Indukcja zarodka to proces interakcji między częściami zarodka, w którym jedna część wpływa na los drugiej. Ta koncepcja odnosi się do embriologii eksperymentalnej.
Artykuł poświęcony jest jednemu z najważniejszych i najtrudniejszych pytań tej nauki: "Co oznacza indukcja embrionalna?"
Trochę historii
Zjawisko indukcji embrionalnej zostało odkryte w 1901 roku przez takich niemieckich naukowców jak Hans Spemann i Hilda Mangold. Po raz pierwszy proces ten zbadano na przykładzie soczewki u płazów w stanie embrionalnym. Historia zachowała wiele przykładów i eksperymentów na ten temat, które opierają się na teorii Spemanna.
Hipoteza
Jak wspomniano wcześniej, indukcja zarodka to proces interakcji między częściami zarodka. Tak więc, zgodnie z hipotezą, istnieje wiele komórek, które działają na inne komórki jako organizatorzy, wywołując zmiany w rozwoju. Aby dokładniej zilustrować ten proces, naukowcy w latach 20.ubiegłego wieku przeprowadziła serię eksperymentów, które omówimy bardziej szczegółowo później.
Eksperyment Hansa Spemanna
W wyniku swoich eksperymentów dr Spemann ujawnił wzorzec, że rozwój zachodzi w ścisłej zależności jednych narządów od innych. Doświadczenie przeprowadzono na trytonach. Spemann przeszczepił część wargi blastoporu z tyłu jednego zarodka do jamy brzusznej drugiego. W rezultacie w miejscu przeszczepienia narządu rozpoczęło się tworzenie nowego zarodka. Zwykle w jamie brzusznej nie tworzy się cewa nerwowa.
Na podstawie doświadczenia lekarz stwierdził, że istnieją organizatorzy, którzy wpływają na dalszy rozwój organizmu. Jednak organizatorzy mogą startować tylko wtedy, gdy klatki są kompetentne. Co to znaczy? Kompetencja rozumiana jest jako zdolność materiału zarodkowego do zmiany swojego przypuszczalnego losu pod wpływem różnego rodzaju wpływów. Badając oddziaływania indukcyjne w różnych gatunkach strunowców, naukowcy doszli do wniosku, że istnieje wiele cech indywidualnych w obszarach i warunkach kompetencji różnych organizmów. Oznacza to, że organizatorzy działają, jeśli komórka jest w stanie zaakceptować induktor, ale we wszystkich organizmach ten lub inny proces zachodzi na różne sposoby.
Podsumujmy: rozwój organizmu to proces łańcuchowy, bez jednej komórki nie da się utworzyć innej. Indukcja embrionalna stopniowo determinuje tworzenie i różnicowanie narządów. Proces ten jest również podstawą do kształtowania wyglądu zewnętrznego rozwijającej się jednostki.
Badania Hildy Mangold
Hans Spemann miałdoktorantka - Hilda Mangold. Z niezwykłą zręcznością była w stanie przeprowadzić serię skomplikowanych eksperymentów na mikroskopijnych zarodkach traszek (o średnicy 1,5 mm). Oddzielając mały kawałek tkanki od jednego zarodka, przeszczepiła go na zarodek innego gatunku. Ponadto do przeszczepu wybrała te obszary zarodka, w których nastąpiło tworzenie się komórek, z których następnie miały powstać listki zarodkowe. Embrion z przeszczepionym fragmentem innego zarodka z powodzeniem kontynuował rozwój. A przeszczepiony kawałek tkanki dał początek nowemu ciału, wyposażonemu w plecy, kręgosłup, brzuch i głowę.
Jakie było znaczenie eksperymentów? W ich trakcie Mangold udowodnił, że istnieje indukcja embrionalna. Jest to możliwe, ponieważ mała witryna ma te unikalne właściwości, została nazwana organizatorem.
Rodzaje indukcji
Istnieją dwa typy: indukcja heteronomiczna i indukcja homonomiczna. Co to jest i jaka jest różnica? Pierwszy typ to proces, w którym przeszczepiona komórka jest zmuszona do odbudowywania się we wspólnym rytmie, czyli powoduje powstanie jakiegoś nowego organu. Drugi wywołuje zmianę w otaczających komórkach. Zachęca materiał do rozwijania się w tym samym kierunku.
Podstawowe procesy komórkowe
Dla większej przejrzystości, zobacz tabelę poniżej. Sugerujemy użycie jej przykładu do zbadania głównych procesów komórkowych indukcji embrionalnej.
| Formy interakcji komórkowych | Edukacja normalnościstruktury | Konsekwencje naruszeń |
| ruch | tworzenie cewy nerwowej podczas ruchu pierwotnych komórek rozrodczych | zaburzenia w tworzeniu cewy nerwowej, naruszenie struktury |
| hodowla selektywna | Podstawy narządów | brak organów |
| wybiórcza śmierć | oddzielenie palców, śmierć komórek nabłonka podczas łączenia pąków podniebiennych, wyrostków nosowych itp. | rozszczep podniebienia, rozszczep wargi, twarzy, przepukliny kręgosłupa |
| przyczepność | tworzenie cewy nerwowej z płytki nerwowej itp. | zaburzenia w tworzeniu cewy nerwowej, naruszenie struktury |
| zagęszczanie | kształtowanie kończyn | brak lub posiadanie dodatkowych kończyn |
Przejaw tego zjawiska stwierdzono na różnych etapach rozwoju organizmu. Indukcja zarodkowa jest obecnie aktywnie badana.
