RAZVOJNA BIOLOGIJA: ZGODOVINA, KAJ ŠTUDIRA, APLIKACIJE - BIOLOGIJA - 2026

Biologija razvoja je preučevanje evolucijskih procesov, ki sodelujejo pri oblikovanju večceličnih organizmov iz spočetja, rojstva, rast, staranje in smrt.

Ti procesi so v znanstvenem svetu znani kot ontogenija, izraz, ki opisuje vse korake, ki jih živo bitje prehaja od svojega nastanka do njegovega polnega razvoja.

Vir: atlasdeanatomia.com

Pomembnost razvojne biologije ni le v tem, da se poglobljeno predstavi postopek tvorbe živih bitij, ampak tudi v predvidevanju možnih pojavov genetskih anomalij, zahvaljujoč znanstvenemu napredku na tem področju.

Zgodovina razvojne biologije

Veliko vprašanje o nastanku in evoluciji življenja je preganjalo filozofe in znanstvenike, ki so v iskanju razumevanja evolucijskih procesov generirali hipoteze in pomembna odkritja na področju razvojne biologije, še preden so jo poimenovali tako.

Teorija preformacionizma

Šlo je za staro gensko hipotezo, ki je zagotovila, da se je živo bitje že v celoti oblikovalo v svoji najpomembnejši fazi in da se je njegov razvoj zgodil z rastjo tega bitja. Grki Leucippus iz Mileta (5. stoletje pred našim štetjem) in Demokrit (5. stoletje pred našim štetjem) so bili njegovi glavni predhodniki.

Teorija spontane generacije

Grški filozof Aristotel (384 pr. N. Št. - 322 pr.n.št.), ki je veljal za očeta biologije, je opozoril, da se je življenje zgodilo na dva načina: s spolnim razmnoževanjem, ki se je odzvalo na zasnovo boga stvarnika; in s pomočjo spontane generacije.

Teorija o spontani generaciji je predlagala, da je življenje nastalo s silo, ki jo tvori združitev zemlje, zraka, vode in ognja. Na primer, Aristotel je menil, da muhe prihajajo iz gnilega mesa in da se nekatere žuželke rodijo iz lesa, listov ali kože živali.

In čeprav je danes težko verjeti, je bila ta teorija dolgo časa najbolj sprejeta, dokler znanstvenik Louis Pasteur (1822-1895) ni vzpostavil tega, kar je danes znano kot zakon biogeneze, katerega načelo zagotavlja, da je bitje živ lahko izvira samo iz drugega živega bitja.

Jajce in izvor življenja

Angleški zdravnik William Harvey (1578–1657) je veliko pred Pasterjevim prispevkom preučil razvoj piščančjih jajc in ugotovil, da se vsa živa bitja reproducirajo na podoben način.

Svojo teorijo je objavil v svojem delu Vaje za generacijo živali (1651), v katerem je bilo prvič predlagano, da se človeška bitja razmnožujejo z oploditvijo jajčeca. Od tam je razširil svoje raziskave na analizo sesalcev.

Spremembe med rastjo

Nemški zdravnik Caspar Friedrich Wolff (1733-1794), znan kot ustanovitelj embriologije, je v svojih delih Theoria Generationis (1759) in De formatione Intestinorum (1769) predlagal, da razvoj živih bitij izhaja iz diferenciacije, ki je proizvaja postopoma.

Njegova teorija zavrača predformacionizem z razlago, da v fazi za odrasle obstajajo elementi, ki med embrionalno fazo niso prisotni, zato je sklenil, da se ti oblikujejo sčasoma.

Mendel, morski ježek in epruveta

Eden najpomembnejših prispevkov je bil s poskusi oploditve, opravljenih konec 19. stoletja na morskih ježkih, saj je bilo ugotovljeno, da oplojeno jajce vsebuje elemente obeh staršev, združenih v jedru.

