Имеют неправильную форму клетки

Имеют неправильную форму клетки

В те времена, когда о ДНК и других биологических молекулах фактически ничего не знали, процессы, лежащие в основе превращения зиготы в многоклеточный эмбрион с различными (или, как ещё говорят, дифференцированными) тканями и органами, были для учёных неразрешимой загадкой. Поэтому объяснения того, как происходит индивидуальное развитие организма до его рождения или вылупления, могли быть самыми фантастическими.

Соблазнительно было думать, что зародыш всё «знает» сам, с самого начала. Такое объяснение не требовало ни химических, ни физических данных, да и биологических тоже. К примеру, бытовало мнение, что в одной из клеток, сливающихся с образованием зиготы, находится план взрослого организма. Натуралист и изобретатель Антони ван Левенгук, впервые увидевший под микроскопом мужские половые клетки — сперматозоиды,— решил, что план находится именно в них. Тех, кто поддерживал его точку зрения, называли анималькулистами. Но были и те, кто помещал план строения человека в яйцеклетку,— овисты.

Овисты помещали план строения человека в яйцеклетку

Но не столь важно, в чьей гамете, по мнению учёных прошлого, находился миниатюрный человечек — гомункул. Важно, что эта концепция неверна. Смотрите: если в каждой мужской половой клетке (сперматозоиде) уже содержится будущий человек, то у него тоже есть сперматозоиды, только ещё более мелкие. И так далее. А если зародыш женского пола, как он передаст потомкам информацию об их будущем облике? Ну и потом, даже с развитием технологий микроскопии никакого гомункула внутри сперматозоидов не увидели. Так что предположение о его существовании провалилось не только на уровне теории, но и при столкновении с практическими данными.

Несмотря на явные нестыковки, представление о том, что судьба каждой клетки зародыша предопределена, а развитие эмбриона в целом детерминировано, было популярно долгое время, особенно в XVII–XVIII веках. Оно называлось преформизм, а его сторонники — преформистами.

Миниатюрный будущий организм в представлении анималькулистов

Научное обоснование преформизма звучало так. Многие яйцеклетки содержат солидный запас питательных веществ — желток. Содержимое желтка может быть неоднородным. Мужская половая клетка, по крайней мере у животных, не участвует в формировании этого запаса, а значит, не меняет состав желтка и расположение в нём веществ. После оплодотворения зигота дробится — делится на клетки, но не растёт. Таким образом, каждой клетке, образующейся в ходе дробления (теперь их называют бластомерами), достаётся часть желтка, немного отличающаяся по составу от того, что получили её соседки. Поэтому и свойства потомков различных бластомеров различаются. Одни способны дать начало наружному слою клеток зародыша, эктодерме, другие — внутреннему, энтодерме, третьи — среднему, мезодерме. Когда дробление заканчивается, клетки начинают расти, но ни в одной из них уже нет всех тех компонентов, что были в целом желтке. Поэтому их свойства уже никогда не станут одинаковыми. Звучит неплохо, по крайней мере разумнее, чем история с гомункулами.

 Результат эксперимента по разделению двух бластомеров, образовавшихся при первом делении зиготы тритона

Но есть как минимум одна загвоздка. Эксперименты с зародышами амфибий показали, что, если специальной ниткой аккуратно отделить один бластомер от другого на той стадии развития, когда их всего два (то есть после первого деления зиготы), из каждого вырастают вполне себе нормальные животные. Это верно и для людей, только в нашем случае никто специально клетки не разделял. Иногда они расцепляются сами, и получаются идентичные близнецы. Их ещё называют однояйцевыми — именно потому, что они появились из одной и той же яйцеклетки. Если бы первые два бластомера уже отличались друг от друга по свойствам, ни нормальных амфибий в упомянутых опытах, ни однояйцевых близнецов у человека быть бы не могло.

А теперь вспомним, что даже после усовершенствования микроскопов гомункулов в яйцеклетках и сперматозоидах не нашли. Зато работавший в России эмбриолог Каспар Фридрих Вольф в конце 1750‑х годов своими глазами наблюдал, как из неструктурированного студня разбитого и помещённого на покровное стекло куриного яйца формируются пластинки, трубки и даже целые органы будущего цыплёнка. Он предположил, что зародышевые структуры постепенно «разворачиваются» и усложняются в изначально простой по составу массе под действием некой движущей жизненной силы. Подобную систему взглядов назвали эпигенезом.

В рамках эпигенеза получалось, что воздействие одних веществ (и, увы, загадочных «сил», существование которых не подтвердилось) на другие в развивающемся эмбрионе влияет на судьбу его частей, то есть она не предопределена раз и навсегда. Это означало, что развитием зародыша в теории можно управлять и получать из зиготы практически всё что угодно.

На самом деле и преформисты, и приверженцы концепции эпигенеза правы и неправы одновременно. Развитием организма в оплодотворённой яйцеклетке управляет и изначально заложенная информация (то есть гены), и факторы внешней среды, и вещества, выделяемые клетками в пространство между ними.



Источник: oyla.xyz


Добавить комментарий