Сравнительна характеристика
эпигенеза и преформизма
Выполнила Кузина В.А. ББ-204/1
Как развивается живой организм?
На протяжении истории биологии ученые стремились понять, как
единственная
оплодотворенная клетка дает начало сложному
многоклеточному организму.
Две ключевые теории, пытавшиеся объяснить этот процесс, -
преформизм и эпигенез, отражают постоянное столкновение в биологической мысли.
Это противостояние характерно для всех областей, изучающих развитие, будь то индивидуальное или историческое, но особенно ярко оно проявлялось в дискуссиях об индивидуальном развитии.
Интересно, что в донаучную эпоху преформизм и эпигенез иногда сочетались, например, в представлении о том, что мужское семя прорастает в женском лоне, подобно семени растения в почве.
Преформизм
(от лат. praeformo – заранее образую, предобразую)
- учение о наличии в половых клетках материальных структур, предопределяющих развитие зародыша и признаки развивающегося из него организма. По теории организмы не «развиваются», а, скорее, «развертываются».
Считалось, что структуры и свойства будущего
организма заложены в нем еще до рождения.
Более того, в этом еще не родившемся организме содержатся невидимые зачатки будущих поколений. Теория возникла и достигла пика популярности в 17-18 веках, основывалась на убеждении, что под несовершенными линзами уже можно было увидеть зачатки будущего организма. Два основных направления:
Овизм (зародыш сформирован в яйцеклетке,
сперматозоид активирует развитие).
А Б
Иллюстрации взглядов преформистов
А- овисты Б-анималькулисты
Эпигенез
(от греч. epi — «после», «сверх», и genesis — «возникновение»)
учение, согласно которому в процессе зародышевого развития происходит постепенное и последовательное новообразование органов и частей зародыша из бесструктурной субстанции. Развитие - это последовательное формирование новых структур и функций. Эпигенетики отказались от идеи божественного творения живого и подошли к научной постановке проблемы происхождения жизни. В 17-18 вв. возникла идея необратимого исторического развития живой природы -
идея эволюции органического мира. Переход от представления о трансформации видов к идее эволюции предполагал рассмотрение процесса образования видов в его истории, развитие идей о возникновении качественно нового в таком историческом процессе.
В 18 веке член Петербургской Академии наук К.Ф.Вольф провел детальное изучение развития яйца курицы и
показал, что появление зачатков органов идет
Каспар Фридрих Вольф
- немецкий и российский анатом и физиолог, академик Петербургской
Академии Наук.
Сравнение №1:
Исходная Структура
1
Преформиз
м
В основе развития лежит уже существующий, хотя и миниатюрный, организм.
Все органы, ткани и будущие признаки присутствуют с самого начала, в половой клетке, как уменьшенная копия взрослой формы.
2
Эпигенез
Развитие начинается с оплодотворенной яйцеклетки. Нет предопределенных структур или органов взрослого организма, возникают в процессе последовательных взаимодействий между генами и окружающей средой.
Сравнение №2:
Роль Наследственности
1
Преформиз
м
Наследственность играет абсолютно детерминирующую роль. Все признаки и особенности будущего организма полностью предопределены и жестко закодированы в миниатюрной структуре, находящейся в половой клетке.
2
Эпигенез
Наследственность играет важную, но не единственную роль. Генетическая информация – «инструкция» для развития, но она не является неизменной.
Сравнение №3:
Роль Окружающей Среды
1 2
Преформиз м Эпигенез
Практически не играет роли в развитии организма. Поскольку все структуры и признаки уже предопределены и находятся в половой клетке, внешние факторы рассматриваются как несущественные для процесса развертывания. Любые отклонения от "нормы" объяснялись не влиянием среды, а дефектами в предопределенной структуре.
Играет важную роль в регуляции экспрессии генов и в формировании фенотипа. Внешние факторы могут оказывать значительное влияние на развитие организма, модулируя активность генов и изменяя траекторию развития. Это позволяет организму адаптироваться к меняющимся условиям среды, передавая эти изменения потомству
Сравнение №4: |
|||
Механизмы Развития |
|||
1 |
|
2 |
|
Преформиз |
|
Эпигенез |
|
м |
|
||
Механизмы развития практически |
Механизмы развития представляют собой сложную систему |
||
взаимодействий и регуляторных процессов, включающих: |
|||
не рассматриваются, поскольку |
|||
|
Сигнальные пути - цепочки молекулярных взаимодействий |
||
акцент делается на |
|||
|
для координации развития. |
||
предопределенности. Развитие, по |
|
||
|
Клеточные взаимодействия |
||
сути, сводится к пассивному |
|||
|
Дифференциация клеток |
||
увеличению размеров и |
|||
|
Морфогенез - формирование органов и тканей посредством |
||
"развертыванию" существующих |
|||
|
клеточных движений. |
||
структур, без активных процессов |
|
||
|
Апоптоз - удаление ненужных или поврежденных клеток. |
||
дифференциации, морфогенеза или |
|||
|
Эпигенетические механизмы - регуляция экспрессии генов |
||
регуляции |
|||
|
без изменения последовательности ДНК, влияющая на |
||
|
|
||
|
|
дифференциацию и развитие. |
|
Сравнение №5:
Подтверждения и
1 Опровержения2
Преформиз м Эпигенез
Изначально, отсутствие видимых сложных |
|
Открытие эпигенетических механизмов предоставляет |
структур в половых клетках под |
конкретные механизмы, посредством которых среда может |
|
несовершенными микроскопами 17-18 веков влиять на развитие и наследование признаков. Наблюдение |
||
интерпретировалось как косвенное |
|
за развитием эмбрионов с использованием современной |
подтверждение преформизма. Считалось, что |
микроскопии демонстрирует поэтапное формирование |
|
эти структуры просто слишком малы, чтобы |
|
сложных структур из простых. |
их увидеть. |
|
|
Сравнение №6:
Эволюционная перспектива
1
Преформиз
м
Плохо согласуется с эволюционным учением, поскольку предполагает, что все формы жизни уже существуют с момента создания мира и не изменяются во времени. Теория не может объяснить появление новых видов и адаптацию организмов к меняющимся условиям среды.
2
Эпигенез
Хорошо согласуется с эволюционным учением, позволяет объяснить, как организмы могут адаптироваться к меняющимся условиям среды и эволюционировать. Эпигенетические изменения могут влиять на фенотип и передаваться потомству, что может приводить к появлению новых признаков, способствовать эволюционному процессу. Эпигенетика может играть роль в быстрой адаптации к новым условиям и в фиксации этих изменений в геноме.