Эмбриология. Эмбриогенез. История эмбриологии.

Эмбриология – это раздел биологии, связанный с развитием новых организмов.

Эмбриологи отслеживают репродуктивные клетки (гамет) по мере их прохождения оплодотворение стань одноклеточным зигота затем эмбрион, вплоть до полноценного функционирования организм, Есть много подразделений эмбриологии, некоторые ученые занимаются эмбрионами человека, в то время как другие изучают животных и растения.

Эволюционные биологи часто используют эмбриологию как средство сравнения вид Так как развитие организма может дать много подсказок его эволюционной истории.

Тем не менее, другие ученые используют эмбриологию как инструмент для лучшего понимания системы или организма, с которым они имеют дело, будь то сохранение исчезающих видов или нарушение репродуктивной функции видов вредителей. Ученые, изучающие эмбриологию человека, помогают в охране репродуктивного здоровья женщин и понимают широкий круг вопросов, которые могут привести к дефектам развития и порокам развития.

История эмбриологии

Ранние ученые и философы не были в неведении и знали о сперме, как только был изобретен микроскоп. Однако в ранней эмбриологии существуют конкурирующие теории. Первые понятия об эмбриологии столь же стары, как и классические философы.

Аристотель первым предложил правильный механизм развития эмбриона, не имея микроскопа, чтобы наблюдать его теорию. Аристотель предположил, что животные образуются в процессе эпигенеза, в котором один клетка делится и дифференцируется на множество тканей и органов животного.

Однако без доказательств теория на самом деле является лишь догадкой.

Эмбриология. Эмбриогенез. История эмбриологии.

Вторая теория, преформация, получила большое распространение перед изобретением микроскопов и более продвинутых методов визуализации. Эта идея предполагала, что эмбрион содержался, маленький, но полностью сформированный, внутри спермы. Изображение этой теории можно увидеть выше.

Эта теория также предполагала, что женщины были просто сосудами для того, чтобы нести растущего ребенка, и что девочки выходили из левого яичка, а мальчики – из правого. Зная современную биологию, очевидно, что эта теория неверна.

В то время, однако, отсутствие доказательств и религиозного подтекста в науке подтолкнуло эту довольно сексистскую и столь же недоказанную идею. Когда микроскоп, наконец, был изобретен, одним из первых, на что люди смотрели, была сперма.

Сперма была увеличена до предела ранних микроскопов, и полностью сформированные маленькие дети никогда не были обнаружены. Но это не смогло полностью убедить сторонников преформации в том, что эпигенез был правильным ответом.

Только в 1827 году были получены четкие доказательства того, что млекопитающие-самки также производят половую клетку – яйцеклетку. Открытие женской половой клетки прямо противоречило многим аспектам теории преформации и привело к более широкому принятию теории эпигенеза.

Карл Эрнст фон Баер, первооткрыватель яйцеклетки, и Хайнц Кристиан Пандер предложили теорию, которая до сих пор сердце эмбриологии сегодня. Эта теория является теорией зародышевого слоя, которая постулирует, что отдельная клетка становится отдельным слоем клеток по мере того, как ранний организм делится.

Эти зародышевые слои затем дают начало остальному организму, растя и складываясь в органы, сосуды и другие сложные ткани, и клетки внутри дифференцируются соответственно.

Эмбриология. Эмбриогенез. История эмбриологии.

Еще несколько достижений полностью установили бы теорию зародышевого слоя в эмбриологии. Открытие и понимание ДНК привело к более полному пониманию того, как сперма и яйцеклетка становятся зиготой. Развитие ультразвука значительно расширило понимание плод развитие у человека, видно на изображении выше.

Многие исследования были проведены на простых организмах, чтобы понять основы эмбриологии. Плоский червь интенсивно культивируется, так как он размножается половым путем, а клетки достаточно велики, чтобы наблюдать развитие под хорошим микроскопом. Плодовая муха также наблюдалась широко по тем же причинам.

Изучая полихетского червя, Е.Б. Уилсон разработал процесс кодирования, чтобы маркировать и понимать движения и деления клеток во время эмбриогенеза. Хотя точный процесс меняется в зависимости от вида, этот метод значительно ускорил понимание эмбриологии и привел к прорывам в медицинской и эволюционной науке.

Эмбриолог – ученый, который изучает эмбриологию. Любой организм, который размножается половым путем, должен создавать своего рода эмбрион, поскольку он развивается во взрослую форму.

Эмбриолог может изучать развитие животных, растений и даже грибы, Эволюционные биологи часто изучают эмбриологию как средство понимания сложных линий эволюции.

Например, все позвоночные, включая людей, проходят через эмбриологическую фазу, в которой присутствуют предшественники жабр. У людей эти структуры развиваются в структуры горла.

Однако сходство между всеми эмбрионами позвоночных предполагает, что все позвоночные произошли от общего предка, который использовал эту форму эмбриогенеза. Профессиональный эмбриолог может остаться в академии, продвигая науку эмбриологии, или может присоединиться к медицинской профессии.

Эмбриологи нужны везде, где проводится беременность, поскольку беременность – это просто человеческий эмбриогенез.

