Эксперименты с эмбрионами


В
начале XX века биологи задались фундаментальными вопросами о строении и развитии организмов. Где именно в эмбрионах хранится информация о пути их развития? Содержится ли она в каждой клетке или лишь в некоторых клетках эмбриона? И в каком виде записана эта информация — может быть, в виде какого-то химического вещества?
Начиная с 1903 года немецкий эмбриолог Ханс Шпеман исследовал механизмы, позволяющие клеткам эмбриона преобразовываться в ходе развития в клетки и ткани взрослого организма. Главная поставленная им задача состояла в том, чтобы узнать, содержится ли в каждой клетке эмбриона достаточно информации, чтобы сформировать целый организм, или же часть этой информации записана в одних клетках, а часть — в других.

Работая с икринками тритона, которые легко раздобыть и которыми довольно просто манипулировать в лабораторных условиях, Шпеман придумал остроумный эксперимент. Он отрезал прядь волос у своей маленькой дочери и сделал из них миниатюрные затяжные петли. Волосы младенцев — замечательный материал: мягкие, тонкие и гибкие, они прекрасно подходят для изготовления инструмента, позволяющего поймать в затяжную петлю и разделить на две половинки крошечный шарик тритоновой икринки. Именно это Шпеман и проделывал с икринками, перетягивая их пополам вместе с заключенными в них развивающимися эмбрионами. Проведя некоторые манипуляции с ядрами клеток, он давал полученным половинкам икринок развиваться дальше и смотрел, что из этого выйдет. А выходило вот что: из обеих половинок разделенного надвое эмбриона развивалось по тритону-близне- цу с совершенно нормальным строением тела. Оба близнеца были вполне жизнеспособны. Отсюда следовал очевидный вывод: из одной оплодотворенной яйцеклетки может развиться более одной особи. Примерно так и возникают однояйцевые (или монозиготные, то есть произошедшие из одной яйцеклетки) близнецы. Этими экспериментами Шпеман доказал, что у эмбриона на ранних стадиях развития некоторые клетки способны сами по себе развиться в полноценный взрослый организм.
Но это было только начало. За этим экспериментом последовали новые, которые принесли с собой новые открытия.
В двадцатых годах XX века Хильда Мангольд, аспирантка Шпемана, работавшая в его лаборатории, начала свои исследования крошечных эмбрионов. Она отличалась удивительной ловкостью рук, и эта способность позволила ей поставить ряд исключительно сложных экспериментов. На той стадии развития, с которой работала Хильда, эмбрион тритона представляет собой сферу диаметром около полутора миллиметров. Хильда


i-й разви- 2*й разви-              2-й разви-              два эмбриона,
вающийся вающийся              вающийся              развившиеся
эмбрион эмбрион              эмбрион              из              2-го


