- تاريخ علم الأحياء النمائي
- نظرية التهيئة
- نظرية التوليد التلقائي
- البيضة وأصل الحياة
- التغييرات أثناء النمو
- مندل ، قنفذ البحر وأنبوب اختبار
- دراسات وتطبيقات علم الأحياء التطوري
- نمو الخلايا
- تمايز الخلايا
- التشكل
- تحديات علم الأحياء النمائي
- المراجع
و علم الأحياء للتنمية هو دراسة العمليات التطورية تشارك في تكوين الكائنات متعددة الخلايا من الحمل، والولادة، والنمو، والشيخوخة والموت.
تُعرف هذه العمليات في العالم العلمي باسم تطور الجنين ، وهو مصطلح يصف جميع الخطوات التي يمر بها الكائن الحي من أصله إلى تطوره الكامل.
المصدر: atlasdeanatomia.com
لا تكمن أهمية علم الأحياء التنموي في جعل عملية تكوين الكائنات الحية معروفة بعمق فحسب ، بل تكمن أيضًا في توقع الظهور المحتمل للتشوهات الوراثية في بعض الحالات ، وذلك بفضل التقدم العلمي الذي ظهر في هذا المجال.
تاريخ علم الأحياء النمائي
كان السؤال الكبير حول أصل الحياة وتطورها يطارد الفلاسفة والعلماء ، الذين قاموا في بحثهم لفهم العمليات التطورية بتوليد فرضيات واكتشافات مهمة في مجال علم الأحياء التطوري ، حتى قبل أن يطلق عليها من ذلك الطريق.
نظرية التهيئة
لقد كانت فرضية وراثية قديمة تضمن أن الكائن الحي قد تم تكوينه بالكامل بالفعل في أكثر مراحله دقيقة وأن تطوره حدث من خلال نمو ذلك الكائن. كان الإغريق Leucippus of Miletus (القرن الخامس قبل الميلاد) و Democritus (القرن الخامس قبل الميلاد) من أسلافه الرئيسيين.
نظرية التوليد التلقائي
أشار الفيلسوف اليوناني أرسطو (384 قبل الميلاد - 322 قبل الميلاد) ، الذي يعتبر أبو علم الأحياء ، إلى أن الحياة حدثت بطريقتين: من خلال التكاثر الجنسي ، استجابة لتصميم الله الخالق. ومن خلال التكاثر التلقائي.
اقترحت نظرية التوليد التلقائي أن الحياة تولدت عن طريق اتحاد الأرض والهواء والماء والنار. على سبيل المثال ، اعتقد أرسطو أن الذباب يأتي من لحم فاسد وأن بعض الحشرات ولدت من الخشب أو الأوراق أو جلد الحيوانات.
وعلى الرغم من صعوبة تصديق هذه النظرية اليوم ، إلا أن هذه النظرية كانت الأكثر قبولًا لفترة طويلة ، إلى أن أسس العالم لويس باستور (1822-1895) ما يُعرف الآن باسم قانون التكوُّن الحيوي ، والذي يضمن مبدأه وجود كائن على قيد الحياة لا يمكن إلا أن يأتي من كائن حي آخر.
البيضة وأصل الحياة
قبل وقت طويل من مساهمة باستور ، درس الطبيب الإنجليزي ويليام هارفي (1578-1657) تطور بيض الدجاج وخلص إلى أن جميع الكائنات الحية تتكاثر بطريقة مماثلة.
نشر نظريته في كتابه "تمارين حول تكوين الحيوانات" (1651) حيث اقترح لأول مرة أن يتكاثر البشر من خلال إخصاب البويضة. ومن هناك قام بتوسيع نطاق بحثه ليشمل تحليل الثدييات.
التغييرات أثناء النمو
اقترح الطبيب الألماني كاسبار فريدريش وولف (1733-1794) ، المعروف بمؤسس علم الأجنة ، في أعماله Theoria Generationis (1759) و De تشكيل Intestinorum (1769) أن تطور الكائنات الحية يأتي من تمايز هو ينتج تدريجيا.
تدحض نظريته نظرية التشكل المسبق ، من خلال شرح أن هناك عناصر في مرحلة البلوغ غير موجودة خلال المرحلة الجنينية ، ولهذا خلص إلى أن هذه العناصر تتشكل بمرور الوقت.
مندل ، قنفذ البحر وأنبوب اختبار
جاءت إحدى أهم المساهمات من تجارب الإخصاب التي أجريت في نهاية القرن التاسع عشر على قنافذ البحر ، حيث وجد أن البويضة المخصبة تحتوي على عناصر من كلا الوالدين متحدتين في نواة.
