ביולוגיה התפתחותית: היסטוריה, מה היא לומדת, יישומים - ביולוגיה - 2025

הביולוגיה של ההתפתחות היא חקר תהליכים אבולוציוניים מעורב ביצירת של יצורים רב-תאיים מתפיסה, לידה, צמיחה, הזדקנות ומוות.

תהליכים אלה ידועים בעולם המדעי בשם אונטוגניה, מונח המתאר את כל השלבים שעוברים יצור חי ממקורו להתפתחותו המלאה.

מקור: atlasdeanatomia.com

חשיבותה של הביולוגיה ההתפתחותית טמונה לא רק בהכרת תהליך היווצרותם של יצורים חיים לעומק, אלא גם בציפייה במקרים מסוימים להופעה האפשרית של חריגות גנטיות, בזכות ההתקדמות המדעית שהתרחשה בתחום זה.

היסטוריה של ביולוגיה התפתחותית

השאלה הגדולה לגבי מקורם והתפתחותם של החיים רדפה פילוסופים ומדענים, שבחיפוש אחר תהליכים אבולוציוניים הניבו השערות וגילויים חשובים בתחום הביולוגיה ההתפתחותית, עוד לפני שנקראה. בצורה זו.

תיאוריה של פרפורמציוניזם

זו הייתה השערה גנטית ישנה שהבטיחה שהייצור החי כבר נוצר במלואו בשלב הדקה ביותר וכי התפתחותו התרחשה בצמיחה של אותה ישות. יוצאי ליוציפוס ממילטוס (המאה החמישית לפני הספירה) והדמוקריטוס (המאה החמישית לפני הספירה) היו קודמותיה העיקריות.

תיאוריה של דור ספונטני

הפילוסוף היווני אריסטו (384 לפני הספירה - 322 לפני הספירה), הנחשב לאבי הביולוגיה, ציין שהחיים התרחשו בשני אופנים: באמצעות רבייה מינית, בתגובה לעיצובו של האל היוצר; ודרך דור ספונטני.

התיאוריה של דור ספונטני, הציעה כי החיים נוצרו על ידי כוח שהוקם על ידי איחוד האדמה, האוויר, המים והאש. לדוגמה, אריסטו חשב כי זבובים מקורם בבשר רקוב וכי חרקים מסוימים נולדו מעץ, עלים או עור של בעלי חיים.

ולמרות שכיום קשה להאמין, תיאוריה זו הייתה המקובלת ביותר במשך זמן רב, עד שהמדען לואי פסטר (1822-1895) קבע את מה שמכונה כיום חוק הביוגנזה, שעיקרונו מבטיח כי ישות חי יכול לבוא רק מישות חיה אחרת.

הביצה ומקור החיים

הרבה לפני תרומתו של פסטר, חקר הרופא האנגלי וויליאם הארווי (1578-1657) את התפתחות ביצי העוף והסיק למסקנה שכל היצורים החיים מתרבה בצורה דומה.

את התיאוריה שלו הוא פרסם בעבודתו תרגילים על דור בעלי חיים (1651) שבהם הוצע לראשונה לבני אדם להתרבות באמצעות הפריה של ביצה. משם הרחיב את מחקרו לניתוח יונקים.

שינויים במהלך הצמיחה

הרופא הגרמני, קספר פרידריך וולף (1733-1794), הידוע כמייסד האמבריולוגיה, הציע בעבודותיו Theoria Generationis (1759) ו- De formatione Intestinorum (1769) כי התפתחותם של יצורים חיים נובעת מהבחנה שהיא מייצר בהדרגה.

התיאוריה שלו מפריכה את זה של הפרפורמציוניזם, בכך שהוא מסביר שישנם אלמנטים בשלב הבוגרים שלא קיימים בשלב העוברי, וזו הסיבה שהוא הסיק שאלו נוצרים לאורך זמן.

מנדל, קיפוד ים וצינור מבחן

אחת התרומות המשמעותיות ביותר נבעה מניסויי הפריה שבוצעו בסוף המאה ה -19 על קיפודי ים, מכיוון שנמצא כי הביצית המופרית הכילה יסודות משני ההורים המאוחדים בגרעין.

בשנת 1865 הציג גרגור מנדל (1822-1884) את מחקריו הידועים כיום ברחבי העולם כ"חוקי מנדל ", בהם הסביר את הירושה הגנטית המועברת מאב לבן.

