Morfogenetické pole - Morphogenetic field

AG Gurwitsch analyzoval embryonální vývoj mořského ježka jako vektorového pole , jako by proliferaci buněk do orgánů způsobily domnělé vnější síly.

Ve vývojové biologii na počátku dvacátého století je morfogenetické pole skupina buněk schopných reagovat na diskrétní, lokalizované biochemické signály vedoucí k vývoji specifických morfologických struktur nebo orgánů . Tyto prostorové a časové rozsahy z embryonálního pole jsou dynamické, a v oboru je sbírka interagujících buněk, z nichž se vytvoří určitý orgán. Jako skupina jsou buňky v daném morfogenetickém poli omezeny: buňky v končetinovém poli se tedy stanou tkání končetin , buňky v srdečním poli se stanou srdeční tkání. Specifické buněčné programování jednotlivých buněk v poli je však flexibilní: jednotlivá buňka v srdečním poli může být přesměrována signálem z buňky na buňku, aby nahradila konkrétní poškozené nebo chybějící buňky. Imaginální disky v larvách hmyzu jsou příklady morfogenetických polí.

Historický vývoj

Koncept morfogenetického pole, zásadního na počátku dvacátého století pro studium embryologického vývoje, byl poprvé představen v roce 1910 Alexanderem G. Gurwitschem . Experimentální podporu poskytli experimenty Rosse Granville Harrisona s transplantací fragmentů mločího embrya na různá místa.

Harrison dokázal identifikovat „pole“ buněk produkujících orgány, jako jsou končetiny, ocas a žábry, a ukázat, že tato pole mohou být fragmentována nebo mohou být přidány nediferencované buňky a výsledkem by byla úplná normální konečná struktura. Uvažovalo se tedy o tom, že to bylo „pole“ buněk, nikoli jednotlivé buňky, které byly vzorovány pro následný vývoj konkrétních orgánů. Koncept pole dále rozvíjel Harrisonův přítel Hans Spemann a poté Paul Weiss a další. Koncept byl podobný významu výrazu entelechy vitalistů jako Hans Adolf Eduard Driesch (1867–1941).

Ve 30. letech 20. století však práce genetiků, zejména Thomase Hunt Morgana , odhalila význam chromozomů a genů pro řízení vývoje a vzestup nové syntézy v evoluční biologii snížil vnímanou důležitost polní hypotézy. Morgan byl obzvláště tvrdým kritikem polí, protože gen a pole byly vnímány jako konkurenti pro uznání jako základní jednotka ontogeneze . S objevem a mapováním hlavních řídicích genů, jako jsou geny homeoboxu, se zdálo, že přednost genů je zajištěna. Ale na konci dvacátého století byl koncept pole „znovuobjeven“ jako užitečná součást vývojové biologie. Bylo například zjištěno, že různé mutace mohou způsobit stejné malformace, což naznačuje, že mutace ovlivňovaly komplex struktur jako jednotku, jednotku, která by mohla odpovídat poli embryologie počátku 20. století.

Scott Gilbert navrhl, aby morfogenetické pole bylo prostředníkem mezi geny a evolucí. To znamená, že geny působí na pole, která pak působí na vyvíjející se organismus. Jessica Bolker popsala morfogenetická pole nejen jako začínající struktury nebo orgány, ale jako dynamické entity s vlastními lokalizovanými vývojovými procesy, které jsou ústředním bodem vznikajícího pole evoluční vývojové biologie („evo-devo“). V roce 2005 Sean B. Carroll a jeho kolegové zmiňují morfogenetická pole pouze jako koncept navržený časnými embryology k vysvětlení zjištění, že pupen předních končetin může být transplantován a stále vede k přední končetině; definují „pole“ jednoduše jako „diskrétní oblast“ v embryu.

Reference

Další čtení

externí odkazy

• Viz model a simulace morfogenetického pole na adrese: Lahoz-Beltra, R., Selem Mojica, N., Perales-Gravan, C., Navarro, J., Marijuan, PC, 2008. Towards a Morphogenetic Field Theory. [1]