BIOLOGIA DEZVOLTĂRII: ISTORIE, CE STUDIAZĂ, APLICAȚII - BIOLOGIE - 2025

Biologia de dezvoltare este studiul proceselor evolutive implicate în formarea organismelor multicelulare de la concepție, naștere, creștere, îmbătrânirea și moartea.

Aceste procese sunt cunoscute în lumea științifică ca ontogenie, termen care descrie toate etapele pe care o ființă vie le parcurge de la originea sa până la dezvoltarea sa deplină.

Sursa: atlasdeanatomia.com

Importanța biologiei dezvoltării constă nu numai în aducerea la cunoștință a procesului de formare a ființelor vii în profunzime, ci și în anticiparea, în unele cazuri, a apariției posibile a anomaliilor genetice, grație progreselor științifice apărute în acest domeniu.

Istoria biologiei dezvoltării

Marea întrebare despre originea și evoluția vieții a bântuit filozofii și oamenii de știință, care în căutarea de a afla despre procese evolutive au generat ipoteze și descoperiri importante în domeniul biologiei dezvoltării, chiar înainte de a fi numit în felul acesta.

Teoria preformismului

A fost o veche ipoteză genetică care a asigurat că ființa vie a fost deja formată pe deplin în faza ei cea mai mică și că dezvoltarea ei a avut loc prin creșterea acelei ființe. Grecii Leucippus din Milet (secolul al V-lea î.e.n.) și Democrit (secolul al V-lea î.e.n.) au fost principalii precursori ai săi.

Teoria generarii spontane

Filozoful grec Aristotel (384 î.Hr. - 322 î.e.n.), considerat părintele biologiei, a subliniat că viața s-a produs în două moduri: prin reproducerea sexuală, răspunzând designului creatorului Dumnezeu; iar prin generarea spontană.

Teoria generației spontane a propus că viața a fost generată de o forță formată prin unirea pământului, aerului, apei și focului. De exemplu, Aristotel a crezut că muștele provin din carne putredă și că unele insecte s-au născut din lemn, frunze sau pielea animalelor.

Și deși astăzi este greu de crezut, această teorie a fost cea mai acceptată de mult timp, până când omul de știință Louis Pasteur (1822-1895) a stabilit ceea ce este cunoscut acum drept legea biogenezei, al cărui principiu asigură că o ființă viu nu poate veni decât dintr-o altă ființă vie.

Oul și originea vieții

Cu mult înainte de contribuția lui Pasteur, medicul englez William Harvey (1578-1657) a studiat dezvoltarea ouălor de pui și a ajuns la concluzia că toate lucrurile vii se reproduc într-un mod similar.

Și-a publicat teoria în lucrarea sa Exerciții asupra generației de animale (1651) în care pentru prima dată s-a propus ca ființele umane să se reproducă prin fertilizarea unui ou. De acolo și-a extins cercetările la analiza mamiferelor.

Modificări în timpul creșterii

Medicul german Caspar Friedrich Wolff (1733-1794), cunoscut ca fondatorul embriologiei, a propus în lucrările sale Theoria Generationis (1759) și De formatione Intestinorum (1769) ca dezvoltarea ființelor vii să provină dintr-o diferențiere care este produce treptat.

Teoria sa o respinge pe cea a preformismului, explicând că în etapa adultă există elemente care nu sunt prezente în faza embrionară, motiv pentru care a concluzionat că acestea se formează în timp.

Mendel, un archin de mare și o epruvetă

Una dintre cele mai semnificative contribuții a apărut din experimentele de fertilizare efectuate la sfârșitul secolului al XIX-lea pe arici de mare, deoarece s-a constatat că oul fertilizat conținea elemente din ambii părinți uniți într-un nucleu.

În 1865, Gregor Mendel (1822-1884) și-a prezentat cercetările cunoscute astăzi la nivel mondial sub numele de Legile lui Mendel, în care a explicat moștenirea genetică care se transmite de la tată în fiu.

Până în 1978, lumea avea deja primul om născut in vitro și astăzi se înțelege că generația unei ființe vii necesită combinarea elementelor a doi indivizi din aceeași specie pentru a produce un altul cu caracteristici similare.

Științific se înțelege, de asemenea, că organismele sunt formate din celule care își au originea datorită înmulțirii unei celule stem.

Studii și aplicații ale biologiei dezvoltării

Ținând cont de faptul că oamenii de știință știu deja cum se produce o ființă vie, biologia dezvoltării este în prezent concentrată pe efectuarea de studii asupra proceselor care se dezvoltă în timpul formării și creșterii.

Experții în biologia dezvoltării explică faptul că există două tipuri de reproducere: sexuală, care implică participarea a doi indivizi de sex diferit; și asexual în care un singur organism produce un alt individ, generând o copie fără schimb de material genetic.

Un exemplu de acest tip de reproducere apare în bacteriile Escherichia coli sau amebele.

După activitatea sexuală sau asexuală, biologia dezvoltării își începe activitatea concentrându-se pe următoarele obiecte de studiu:

Creșterea celulelor

Acest proces începe atunci când o celulă stem se împarte în două, producând celule fiice, iar de acolo începe faza de înmulțire a celulelor menționată mai sus.

Pentru ca acest lucru să fie realizat, moleculele de ADN se condensează și formează cromozomi, care se văd prin microscoape sunt văzuți ca structuri în formă de tijă cu un element central care le împarte în două brațe.

Diferențierea celulelor

În timpul diferențierii celulare, o celulă nespecializată, care nu este mamă, generează alte tipuri de celule care vor face parte din elemente specifice ființei vii.

Aceste tipuri de celule sunt miocite (celule musculare), hepatocite (celule hepatice), sterocite (celule ale intestinului) sau neuroni (celule ale sistemului nervos).

Diferențierea celulară are, de asemenea, un impact asupra formării sexului individului, deoarece apare în celulele liniilor germinale, destinate organelor genitale ale ființei în curs de dezvoltare.

Gametele masculine sunt generate în aceste linii germinale, proces numit spermatogeneză; sau ovocite în cazul feminin, numite oogeneză.

morphogenesis

Acest proces este cel care dă forma organelor și corpului în general a organismului, prin crearea de țesuturi în timpul dezvoltării embrionare.

Provocările biologiei dezvoltării

Biologia dezvoltării promovează continuu noi cercetări legate de formarea ființelor vii, cu scopul de a avansa în prevenirea bolilor și anomaliilor.

Oamenii de știință studiază creșterea anormală a celulelor, investigând boli precum cancerul, ale căror caracteristici se află exact într-o înmulțire anormală a celulelor.

Din acest motiv, înțelegerea proceselor va răspunde multor necunoscute și, eventual, va aduce descoperiri ale elementelor care nu au fost încă ridicate în dezvoltarea complexă a unei ființe vii.

Creșterea anormală a celulelor
Sursa: Wikimedia Commons

Referințe

1. Laura Castellano, Guadalupe Martínez, Juan López, Patricia Cuéllar, Jesús García. (2010). Gamați ai arinului de mare ca model pentru studiul fertilizării. Luate de pe pdfs.semanticscholar.org
2. Biologie dezvoltării. (2015). Luate de pe web.uamex.mx
3. Dezvoltarea biologiei. (2015). Luat de la plato.stanford.edu
4. Andrea Prokop. (2018). Ce este biologia dezvoltării și de ce este importantă? Luate de la openaccessgoverment.org
5. Biologie dezvoltării. (2019). Luat de la nature.com
6. Conrad H. Waddington. (2019). Dezvoltare biologică. Luat de la britannica.com
7. Biologie dezvoltării. (2019). Luate de la atlasdeanatomia.com