Главная / Новости / Морфогенез — это… Определение, особенности, история и этапы

Морфогенез — это… Определение, особенности, история и этапы

Человек — сложнейшая система, отдельные части которой находятся в постоянном взаимодействии между собой и окружающей средой. Каждый орган, ткань, клетка выполняют свою строго определенную функцию, что делает наш организм максимально устойчивым к внешним раздражителям. Как это стало возможным, как наш организм развивался со временем, чтобы стать таким совершенным, изучает отдельный раздел генетики под названием «морфогенетика».

Что такое морфогенез?

Морфогенез — это последовательность определенных этапов, которые проходит в своем развитии отдельный орган или система органов. Она включает в себя два основных подвида: онтогенез (индивидуальное развитие органов и систем в пределах одного организма) и филогенез (эволюционное, или историческое, развитие систем и отдельных органов).

В основном в изучении морфогенеза человека принимает участие генетика. Но есть и другие науки, которые также вносят вклад в накопление знаний о развитии органов человека:

  • молекулярная биология;
  • физиология;
  • биохимия;
  • сравнительная анатомия;
  • палеонтология;
  • теория эволюции.

Особенности и история

Онтогенез характеризует собой развитие тканей, органов и систем в эмбриональный период развития. Помимо зрелого человеческого организма, процесс морфогенеза может также происходить в культурах клеток и новообразованиях. Также данный процесс происходит у неклеточных форм, хотя у них и отсутствует эмбриональная стадия.

Впервые предположения о формировании органов и о том, как условия внешней и внутренней среды могут на него повлиять, были высказаны в 1952 году Аланом Тьюрингом в его работе под названием «Химические основы морфогенеза». В этой работе был описан математический базис самоорганизации клеток и тканей.

Однако знания о морфогенезе значительно увеличились при открытии ДНК и ее структуры, развитии таких наук, как молекулярная биология и биохимия. Немаловажным стало открытие молекулярных механизмов работы генов.

Основные процессы

В эмбриогенезе, то есть внутриутробном развитии, выделяют следующие основные процессы морфогенеза:

  • Клеточное размножение — увеличение их количества, при котором набор хромосом должен быть строго распределен среди последующих клеток, иначе могут произойти аномалии развития. Это возможно путем двух процессов: дробления и митоза.
  • Детерминация — означает, что развитие каждой клетки предопределено. Какие-то из них могут быть только половыми, другие — лишь эпителиальными, третьи — нервными и т.д.
  • Дифференциация — клетка становится более специфической и выполняет строго предназначенную ей функцию.
  • Индукция — одни клетки способны влиять на развитие других. Таким образом, наличие индукции способно активировать процесс дифференциации благодаря наличию специальных факторов регуляции морфогенеза.
  • Интеграция — объединение структур, занимающих более низкую нишу эмбриогенеза, в более сложные. Например, клетки образуют ткани. Ткани — органы. Органы — системы.
  • Адгезия — способность клеток образовывать контакты для обмена информацией
  • Миграция клеток — способность клеток перемещаться в пределах эмбриона.
  • Апоптоз — запрограммированная гибель клетки.

Основные уровни

Морфогенез — это сложная, высокоточная система, которая происходит на многих уровнях организма. Условно выделяют два основных уровня регуляции развития всего организма:

  • молекулярный;
  • клеточный.

Молекулярный уровень

Структуры, которые имеют возможность влиять на морфогенез, получили название морфогенов. Их подразделяют на следующие классы:

  • Факторы транскрипции — могут взаимодействовать с ДНК, имеют способность регулировать экспрессию генов через катализацию, то есть ускорение, их транскрипции.
  • Структуры, способные регулировать межклеточные контакты. К примеру, на одном из этапов внутриутробного развития, гаструляции, клетки теряют связь друг с другом, мигрируют в новое место, где вновь обретают способность образовывать новые контакты.

Клеточный уровень

Что он собой представляет? Морфогенез — это последовательность реакций, которые невозможны без постоянного взаимодействия клеток друг с другом. Ниша стволовой клетки — это именно то связующее звено между одной клеткой и всем организмом. Существуют такие типы клеток, как эпителиальные и мезенхимальные. В процессе эмбриогенеза они могут переходить друг в друга. Вследствие такого процесса как клеточная дифференциация. При этом возможно также их перемещение из одного места в эмбрионе в другое.

Этапы развития организма

Человеческий организм в своем развитии проходит определенные этапы. И хотя морфогенез — это механизм, который наибольшее свое значение обретает на этапе внутриутробного развития, и после рождения наши органы меняются вплоть до самой смерти. Множество патологий развития органов происходят именно в эмбриональном периоде. Однако стоит выделить и другие стадии морфогенеза:

  • Пренатальный — тот самый внутриутробный, от зачатия и до родов. Он делится, в свою очередь, на эмбриональный и фетальный периоды. Их сроки: 8 недель после зачатия и после окончания эмбрионального периода до родов соответственно.
  • Перинатальный — период с 22 недель внутриутробного развития до 7 первых дней жизни.
  • Интернатальный — период всей родовой деятельности.
  • Неонатальный — первые 28 дней жизни.
  • Постнатальный — 15 лет после рождения.
  • Прогенез, фетогенез, киматогенез: что это такое?

    Однако можно выделить еще один период, который начался еще до зачатия — это прогенез. Это этап, который подразумевает под собой закладку половых клеток в организме будущих родителей. Именно прогенез можно назвать этапом начала морфогенеза.

    Отдельно также выделяют такой период, как фетогенез. В нем есть еще два периода:

    • ранний фетальный — с 76 по 180 день беременности;
    • поздний фетальный — с 181 по 280 день беременности.

    Киматогенез, в свою очередь, включает все перечисленные выше процессы: эмбриогенез, прогенез и фетогенез. А изучает его отдельная наука, которая получила название «киматология». Изучением развития эмбриона и плода занимается эмбриология.

    Филогенез

    Выше подробно была рассмотрена такая часть морфогенеза как онтогенез. Однако стоит уделить внимание также филогенезу — развитию отдельных видов в процессе эволюции. Как и в онтогенезе, в филогенезе также есть свои принципы, на которых он построен:

    • Дифференциация — в процессе формирования организма определенная часть клеток становится обособленной, обретая собственные функции и уникальное строение. Эта совокупность клеток образует отдельную ткань или орган.
    • Интеграция — укрепление связей между отдельными клетками и целыми системами органов.
    • Каждый орган имеет как основную функцию, так и множество второстепенных, которые дают возможность преобразовываться и адаптироваться к новым условиям.
    • Основная функция может как утрачиваться, так и обретать большее значение в зависимости от новых условий.
    • Развитие органов может быть как в сторону большего совершенствования и усложнения, то есть прогрессирования, так и в сторону упрощения (регрессирования).
    • Корреляция — все части организма находятся в тесной взаимосвязи друг с другом, изменение одной его части несет за собой изменение всего организма.

    Таким образом, морфогенез и его биологическая сущность крайне комплексны и сложны. Постоянное взаимодействие отдельных этапов индивидуального и эволюционного развития организма обеспечивают возможность к его существованию в постоянно меняющейся внешней среде.

    Источник: bisbroker.ru

    Оставить комментарий

    Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

    *