СРАВНИТЕЛНА ЕМБРИОЛОГИЯ: ИСТОРИЯ И ТЕОРИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В сравнителен ембриологията е клон на ембриологията, който се фокусира върху контрастни модели на развитие в различни ембриони. Тази дисциплина има своето начало в далечни времена, като започва да се оформя в съзнанието на мислители като Аристотел. По-късно, с изобретяването на микроскопа и правилните техники за оцветяване, той започва да расте като наука.

Когато говорим за сравнителна ембриология, неизбежно е да предизвикаме известната фраза: онтогенезата рекапитулира филогенезата. Това твърдение обаче не описва точно настоящите принципи на сравнителната ембриология и е отхвърлено.

Различни ембриони на гръбначни животни.

Източници: Romanes, GJ; качено в Wikipedia от bg: Потребител: Phlebas; автори на страницата с описания: bg: Потребител: Phlebas, bg: Потребител: SeventyThree

Ембрионите приличат на други ембрионални форми на сродни видове и не приличат на възрастни форми на други видове. Тоест, ембрионът от бозайници не е подобен на възрастна риба, той е подобен на рибен ембрион.

Сравнителната ембриология е използвана като доказателство за еволюционния процес. Очевидните хомологии, които наблюдаваме при развитието на подобни групи, биха били напълно ненужни, ако организмът не беше модификация на онтогенията на своя прародител.

История на сравнителната ембриология

Аристотел

Първото изследване, фокусирано върху сравнителната ембриология, датира от времето на Аристотел, през четвърти век пр.н.е.

Този философ и учен описва различните възможности за раждания сред животинските видове, класифицирайки ги като яйцевидни, ако снасят яйца, живородни, ако плодът се е родил жив, или ововивипаритет, когато се появи производството на яйце, което се отваря вътре в тялото.

Освен това Аристотел е кредитиран и за идентифициране на моделите на холобластична и меробластична сегментация. Първата се отнася до цялото яйце, което се разделя на по-малки клетки, докато в меробластичния модел само част от яйцеклетката е предназначена да бъде ембрион, а останалата част е жълтъкът.

Уилям Харви

Ембриологичните изследвания практически не съществуват повече от две хиляди години, докато Уилям Харви през 1651 г. не обявява мотото си ex ovo omnia (всички от яйцето), заключавайки, че всички животни произхождат от яйцеклетка.

Марчело малпиги

След изобретяването на микроскопа ембриологията придобива нов нюанс. През 1672 г. изследователят Марчело Малпиги изследва развитието на пилешкия ембрион, използвайки тази нова оптична технология.

Малпиги първо идентифицира нервния сулкус, сомитите, отговорни за образуването на мускули, и наблюдава циркулацията на вените и артериите, свързани с жълтъчния сак.

Християнски Пандер

С течение на годините и изобретяването на най-модерните техники за оцветяване, ембриологията започва да расте с скокове и граници. Pander е кредитиран за откриването на трите зародишни слоя с помощта на пилешки ембриони: ектодермата, ендодермата и мезодермата.

Хайнрих Ратке

Ратке разгледа ембрионите от различни животински родове и заключи, че ембрионите от жаби, саламандри, риби, птици и бозайници имат невероятни прилики.

В повече от 40 години изследвания, Ратке идентифицира фарингеалните арки и тяхната съдба: при рибите те образуват бранхиалния апарат, докато при бозайниците образуват челюстта и ушите.

Освен това той описа образуването на поредица от органи. Той също изучава ембриологичния процес при някои безгръбначни.

Основни теории в сравнителната ембриология

Рекапитулация: онтогенезата рекапитулира филогенезата

Иконична фраза в сравнителната ембриология е: „онтогенезата рекапитулира филогенезата“. Този израз се стреми да обобщи теорията за рекапитулация, свързана с Ернст Хекел. Рекапитулацията управлява ембриологията през 19-ти и част от 20-ти век.

Според тази теория етапите на развитие на организма напомнят неговата филогенетична история. С други думи, всеки етап на развитие съответства на еволюционен етап на предците.

Появата на хрилни структури в ембриони от бозайници е един от фактите, които изглежда подкрепят рекапитулацията, тъй като предполагаме, че родословието на бозайниците произлиза от организъм, подобен на днешните риби.

За привържениците на рекапитулацията, еволюцията работи чрез добавяне на последователни състояния в края на развитието.

За настоящите еволюционни биолози обаче е ясно, че еволюцията не винаги работи чрез добавяне на терминални състояния и има други процеси, които ни позволяват да обясним морфологичните промени. Затова биолозите приемат по-широко виждане и тази фраза вече е била отхвърлена.

Четирите принципа на Карл Ернст фон Баер

Карл Ернст фон Баер даде много по-задоволително обяснение на приликите на ембрионите, оспорвайки предложеното от Ернст Хекел.

Един от най-забележителните му приноси беше да посочи, че най-приобщаващите характеристики на таксон се появяват в онтогенезата преди по-специфичните характеристики - подходящи за поръчка или клас, например.

Докато фон Баер провеждаше своите изследвания в сравнителната ембриология, той забрави да маркира два ембриона. Въпреки че беше учен с обучено око, той не успя да различи идентичността на своите проби. Според фон Баер „те биха могли да бъдат гущери, малки птици или дори бозайници“.

По този начин литературата обикновено групира основните изводи на този изследовател в четири постулата или принципа, както следва:

1. Общите характеристики на групата се появяват първо, а по-късно и по-специализираните характеристики.

Ако сравним два гръбначни ембриона, ще видим, че първите характеристики, които се появяват, са тези, свързани с „да бъдеш гръбначен“.

С напредването на развитието се появяват специфични характеристики. Всички гръбначни ембриони имат нотохорда, бранхиални арки, гръбначен мозък и особен вид бъбрек на предците. И тогава конкретните: косата, ноктите, люспите и т.н.

2. По-малко общите герои се развиват от по-общите

Например, когато развитието е начало, всички гръбначни имат подобна кожа. По-късно люспите се появяват при риби и влечуги, пера при птици или косми при бозайници.

3. Ембрионът не прилича на възрастните етапи на „нисшите“ животни, той се отдалечава все повече и повече от тях

Известните хриле на ембрионални бозайници не приличат на хрилните прорези на възрастни риби. За разлика от тях те приличат на цепнатините на рибния ембрион.

4. Възникващият ембрион на вид никога не прилича на други „долни“ животни, той ще има сходства само с ранните си ембриони.

Човешките ембриони никога няма да преминат през състояние, напомнящо на риба или птица в неговата възрастна форма. Те ще бъдат подобни на рибни и птичи ембриони. Въпреки че това твърдение е подобно на третото, то обикновено се появява като допълнителен принцип в литературата.

Препратки

1. Brauckmann, S. (2012). Карл Ернст фон Баер (1792-1876) и еволюцията. Международно списание за биология на развитието, 56 (9), 653-660.
2. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Еволюционен анализ. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
4. Gilbert, SF (2005). Биология на развитието. Panamerican Medical Ed.
5. Monge-Nájera, J. (2002). Обща биология. EUNED.
6. Ридли, М. (2004). Evolution. По дяволите.
7. Солер, М. (2002). Еволюция: основата на биологията. Проект Юг.