EMBRIOLOGIA PORÓWNAWCZA: HISTORIA I TEORIE - BIOLOGIA - 2025

Embriologii porównawczej jest gałęzią embriologii, która koncentruje się na kontrastujące wzory rozwoju w różnych zarodków. Ta dyscyplina ma swoje korzenie w zamierzchłych czasach i zaczyna nabierać kształtu w umysłach myślicieli takich jak Arystoteles. Później, wraz z wynalezieniem mikroskopu i odpowiednimi technikami barwienia, zaczął się rozwijać jako nauka.

Kiedy mówimy o embriologii porównawczej, nieuniknione jest przywołanie słynnego zdania: ontogeneza rekapituluje filogenezę. Jednak stwierdzenie to nie opisuje dokładnie obecnych zasad embriologii porównawczej i zostało odrzucone.

Różne zarodki kręgowców.
Źródła: Romanes, GJ; przesłane do Wikipedii przez en: User: Phlebas; autorzy strony opisu: en: User: Phlebas, en: User: SeventyThree

Embriony przypominają inne formy embrionalne spokrewnionych gatunków i nie przypominają dorosłych form innych gatunków. Oznacza to, że zarodek ssaka nie jest podobny do dorosłej ryby, jest podobny do zarodka ryby.

Embriologia porównawcza została wykorzystana jako dowód procesu ewolucyjnego. Oczywiste homologie, które obserwujemy w rozwoju podobnych grup, byłyby zupełnie niepotrzebne, gdyby organizm nie był modyfikacją ontogenezy swojego przodka.

Historia embriologii porównawczej

Arystoteles

Pierwsze badanie poświęcone embriologii porównawczej pochodzi z czasów Arystotelesa, w IV wieku pne.

Ten filozof i naukowiec opisał różne możliwości narodzin różnych gatunków zwierząt, klasyfikując je jako jajorodne, jeśli złożyły jaja, żyworodne, jeśli płód urodził się żywy, lub jajorodność, gdy następuje produkcja jaja, które otwiera się w ciele.

Ponadto Arystotelesowi przypisuje się również identyfikację holoblastycznych i meroblastycznych wzorców segmentacji. Pierwsza odnosi się do całego jaja, które dzieli się na mniejsze komórki, podczas gdy we wzorze meroblastycznym tylko część komórki jajowej jest przeznaczona na zarodek, a pozostała część to żółtko.

William Harvey

Badania embriologiczne praktycznie nie istniały przez ponad dwa tysiące lat, aż William Harvey w roku 1651 ogłosił swoje motto ex ovo omnia (wszystko z jaja), stwierdzając, że wszystkie zwierzęta pochodzą z komórki jajowej.

Marcello malpighi

Po wynalezieniu mikroskopu embriologia nabiera nowego niuansu. W 1672 roku badacz Marcello Malpighi zbadał rozwój zarodka kurzego, używając tej nowej technologii optycznej.

Malpighi jako pierwszy zidentyfikował bruzdę nerwową, somity odpowiedzialne za tworzenie się mięśni i obserwował krążenie żył i tętnic połączonych z woreczkiem żółtkowym.

Christian pander

Z biegiem lat i wynalezieniem najnowocześniejszych technik barwienia embriologia zaczęła rosnąć w zawrotnym tempie. Panderowi przypisuje się odkrycie trzech listków zarodkowych za pomocą zarodków kurzych: ektodermy, endodermy i mezodermy.

Heinrich Rathke

Rathke przyjrzał się embrionom różnych linii zwierzęcych i doszedł do wniosku, że embriony żab, salamandry, ryb, ptaków i ssaków wykazują niewiarygodne podobieństwa.

W ciągu ponad 40 lat badań Rathke zidentyfikował łuki gardłowe i ich los: u ryb tworzą aparat skrzelowy, podczas gdy u ssaków tworzą szczękę i uszy.

Ponadto opisał tworzenie szeregu narządów. Badał także proces embriologiczny u niektórych bezkręgowców.

Główne teorie embriologii porównawczej

Rekapitulacja: ontogeneza podsumowuje filogenezę

Kultowym zwrotem embriologii porównawczej jest: „ontogeneza podsumowuje filogenezę”. To wyrażenie ma na celu podsumowanie teorii rekapitulacji, związanej z Ernstem Haeckelem. Rekapitulacja rządziła embriologią w XIX i części XX wieku.

