Морфогенетические поля в развитии

Система, в которой в определенном направлении могут развиваться многие части, но в действительности развивается только одна, называется морфогенетическим полем. Мы подробно рассмотрим эту систему в следующем разделе. Доминирование одной части поля над другой обеспечивает упорядоченность развития. Благодаря этому у Полина образуется один головной отдел именно там, где он должен быть, а у цыпленка образуются также на своих местах один хвост, два крыла и две задние конечности. Кроме того, морфогенетическое поле обеспечивает лабильность, поскольку, если по каким-либо причинам доминирующая область морфогенетического поля разрушится, ее заменит соседняя. У кишечнополостных, например, головной отдел в норме образуется только из верхней части стебля. Но если головной отдел случайно разрушится, то из нижележащих тканей образуется новый. [c.149]

Б современном виде концепция морфогенетического поля была сформулирована американским эмбриологом Ч. М. Чайлдом. Чайлд первым обнаружил, что в морфогенетических полях одна область доминирует над другой благодаря преимущественной способности образовывать данную структуру и подавлять ее образование в соседней области. Чайлд и его ученики описали много примеров образования поля при регенерации кишечнополостных, плоских червей и морских звезд, а также в эмбриональном развитии. Так, мы говорим о полях головы, конечности, хвоста, сердца и т. д. Для того чтобы понять, чем обусловлено доминирование одной области над другой, делались попытки математического описания морфогенетических полей. Ниже приводится одна из таких попыток. [c.149]

Скорость развития головного отдела в области I может быть больше, равна или меньше, чем в области II, в зависимости от относительных потенций клеток и от их числа в каждой области. Однако различий в потенциях развития недостаточно для создания морфогенетического поля, так как если изолировать обе области друг [c.149]

Незавиеимо от природы механизмов, обеспечивающих клетки позиционной информацией, зона их действия довольно ограниченна они обычно эффективны лишь в пределах небольших областей (морфогенетических полей), длина которых составляет около I мм, что соответствует примерно 100 или менее клеточным диаметрам. Отсюда следует, что существует предел количества деталей, которые могут быть заложены на столь ограниченном пространстве. Именно поэтому конечное позиционное значение клетки приходится фиксировать в виде последовательных элементов позиционной информации, записываемых на разных стадиях развития. В связи с этим механизм детерминации, основанный на клеточной памяти, совершенно необходим для развития крупных, сложно устроенных животных. Различие между головой и хвостом должно закладываться еще тогда, когда длина соответствующих зачатков не превышает мм. К том> времени, когда длина животного достигнет сантиметра или метра, события, в результате которых возникли эти различия, будут уже древней историей и для того, чтобы данные различия сохранялись, клетки должны обладать хорошей памятью. [c.101]

В гл. 8 были приведены данные, свидетельствующие о том, что у миксомицетов судьба любой клетки (превратится ли она в спору, станет ли клеткой стебелька или базального диска) зависит от ее положения в многоклеточном агрегате. В гл. 9 было показано, что у кишечнополостных способность отдельных участков тела к регенерации зависит от их относительного положения в организме. В этой же главе была изложена концепция морфогенетического поля. Эти явления можно объяснить, исходя из того, что на каждую клетку воздействуют все окружающие ее клетки. Характер взаимодействия варьирует в зависимости от полонгения клетки в системе. Таким образом определяется весь упорядоченный спектр дифференцировок. Ниже мы рассмотрим еще более сложные примеры клеточных взаимодействий,, происходящих в процессе развития зародышей позвоночных. [c.185]

В процессе развития глаза между клетками и тканями возникают сложные взаимодействия (индукционные и тормозящие), характерные для морфогенетического поля. Как уже говорилось в гл. 10, в развивающемся переднем мозге появляются два боковых выпячивания — глазных пузыря. Глазные пузыри дорастают до эктодермы. В зоне контакта с эктодермой глазной пузырь индуцирует в ней образование линзы (рис. 11-3, 5). Эктодерма утолщается, погружается внутрь и отшнуровывается, образуя зачаток липзы. Клетки наружной поверхности линзы (обращенные к эктодерме) остаются плоскими и образую,т линзовый эпителий. Клетки внутренней поверхности (обращенные к глазному пузырю) значительно утолщаются и начинают синтезировать специфические линзовые белки, которые кристаллизуются в линзовые волокна. Меридиональное расположение волокон приводит к образованию двояковыпуклой липзы. Находящаяся над линзой роговица состоит из клеток двух типов. Наружный ее слой образуют эпителиальные клетки, внутренний — рыхлые мезенхимные. В радужине развиваются пигментные клетки и мышцы, контролирующие размер зрачкового отверстия. Между тем после контакта с эктодермой полость глазного пузыря уменьшается, его стенка впячивается, и в конце концов он принимает вид чаши рис. 11-3, В, Г). В толстом внутреннем слое образуются фоторецепторы и нервные клетки (сетчатка). Тонкий наружный слой превращается в пигментный эпителий. Волокна нервных клеток через глазной стебелек попадают в мозг. Опыты, поставленные па зародышах амфибий, позволили установить следующие факты. [c.191]

Естественно, что первые попытки модельного описания онтогенеза имели чисто биологический характер. Гурвич предложил формальный метод трактовки межклеточных взаимодействий в морфогенезе, связав с каждой клеткой некоторое биологическое поле)-), выходящее за пределы клетки и влияющее на ее соседей. Поля нескольких клеток векторно суммируются и вызывают перемещение клеток, необходимое для формообразования (1944). Уоддингтон ввел понятие эпигенетического ландшафта. Развитие организма уподобляется движению по пересеченной местности в фазовом пространстве. Маршрут движения определяется характером местности и внешними воздействиями. В онтогенезе происходит канализация развития — морфогенетические потенции клеточных популяций постепенно ограничиваются. Уоддингтон называет креодом канализованную траекторию развития, притягивающую к себе ближайшие (1968). [c.575]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология