ATTĪSTĪBAS BIOLOĢIJA: VĒSTURE, TĀS IZPĒTE, PIELIETOJUMI - BIOLOĢIJA - 2025

Attīstības bioloģija ir evolūcijas procesu izpēte, kas saistīti ar daudzšūnu organismu veidošanos no ieņemšanas, dzimšanas, augšanas, novecošanās un nāves.

Šie procesi zinātniskajā pasaulē ir zināmi kā ontoģenēze - termins, kas apraksta visas darbības, kuras dzīva būtne iziet no tās pirmsākumiem līdz pilnīgai attīstībai.

Avots: atlasdeanatomia.com

Attīstības bioloģijas nozīme ir saistīta ne tikai ar to, ka dzīvu būtņu veidošanās process tiek padziļināts, bet arī dažos gadījumos tiek paredzama ģenētisko anomāliju iespējamā parādīšanās, pateicoties zinātnes sasniegumiem, kas šajā jomā ir parādījušies.

Attīstības bioloģijas vēsture

Lielais jautājums par dzīves izcelsmi un evolūciju ir vajājis filozofus un zinātniekus, kuri, meklējot izpratni par evolūcijas procesiem, ģenerēja hipotēzes un svarīgus atklājumus attīstības bioloģijas jomā, pat pirms to sauca tādā veidā.

Preformālisma teorija

Tā bija sena ģenētiska hipotēze, kas nodrošināja, ka dzīvā būtne jau ir pilnībā izveidojusies tās visreālākajā fāzē un ka tās attīstība notiek, augot šai būtnei. Tās galvenie priekšteči bija grieķi Miletus Leucippus (5. gadsimtā pirms mūsu ēras) un Democritus (5. gadsimtā pirms mūsu ēras).

Spontānas ģenerēšanas teorija

Grieķijas filozofs Aristotelis (384 BC - 322 BC), kurš tika uzskatīts par bioloģijas tēvu, norādīja, ka dzīve notika divējādi: izmantojot seksuālu reprodukciju, reaģējot uz radītāja Dieva dizainu; un caur spontānu ģenerēšanu.

Spontānas paaudzes teorija ierosināja, ka dzīvību rada spēks, ko veido zemes, gaisa, ūdens un uguns savienība. Piemēram, Aristotelis domāja, ka mušas nāk no sapuvušas gaļas un ka daži kukaiņi ir dzimuši no koka, lapām vai dzīvnieku ādas.

Un, kaut arī mūsdienās ir grūti ticēt, šī teorija ilgu laiku tika vispieņemtākā, līdz zinātnieks Luiss Pasteurs (1822-1895) izveidoja to, kas mūsdienās pazīstams kā bioģenēzes likums, kura princips nodrošina, ka būtne dzīvs var nākt tikai no citas dzīvas būtnes.

Ola un dzīves izcelsme

Jau ilgi pirms Pasteur ieguldījuma angļu ārsts Viljams Hārvijs (1578-1657) pētīja vistas olu attīstību un secināja, ka visas dzīvās lietas reproducē līdzīgi.

Viņš publicēja savu teoriju savā darbā Vingrinājumi par dzīvnieku paaudzi (1651), kurā pirmo reizi tika ierosināts, ka cilvēki pavairot, apaugļojot olu. Turpinājumā viņš izvērsa savu pētījumu līdz zīdītāju analīzei.

Izmaiņas izaugsmes laikā

Vācu ārsts Kaspars Frīdrihs Volfs (1733-1794), kas pazīstams kā embrioloģijas pamatlicējs, savos darbos Theoria Generationis (1759) un De susidamis Intestinorum (1769) ierosināja, ka dzīvo būtņu attīstība rodas no diferenciācijas, kas ir ražo pakāpeniski.

Viņa teorija atspēko preformālisma teoriju, izskaidrojot, ka pieaugušo cilvēku stadijā ir elementi, kuru nav embrionālās fāzes laikā, tāpēc viņš secināja, ka tie laika gaitā veidojas.

Mendels, jūras ezis un mēģene

Viens no nozīmīgākajiem ieguldījumiem bija apaugļošanas eksperimenti, kas 19. gadsimta beigās tika veikti ar jūras ežiem, jo ​​tika atklāts, ka apaugļotajā olā bija elementi no abiem vecākiem, kas apvienoti kodolā.

1865. gadā Gregors Mendels (1822–1884) iepazīstināja ar savu pētījumu, kas šodien pazīstams visā pasaulē kā Mendela likumi, kurā viņš izskaidroja ģenētisko mantojumu, kas tiek pārnests no tēva uz dēlu.

Līdz 1978. gadam pasaulē jau bija pirmais in vitro dzimis cilvēks, un šodien saprotams, ka dzīvas būtnes paaudzei ir nepieciešams apvienot vienas sugas divu indivīdu elementus, lai iegūtu citu ar līdzīgām īpašībām.

Zinātniski ir arī saprotams, ka organismus veido šūnas, kas rodas, pateicoties cilmes šūnas pavairošanai.

Attīstības bioloģijas pētījumi un pielietojums

Ņemot vērā, ka zinātnieki jau zina, kā tiek saražota dzīva būtne, attīstības bioloģija šobrīd ir vērsta uz pētījumu veikšanu par procesiem, kas attīstās veidošanās un augšanas laikā.

Attīstības bioloģijas eksperti skaidro, ka ir divi reprodukcijas veidi: seksuāla, kas ietver divu dažāda dzimuma indivīdu piedalīšanos; un aseksuāls, kurā viens organisms ražo citu indivīdu, ģenerējot kopiju bez ģenētiskā materiāla apmaiņas.

Šāda veida reprodukcijas piemērs ir baktērijās Escherichia coli vai amoebas.

Pēc seksuālas vai aseksuālas aktivitātes attīstības bioloģija sāk savu darbu, koncentrējoties uz šādiem izpētes objektiem:

Šūnu augšana

Šis process sākas, kad cilmes šūna sadalās divās daļās, veidojot meitas šūnas, un no turienes sākas jau minētā šūnu pavairošanas fāze.

Lai to panāktu, DNS molekulas kondensējas un veido hromosomas, kuras caur mikroskopiem redz kā stieņa formas struktūras ar centrālu elementu, kas tās sadala divās daļās.

Šūnu diferenciācija

Šūnu diferenciācijas laikā nespecializēta šūna, kas nav māte, ģenerē cita veida šūnas, kas būs daļa no dzīvās būtnes īpašiem elementiem.

Šāda veida šūnas ir miocīti (muskuļu šūnas), hepatocīti (aknu šūnas), sterocīti (zarnu šūnas) vai neironi (nervu sistēmas šūnas).

Šūnu diferenciācija ietekmē arī indivīda dzimumu, jo tā notiek dīgļu līniju šūnās, kas paredzētas jaunattīstības būtnes dzimumorgāniem.

Vīriešu dzimuma gametas tiek ģenerētas šajās dīgļu līnijās, procesu sauc par spermatoģenēzi; vai olšūnas sievietes gadījumā, ko sauc par oģenēzi.

Morfoģenēze

Šis process dod formu orgāniem un organismam kopumā, veidojot audus embrionālās attīstības laikā.

Attīstības bioloģijas izaicinājumi

Attīstības bioloģija pastāvīgi veicina jaunus pētījumus, kas saistīti ar dzīvo būtņu veidošanos, ar mērķi progresēt slimību un anomāliju profilaksē.

Zinātnieki pēta patoloģisku šūnu augšanu, izpētot tādas slimības kā vēzis, kuru īpatnības ir tieši patoloģiskā šūnu pavairošanā.

Šī iemesla dēļ izpratne par procesiem atbildēs uz daudziem nezināmiem un, iespējams, sniegs atklājumus elementiem, kas vēl nav izvirzīti dzīvās būtnes sarežģītajā attīstībā.

Šūnu patoloģiska augšana
Avots: Wikimedia Commons

Atsauces

1. Laura Kastellano, Guadalupe Martínez, Juan López, Patricia Cuéllar, Jesús García. (2010). Jūras ežu gametas kā paraugs mēslošanas pētījumu veikšanai. Paņemts no pdfs.semanticscholar.org
2. Attīstības bioloģija. (2015). Pārņemts no web.uamex.mx
3. Izstrādāt metālu bioloģiju. (2015). Paņemts no plato.stanford.edu
4. Andrea Prokop. (2018). Kas ir attīstības bioloģija, kāpēc tā ir svarīga? Paņemts no openaccessgoverment.org
5. Attīstības bioloģija. (2019. gads). Ņemts no dabas.com
6. Konrāds H. Vaidingtons. (2019. gads). Bioloģiskā attīstība. Ņemts no britannica.com
7. Attīstības bioloģija. (2019. gads). Ņemts no atlasdeanatomia.com