VÝVOJOVÁ BIOLOGIE: HISTORIE, CO STUDUJE, APLIKACE - BIOLOGIE - 2025

Biologie vývoje je studium evolučních procesů podílejících se na tvorbě mnohobuněčných organismů od početí, zrození, růst, stárnutí a smrti.

Tyto procesy jsou ve vědeckém světě označovány jako ontogeneze, což je termín, který popisuje všechny kroky, kterými živá bytost prochází od svého vzniku k úplnému rozvoji.

Zdroj: atlasdeanatomia.com

Důležitost vývojové biologie spočívá nejen v důkladném prozkoumání procesu formování živých bytostí, ale v některých případech také v předvídání možného výskytu genetických anomálií díky vědeckým pokrokům, které se v této oblasti objevily.

Dějiny vývojové biologie

Velká otázka o původu a vývoji života pronásledovala filosofy a vědce, kteří při hledání poznatků o evolučních procesech vytvořili hypotézy a důležité objevy v oblasti vývojové biologie ještě před tím, než byla nazvána tak.

Teorie preformacionismu

Byla to stará genetická hypotéza, která zajistila, že živá bytost byla již plně formována ve své nejintimnější fázi a že její vývoj nastal jejím růstem. Jeho předchůdci byli Řek Leucippus z Milétu (5. století před naším letopočtem) a Democritus (5. století před naším letopočtem).

Teorie spontánní generace

Řecký filozof Aristoteles (384 př.nl - 322 př.nl), považovaný za otce biologie, poukázal na to, že život nastal dvěma způsoby: pohlavní reprodukcí, reagující na design Boha stvořitele; a prostřednictvím spontánní generace.

Teorie spontánní generace navrhla, že život byl vytvořen silou vytvořenou spojením Země, vzduchu, vody a ohně. Například, Aristoteles si myslel, že mouchy pocházely z shnilého masa a že nějaký hmyz se narodil ze dřeva, listů nebo kůže zvířat.

A přestože dnes je těžké uvěřit, tato teorie byla po dlouhou dobu nejvíce přijímaná, dokud vědec Louis Pasteur (1822-1895) neprokázal, co je dnes známé jako zákon biogeneze, jehož princip zajišťuje, že bytost živý může pocházet pouze od jiné živé bytosti.

Vejce a původ života

Dlouho před Pasteurovým příspěvkem studoval anglický lékař William Harvey (1578-1657) vývoj slepičích vajec a dospěl k závěru, že všechny živé věci se reprodukují podobným způsobem.

Svou teorii publikoval ve své práci Cvičení o generaci zvířat (1651), ve které bylo poprvé navrženo, aby se lidské bytosti rozmnožovaly oplodněním vajíčka. Odtud rozšířil svůj výzkum na analýzu savců.

Změny během růstu

Německý lékař Caspar Friedrich Wolff (1733-1794), známý jako zakladatel embryologie, ve svých dílech Theoria Generationis (1759) a Deforme Intestinorum (1769) navrhl, že vývoj živých bytostí vychází z diferenciace, která je produkuje postupně.

Jeho teorie vyvrací to z preformacionismu vysvětlením, že ve stadiu dospělosti existují prvky, které nejsou přítomny během embryonální fáze, a proto dospěl k závěru, že se vytvářejí v průběhu času.

Mendel, mořský ježko a zkumavka

Jeden z nejvýznamnějších příspěvků vzešel z experimentů oplodnění provedených na konci 19. století na mořských ježcích, protože bylo zjištěno, že oplodněné vajíčko obsahovalo prvky od obou rodičů spojených v jádru.

V 1865, Gregor Mendel (1822-1884) představil jeho výzkum dnes známý celosvětový jak Mendelova práva, ve kterém on vysvětlil genetické dědictví, které je přenášeno z otce na syna.

V roce 1978 byl svět již prvním člověkem narozeným in vitro a dnes se rozumí, že generace živé bytosti vyžaduje kombinaci prvků dvou jedinců stejného druhu, aby vytvořila další s podobnými vlastnostmi.

Vědecky se také rozumí, že organismy jsou tvořeny buňkami, které vznikají díky multiplikaci kmenových buněk.

Studie a aplikace vývojové biologie

Vzhledem k tomu, že vědci již vědí, jak je živá bytost produkována, je vývojová biologie v současné době zaměřena na provádění studií procesů, které se vyvíjejí během formování a růstu.

Odborníci na vývojovou biologii vysvětlují, že existují dva typy reprodukce: sexuální, což zahrnuje účast dvou jedinců různého pohlaví; a asexuální, ve kterém jeden organismus produkuje jiného jedince a vytváří kopii bez výměny genetického materiálu.

Příkladem tohoto typu reprodukce je bakterie Escherichia coli nebo améby.

Po sexuální nebo asexuální činnosti začíná vývojová biologie svou práci zaměřením na následující předměty studia:

Buněčný růst

Tento proces začíná, když se kmenová buňka rozdělí na dvě, produkující dceřiné buňky, a odtud začíná fáze buněčného množení uvedená výše.

Aby toho bylo dosaženo, molekuly DNA kondenzují a vytvářejí chromozomy, které jsou pozorovány mikroskopem, jako struktury ve tvaru tyčinky s centrálním prvkem, který je dělí na dvě ramena.

Buněčná diferenciace

Během buněčné diferenciace vytváří nešpecializovaná buňka, která není matkou, další typy buněk, které budou součástí specifických prvků živé bytosti.

Těmito typy buněk jsou myocyty (svalové buňky), hepatocyty (jaterní buňky), sterocyty (buňky střeva) nebo neurony (buňky nervového systému).

Buněčná diferenciace má také vliv na formování individuálního pohlaví, jak se vyskytuje v buňkách zárodečných linií, určených pro genitální orgány vyvíjející se bytosti.

Mužské gamety jsou generovány v těchto zárodečných liniích, což je proces zvaný spermatogeneze; nebo oocyty v ženském případě nazývané oogeneze.

Morfogeneze

Tento proces je proces, který dává orgánům a tělu obecně organismus formu prostřednictvím vytváření tkání během embryonálního vývoje.

Výzvy vývojové biologie

Vývojová biologie nepřetržitě podporuje nový výzkum související s tvorbou živých bytostí s cílem pokročit v prevenci chorob a anomálií.

Vědci studují abnormální buněčný růst zkoumáním nemocí, jako je rakovina, jejichž vlastnosti leží přesně v abnormálním množení buněk.

Z tohoto důvodu pochopení procesů zodpoví mnoho neznámých a možná přinese objevy prvků, které dosud nebyly ve složitém vývoji živé bytosti vzneseny.

Abnormální růst buněk

Zdroj: Wikimedia Commons

Reference

1. Laura Castellano, Guadalupe Martínez, Juan López, Patricia Cuéllar, Jesús García. (2010). Gamety mořského ježka jako model pro studium oplodnění. Převzato z pdfs.semanticscholar.org
2. Vývojová biologie. (2015). Převzato z webu.uamex.mx
3. Vývojová biologie. (2015). Převzato z plato.stanford.edu
4. Andrea Prokop. (2018). Co je vývojová biologie a proč je důležitá? Převzato z openaccessgoverment.org
5. Vývojová biologie. (2019). Převzato z nature.com
6. Conrad H. Waddington. (2019). Biologický vývoj. Převzato z britannica.com
7. Vývojová biologie. (2019). Převzato z atlasdeanatomia.com