БИОЛОГИЯ НА РАЗВИТИЕТО: ИСТОРИЯ, КАКВО ИЗУЧАВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В биологията на развитието е изучаването на еволюционни процеси, участващи в образуването на многоклетъчни организми от зачеването, раждането, растеж, стареене и смърт.

Тези процеси са известни в научния свят като онтогения, термин, който описва всички стъпки, през които едно живо същество преминава от своя произход до пълното си развитие.

Източник: atlasdeanatomia.com

Значението на биологията на развитието се състои не само в това да се направи процесът на формиране на живи същества задълбочено известен, но и в предвиждането в някои случаи на възможната поява на генетични аномалии, благодарение на научните постижения в тази област.

История на биологията на развитието

Големият въпрос за произхода и еволюцията на живота е преследвал философи и учени, които в стремежа да разберат еволюционните процеси генерираха хипотези и важни открития в областта на биологията на развитието, дори преди да бъде наречена по този начин.

Теория на преформативизма

Това беше стара генетична хипотеза, която гарантираше, че живото същество вече е напълно оформено в най-минутната си фаза и че развитието му се случва чрез растежа на това същество. Гърците Левцип от Милет (V в. Пр. Н. Е.) И Демокрит (V в. Пр. Н. Е.) Са били основните му предшественици.

Теория на спонтанното поколение

Гръцкият философ Аристотел (384 г. пр. Н. Е. - 322 г. пр. Н. Е.), Смятан за баща на биологията, посочи, че животът е възникнал по два начина: чрез сексуално възпроизвеждане, отговарящ на замисъла на бога-създател; и чрез спонтанно поколение.

Теорията за спонтанното поколение предложи, че животът се генерира от сила, образувана от съединението на земята, въздуха, водата и огъня. Например Аристотел смятал, че мухите идват от гнило месо и че някои насекоми са родени от дърво, листа или кожа на животни.

И въпреки че днес е трудно да се повярва, тази теория беше най-приетата от дълго време, докато ученият Луи Пастьор (1822-1895) не установи това, което днес е известно като закон на биогенезата, чийто принцип гарантира, че едно същество жив може да дойде само от друго живо същество.

Яйцето и произходът на живота

Много преди приноса на Пастьор, английският лекар Уилям Харви (1578-1657) изучава развитието на пилешките яйца и заключава, че всички живи същества се възпроизвеждат по подобен начин.

Той публикува теорията си в своята работа Упражнения върху поколението на животните (1651 г.), в която за първи път се предлага човешките същества да се възпроизвеждат чрез оплождането на яйце. Оттам той разшири изследванията си до анализа на бозайниците.

Промени по време на растеж

Немският лекар Каспар Фридрих Волф (1733-1794), известен като основател на ембриологията, предлага в своите трудове Theoria Generationis (1759) и De formatione Intestinorum (1769), че развитието на живите същества идва от диференциация, т.е. произвежда постепенно.

Неговата теория опровергава тази на преформативизма, като обяснява, че има елементи в стадий на възрастни, които не присъстват по време на ембрионалната фаза, поради което той заключи, че те се формират във времето.

Мендел, морски таралеж и епруветка

Един от най-значимите приноси идва от експериментите за оплождане, проведени в края на 19 век върху морски таралежи, тъй като е установено, че оплодената яйцеклетка съдържа елементи от двамата родители, обединени в ядро.

През 1865 г. Грегор Мендел (1822-1884) представя своите изследвания днес известни по целия свят като Законите на Мендел, в които той обяснява генетичното наследство, което се предава от баща на син.

До 1978 г. светът вече е родил първия човек in vitro и днес се разбира, че за създаването на живо същество е необходима комбинацията от елементи на два индивида от един и същи вид, за да се получи друг с подобни характеристики.

Научно се разбира също, че организмите са съставени от клетки, които произхождат благодарение на размножаването на стволова клетка.

Проучвания и приложения на биологията на развитието

Като се има предвид, че учените вече знаят как се произвежда живо същество, биологията на развитието в момента е фокусирана върху извършване на проучвания за процесите, които се развиват по време на формирането и растежа.

Експертите по биология на развитието обясняват, че има два вида репродукция: сексуална, която включва участието на два индивида от различен пол; и асексуален, при който един организъм произвежда друг индивид, генерирайки копие без обмен на генетичен материал.

Пример за този вид размножаване се среща в бактериите Escherichia coli или амеби.

След сексуална или асексуална активност, биологията на развитието започва своята работа, като се фокусира върху следните обекти на изследване:

Клетъчен растеж

Този процес започва, когато стволовата клетка се раздели на две, произвеждайки дъщерни клетки и оттам започва фазата на размножаване на клетките, спомената по-горе.

За да се постигне това, молекулите на ДНК се кондензират и образуват хромозоми, които се виждат чрез микроскопи се разглеждат като пръчковидни структури с централен елемент, който ги разделя на две рамена.

Клетъчна диференциация

По време на диференцирането на клетките, неспециализирана клетка, която не е майка, генерира други видове клетки, които ще бъдат част от специфични елементи на живото същество.

Тези видове клетки са миоцити (мускулни клетки), хепатоцити (чернодробни клетки), стероцити (клетки на червата) или неврони (клетки на нервната система).

Клетъчното диференциране също оказва влияние върху формирането на пола на индивида, тъй като се случва в клетките на зародишните линии, предназначени за половите органи на развиващото се същество.

В тези зародишни линии се генерират мъжки гамети, процес, наречен сперматогенеза; или ооцити в женския случай, наречени оогенеза.

Морфогенезата

Този процес е този, който придава формата на органите и на организма като цяло на организма, чрез създаване на тъкани по време на ембрионалното развитие.

Предизвикателства на биологията на развитието

Биологията на развитието непрекъснато насърчава нови изследвания, свързани с формирането на живи същества, с цел напредък в превенцията на болести и аномалии.

Учените изследват анормалния клетъчен растеж, като изследват заболявания като рак, характеристиките на които се крият именно в ненормално умножение на клетките.

Поради тази причина разбирането на процесите ще отговори на много неизвестни и вероятно ще донесе открития на елементи, които все още не са издигнати в сложното развитие на живо същество.

Ненормален клетъчен растеж

Източник: Wikimedia Commons

Препратки

1. Лаура Кастелано, Гуадалупе Мартинес, Хуан Лопес, Патрисия Куелар, Хесус Гарсия. (2010 г.). Гаметите на морския таралеж като модел за изследване на торенето. Взета от pdfs.semanticscholar.org
2. Биология на развитието. (2015). Взета от web.uamex.mx
3. Разработване на метална биология. (2015). Взета от plato.stanford.edu
4. Андреа Прокоп. (2018). Каква е биологията на развитието и защо е важна? Взета от openaccessgoverment.org
5. Биология на развитието. (2019). Взета от Nature.com
6. Конрад Х. Уодингтън. (2019). Биологично развитие. Взета от britannica.com
7. Биология на развитието. (2019). Взета от atlasdeanatomia.com