Эмбриональной индукцией называется процесс взаимодействия частей зародыша, при котором один участок оказывает влияние на судьбу другого. Данное понятие относится к экспериментальной эмбриологии.
Статья посвящена одному из самых важных и сложных вопросов данной науки: "Что значит эмбриональная индукция?"
Немного истории
Явление эмбриональной индукции было открыто в 1901 году такими немецкими учеными как Ханс Шпеман и Хильда Мангольд. Впервые этот процесс изучили на примере хрусталика у земноводных, находящихся в эмбриональном состоянии. История сохранила множество примеров и экспериментов по данной теме, в основе которых лежит теория Шпемана.
Гипотеза
Как говорилось ранее, эмбриональная индукция – это процесс взаимодействия частей эмбриона. Так вот, согласно гипотезе, есть ряд клеток, воздействующих на другие клетки как организаторы, провоцирующие изменения в развитии. Для того, чтобы более понятно проиллюстрировать данный процесс, ученые в 20-ых годах прошлого века провели ряд опытов, о которых более подробно расскажем далее.
Эксперимент Ханса Шпемана
В результате своих экспериментов доктор Шпеман выявил закономерность, что развитие происходит в строгой зависимости одних органов от других. Опыт проводился на тритонах. Шпеман пересадил со спины одного эмбриона в брюшную полость другого участок губы бластопора. В результате этого, на месте, куда пересадили орган, началось образование нового зародыша. В норме на брюшной полости никогда не образуется нервная трубка.
Исходя из опыта, доктор сделал вывод, что есть организаторы, которые влияют на дальнейшее развитие организма. Однако, организаторы могут дать старт только в том случае, если клетки обладают компетенцией. Что это значит? Под компетенцией подразумевается способность зародышевого материала к изменению своей презумптивной судьбы под воздействием разного рода влияний. При изучении индукционных взаимодействий у различных видов хордовых ученые пришли к выводу, что в областях и сроках компетенции различных организмов много индивидуальных особенностей. То есть организаторы действуют, если клетка способна принять индуктор, но у всех организмов тот или иной процесс происходит по-разному.
Сделаем вывод: развитие организма – это цепной процесс, без одной клетки невозможно образование другой. Эмбриональная индукция поэтапно определяет формообразование и дифференцировку органов. Также этот процесс является основой становления внешнего облика развивающейся особи.
Исследования Хильды Мангольд
У Ханса Шпемана была аспирантка - Хильда Мангольд. Обладая удивительной ловкостью, она сумела провести ряд сложных экспериментов с микроскопическими эмбрионами тритона (1,5 мм в диаметре). Отделяя от одного зародыша маленький кусочек ткани, она пересаживала его на зародыш другого вида. Причем для пересадки она выбирала участки эмбриона, где происходило формирование клеток, из которых впоследствии должны были образоваться зародышевые листки. Эмбрион с пересаженной на него частичкой другого зародыша, успешно продолжал развиваться. А привитый кусочек ткани дал начало новому телу, наделенному спиной, позвоночником, брюшком и головой.
Какое же значение имели проведенные эксперименты? В ходе них Мангольд доказала что существовует эмбриональная индукция. Это возможно, потому что небольшой участок обладает этими уникальными свойствами, его назвали организатором.
Виды индукции
Различают два вида: гетерономную индукцию и гомономную индукцию. Что это такое и в чем отличие? Первый вид - это процесс, при котором пересаженная клетка вынуждена перестраиваться под общий ритм, то есть она зарождает какой-то новый орган. Второй провоцирует изменение окружающих клеток. Побуждает материал к развитию в этом же направлении.
Основные клеточные процессы
Для большей наглядности ниже приведена таблица. Предлагаем на ее примере изучить основные клеточные процессы эмбриональной индукции.
| Формы клеточных взаимодействий | Образование нормальных структур | Последствия нарушений |
| перемещения | образование нервной трубки при перемещении первичных половых клеток | нарушения при образовании нервной трубки, нарушение структуры |
| избирательное размножение | зачатки органов | отсутствие органов |
| избирательная гибель | разделение пальцев, гибель эпителиальных клеток при слиянии небных зачатков, носовых отростков и т.д. | расщелина неба, расщелина губы, лица, спинно-мозговые грыжи |
| адгезия | образование нервной трубки из нервной пластинки и т.д. | нарушения при образовании нервной трубки, нарушение структуры |
| сгущения | образование конечностей | отсутствие конечностей или наличие дополнительных |
Проявление данного явления обнаружили на самых разных этапах развития организма. В настоящее время эмбриональная индукция активно изучается.