Zgodnie z tą teorią etapy rozwojowe organizmu przypominają jego historię filogenetyczną. Innymi słowy, każdy etap rozwoju odpowiada ewolucyjnemu etapowi przodków.

Pojawienie się struktur przypominających skrzela w embrionach ssaków jest jednym z faktów, który wydaje się potwierdzać tę rekapitulację, ponieważ zakładamy, że linia ssaków pochodzi z organizmu podobnego do dzisiejszej ryby.

Dla zwolenników rekapitulacji ewolucja działa poprzez dodawanie kolejnych stanów na końcu rozwoju.

Jednak dla obecnych biologów ewolucyjnych jest jasne, że ewolucja nie zawsze działa poprzez dodawanie stanów końcowych i istnieją inne procesy, które pozwalają nam wyjaśnić zmiany morfologiczne. Dlatego biolodzy akceptują szerszą wizję i to zdanie zostało już odrzucone.

Cztery zasady Karla Ernsta von Baera

Karl Ernst von Baer przedstawił znacznie bardziej zadowalające wyjaśnienie podobieństwa embrionów, kwestionując to, co zaproponował Ernst Haeckel.

Jednym z jego najwybitniejszych wkładów było wskazanie, że najbardziej inkluzywne cechy taksonu pojawiają się w ontogenezie przed bardziej szczegółowymi cechami - na przykład właściwymi dla porządku lub klasy.

Podczas gdy von Baer prowadził badania z zakresu embriologii porównawczej, zapomniał oznaczyć dwa zarodki. Chociaż był naukowcem z wyszkolonym okiem, nie był w stanie odróżnić tożsamości swoich próbek. Według von Baera „mogły to być jaszczurki, małe ptaki, a nawet ssaki”.

Stąd w literaturze główne wnioski tego badacza zazwyczaj grupuje się w cztery postulaty lub zasady, jak następuje:

1. Najpierw pojawiają się ogólne cechy grupy, a później bardziej wyspecjalizowane.

Jeśli porównamy dwa zarodki kręgowców, zobaczymy, że jako pierwsze pojawiają się cechy związane z „byciem kręgowcem”.

Wraz z postępem rozwoju wyłaniają się specyficzne cechy. Wszystkie zarodki kręgowców mają strunę grzbietową, łuki skrzelowe, rdzeń kręgowy i określony typ nerki przodków. A potem te konkretne: włosy, paznokcie, łuski itp.

2. Postacie mniej ogólne rozwijają się z postaci bardziej ogólnych

Na przykład w początkowym stadium rozwoju wszystkie kręgowce mają podobną skórę. Później łuski pojawiają się u ryb i gadów, pióra u ptaków lub sierść u ssaków.

3. Zarodek nie przypomina stadiów dorosłych zwierząt „niższych”, coraz bardziej się od nich oddala

Słynne skrzela ssaków zarodkowych nie przypominają szczelin skrzelowych u dorosłych ryb. W przeciwieństwie do nich przypominają rozszczepy embrionu ryby.

4. Początkowy embrion gatunku nigdy nie wygląda jak inne „podrzędne” zwierzęta, będzie miał tylko podobieństwa do swoich wczesnych embrionów

Ludzkie embriony nigdy nie przejdą przez stan przypominający rybę lub ptaka w postaci dorosłej. Będą podobne do embrionów ryb i ptaków. Chociaż to stwierdzenie jest podobne do trzeciego, zwykle pojawia się w literaturze jako dodatkowa zasada.

Bibliografia

1. Brauckmann, S. (2012). Karl Ernst von Baer (1792-1876) i ewolucja. International Journal of Developmental Biology, 56 (9), 653–660.
2. Freeman, S. i Herron, JC (2002). Analiza ewolucyjna. Prentice Hall.
3. Futuyma, DJ (2005). Ewolucja. Sinauer.
4. Gilbert, SF (2005). Biologia rozwojowa. Panamerican Medical Ed.
5. Monge-Nájera, J. (2002). Biologia ogólna. EUNED.
6. Ridley, M. (2004). Ewolucja. Cholera.
7. Soler, M. (2002). Ewolucja: podstawa biologii. Projekt Południowy.