Некоторые ученые специализируются на нарушениях эмбриогенеза, которые приводят к порокам развития и расстройствам. Это называется тератология и охватывает все от выкидышей до врожденных дефектов.

Врачи могут специализироваться исключительно на эмбриологии и тератологии или могут решить охватить более широкий круг вопросов здоровья женщин.

Многие профессии используют знания эмбриологии в своей практике. Многие фармацевтические компании разрабатывают лекарства для лечения бесплодия и бесплодия, и процессы эмбриологии являются ключевыми в этих усилиях.

Ученые, разрабатывающие инсектициды или способы борьбы с другими вредителями, часто обращаются к эмбриологии для борьбы с репродуктивными циклами организмов. Часто это наиболее экономически эффективный способ борьбы с большой проблемой с вредителями.

Другие используют эмбриологию для преимущества вида, как ученые, пытающиеся заселить исчезающие виды. Например, исследователи из нескольких учреждений в Соединенных Штатах объединяются, чтобы спасти черноногого хорька.

Они должны понимать эмбриологию хорька, чтобы быть полностью успешными, а также их поведение, диета и брачные привычки. Это хороший пример того, как эмбриология играет небольшую, но очень важную роль в более широком научном начинании.

  • Brusca, R.C. & Brusca, G.J. (2003). Беспозвоночные. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
  • Hyttel, P., Sinowatz, F. & Vejlsted, M. (2010). Основы эмбриологии домашних животных. Китай: Elsevier Limited.
  • Pough, F. H., Janis, C.M. & Heiser, J. B. (2009). Жизнь позвоночных. Бостон: Пирсон Бенджамин Каммингс.

Возникновение и развитие эмбриологии. Вольф и Бэр

Эбриология (от эмбрион и логос — слово, учение), наука о предзародышевом развитии (образование половых клеток), оплодотворении, зародышевом и личиночном развитии организма.

Выделяют эмбриологию животных и человека и эмбриологию растений. Различают общую, сравнительную, экспериментальную и экологическую эмбриологию. Основоположники эмбриологии — Гиппократ и Аристотель, а в новое время — К. Ф. Вольф и К. М. Бэр; А. О.

Ковалевский и И. И. Мечников заложили основы эволюционной эмбриологии.

В своем первоначальном значении эмбриология обозначала науку о развитии зародышей до их выхода из оболочек, то есть до их вылупления или рождения.

В настоящее время предмет эмбриологии трактуется более широко, включая в себя весь онтогенез — процесс индивидуального развития, по крайней мере, начиная с момента оплодотворения (и даже с более ранних процессов формирования половых клеток) и до конца жизненного цикла.

Современное учение об онтогенезе часто называют также биологией развития. Фактически биология развития и эмбриология — синонимы. История эмбриологии

Уже в античной Греции были получены не только первые научные сведения по эмбриологии, но и созданы концепции, не утратившие своего значения и поныне. Наиболее древние труды, которые могут быть отнесены к эмбриологии, принадлежат Гиппократу (5-6 вв. до н. э.

) и авторам так называемого «Гиппократова сборника».

Предполагая, что зародыш строится под действием «внутреннего огня», Гиппократ утверждал, что «все части [зародыша] возникают в одно и то же время», что дало повод впоследствии считать его основателем преформизма — учения о раннем и точном предопределении всех частей зародыша по отдельности.

Гиппократу возражал Аристотель, утверждавший (на основе своих наблюдений над развитием куриного зародыша), что в ходе развития структуры возникают последовательно, причем начальное состояние является бесструктурным. Аристотель создал весьма глубокую систему взглядов на развитие организмов, не утратившую интереса и по сей день.

В основу своей концепции Аристотель положил учение о четырех видах причин (из которых важнейшими считал формальную и целевую).

Натурфилософская система Аристотеля была замечательна своим био- и даже эмбриоцентризмом, никогда более не повторившимся в истории науки — процессы развития организмов были им поставлены в центр всех вообще природных явлений.

Дальнейшие заслуживающие внимания исследования по эмбриологии. возобновились в конце 16 в. (итальянец Альдрованди, голландец Койтер) и особенное развитие получили в 17 веке в связи с появлением первых микроскопов (голландцы Левенгуки, Сваммердам, итальянец Мальпиги, английский анатом и физиолог У. Гарвей).

Наряду с разрозненными эмпирическими открытиями (обнаружение Левенгуком сперматозоидов в 1677 г., изучение Сваммердамом метаморфоза насекомых) возобновились дискуссии вокруг проблем преформизма и эпигенеза.

В ту эпоху один лишь Гарвей придерживался эпигенетических взглядов (ему принадлежит гениальное, намного опередившее свое время высказывание: «ни одна часть плода не существует в яйце актуально, но все части находятся в нем потенциально»).

Подавляющее же большинство первых микроскопистов, завороженных богатством открывшегося им мира малых структур (недоступных невооруженному глазу), склонны были видеть в этих структурах прямых предшественников органов взрослых животных и человека: так появились фантастические представления о «маленьких человечках» (гомункулусах), вложенных в уже готовом виде в яйцеклетку или же в сперматозоид.

Читайте также:  Видео гимнастика при беременности. Посмотреть видео гимнастика при беременности.

Из этого тупикового состояния эмбриология была выведена лишь во второй половине 18 века усилиями немецкого ученого, члена Петербургской АН К. Ф. Вольфа.

В своем труде «Теория зарождения» он подверг резкой критике основные положения преформизма и показал на основе своих наблюдений над развитием курицы и растений, что эмбриональные структуры действительно возникают заново, не имея индивидуальных микроскопических предшественников. Линию Вольфа продолжил К. Э. фон Бэр, также член Петербургской АН. Он открыл фундаментальный закон «зародышевого сходства» (зародыши животных данного типа более сходны между собой, нежели взрослые организмы) и явился основателем сравнительной эмбриологии, изучающей различные типы развития организмов. После Вольфа и Бэра эмбриология приобретает уже современные очертания.

Эмбриология. Эмбриогенез. История эмбриологии.

Следующий рубеж в развитии эмбриологии связан с появлением теории эволюции Ч. Дарвина: стремление найти в развитии организмов подтверждение теории эволюции способствовало активизации эмбриологических исследований.

За короткое время был накоплен огромный фактический материал по развитию беспозвоночных (А. О. Ковалевский, И. И.

Мечников) и позвоночных (Бальфур) животных, но попытки истолковать его исключительно с эволюционной точки зрения не всегда были удачными и носили подчас налет догматизма.

Это относится, в частности, к широко известному в свое время «биогенетическому закону» Э. Геккеля, утверждавшему, вопреки фактам, полный параллелизм индивидуального и исторического развития.

Преобладание чисто эволюционного подхода в эмбриологии было раскритиковано в 1886 г. немецким ученым В. Ру который выдвинул, в противовес ему, задачу причинно-аналитического исследования закономерностей индивидуального развития.

Это направление, названное Ру «механикой развития», стало одним из главных в современной эмбриологии.

Замечательная догадка Ру состояла в том, что данный вопрос может быть решен только экспериментально, путем разделения зародыша на части: если правы неопреформисты, то каждая изолированная часть зародыша должна давать лишь соответствующую часть взрослого организма, и ничего больше — в противном же случае неопреформисты не правы.

Корректно подобный опыт был поставлен в 1892 г. другим немецким исследователем, Г. Дришем, на яйцеклетках морского ежа. Получив целую личинку из половины яйцеклетки, Дриш показал несостоятельность неопреформизма и открыл явление эмбриональных регуляций.

Позже он сформулировал носящий его имя один из основных законов эмбрионального развития: «Судьба части зародыша есть функция ее положения в целом».

Краткая история развития эмбриологии

Развитие и рождение организмов вызывало интерес у человека во все времена. Но только в древней Греции впервые в VI веке до нашей эры были высказаны конкретные мысли о развитии зародышей.

Вся история эмбриологии связана с борьбой двух основных научных направлений — преформизмаи эпигенеза.Согласно теории преформизма, каждый зародыш является уже сформировавшимся организмом.

В нем есть все необходимые органы, и дальнейшее развитие заключается лишь в росте этих органов и всего организма. Противоположной точки зрения придерживались сторонники теории эпигенеза. Они считали, что развитие организма заключается в последовательном новообразовании органов из неорганизованного зародышевого материала.

И те, и другие идеи были впервые, правда, в примитивном виде, выдвинуты в древней Греции. Зна­менитый врач древности Гиппократ (IV век до н. э.) сформулировал двусеменную теорию,согласно которой плод образуется в результате «смеши­вания мужского и женского семени».

При этом, по мнению Гиппократа, все органы зародыша образуются в одно и то же время. Таким образом, Гиппократ в известном смысле предвосхитил идеи преформизма.

Второй древнегреческий ученый, Аристотель (384—322 годы до н. э.), впервые сформулировал теорию эпигенеза,более соответствующую совре­менной эмбриологии. Он изучал зародышей многих животных, произво­дил вскрытие куриных яиц на разных стадиях развития, т.е.

получал дос­таточно богатый фактический эмбриологический материал. Аристотель считал, что зародыш человека развивается из менструальной крови. Она, по его мнению, является только пассивным материалом для развития. А форму зародышу придает семенная жидкость.

Эта теория является идеали­стическим эпигенезом,но идеи Аристотеля сыграли важную роль в разви­тии эмбриологии как науки.

В средние века развитие эмбриологии шло очень медленно. Лишь в 1660 году появились описания и рисунки развития куриного и человечес­кого зародыша (Д. Фабриций). В 1652 году В. Гарвей выдвинул тезис: «Все живое из яйца». В это же время Р. Грааф описал в яичнике яйцевые мешочки, которые считал яйцами.

На самом деле, эти сложные образова­ния, фолликулы(названные впоследствии граафовыми пузырьками),содер­жат внутри лишь одну яйцеклетку. В середине XVII века Я. Сваммердам описал развитие яйцеклетки лягушки. В это же время А.

