Основные методологические подходы в биологии развития. Общие закономерности развития человека и других позвоночных (Лекции № 1-8 по дисциплине "Биология индивидуального развития")

Биология индивидуального развития – область науки, изучающая закономерность организмов. Предметом изучения БИР являются:

Предзародышевый период развития – формирование половых клеток

Зародышевый период развития – от оплодотворения до выхода

Постэмбриональный период – развитие после рождения, метаморфоз личности

Так же в области рассмотрения современной БИР находятся такие проблемы, как регенерация, бесполое и вегетативное размножение, уродливые патологические.

Биология развития является интегральной наукой о развитии многоклеточных организмов, включающей в качестве составных частей описательную, экспериментальную и сравнительную эмбриологию, молекулярную биологию и генетику развития, а также вопросы эволюции геномов и отдельных генов многоклеточных в связи с преобразованиями развивающихся форм и структур. Биология развития изучает не только ранние этапы развития яйца, но также формирование личинок с прямым развитием или метаморфозом, постнатальное развитие, а также болезни развития.

Основные методологические подходы в биологии развития. Они достигаются благодаря широкому и комплексному применению методов исследования: 1) экспериментальной эмбриологии (умерщвление, удаление, трансплантация частей зародыша и зачатков тканей или отдельных клеток); 2) культивирование эмбриональных стволовых клеток, клеточных линий (их маркировка) зачатков тканей и органов с целью прослеживания их судьбы в дальнейшем развитии; 3) генетических, молекулярно-генетических и молекулярно-биологических методов, включая методы переноса генов, их частей, получения трансгенных и нокаутированных животных; 4) компьютерные методы (in silico) моделирование развития.

Экспериментальная биология 19-20 веков как провозвестник современной биологии развития. От наблюдения к эксперименту, от экспериментов с бластомерами, тканями и органами к экспериментам со специализированными клетками и макромолекулами. От клонирования генов к клонированию животных. Генотерапия и клонирование эмбриональных стволовых клеток на службе у медицины будущего.

Эмбриология – наука об индивидуальном развитии организма. В переводе с греческого языка embrio (в оболочках) – означает зародыш или утробный плод. Т. о. эмбриология это наука о закономерностях образования и развития зародыша.

В зависимости от задач и методов исследования внутриутробного развития различают:

-  описательную эмбриологию

-  сравнительную эмбриологию (изучение зародыша путем сопоставления различных видов животных)

-  эволюционную эмбриологию (развитие организмов для выяснения закономерностей онтогенеза)

-  биохимическую эмбриологию (направление, изучающее биохимические аспекты развития зародыша)

-  гистологическую эмбриологию (изучение процессов развития на тканевом и клеточном уровнях)

-  экспериментальную эмбриологию (изучение эмбриогенеза в условиях эксперимента путем искусственного перемещения клеток и тканей, изменения материала эмбриональных зачатков для целенаправленного воздействия на него)

-  медицинскую эмбриологию (изучение закономерностей эмбрионального развития человека, а также причин нарушений развития и возникновения пороков развития, влияния факторов внешней среды на эмбриогенез, механизмы регуляции эмбриогенеза.)

В последние десятилетия на стыке эмбриологии с цитологией, генетикой и молекулярной биологией возникла БИР – наука, изучающая причинные механизмы и движущие силы онтогенеза растений и животных. БИР это новый этап в изучении закономерностей онтогенеза. Она возникла на основе синтеза эмбриологии, молекулярной биологии, гистологии, биохимии, цитологии, иммунологии и др. Но в отличие от этих наук, которые изучают статические и циклические процессы (т.е. неизменные и необратимые) - БИР это наука, изучающая становление процессов развития сложных и совершенных природных систем.

Каждый живой организм в процессе индивидуального развития от зачатия