Leta 1865 je Gregor Mendel (1822-1884) predstavil svojo današnjo raziskavo, ki je po vsem svetu znana kot Mendeljevi zakoni, v kateri je razložil genetsko dediščino, ki se prenaša z očeta na sina.

Do leta 1978 je na svetu že živel prvi človek in vitro in danes se razume, da generacija živega bitja zahteva kombinacijo elementov dveh posameznikov iste vrste, da nastane drug s podobnimi lastnostmi.

Znanstveno se razume tudi, da organizme sestavljajo celice, ki izvirajo po zaslugi množenja matične celice.

Študije in uporaba razvojne biologije

Glede na to, da znanstveniki že vedo, kako nastaja živo bitje, je razvojna biologija trenutno usmerjena v izvajanje študij o procesih, ki se razvijejo med nastajanjem in rastjo.

Strokovnjaki za razvojno biologijo pojasnjujejo, da obstajata dve vrsti reprodukcije: spolna, ki vključuje sodelovanje dveh posameznikov različnih spolov; in aseksualno, pri katerem en sam organizem proizvede drugega posameznika, ustvari kopijo brez izmenjave genskega materiala.

Primer te vrste razmnoževanja se pojavlja v bakteriji Escherichia coli ali amejah.

Po spolni ali aseksualni dejavnosti razvojna biologija začne svoje delo z osredotočanjem na naslednje predmete preučevanja:

Rast celic

Ta proces se začne, ko se matična celica razdeli na dve, pri čemer nastanejo hčerinske celice, od tod pa se začne faza množenja celic, omenjena zgoraj.

Da bi to dosegli, se molekule DNA kondenzirajo in tvorijo kromosome, ki jih skozi mikroskope vidimo kot palicaste strukture z osrednjim elementom, ki jih deli na dve kraki.

Celična diferenciacija

Med diferenciacijo celic nespecializirana celica, ki ni mati, ustvarja druge vrste celic, ki bodo del specifičnih elementov živega bitja.

Te vrste celic so miociti (mišične celice), hepatociti (jetrne celice), sterociti (celice črevesja) ali nevroni (celice živčnega sistema).

Celična diferenciacija vpliva tudi na oblikovanje spola posameznika, saj se pojavlja v celicah zarodnih linij, namenjenih genitalnim organom razvijajočega se bitja.

V teh zarodnih linijah nastajajo moški gamete, postopek, imenovan spermatogeneza; ali oociti v ženskem primeru, imenovani oogeneza.

Morfogeneza

Ta proces je tisti, ki daje obliko organom in telesu na splošno v telesu, in sicer z ustvarjanjem tkiv med embrionalnim razvojem.

Izzivi razvojne biologije

Razvojna biologija nenehno spodbuja nove raziskave, povezane s tvorbo živih bitij, s ciljem napredovanja pri preprečevanju bolezni in anomalij.

Znanstveniki preučujejo nenormalno rast celic z raziskovanjem bolezni, kot je rak, katerih značilnosti so ravno v nenormalnem množenju celic.

Zaradi tega bo razumevanje procesov odgovorilo na številne neznanke in bo morda prineslo odkritje elementov, ki še niso vzgojeni v kompleksnem razvoju živega bitja.

Nenormalna rast celic
Vir: Wikimedia Commons

Reference

1. Laura Castellano, Guadalupe Martínez, Juan López, Patricia Cuéllar, Jesús García. (2010). Gamate morskega ježa kot model za preučevanje gnojenja. Vzeto s pdfs.semanticscholar.org
2. Razvojna biologija. (2015). Vzeto s spletnega portala.uamex.mx
3. Develometal biology. (2015). Vzeto s plato.stanford.edu
4. Andrea Prokop. (2018). Kaj je razvojna biologija in zakaj je pomembna? Vzeto z openaccessgoverment.org
5. Razvojna biologija. (2019). Vzeto z Nature.com
6. Conrad H. Waddington. (2019). Biološki razvoj. Vzeti z britannica.com
7. Razvojna biologija. (2019). Vzeto s spletnega mesta atlasdeanatomia.com