Левенгук (1690) описал в семенной жидкости животных множество маленьких подвижных телец, которые он назвал семенными животными, или сперматозоидами.

Важной датой в развитии эмбриологии считается 1759 год. В это вре­мя была опубликована диссертация К. Вольфа «Теория развития». В даль­нейшем он стал академиком Петербургской академии наук. В своей диесср-тации К. Вольф научно обосновал эпигенез и опроверг преформизм как ошибочное учение.

Эмбриология. Эмбриогенез. История эмбриологии.

Основателем современной эмбриологии является петербургский акаде­мик К. Бэр. Он создал знаменитое произведение «История развития жи­вотных» (1828 год). К. Бэр является одним из создателей теории зароды­шевых листков. При этом он развил представления X. Пандера, который впервые описал три зародышевых листка в зародыше курицы. К.

Бэр уста­новил, что такие же зародышевые листки есть и у других животных. Это дало ему возможность утверждать, что зародыши различных классов по­звоночных имеют единый план строения (закон зародышевого сходства). К.

Бэр исследовал развитие всех основных органов позвоночных животных и своими трудами доказал ошибочность преформистских взглядов.

Важную роль для дальнейшего развития эмбриологии имели труды Ч. Дарвина. Стало интенсивно развиваться такое направление в эмбрио­логии, как эволюционная эмбриология.Для ее развития большое значение имел биогенетический закон,сформулированый Э.

Геккелем: «Онтогенез есть краткое повторение филогенеза».Э. Геккель впервые предложил тер­мин «эктодерма», применив его к наружному зародышевому листку.

Для подтверждения эмбриологическими данными теории эволюции ученые многих стран за небольшой промежуток времени исследовали эмбриоге­нез очень многих животных и получили богатый фактический материал. Одним из наиболее выдающихся эмбриологов считается русский ученый А. Ковалевский.

Он первый описал зародышевые листки у беспозвоночных животных и установил их наличие у всех типов позвоночных.

Проблемы эволюционной эмбриологии разрабатывали также русские и советские ученые А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен, П.П. Иванов, П.Г. Светлов, А.Г. Кнорре и другие.

С середины XVIII века в эмбриологии стали использоваться экспери­ментальные методы исследования. Однако наиболее широко они стали применяться в XIX веке и позволили получить много интересных данных. В 1883 году В.

Ру установил, что если вызвать гибель одного из двух бла-стомеров зародыша лягушки, то из второго образуется нормальная поло­вина зародыша лягушки. Эти опыты послужили основой для эксперимен­тов Г. Дриша.

Он в 1892 году разделил два первых бластомера морского ежа и получил из каждого бластомера полноценные организмы. Этот фе­номен развития целого из части был назван Г. Дришем эмбриональной ре­гуляцией.

Он послужил основой для дальнейших исследований и привел к открытию индукционных связей между различными частями зародыша. Важное место в этих исследованиях принадлежит эмбриологической школе Г. Шпемана. Г. Шпеман развил представления об организационных цент­рах.

По его мнению, в зародыше есть зоны (организационные центры), ко­торые заставляют клетки других зон развиваться в определенном направле-нии. Используя экспериментальные подходы (пересадка частей зародыша и другие), Г. Шпеман и представители его школы ввели понятия «лабильная и стабильная детерминация клеток зародыша».

В 1925 году В. Фогг предложил методику маркировки частей зароды­ша. Это позволило эмбриологам проследить судьбу различных частей бла­стулы в ходе гаструляции, точно указать участки, из которых разовьются те или иные органы. В результате были созданы карты презумптивных (предполагаемых) зачатковили областей.

Современная эмбриология использует как описательные, так и экспе­риментальные подходы.

Она превратилась из чисто морфологической на­уки в науку морфофизиологическую, использующую новые методы иссле­дования, основанные на достижениях физики, химии, математики и дру­гих точных наук.

Первоочередной задачей современной эмбриологии явля­ется управление развитием организмов. Выполнение этой задачи возмож­но лишь при условии тесной связи эмбриологии с гистологией, цитологи­ей, биохимией, генетикой, экологией и другими науками.

Наука эмбриология

Зарождение новой жизни – очень важное и таинственное событие, всегда интересовавшее ученых. В медицине есть специальный раздел, изучающий процесс развития и формирования организма ребенка в утробе матери. Эта наука называется эмбриологией.

Эмбриология изучает особенности развития зародыша от момента зачатия до появления на свет ребенка. Процесс эмбриогенеза, являющийся основным предметом исследований науки, можно разделить на несколько стадий:

  • образование зиготы, происходящее в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом;
  • образование бластулы вследствие активного дробления клеток;
  • гаструляция, подразумевающая под собой появление основных зародышевых листков и органов;
  • гистогенез и органогенез органов и тканей плода, плаценты;
  • системогенез, означающий формирование всех основных систем организма ребенка.
Читайте также:  Пили бактерий. Плазмиды. Форма клеток бактерий.

