Що таке ембріональна індукція? Дослідження в галузі експериментальної ембріології

Ембріональної індукцією називається процес взаємодії частин зародка, при якому одна ділянка впливає на долю іншого. Дане поняття відноситься до експериментальної ембріології. Стаття присвячена одному з найбільш важливих і складних питань даної науки: "Що значить ембріональна індукція?"

Трохи історії

Явище ембріональної індукції було відкрито в 1901 році такими німецькими вченими як Ханс Шпеман і Хільда Мангольд. Вперше цей процес вивчили на прикладі кришталика у земноводних, які перебувають в ембріональному стані. Історія зберегла безліч прикладів і експериментів по даній темі, в основі яких лежить теорія Шпемана.

Гіпотеза

Як говорилося раніше, ембріональна індукція – це процес взаємодії частин ембріона. Так ось, згідно з гіпотезою, є ряд клітин, що впливають на інші клітини як організатори, що провокують зміни в розвитку. Для того, щоб більш зрозуміло проілюструвати цей процес, вчені в 20-их роках минулого століття провели ряд дослідів, про які більш докладно розповімо далі.

Експеримент Ханса Шпемана

В результаті своїх експериментів доктор Шпеман виявив закономірність, що розвиток відбувається у строгій залежності одних органів від інших. Досвід проводився на тритона. Шпеман пересадив зі спини одного ембріона в черевну порожнину іншого ділянка губи бластопора. В результаті цього, на місці, куди пересадили орган, почалося утворення нового зародка. У нормі на черевній порожнині ніколи не утворюється нервова трубка. Виходячи з досвіду, лікар зробив висновок, що є організатори, які впливають на подальший розвиток організму. Однак, організатори можуть дати старт лише в тому випадку, якщо клітини володіють компетенцією. Що це означає? Під компетенцією розуміється здатність зародкового матеріалу до зміни своєї презумптвербної долі під впливом різного роду впливів. При вивченні індукційних взаємодій у різних видів хордових вчені прийшли до висновку, що в областях і термінах компетенції різних організмів багато індивідуальних особливостей. Тобто організатори діють, якщо клітина здатна прийняти індуктор, але у всіх організмів той чи інший процес відбувається по-різному.


Зробимо висновок: розвиток організму – це ланцюговий процес, без однієї клітини неможливе утворення іншої. Ембріональна індукція поетапно визначає формоутворення і диференціювання органів. Також цей процес є основою становлення зовнішнього вигляду розвивається особини.

Дослідження Хільди Мангольд

У Ханса Шпемана була аспірантка - Хільда Мангольд. Володіючи дивовижною спритністю, вона зуміла провести ряд складних експериментів з мікроскопічними ембріонами тритона (15 мм в діаметрі). Відокремлюючи від одного зародка маленький шматочок тканини, вона пересаджувала його на зародок іншого виду. Причому для пересадки вона вибирала ділянки ембріона, де відбувалося формування клітин, з яких згодом повинні були утворитися зародкові листки. Ембріон з пересадженою на нього частинкою іншого зародка, успішно продовжував розвиватися. А щеплений шматочок тканини дав початок новому тілу, наділеному спиною, хребтом, з черевцем і головою.
Яке ж значення мали проведені експерименти? В ході них Мангольд довела що существовует ембріональна індукція. Це можливо, тому що невелика ділянка володіє такими унікальними властивостями, його назвали організатором.

Види індукції

Розрізняють два виду: гетерономную індукцію і гомономную індукцію. Що це таке та в чому відмінність? Перший вид - це процес, при якому пересаджена клітина змушена перебудовуватися під загальний ритм, тобто вона зароджує якийсь новий орган. Другий провокує зміну навколишніх клітин. Спонукає матеріал до розвитку в цьому ж напрямку.

Основні клітинні процеси

Для більшої наочності нижче наведена таблиця. Пропонуємо на її прикладі вивчити основні клітинні процеси ембріональної індукції. Клітинні процеси

Форми клітинних взаємодій



Освіта нормальних структур



Наслідки порушень



переміщення



утворення нервової трубки при переміщенні первинних статевих клітин



порушення при утворенні нервової трубки, порушення структури



вибіркове розмноження



зачатки органів



відсутність органів



виборча загибель



поділ пальців, загибель епітеліальних клітин при злитті піднебінних зачатків, носових відростків і т. д.



ущелина неба, ущелина губи, обличчя, спинно-мозкові грижі



адгезія



утворення нервової трубки із нервової пластинки і т. д.



порушення при утворенні нервової трубки, порушення структури



згущення



освіта кінцівок



відсутність кінцівок або наявність додаткових

Прояв цього явища виявили на різних етапах розвитку організму. В даний час ембріональна індукція активно вивчається.