في عام 1865 ، قدم جريجور مندل (1822-1884) بحثه المعروف اليوم في جميع أنحاء العالم باسم قوانين مندل ، والذي شرح فيه الوراثة الجينية التي تنتقل من الأب إلى الابن.
بحلول عام 1978 ، كان العالم قد وُلد أول إنسان في المختبر واليوم من المفهوم أن جيل كائن حي يتطلب مزيجًا من عنصرين من نفس النوع لإنتاج شخص آخر له نفس الخصائص.
علميًا ، من المفهوم أيضًا أن الكائنات الحية تتكون من خلايا نشأت بفضل تكاثر الخلايا الجذعية.
دراسات وتطبيقات علم الأحياء التطوري
مع الأخذ في الاعتبار أن العلماء يعرفون بالفعل كيفية إنتاج كائن حي ، يركز علم الأحياء التطوري حاليًا على إجراء دراسات حول العمليات التي تتطور أثناء التكوين والنمو.
يشرح الخبراء في علم الأحياء التنموي أن هناك نوعين من التكاثر: الجنسي ، والذي ينطوي على مشاركة شخصين من جنسين مختلفين ؛ وغير جنساني حيث ينتج كائن حي فردًا آخر ، مما ينتج عنه نسخة دون تبادل المواد الجينية.
مثال على هذا النوع من التكاثر يحدث في بكتيريا Escherichia coli أو الأميبا.
بعد النشاط الجنسي أو اللاجنسي ، تبدأ البيولوجيا التطورية عملها من خلال التركيز على كائنات الدراسة التالية:
نمو الخلايا
تبدأ هذه العملية عندما تنقسم الخلية الجذعية إلى خليتين منتجة خليتين ، ومن هناك تبدأ مرحلة تكاثر الخلايا المذكورة أعلاه.
لتحقيق ذلك ، تتكثف جزيئات الحمض النووي وتشكل الكروموسومات ، والتي تُرى من خلال المجاهر على أنها هياكل على شكل قضيب مع عنصر مركزي يقسمها إلى ذراعين.
تمايز الخلايا
أثناء تمايز الخلايا ، تولد الخلية غير المتخصصة ، التي ليست أمًا ، أنواعًا أخرى من الخلايا ستكون جزءًا من عناصر محددة للكائن الحي.
هذه الأنواع من الخلايا هي خلايا عضلية (خلايا عضلية) ، وخلايا كبدية (خلايا كبدية) ، وخلايا ستروسية (خلايا الأمعاء) أو خلايا عصبية (خلايا الجهاز العصبي).
يؤثر التمايز الخلوي أيضًا على تكوين جنس الفرد ، كما يحدث في خلايا الخطوط الجرثومية الموجهة للأعضاء التناسلية للكائن النامي.
تتولد الأمشاج الذكرية في هذه الخطوط الجرثومية ، وهي عملية تسمى تكوين الحيوانات المنوية. أو البويضات في حالة الإناث ، تسمى التكوُّن.
التشكل
هذه العملية هي التي تعطي الشكل للأعضاء والجسم بشكل عام للكائن الحي ، من خلال تكوين الأنسجة أثناء التطور الجنيني.
تحديات علم الأحياء النمائي
يشجع علم الأحياء التنموي باستمرار الأبحاث الجديدة المتعلقة بتكوين الكائنات الحية ، بهدف التقدم في الوقاية من الأمراض والشذوذ.
يدرس العلماء النمو غير الطبيعي للخلايا من خلال التحقيق في أمراض مثل السرطان ، التي تكمن خصائصها بدقة في تكاثر غير طبيعي للخلايا.
لهذا السبب ، فإن فهم العمليات سيجيب على العديد من الأمور المجهولة وربما يجلب اكتشافات لعناصر لم تنشأ بعد في التطور المعقد لكائن حي.
نمو غير طبيعي للخلايا
المصدر: ويكيميديا كومنز
المراجع
- لورا كاستيلانو ، غوادالوبي مارتينيز ، خوان لوبيز ، باتريشيا كويلار ، خيسوس غارسيا. (2010). أمشاج قنفذ البحر كنموذج لدراسة الإخصاب. مأخوذة من pdfs.semanticscholar.org
- علم الأحياء النمائي. (2015). مأخوذة من web.uamex.mx
- تطوير علم الأحياء. (2015). مأخوذة من plato.stanford.edu
- أندريا بروكوب. (2018). ما هو علم الأحياء التطوري ولماذا هو مهم؟ مأخوذة من openaccessgoverment.org
- علم الأحياء النمائي. (2019). مأخوذة من nature.com
- كونراد إتش وادينجتون. (2019). التطور البيولوجي. مأخوذة من britannica.com
- علم الأحياء النمائي. (2019). مأخوذة من atlasdeanatomia.com