Кроме того, благодаря эмбриологии стали известны наиболее опасные периоды внутриутробного развития, способные негативно повлиять на плод под воздействием определенных факторов. Так, критическими считаются следующие моменты онтогенеза:

  • само оплодотворение;
  • внедрение эмбриона в стенку матки, происходящее на 7-е сутки;
  • формирование зачатков основных тканей, длящееся с 3 по 8 неделю;
  • образование головного мозга, происходящее с 15 по 20 неделю;
  • развитие всех органов и систем плода ( с 20 по 24 неделю);
  • рождение.

В эти периоды влияние различных внутренних и внешних процессов может привести к замедленному, неправильному развитию или даже смерти ребенка. Поэтому на данных сроках беременности стоит уделить особое внимание здоровью женщины и плода.

Клиническая эмбриология изучает проблемы и отклонения от нормы в онтогенезе, ищет способы их решения и помогает избежать каких-либо нарушений.

Кроме того, эта наука ищет вероятные причины различных патологий развития (в том числе возникновения уродств), факторы, действующие на течение эмбриогенеза, а также способы влияния на него на всех возможных этапах.

Также к предметам изучения можно отнести бесполое размножение, регенерацию и патологическое развитие тканей и органов. Существуют школы, исследующие проблемы онкологических новообразований, их закономерности и причины возникновения.

История эмбриологии

Еще в древние времена ученых интересовали загадки возникновения и развития ребенка в утробе матери. Гиппократ и Аристотель были основоположниками самых известных теорий эмбриогенеза, соперничавших друг с другом почти до 19 века: преформизма и эпигенеза.

Представители идеи преформизма считали, что новый организм присутствует в «яйце» уже в готовом состоянии, лишь очень уменьшенный в размере, и со временем он только увеличивается в размерах. Однако теоретики не знали точно, в материнском теле или отцовском содержатся эмбрионы и каким образом им передаются свойства второго родителя.

Одним из приверженцев преформизма был математик Г. Лейбниц, выдвинувший предположение, что если в яйцеклетке есть эмбрионы, то в его яичниках должны быть сами яйцеклетки со следующим поколением зародышей и так далее. Другим примером схожих взглядов можно назвать теорию Сваммердама, утверждающую, что в яйце бабочки находится гусеница, в самой гусенице – куколка, а в ней – бабочка.

Ученые, придерживающиеся эпигенеза, ярким представителем которого являлся У. Гарвей, считали, что в «яйце» содержится бесструктурное вещество, хранящее потенциал для образования будущих органов и тканей.

В 18 веке К. Ф. Вольфом в ходе исследований куриных зародышей сделал открытие первичных пластов, которые затем формируют органы.

В начале 19 века это наблюдение было подтверждено и стало общепринятым мнением среди ученых.

В это же время большое открытие было сделано К. Бэром. Изучая зародыши позвоночных, он пришел к выводу, что все они на самых ранних этапах развития схожи между собой. Причем с течением времени у них появляется все больше различий.

То есть эмбриогенез происходит от общего к частному, вначале формируя признаки типа, затем класса и так далее. Таким образом, возникло понятие о филогенезе, или повторении процессов эволюции за время онтогенеза человека.

Позднее на основании этой теории был сформирован биогенетический закон, описывающийся в трудах Ч. Дарвина.

Также получило известность учение о рекапитуляции – повторении высшими организмами этапов развития более низших. Кроме того, большой вклад в развитие эмбриологии внесли А. Ковалевский, И.

Мечников, доказавшие, что эмбриогенез всех млекопитающих проходит через образование трех зародышевых листков. Кроме того, неоценимы заслуги П.

Светлова, являющегося основоположником теории о критических моментах эмбриогенеза.

Экспериментальная эмбриология, как наука, стала развиваться благодаря В. Ру, который путем изоляции бластомеров выявил некоторые закономерности в эмбриогенезе и патологии при действии определенных факторов.

В 20 веке появилось новое направление в науке – микрохирургия на зародышах.

Вследствие этого были придуманы новые методики: снятие оболочек с яйца, пересадка частей зародыша и приготовление питательной среды для развития эмбриона.

Эмбриология в наше время

Наука, изучающая эмбриогенез, в настоящее время достигла больших результатов. Различают несколько направлений эмбриологии:

  • общая эмбриология;
  • сравнительная;
  • экологическая;
  • экспериментальная;
  • онтогенетическая.

Все они тесно связаны с цитологией, гистологией, медициной, биохимией, биологией, генетикой и физиологией.

Есть несколько методов изучения эмбриогенеза и зародышей как таковых. К ним относятся:

  • исследование фиксированных срезов при помощи различных методик (световой микроскопии, иммуноцитохимии и других);
  • метод маркирования клеток эмбриона, позволяющий следить за их изменениями;
  • эксплантация, суть которой заключается в переносе отдельной части зародыша на питательную среду для выращивания и изучения;
  • трансплантация ядра, с помощью которой стало возможным осуществить клонирование.

Благодаря успехам и исследованиям в эмбриологии стало возможным не только следить за этапами развития плода, но и управлять ими, предотвращать появление пороков и уродств. Кроме того, женщины, в анамнезе которых отмечаются постоянные выкидыши или бесплодие, получили шанс стать матерями.

