3. Методы экспериментальной эмбриологии. Опыты ученых

Методы экспериментальной эмбриологии:

• Изучение фиксированных срезов зародышей с помощью световой и электронной микроскопии, гисторадиоавтографии, гисто- и иммуноцитохимии. Эти методы позволяют анализировать тканевые и внутриклеточные изменения в динамике развития частей зародыша. 

• Маркировка частей зародыша витальными красителями. Метод позволяет изучать перемещение клеток в развивающемся зародыше. 

• Методы микрохирургии. Они включают в себя снятие оболочек яиц животных, пересадку частей одного зародыша другому и др. Эти методы используются при изучении последствий разрушения частей зародыша или отдельных его клеток. 

• Трансплантация. Метод, при котором пересаживается маркированный участок зародыша на место ранее удалённого. Применяется для выявления путей миграции клеток и источников развития тканей. 

• Эксплантация. Извлечение участка зародыша и выращивание его в искусственной среде. С помощью этого метода можно получать информацию об источниках развития тканей из данного участка зародыша и выявлять гистогенетические закономерности развития.

• Трансплантация ядер. Метод получения генетической копии особи.

Опыты учёных:

• Опыты Ру. Немецкий учёный использовал казуально-аналитический метод, чтобы выяснить, все ли причины для развития части зародыша заключены в ней самой или же она требует воздействия внешней среды. Для этого он пересаживал зародышевые зачатки органов тому или другому зародышу. Эти исследования позволили Ру обосновать положение, что причинами развития зародыша являются не только внешние условия, но и то, что он несёт в себе детерминирующие факторы сохранения и развития.

• Опыты Гёрдона.  Пересадка ядер из клеток эпителия кишки головастика шпорцевой лягушки в икринку лягушки, ядро которой было инактивированно ультрафиолетовым лучом, привела к появлению новых особей. Данные опыты заложили основу клонирования высших позвоночных и способствовали появлению (в 1997 г.) знаменитой овцы Долли. 

• Опыты Шпемана. Учёный разрабатывал методы микрохирургии, которые включали снятие оболочек яиц животных, пересадку частей одного зародыша другому и др. Также он изучал последствия разрушения (например, с помощью лазерного луча) частей зародыша или его отдельных клеток. 

• Опыты Дриша. Учёный отделил друг от друга два первых бластомера и обнаружил, что из каждого бластомера развилась целая личинка без всяких морфологических дефектов. Такое явление — развитие целого из части — Дриш назвал эмбриональной регуляцией. 

4. Роль эмбриональной индукции в морфообразовательном процессе

Эмбриональная индукция — это взаимодействие между частями развивающегося организма у многоклеточных, беспозвоночных и всех хордовых, при котором одни участки зародыша направляют развитие других.

В качестве индукторов могут быть различные факторы — питательные вещества, кислород, уровень рН, концентрация солей, гормоны, медиаторы.

Роль эмбриональной индукции в морфообразовательном процессе заключается в взаимодействии частей развивающегося зародыша, при котором один участок влияет на «судьбу» другого участка. Это запускает череду формообразовательных процессов.

Опыты Шпемана показали, что на самых ранних стадиях судьба частей эмбриона не определена. Например, если кусок презумптивной кожной ткани иссечь и пересадить в участок презумптивной нервной ткани, он сформирует нервную ткань, а не кожу.

В одном из опытов Шпеман и его ученица X. Мангольд пересаживали хордомезодерму (спинную губу бластопора) от одного вида тритона на брюшную сторону такой же гаструлы другого вида тритона. Результат разительно отличался от результатов других пересадок. Пересаженная ткань не меняла своей судьбы в соответствии с новым положением. Напротив, она вела себя так, как будто находится на старом месте: образовывала впячивание и мигрировала под наружный слой клеток. Из неё, как и в норме, впоследствии формировались хорда и мезодерма. А вот из эктодермы над местом пересадки формировались не покровы, а дополнительная нервная система. Иногда на месте пересадки возникал целый дополнительный зародыш.