Клеточная дифференцировка и усложнение формы организма
Клеточная дифференцировка и усложнение формы - независимые процессы, обеспечивающие развитие многоклеточного организма.
Одна из главных проблем эмбриологии - объяснить, каким образом из сравнительно простого по строению яйца развивается более сложный многоклеточный организм. Установлено, что это развитие состоит из двух процессов: приобретения различий клетками (клеточной дифференцировки) и усложнения формы (что, подразумевает упорядоченное расположение клеток). Два эти процесса в значительной степени независимы. Это ясно из наглядного примера, который приводят Р.Рэфф и Т.Кофмен в своей замечательной книге "Эмбрионы, гены и эволюция". Они пишут: "Если произвести биохимический анализ правой и левой рук человека и перечислить все образующие их мышцы, сухожилия, кости и т.п., то они окажутся идентичными. Между тем одного взгляда на эти два органа достаточно, чтобы убедиться в том, что они не идентичны. Одна рука не может заменить другую".
Независимость этих процессов демонстрируется и в некоторых опытах - например, опыте по смешиванию цитоплазмы в яйцах асцидии (см. " ОПЛОДОТВОРЕНИЕ "). В то же время дифференцировка и упорядочение расположение клеток взаимосвязаны и могут управляться сходными механизмами. В основе обоих процессов лежит генетическая программа - информация, закодированная в ДНК. Эта программа определяет поведение клеток, от которого зависит и пространственная организация. Клетки дифференцируются в зависимости от своего положения и мигрируют в определенные области в зависимости от дифференцировки.
Поведение клеток можно изучать на разных уровнях. Клетки объединяются в ткани, а ткани - в органы. Органы занимают определенное положение в теле животного и согласованно растут в ходе развития. Правильное взаимное расположение органов определяет план строения животного: например, у насекомых за головными сегментами следуют грудные, а у позвоночных хорда и нервная трубка находятся на спинной стороне тела. За последние 20 лет в изучении процессов, определяющих правильное взаимное расположение органов и их частей, произошел огромный прогресс.