Методы искусственного оплодотворения и суррогатного материнства получили свое существование только с помощью достижений и методик эмбриологии.

Теперь образование эмбриона, его рост можно осуществлять в искусственных условиях, на специально подготовленной питательной среде.

Кроме того, исследуя зародыши, эмбриологи могут совершить отбор более жизнеспособных зародышей от патологических и слабых, и тем самым не допустить случаев замершей беременности или рождения ребенка с пороками развития.

В клиниках ЭКО, научно-исследовательских институтах есть специалисты, занимающиеся проблемами оплодотворения и внутриутробного развития. Стоит отметить, что эта область медицины достигла значительных высот и продолжает развиваться, открывая новые горизонты и возможности для людей. Ее роль в современном мире становится все более значительной.

Эмбриология: история, направления и направления

Эмбриология: история, направления и направления — Наука

Содержание:

В эмбриология (от греческого: зародыш = плод в утробе; логос = трактат) у животных (включая людей) это изучение всего, что касается развития, от образования зиготы до рождения.

Развитие начинается, когда яйцеклетка оплодотворяется спермой, образуя зиготу. Яйца и сперма — это гаметы. Они образуются в результате гаметогенеза в яичниках самок и семенниках самцов.

Производство гамет происходит в процессе деления клеток, называемого мейозом. В этом процессе образуются четыре клетки или гаметы, которые имеют половину хромосом (N = гаплоид), которые имеет соматическая клетка (2N = диплоид). В зиготе половина хромосом от матери, а другая половина — от отца. Следовательно, он диплоидный.

Знания о том, как происходит нормальное развитие эмбриона и плода, а также о причинах младенческих дефектов при рождении, помогают повысить вероятность нормального развития. Например, теперь возможно хирургическое исправление определенных дефектов плода.

В 3000 году н. Э. К., египтяне думали, что бог солнца Атон сотворил зародыш в женщине, семя в мужчине и дал жизнь младенцу внутри женщины.

В 1416 г. К., индуистский трактат по эмбриологии, написанный на санскрите, описывает, что через день после полового акта формируется зародыш (калада), за которым следует образование пузырька (через 7 ночей), твердой массы. (через месяц), голову (через два месяца) и конечности (через три месяца).

Пифагор (570–495 до н.э.) предположил, что отец обеспечивал основные характеристики потомства, что известно как «спермизм». Гиппократ, 460–377 гг. C. заявил, что развитие куриного эмбриона может быть похоже на развитие человека.

Аристотель (384–322 до н. Э.) Написал трактат об эмбрионах кур и других животных. Благодаря этому он считается основоположником эмбриологии.

Клавдий Гален (129–216 до н.э.) написал трактат о формировании плода, описывая такие структуры, как плацента, амнион и аллантоис.

Самуэль-эль-Иегуди, ~ 200 г. н.э., описал развитие эмбриона, выделив шесть стадий, от бесформенного эмбриона до плода.

Эмбриология от эпохи Возрождения до 18 века

  • Леонардо да Винчи (1452–1519), рассекая матку беременной женщины, сделал очень точные рисунки плода.
  • Уильям Харви (1578–1657) считал, что сперма попадает в матку и трансформируется, превращаясь в яйцеклетку, а затем в эмбрион.
  • Марчелло Мальпиги (1628–1694) и Ян Сваммердам (1637–1680) с помощью микроскопических наблюдений предоставили информацию, которая, как они постулировали, поддерживала теорию преформизма, которая предполагала, что сперма содержит всего человека.
  • Ренье де Грааф (1641–1643) вскрыл и обследовал яичники нескольких видов млекопитающих, включая человека, описав желтое тело (фолликул Граафа).

Каспер Фридрих Вольф (1733–1794) в своей публикации 1759 г.

Теория поколения, утверждал, что органы тела не существуют до беременности, а формируются поэтапно из недифференцированного материала.

Лазаро Спалланцани (1729–1799) провел испытания оплодотворения in vitro на земноводных и осеменение собак, сделав вывод о том, что ооциты и сперма необходимы для инициации развития человека.

Генрих Кристиан Пандер (1794–1865) наблюдал за ранним развитием куриных эмбрионов, описывая три зародышевых листка: эктодерму, мезодерму и энтодерму.

Читайте также:  Нагрузки на позвоночно-дисковые сегменты. Поражение позвоночного столба. Остеохондроз позвоночника.

Современная эмбриология

Карл Эрнст фон Бэр (1792–1876) утверждал, что сперма содержит миллионы движущихся клеток, которые он назвал спермой. Кроме того, он обнаружил ооциты яичников млекопитающих, зиготу в фаллопиевых трубах и бластоцисту в матке. Благодаря этому его считают основоположником современной эмбриологии.

Ганс Спеманн (1869–1941) представил концепцию индукции развития эмбриона, согласно которой идентичность определенных клеток влияет на развитие других клеток в их среде. Сперманн получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1935 году.

Патрик Степто (1913–1988) и Роберт Эдвардс (1925–) были гинекологами и учеными, которые сделали возможным рождение Луизы Браун в 1978 году, первого ребенка, рожденного путем экстракорпорального оплодотворения.

