу, сосредоточивая внимание на следующих объектах исследования:

Рост клеток

Этот процесс начинается, когда стволовая клетка делится на две, производя дочерние клетки, и с этого начинается упомянутая выше фаза размножения клеток.

Для этого молекулы ДНК конденсируются и образуют хромосомы, которые в микроскоп видны как структуры в форме стержня с центральным элементом, который разделяет их на два плеча.

Дифференциация клеток

Во время клеточной дифференцировки неспециализированная клетка, которая не является матерью, генерирует другие типы клеток, которые будут частью определенных элементов живого существа.

К этим типам клеток относятся миоциты (мышечные клетки), гепатоциты (клетки печени), стероциты (клетки кишечника) или нейроны (клетки нервной системы).

Клеточная дифференцировка также влияет на формирование пола человека, поскольку это происходит в клетках зародышевых линий, предназначенных для половых органов развивающегося существа.

Мужские гаметы генерируются в этих зародышевых линиях, этот процесс называется сперматогенезом; или ооциты в женском случае, называемые оогенезом.

Морфогенез

Этот процесс придает форму органам и телу в целом через создание тканей во время эмбрионального развития.

Проблемы биологии развития

Биология развития постоянно продвигает новые исследования, связанные с формированием живых существ, с целью продвижения в профилактике заболеваний и аномалий.

Ученые изучают аномальный рост клеток, исследуя такие заболевания, как рак, характеристики которого заключаются в аномальном размножении клеток.

По этой причине понимание процессов ответит на многие неизвестные и, возможно, принесет открытия элементов, еще не возникших в процессе сложного развития живого существа.

Аномальный рост клеток
Источник: Wikimedia Commons

Ссылки

1. Лаура Кастеллано, Гуадалупе Мартинес, Хуан Лопес, Патрисия Куэльяр, Хесус Гарсия. (2010). Гаметы морского ежа как модель для изучения оплодотворения. Взято с pdfs.semanticscholar.org
2. Биология развития. (2015). Взято с web.uamex.mx
3. Биология развития. (2015). Взято с plato.stanford.edu
4. Андреа Прокоп. (2018). Что такое биология развития и почему это важно? Взято с openaccessgoverment.org
5. Биология развития. (2019). Взято с сайта nature.com
6. Конрад Х. Ваддингтон. (2019). Биологическое развитие. Взято с britannica.com
7. Биология развития. (2019). Взято с atlasdeanatomia.com