Всего лишь пересадив на один эмбрион кусочек ткани другого, Хильда Мангольд получила тритонов-близнецов.
отделяла от одного эмбриона кусочек ткани размером меньше булавочной головки и пересаживала его на развивающийся эмбрион другого вида.
При этом она брала кусочки для пересадки не откуда попало, а только из области, где перемещались и образовывали складки клетки, из которых должны были образоваться зародышевые листки. У исследовательницы это выходило так ловко, что эмбрион с привитым на него кусочком другого эмбриона благополучно продолжал развиваться. Результат этого эксперимента принес приятный сюрприз. Пересаженный участок ткани привел к образованию целого нового тела, наделенного спиной, позвоночником, брюхом и даже головой.
Почему все это так важно? Хильда Мангольд открыла небольшой участок ткани, который заставлял другие клетки сформировать целое тело, обладающее нормальным планом строения. Крошечный, но необычайно важный участок ткани, ответственный за такой характер развития, назвали организатором.
За открытия, сделанные Хильдой Мангольд в ходе работы над диссертацией, была в итоге присуждена Нобелевская премия — но не ей самой. Она трагически погибла (от взры-
еа керосинки на кухне), когда полученные ею результаты еще даже не были опубликованы. Нобелевскую премию по медицине — “за открытие эффекта организатора в эмбриональном развитии” — получил в 1935 году ее руководитель Ханс Шпеман.
В наши дни многие ученые считают работу Хильды Мангольд самым важным экспериментом в истории эмбриологии.
Примерно в то же время, когда Хильда Мангольд проводила этот эксперимент в лаборатории Шпемана, другой немецкий эмбриолог, Вальтер Фогт, разработал остроумные методы ме- чения клеток или групп клеток. Эти методы позволили ему непосредственно наблюдать, что происходит с теми или иными клетками по мере развития эмбриона. Пользуясь ими, Фогг составил карты, показывающие, из какого участка эмбриона на ранних стадиях развития впоследствии формируется каждый орган. Эти карты показывали, какая судьба постигает те или иные клетки молодого эмбриона в ходе его дальнейшего развития по мере того, как проявляется заложенный в нем план строения.
Благодаря первым эмбриологам, таким как Пандер, Бэр, Шпеман и Мангольд, мы узнали, что можно проследить путь развития всех частей нашего взрослого организма из отдельных участков клеток зародыша на стадии простого трехслойного диска, а кроме того, что формирование общей схемы строения тела происходит за счет действия клеточного участка-орга- низатора, открытого Мангольд и Шпеманом.
Разбирая и собирая эмбрионы по кусочкам, можно убедиться, что у всех млекопитающих, птиц, амфибий, рептилий и рыб есть свои участки-организаторы. Иногда можно даже заменить организатор в эмбрионе на другой, взятый из эмбриона совсем другого вида. Например, если пересадить участок-организатор, взятый из эмбриона курицы, на эмбрион тритона, из этого эмбриона разовьются тритоны-близнецы.

Но что такое этот организатор? И что такое в нем заключено, что говорит клеткам, по какому плану им строить развивающееся тело? Разумеется, это ДНК. И в этой-то ДНК мы и найдем внутренний рецепт, общий для нас и для всех остальных животных.
<< | >>
Источник: Нил Шубин. Внутренняя рыба: История человеческого тела с древнейших времен до наших дней. 2010

Еще по теме Эксперименты с эмбрионами:

  1. В. Т. Харчева. Основы социологии / Москва , «Логос», 2001
  2. Тощенко Ж.Т.. Социология. Общий курс. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Прометей: Юрайт-М,. – 511 с., 2001
  3. Е. М. ШТАЕРМАН. МОРАЛЬ И РЕЛИГИЯ, 1961
  4. Ницше Ф., Фрейд З., Фромм Э., Камю А., Сартр Ж.П.. Сумерки богов, 1989
  5. И.В. Волкова, Н.К. Волкова. Политология, 2009
  6. Ши пни Питер. Нубийцы. Могущественная цивилизация древней Африки, 2004
  7. ОШО РАДЖНИШ. Мессия. Том I., 1986
  8. Басин Е.Я.. Искусство и коммуникация (очерки из истории философско-эстетической мысли), 1999
  9. Хендерсон Изабель. Пикты. Таинственные воины древней Шотландии, 2004
  10. Ишимова О.А.. Логопедическая работа в школе: пособие для учителей и методистов., 2010
  11. Суриков И. Е.. Очерки об историописании в классической Греции, 2011
  12. Бхагван Шри Раджниш. ЗА ПРЕДЕЛАМИ ПРОСВЕТЛЕНИЯ. Беседы, проведенные в Раджнишевском Международном университете мистицизма, 1986
  13. Фокин Ю.Г.. Преподавание и воспитание в высшей школе, 2010
  14. И. М. Кривогуз, М. А. Коган и др.. Очерки истории Германии с Древнейших времен до 1918, 1959
  15. Момджян К.Х.. Введение в социальную философию, 1997
  16. Джон-Роджер, Питер Маквильямс. Жизнь 101, 1992
  17. А.С. Панарин. Философия истории, 1999
  18. Виталий Третьяков. НАУКА БЫТЬ РОССИЕЙ, 2007
  19. В. Н. Ярхо. Первый Ватиканский Мифограф, 2000