Эдвард Льюис (1918–2004), Кристиан Нюсслейн-Фольхард (1942–) и Эрик Ф. Вишаус (1947–) были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1995 году за открытие генов, контролирующих эмбриональное развитие.

Ян Уилмут (1944–) и его коллеги первыми перенесли ядро ​​дифференцированной взрослой клетки, чтобы произвести клон млекопитающего, овцы по имени Долли, которая родилась в 1996 году.

Отрасли эмбриологии

Эмбриология делится на общую эмбриологию, системную эмбриологию, описательную эмбриологию, сравнительную эмбриологию, экспериментальную эмбриологию, химическую эмбриологию и тератологию.

Общая эмбриология

Изучение развития от оплодотворения и образования зиготы, через образование и имплантацию бластоцист, формирование эмбриобластов до формирования эмбриона. Эти события охватывают восемь недель и делятся на доэмбриональные и эмбриональные периоды.

Системная эмбриология

Изучение развития органов и систем на стадии эмбриона.

Описательная эмбриология

Изучение путем прямого наблюдения и описания стадий развития эмбриона.

Сравнительная эмбриология

Сравнение развития эмбрионов разных видов животных. Эта ветвь связана со сравнительной и интегративной биологией, которая в 1990-х годах дала начало биологии эволюционного развития, известной как evo-DevO.

Экспериментальная эмбриология

Эксперименты с лабораторными животными (крысы, мыши, земноводные и др.) По изучению эмбрионального развития.

Химическая эмбриология

Биохимическое исследование бластоцисты, эмбриона и плода до момента рождения.

Тератология

Изучение влияния инфекционных агентов, химических веществ, радиации и других внешних факторов, изменяющих морфологию и функции плода.

Эмбриология человека

У человека описаны три стадии пренатального развития: 1) преэмбриональный период, от зачатия до второй недели; 2) период формирования эмбриона со второй по восьмую неделю; 3) период плода, с девятой недели до рождения.

В целом пренатальное развитие человека включает формирование: 1) эмбриона; 2) плацента; 3) оболочки плода; 4) полости корпуса и диафрагма; 5) мышечная, скелетная, дыхательная, сердечно-сосудистая, пищеварительная, мочевыделительная, репродуктивная и нервная системы; 6) голова и шея; 7) глаза и уши.

Ключевые этапы эмбриологического развития

Формирование эмбриона, плаценты и оболочек плода

Как только зигота сформирована, она начинает делиться посредством митоза и увеличивает количество клеток без увеличения их размера. Клетки зиготы называют бластомерами. При достижении 12 клеток образуется морула. Затем образуется бластоциста — полая сфера, заполненная жидкостью.

Бластоциста имеет внутреннюю клеточную массу на одном полюсе. Он окружен тонким слоем клеток, называемым трофобластом, который отвечает за его прикрепление к стенке матки, в конечном итоге формируя фетальную часть плаценты.

Амниотическая и хорионическая полости окружают эмбрион. Его стенки образуют оболочки плода. Внутренняя масса клеток образует в результате гаструляции диск биламинарного эмбриона, образованный эпибластом (позже эктодермой) и гипобластом (позже энтодермой). Эктодерма дифференцируется и образует третий слой: мезодерму.

Мезодерма образует кости, соединительную ткань, хрящ, сердечно-сосудистую, лимфатическую и репродуктивную системы, почки, дерму кожи и другие структуры. Эктодерма образует нервную систему. Энтодерма образует желудочно-кишечный тракт, легкие и дыхательные пути.

К восьми неделям большинство органов и систем уже сформированы, но еще не созрели.

Формирование полостей тела и диафрагмы

На четвертой неделе эмбрион приобретает трехмерную форму и складывается в результате образования кишечной трубки. Внутри эмбриона образуется целом или закрытая полость, образованная соматическим и висцеральным слоями латеральной пластинки мезодермы.

Соматический мезодермальный слой образует париетальную серозную оболочку, а внутренний мезодермальный слой образует висцеральную серозную оболочку. Когда эмбрион складывается, соединение с полостью хориона теряется, и образуется полость, которая идет от области таза к области грудной клетки.

Целома дает начало перикардиальной, плевральной и брюшной полости. Поперечная перегородка делит полость на две части: грудную полость и брюшную полость (или брюшину). Однако связь между обеими полостями поддерживается через перикардиоперитонеальные каналы, которые имеют свои собственные мембраны.

Вновь названные мембраны разделяют грудную полость на полость перикарда и полость плевры и называются плевроперикардиальными складками. С двадцать первого дня по восьмую неделю образуются полости.

Диафрагма образуется в основном из поперечной перегородки и плевроперитонеальных мембран. Поперечная перегородка начинается на уровне шейки матки примерно на двадцать второй день. Он получает свою иннервацию от спинномозговых нервов C3 — C5.

Тренировка мышечной, скелетной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем

Большая часть мышцы происходит от параксиальной мезодермы. Формируются три типа скелетных мышц: гладкие и сердечные. Скелетные мышцы образуются из сомитов, соматоплеврального слоя боковой пластинки и нервного гребня. Гладкая мышца внутренних органов. Желудочно-кишечный тракт и сердечная мышца чревной мезодермы.

Мезодерма составляет большую часть костей и хрящей. Клетки склеротома образуют отдельные позвонки. В процессе развития черепа формируются две части: нейрокраниум и висцерокраниум. Ребра образуются в результате окостенения хрящевых предшественников. Окостенение длинных костей знаменует конец эмбрионального периода.

Развитие дыхательной системы делится на пять этапов: 1) зародыш, начальная почка и ветвление; 2) псевдогландулярное, полное ветвление; 3) концевые, концевые бронхи; 4) соприкасаются мешочек, терминальный и капиллярный мешки; 5) альвеолярный, 8 месяцев, полное формирование гемато-воздушного барьера.

Развитие сердечно-сосудистой системы начинается с образования сердечной трубки. Затем происходит перерыв, разделение на предсердия, желудочки и магистральные сосуды. Перегородка предполагает образование двух перегородок, которые полностью не закрываются до рождения.

Формирование пищеварительной, мочевыделительной, репродуктивной и нервной систем.

Развитие пищеварительной системы начинается, когда зародышевые листки раннего эмбриона складываются латерально и цефалокаудально. Это проталкивает желточную мембрану в зародыш, образуя кишечную трубку, которая делится на переднюю (будущий зев), среднюю (будущий пищевод) и заднюю (будущая двенадцатиперстная кишка, кишечник, толстая кишка и анальный канал).

Мочевыделительную и репродуктивную системы можно считать одной, потому что они имеют общее эмбриологическое происхождение и имеют общие каналы. Обе системы развиваются из промежуточной мезодермы, которая образует урогенитальный гребень, разделенный на нефрогенный канатик и гребень гонад.

Нефрогенный канатик дает начало пронефросу, мезонефросу и метанефросу, которые участвуют в формировании почек. Половая система развивается от гребня гонад. Развитие женской или мужской репродуктивной системы зависит от пары половых хромосом.

Нервная система развивается на третьей неделе из эктодермы. Вначале формируется нервная трубка, складки которой образуют нервный гребень. Формируется спинной мозг, состоящий из трех слоев: нейроэпителиальный, мантийный, краевая зона. Впоследствии образуются пузырьки конечного мозга, промежуточного мозга, среднего мозга, метанцефалона и среднего мозга.

Развитие головы, шеи, глаз и ушей

Большая часть головы и шеи образована глоточными дугами, мешочками и бороздками, а также глоточными оболочками. Эти структуры образуют глоточный аппарат и придают эмбриону характерный вид на четвертой неделе развития.

Глоточные дуги образованы мезомерной мезодермой и клетками нервного гребня, которые дифференцируются, соответственно, на: 1) мышцы и артерии; 2) костная и соединительная ткань. Глоточные мешки состоят из впячиваний энтодермы, граничащих с передней кишкой.

Глоточные борозды состоят из впячиваний эктодермы. Располагается между глоточными дугами. Оболочки глотки состоят из эктодермы, мезодермы и энтодермы. Они располагаются между глоточными дугами.

Ухо состоит из: внутреннего уха, среднего уха, внешнего уха. К четвертой неделе внутреннее ухо развивается из слуховой пластинки эктодермы, которая инвагинирует, образуя утрикулярную и саккулярную части. Среднее и наружное уши происходят от первых дуг глотки и от нейроглиальных клеток.

Глаза берут свое начало от зрительного пузыря, который формируется из боковой части переднего мозга в начале четвертой недели.

Ссылки

  1. Амундсон, Р. 2005. Меняющаяся роль эмбриона в эволюционной мысли: структура и синтез. Кембридж, Кембридж.
  2. Кауард К., Уэллс Д. 2013. Учебник клинической эмбриологии. Кембридж, Кембридж.
  3. Дудек, Р. В. 2014. Эмбриология. Вольтерс Клувер, Филадельфия.
  4. Lambert, H. W., Wineski, L. E. 2011. Иллюстрированный обзор вопросов и ответов Липпинкотта по анатомии и эмбриологии. Вольтерс Клувер, Филадельфия.
  5. Лисовски, Ф. П., Окснард, К. Э. 2007. Анатомические термины и их происхождение. World Scientific, Сингапур.
  6. Митчелл, Б., Шарма, Р. 2009. Эмбриология: иллюстрированный цветной текст. Черчилль Ливингстон, Эдинбург.
  7. Мур, К. Л., Персо, Т. В. Н., Торчиа, М. Г. 2013. Развивающийся человек: клинически ориентированная эмбриология. Сондерс, Филадельфия.
  8. Мур, Л. М., Персо, Т. В. Н., Торчиа, М. Г. 2016. До того, как мы родимся: основы эмбриологии и врожденные дефекты. Эльзевир, Филадельфия.
  9. Сингх В. 2012. Учебник клинической эмбриологии. Эльзевир, Нью-Дели.
  10. Вебстер, С., де Вреде, Р. 2016. Эмбриология вкратце. Уайли, Чичестер.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector