Свойства онтогенеза

Фундаментальные свойства индивидуального развития

Процесс индивидуального развития каждого организма опирается на строгий свод правил. Основные характеристики онтогенеза включают:

1. Исходная генетическая программа. Это стартовый чертеж, который формируется в результате сложных процессов клеточного деления (мейоза) и последующего оплодотворения.
2. Необратимость онтогенеза. Биологическое время движется исключительно вперед. При реализации заложенной генетической программы организм физически не способен совершить возврат к предыдущим, уже пройденным стадиям развития.
3. Специализация (ограничение потенций). По мере того как зародыш развивается, вероятность кардинальной смены хода онтогенеза стремительно уменьшается. Клетки выбирают свой путь, и их пластичность падает.
4. Адаптивный характер. Развитие не является слепым процессом. Ему присуща поливариантность, которая обеспечивает организму возможность гибко приспосабливаться к самым разнообразным и меняющимся условиям окружающей среды.
5. Неравномерность темпов. Скорость протекания процессов роста и созревания не является константой; она динамично изменяется во времени.
6. Целостность и преемственность. Ни один этап не возникает изолированно. Любые морфологические или функциональные признаки, появляющиеся на более поздних стадиях развития, жестко базируются на структурах, заложенных на ранних этапах.
7. Наличие цикличности. Развитие подчиняется определенным внутренним ритмам.
8. Наличие критических периодов. В жизни организма существуют моменты максимальной уязвимости, когда закладка структур особенно чувствительна к внешним воздействиям.

Концепция морфогенетического поля: исторический аспект

Попытки объяснить, как именно разрозненные клетки формируют сложный организм, привели к появлению в 20–30-е годы XX века концепции морфогенетического поля. Ее авторами стали выдающиеся ученые: П. Вейс в Австрии, а также А.Г. Гурвич и Н.К. Кольцов в России.

Суть концепции заключается в том, что зародыш на ранних стадиях (или его отдельный участок на более поздних этапах) рассматривается как абсолютно единое целое. Считалось, что процессом развития управляет некое поле этого целостного образования, которое создается совокупностью всех его элементов.

Однако взгляды ученых на природу этого поля существенно расходились:

• Подход П. Вейса и А.Г. Гурвича: Они полагали, что морфогенетическое поле принципиально не обладает привычными физико-химическими характеристиками. А.Г. Гурвич ввел понятие биологического поля, активно участвующего в формообразовании. Предполагаемым источником такого поля выступало ядро клетки, а точнее — хромосомы. Согласно этой модели, клетки дистанционно влияют друг на друга своими локальными полями, а общее поле зародыша — это глобальное объединение полей всех его клеток.
• Подход Н.К. Кольцова: В противовес коллегам, Кольцов настаивал на том, что силовое поле, управляющее развитием эмбриона, является чисто физическим. Он считал, что именно это поле порождает потенциалы различной природы, под строгим влиянием которых и запускаются все морфогенетические процессы.

Согласно классической концепции, динамика развития выглядит как цикл: Первоначальное воздействие поля $\rightarrow$ Осуществление морфогенетического процесса (например, образование закладки органа) $\rightarrow$ Изменение самого поля $\rightarrow$ Дальнейшее формообразование.

Современное определение полей органов

С развитием эмбриологии исторические взгляды трансформировались в более точные биологические термины. В настоящее время понятие поля приобрело конкретный структурный смысл.

Сегодня полями органов называют специфические эмбриональные территории, на которые распространяется состояние целостной детерминации. Это означает, что клетки данного участка уже приняли решение о своей судьбе и обладают подтвержденной способностью развиваться в зачаток строго конкретного органа.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы формирования генетической программы в ходе мейоза и оплодотворения
• Биологический смысл ограничения потенций и механизмы специализации клеток
• Значение критических периодов в эмбриогенезе человека
• Молекулярные основы целостной детерминации эмбриональных территорий

Другие темы раздела «Закономерности индивидуального развития»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.