עד שנת 1978 כבר היה לעולם האדם הראשון שנולד במבחנה והיום מובן כי דור יצור חי דורש שילוב של אלמנטים של שני פרטים מאותו המין כדי לייצר אחר עם מאפיינים דומים.

מבחינה מדעית מובן גם כי אורגניזמים מורכבים מתאים שמקורם בזכות הכפל של תא גזע.

מחקרים ויישומים של ביולוגיה התפתחותית

אם לוקחים בחשבון שמדענים כבר יודעים כיצד מייצרים יצור חי, ביולוגיה התפתחותית מתמקדת כיום בביצוע מחקרים על התהליכים המתפתחים במהלך היווצרותם וגדילהם.

מומחים בביולוגיה התפתחותית מסבירים כי ישנם שני סוגים של רבייה: מיני, הכרוך בהשתתפות שני אנשים מינים שונים; ואי-מיני בו אורגניזם בודד מייצר אינדיבידואל אחר, ויוצר עותק ללא החלפה של חומר גנטי.

דוגמא לסוג זה של רבייה מתרחשת בחיידק Escherichia coli או באמבות.

לאחר פעילות מינית או א-מינית, ביולוגיה התפתחותית מתחילה את עבודתה על ידי התמקדות במושאי המחקר הבאים:

צמיחת תאים

תהליך זה מתחיל כאשר תא גזע מתחלק לשניים, מייצר תאי בת, ומשם מתחיל שלב הכפל של התאים שהוזכר לעיל.

כדי להשיג זאת מולקולות ה- DNA מתעצבות ויוצרות כרומוזומים, הנראים דרך המיקרוסקופים רואים כמבנים בצורת מוט עם אלמנט מרכזי המחלק אותם לשתי זרועות.

בידול תאים

במהלך בידול התא, תא לא מתמחה, שאינו אם, מייצר סוגים אחרים של תאים שיהיו חלק ממרכיבים ספציפיים של היצור החי.

תאים מסוג זה הם מיוציטים (תאי שריר), הפטוציטים (תאי כבד), סטרוציטים (תאי המעי) או נוירונים (תאים של מערכת העצבים).

להתמיינות התאית יש השפעה גם על היווצרות המין של הפרט, כפי שהוא מתרחש בתאים של קווי הנבט, המיועדים לאיברי המין של הישות המתפתחת.

גמטות זכריות נוצרות בקווי הנבט הללו, תהליך הנקרא spermatogenesis; או ביציות במקרה הנשי, הנקראות oogenesis.

מורפוגנזה

תהליך זה הוא זה שנותן את הצורה לאיברים ולגוף באופן כללי של האורגניזם, דרך יצירת רקמות במהלך התפתחות עוברית.

אתגרי הביולוגיה ההתפתחותית

ביולוגיה התפתחותית מקדמת באופן רציף מחקרים חדשים הקשורים להיווצרותם של יצורים חיים, במטרה להתקדם במניעת מחלות וחריגות.

מדענים חוקרים גידול תאים לא תקין על ידי חקר מחלות כמו סרטן, אשר מאפייניהם טמונים בדיוק בכפלה לא תקינה של תאים.

מסיבה זו, הבנת התהליכים תענה על אלמונים רבים ואולי תביא תגליות של אלמנטים שטרם הועלו בהתפתחות המורכבת של יצור חי.

צמיחת תאים לא תקינה
מקור: Wikimedia Commons

הפניות

1. לורה קסטלאנו, גוואדלופה מרטינז, חואן לופז, פטרישיה קואלאר, ג'סוס גרסיה. (2010). הגמטות של קיפוד הים כמודל לחקר ההפריה. נלקח מ- pdfs.semanticscholar.org
2. ביולוגיה התפתחותית. (2015). נלקח מ- web.uamex.mx
3. ביולוגיה מתפתחת. (2015). נלקח מ plato.stanford.edu
4. אנדראה פרוקופ. (2018). מהי ביולוגיה התפתחותית ומדוע היא חשובה? נלקח מתוך openaccessgoverment.org
5. ביולוגיה התפתחותית. (2019). נלקח מ- nature.com
6. קונרד ה. וודינגטון. (2019). התפתחות ביולוגית. נלקח מ britannica.com
7. ביולוגיה התפתחותית. (2019). נלקח מ- atlasdeanatomia.com